(57)【要約】【課題】低消費電力でありながらサンプリングレートが高い流量センサとそれを利用したガスメータを提供する【解決手段】流体の流路内に取り付けられる流量センサにおいて、流路１４内に設けられ流路内の圧力変動を検出する圧力変動検出手段１８、２６と、流路１４内に設けられ圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答してそれまでより高い第１のサンプリングレートで駆動される流量検出手段１６とを有することを特徴とする。これによれば、通常時は消費電力が大きい流量検出手段はより低いサンプリングレートで駆動若しくは駆動停止していて、消費電力が小さい圧力変動検出手段が流路内の圧力変動を監視する。そして、一旦圧力変動が検出されると、流量検出手段がより高いサンプリングレートで駆動開始され、精度の高い流量波形の検出を可能にする。従って、消費電力を抑制しつつ、ガス器具などの点火時のガス流量波形を正確に検出することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路内に取り付けられる流量測定装置において、
前記流路内に設けられ、前記流路内の圧力変動を検出する圧力変動検出手段と、
前記流路内に設けられ、前記圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答して、それまでより高い第１のサンプリングレートで駆動される流量検出手段とを有することを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記流量検出手段が前記第１のサンプリングレートで駆動開始されるときに、前記圧力変動検出手段の圧力変動の検出が停止、若しくは圧力変動の検出に対する応答が停止されることを特徴とする流量測定装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記流量検出手段は、前記第１のサンプリングレートでの駆動を所定期間行い、その後、それより低い第２のサンプリングレートでの駆動若しくは駆動停止状態に移行することを特徴とする流量測定装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記流量検出手段は、定常状態において前記第１のサンプリングレートより低い第２のサンプリングレートで駆動され、前記圧力変動検出に応答して、前記第１のサンプリングレートで所定期間駆動されることを特徴とする流量測定装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記圧力変動検出手段は、マイクロホンを有することを特徴とする流量測定装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記流量検出手段は、流体の流路内に超音波を伝搬させてその速度から流速を求める超音波流量計を有し、
前記超音波流量計は、前記圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答して、前記超音波を伝搬する回数を増加することを特徴とする流量測定装置。
【請求項７】
ガス供給路に取り付けられるガスメータにおいて、
ガス流路内に設けられ、前記ガス流路内の圧力変動を検出する圧力変動検出手段と、
前記ガス流路内に設けられ、前記圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答して、それまでより高い第１のサンプリングレートで駆動される流量検出手段と、
前記流量検出手段が前記第１のサンプリングレートで計測したガス流量の時間に対する変化に基づいて、ガス器具を判定する器具判定手段とを有することを特徴とするガスメータ。
【請求項８】
請求項７において、
前記流量検出手段が前記第１のサンプリングレートで駆動開始されるときに、前記圧力変動検出手段の圧力変動の検出が停止、若しくは圧力変動の検出に対する応答が停止されることを特徴とするガスメータ。
【請求項９】
請求項７において、
前記流量検出手段は、前記第１のサンプリングレートでの駆動を所定期間行い、その後、それより低い第２のサンプリングレートでの駆動若しくは駆動停止状態に移行することを特徴とするガスメータ。
【請求項１０】
請求項７において、
前記流量検出手段は、定常状態において前記第１のサンプリングレートより低い第２のサンプリングレートで駆動され、当該検出されたガス流量が積算され、
前記流量検出手段は、前記圧力変動検出に応答して、前記第１のサンプリングレートで所定期間駆動されることを特徴とするガスメータ。
【請求項１１】
ガス供給路に接続されたガス器具を判定するガス器具判定装置において、
ガス流路内に設けられ、前記ガス流路内の圧力変動を検出する圧力変動検出手段と、
前記ガス流路内に設けられ、前記圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答して、それまでより高い第１のサンプリングレートで駆動される流量検出手段と、
前記流量検出手段が前記第１のサンプリングレートで計測したガス流量の時間に対する変化に基づいて、前記ガス器具を判定する器具判定手段とを有することを特徴とするガス器具判定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記圧力変動検出手段の単位時間当たりの消費電力が、前記流量検出手段の第１のサンプリングレートで駆動されるときの単位時間当たりの消費電力より低いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスをはじめとする気体の流量を計測する流量測定装置に関し、特に低消費電力でありながらサンプリングレートが高い流量測定装置とそれを利用したガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭や事業者へのガス供給ラインの入り口に、ガス流量計を内蔵したガスメータが取り付けられる。ガスメータは、ガス供給ラインを通過するガス流量を計測して、一定期間の使用ガス流量を積算する基本的な機能に加えて、異常状態発生時にガス供給を遮断するという保安機能を有する。この保安機能では、ガス漏れやガス器具の消し忘れなどの異常な使用状態を検出し、ガスメータのガス流路内に設けられた遮断弁によりガスの供給を遮断する。
【０００３】
上記の保安機能をより高度なものにするために、ガス流量の変化から使用されているガス器具を判定し、判定されたガス器具に最適な保安機能を提供することが提案されている。例えば、特開平５−２１５５８５号公報（平成５年８２４日公開）には、ガスの個別流量の変化を検出すると共に、ガスの圧力変化を検出し、個別流量が変化し且つ圧力変化が検出された時は新たなガス器具の使用が開始されたと判定し、個別流量が変化し且つ圧力変化が検出されないときは既使用のガス器具のガス流量が増加したと判定することが開示されている。しかしながら、ガス圧力の変化は、ガス器具が使用開始した時や既使用のガス器具が能力を高くした時のいずれにおいても発生するため、上記の方法で区別可能か否か明らかでない。
【０００４】
また、別の提案例として、本出願人らが出願した特願２００１−３５０２４６号（平成１３年１１月１５日提出）がある。この提案されたガスメータには、２〜３秒の短い間隔で瞬間的なガス流量を検出することができるガス流量計が内蔵される。このガス流量計は、例えば超音波センサや熱線式流量センサなどである。超音波センサは、ガス流路に沿って双方向に超音波を送出し、それぞれの伝播時間からガス流量を検出し、ガス配管の断面積との関係から瞬間ガス流量を検出する。また、熱線式流量センサは、熱線からの温度分布がガス流量に応じて変化したものを、熱線の両側に設けた抵抗体の抵抗値の変化で検出してガス流量を検出する。
【０００５】
このような電子ガス流量計を利用することにより、ガス器具が使用開始された時の時間に対するガス流量変化の波形をより正確に検出することができ、ガス流量変化パターンを基準にしてガス器具の判定を可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２〜３秒間隔でガス流量を検出したのでは、特定のガス器具に見られるガス流量の波形を正確に検出することができない場合がある。図１は、給湯器など比較的大型のガス器具のガス流量波形を示す図である。給湯器の特徴的なガス流量制御によれば、点火時において、図中１０に示されるように、点火に最適なガス流量に制御されて緩点火され、所定期間緩点火のガス流量を維持した後に最大ガス流量Ｑｍａｘ（または任意のガス流量）に向かってフィードフォワード及びフィードバック制御に入り、やがてガス流量が一定の安定状態になる。従って、図１に示されるとおり、給湯器のガス流量波形は、点火時に最大ガス流量Ｑｍａｘの７〜９割にあたる緩点火用ガス流量Ｑ１に比較的短い時間ｔ１０（約０．５秒程度）継続した後に、最大ガス流量Ｑｍａｘに変化する。このような緩点火は、一部のファンヒータにおいても採用されている。
【０００７】
図中黒丸は、上記のガス流量計のサンプリングタイミングを示す。このサンプリング周期ｔ０は、２〜３秒であるので、期間ｔ１０（約０．５秒以上）の緩点火時のガス流量を検出する確率は、最悪で約１／４以下になる。従って、２〜３秒のサンプリング周期ではガス器具の判定に必要な特徴的なガス流量波形を検出することができない場合がある。
【０００８】
図示しないが、ＣＦ式風呂釜やＢＦ式風呂釜では、点火時にパイロットバーナが点火され、その後バーナに点火される。従って、点火時にごく少量のガス流量が発生し、その後最大ガス流量に変化するガス流量波形が、これらのガス器具の特徴である。この場合も、パイロット点火の期間はあまり長くなく、上記ガス流量計のサンプリングタイミングでは、パイロット点火時のガス流量検出に失敗する可能性がないとはいえない。
【０００９】
ガス流量計のサンプリングタイミングを狭くすることで、上記の問題点を解決することができるかもしれないが、そのようにするとガス流量計を駆動するための消費電力が増大するので、電池駆動のガスメータへの適用は非現実的である。給湯器や風呂釜の使用は、１日２４時間のなかの僅かな時間しか行われないので、消費電力を増大する割にはそれにより得られるメリットはあまり大きくない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、消費電力を増大することなく且つサンプリングレートを高くすることができる流量測定装置とそれを利用したガスメータを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、流体の流路内に取り付けられる流量測定装置において、前記流路内に設けられ流路内の圧力変動を検出する圧力変動検出手段と、前記流路内に設けられ前記圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答してそれまでより高い第１のサンプリングレートで駆動される流量検出手段とを有し、前記圧力変動検出手段の単位時間当たりの消費電力が、前記流量検出手段の第１のサンプリングレートで駆動されるときの単位時間当たりの消費電力より低いことを特徴とする。
【００１２】
上記発明の側面によれば、通常時は消費電力が大きい流量検出手段はより低いサンプリングレートで駆動若しくは駆動停止していて、消費電力が小さい圧力変動検出手段が流路内の圧力変動を監視する。そして、一旦圧力変動が検出されると、流量検出手段がより高いサンプリングレートで駆動開始され、精度の高い流量波形の検出を可能にする。従って、消費電力を抑制しつつ、ガス器具などの点火時のガス流量波形を正確に検出することができる。
【００１３】
上記の発明のより好ましい実施例では、前記流量センサをガス流路内に設けたガスメータにおいて、常時、流量検出手段を第１のサンプリングレートより低い第２のサンプリングレートで駆動し、圧力変動検出手段が圧力低下を検出したことに応答して、より高い第１のサンプリングレートで駆動することを特徴とする。この好ましい実施例によれば、定常状態では流量検出手段により常時低いサンプリングレートでガス流量が計測されてガス使用量が積算され、ガス器具が使用開始された時に、それより高いサンプリングレートでガス流量が検出され、検出したガス流量波形をもとに使用されたガス器具が判別される。従って、流量検出手段の駆動に伴う消費電力を抑制しつつ、ガス使用量の計量と精度の高いガス流量波形の取得を、単一の流量検出手段により行うことができる。
【００１４】
更に、上記発明の好ましい実施例では、流量検出手段が、流体の流路内に超音波を伝搬させてその速度から流速を求める超音波流量計を有し、その超音波流量計は、圧力変動検出手段の圧力変動検出に応答して、サンプリングレートを上げると共に１回のサンプリング時での超音波を伝搬する回数を増加する。超音波を伝搬する回数を増やすことで、流速の測定回数を増やし、ノイズによる測定誤差を少なくし、測定精度を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、特許請求の範囲に記載されたものとその均等物にまで及ぶ。また、本発明が適用される流量測定装置は、圧力変動を伴う気体の流量を検出する場合に広く適用可能であるが、以下の実施の形態では、ガスの流量検出を例にして説明する。
【００１６】
図２は、本実施の形態における流量検出手段のサンプリングレートの一例を示す図である。図中、横軸は時間、縦軸はガス流量を示し、図１と同様に緩点火を伴う点火時のガス流量波形が示されている。図中、黒丸はサンプリングタイミングを示す。本実施の形態では、定常時において、流量検出手段は比較的長いサンプリング周期ｔ０で駆動され、また、後述する圧力変動検出手段は常時駆動されて、ガス流路内の圧力の変動を監視している。後述するように、圧力変動検出手段は、ガス流路内に圧力変動が発生した時にその変化に応答して駆動されて検出信号を出力し、それ以外の時間ではごく微少の電流消費しか伴わない。
【００１７】
一方、圧力変動検出手段がガス流路内の圧力の変動、特に圧力の低下を検出すると、それに応答して、流量検出手段は、期間ｔ２０に示されるように、より短いサンプリング周期で駆動され、より短い時間間隔でガス流量を検出する。従って、緩点火時のガス流量Ｑ１を確実に検出することができ、緩点火後のガス流量の変化もより高精度に検出することができる。より高いサンプリングレートで流量検出手段を駆動することに伴い消費電力は増大するが、そのような駆動動作は短い期間ｔ２０に限定されるので、全体でみればそれほどの消費電力の増大にはならない。
【００１８】
このように、点火時のガス流量の急速な変化をより高いサンプリングレートで検出することで、そのガス流量波形をもとに使用開始されたガス器具の判定をより正確に行うことができる。一旦ガス器具の判定が完了すると、再度サンプリングレートは元の低いレート（周期ｔ０）に戻され、ガス流量センサはガス流量の計量に利用される。
【００１９】
上記のサンプリング周期ｔ０は、限りなく長くてもよい。つまり、定常時は流量検出手段は駆動停止され、圧力変動検出手段のみ常時駆動され、圧力変動が検出された時のみ流量検出手段が短いサンプリング周期で駆動されてもよい。その場合、ガス流量の計量は、別の計量手段により行われる。
【００２０】
図３は、本実施の形態におけるガスメータの構成図である。ガスメータは、図示しないガス供給管に接続され、ガス流路１４内に流量検出手段の一例である超音波センサ１６と、圧力変化検出手段の一例であるマイクロホン１８と、遮断弁２０とが設けられている。超音波センサ１６は、制御・計測手段２４からの駆動信号に応答して、ガス流１２の上流からと下流からそれぞれ超音波を発生し、その超音波がガス流内を伝播する時間からガスの流速を検出し、ガス流路１４の断面積からガス流量を検出する。これらの駆動と演算は、制御・計測手段２４により行われる。マイクロホン１８は、ガス流路内の圧力が変動した時にその状態が変化し、その変化が圧力変化検出回路２６により検出されて、トリガ信号Ｓ２６が出力される。超音波センサ１６の制御・計測手段２４や圧力変化検出回路２６は、それぞれガスメータの電池３６からの電源電圧Ｖｃｃにより駆動される。
【００２１】
タイマー２２は、設定されたタイミング周期でサンプリング信号Ｓ２２を出力し、そのサンプリング信号Ｓ２２に応答して、制御・計測手段２４が超音波センサ１６の駆動制御を行う。超音波センサ１６により計測されたガス流量値は、ガス流量計量手段３０に供給され、ガスの累積使用量が積算される。更に、計測されたガス流量値は、器具判定手段２８にも供給され、時間に対するガス流量の変化を示すガス流量波形に基づいて、使用開始されたガス器具が判定される。そして、判定されたガス器具に最適の保安管理が保安手段３４により行われ、何らかの異常状態が検出されると、遮断弁駆動手段３２から遮断弁２０が遮断される。
【００２２】
図４は、本実施の形態における圧力変化検出手段の構成図である。この圧力変化検出手段は、圧力変化検出素子であるマイクロホン１８とそれに接続された圧力変化検出回路２６とで構成される。圧力変化検出回路２６は、抵抗Ｒ４，Ｒ５で電源Ｖｃｃを分割した基準電圧ＶＲ１とノードＡとの電圧差を検出する差動増幅器４０を有する。ノードＡは、通常、電源Ｖｃｃを抵抗Ｒ２，Ｒ３で分割されたレベルになっているが、ガス流路内の圧力が変化した時にマイクロホン１８の電圧値が変化し、その交流成分が容量Ｃ１を介してノードＡに伝えられる。このノードＡの電圧変化に伴い、差動増幅器４０がトリガ信号Ｓ２６を出力する。ガス流路の圧力が変動したことに伴うマイクロホン１８の電圧変動は、容量Ｃ１への充電または放電を招き、やがてノードＡは元の定常状態のレベルに戻る。それに伴い、差動増幅器４０のトリガ信号Ｓ２６はなくなる。
【００２３】
更に、差動増幅器４０の特性の設定により、ノードＡが所定の閾値を越えて変動した時にのみ、トリガ信号Ｓ２６が発生するようにすることができる。このようにすることで、ガス流路の上流でのガス使用やガス燃焼制御などに伴うガス供給管内の圧力低下のノイズを排除することができる。
【００２４】
図４の圧力変化検出回路２６は、抵抗Ｒ１〜Ｒ６の抵抗値を適切に設定することで、定常状態の消費電力を微少にすることができる。そして、主要な電力消費は、ガス圧力変化を検出したときに限定されるので、圧力変動検出手段によるトータルの電力消費は少ない。従って、図４の圧力変動検出手段を常時動作状態にして圧力の変動を常時監視するようにしても、それに伴う消費電力はそれほど大きくはならない。
【００２５】
図５は、マイクロホンを利用した圧力変動検出手段の動作波形図である。横軸時間に対して、ガス流路内のガス圧力の変動と、ノードＡの電圧変化と、差動増幅器が生成するトリガ信号とが示される。ガス流路内のガス圧力は、隣家のガス使用によっても低下するが、そのようなわずかな低下も、マイクロホン１８が検出して、ノードＡの電圧を変動させる。図５に示されるとおり、ノードＡの電圧は、ガス圧力の微分値に対応し、ガス圧力の変動が大きいほどノードＡの電圧変化は大きく、また、ガス圧力が低下するときはノードＡはマイナス側に変化し、ガス圧力が上昇するときはノードＡはプラス側に変化する。そして、ガスメータの下流側の家庭内でガス器具が使用開始されると、それに伴ってガス流路内のガス圧力は大きく低下する。このガス圧力の大きな低下に伴い、ガス変化検出回路内のノードＡの電圧が大きく低下し、差動増幅器４０がトリガ信号Ｓ２６を発生する。このように、ノードＡの電圧変化が所定の閾値Ｖｔｈを越えるときのみトリガ信号Ｓ２６を発生するようにすることで、ノイズによるガス圧力の変動を無視することができる。
【００２６】
図３のガスメータにおいて、超音波センサの制御・計測手段２４や、器具判定手段２８、ガス流量計量手段３０、保安手段３４などは、通常マイクロコンピュータにより実現される。そして、各手段の動作は、例えば、マイクロコンピュータにインストールされた制御プログラムにより制御される。
【００２７】
図６は、流量検出手段の制御・計測手段２４の制御フローチャート図である。定常状態では、超音波センサ１６の駆動タイミングを制御するタイマ２２からのサンプリング信号Ｓ２２のサンプリング周期は、図２に示したとおり比較的長いｔ０に設定されている。また、電圧変化検出回路２６は常時駆動状態にあり、マイクロホン１８による圧力変化の監視が行われている。その定常状態で、ガス流路内の圧力低下が発生すると、ある程度大きな圧力低下に伴って、マイクロホン１８と圧力変化検出回路２６とにより、トリガ信号Ｓ２６が出力される（Ｓ１）。マイクロホン１８は、ガス流路内に圧力変化があればそれを検出するので、ガス流路の上流側からの圧力低下も下流側からの圧力低下も区別することはない。隣家からの影響によるガス圧力低下は、上流側からの影響であり、その場合は超音波センサのサンプリングレートを上げる必要はない。
【００２８】
そこで、このトリガ信号Ｓ２６に応答して、制御・計測手段２４が、超音波センサ１６を駆動して、その時のガス流量を計測する（Ｓ２）。上流側からの影響によりガス圧力が低下した場合は、超音波センサ１６によりガス流１２方向のガス流量は検出されないが、下流側からの影響によりガス圧力が低下した場合は、超音波センサ１６によりガス流１２方向のガス流量が検出される。そこで、ガス流量が検出されない場合は、スタートに戻り、ガス流量が検出される場合は、ガス流路の下流側に設置されているガス器具の使用開始を意味するので、制御・計測手段２４は、タイマ２２のサンプリング間隔を狭くするように変更する（Ｓ３，Ｓ４）。
【００２９】
更に、制御・計測手段２４は、１回のサンプリングでの超音波センサ１６のシングアラウンド回数を増加するように変更する。シングアラウンド回数とは、超音波を流体流路内に伝搬する回数であり、この回数を増加することにより、１回のサンプリング測定での流速測定回数を増加することができ、それらの平均値などで求められる流速、流量の精度を高くすることができる。但し、シングアラウンド回数を増大するとそれに伴い超音波センサの消費電力も増大する。
【００３０】
同時に、制御・計測手段２４は、圧力変化検出手段の動作を停止する。具体的には、圧力変化検出回路２６への電源供給を停止する（Ｓ４）。これにより、その後のノイズによるガス圧力の変化に応答してトリガ信号Ｓ２６が出力されることが回避される。圧力変化検出回路２６の動作を停止する代わりに、制御・計測手段２４を、その後のトリガ信号Ｓ２６を無視するモードに遷移するようにしても良い。この場合は、例えば、制御プログラムがモードフラグを設定することによりその後のトリガ信号を無視するようにすることができる。
【００３１】
制御・計測手段２４は、タイマ２２からのサンプリング信号Ｓ２２に応答して、超音波センサ１６を駆動して、その時のガス流量を計測させる（Ｓ６）。計測したガス流量値は、器具判定手段２８に逐一供給される。タイマ２２のサンプリング周期が図２の如く短く設定されているので、制御・計測手段２４は、短い周期で超音波センサ１６を駆動して、時間に対するガス流量波形を精度良く抽出することができる。また、各サンプリング測定精度は、シングアラウンド回数が増大されているので、向上する。
【００３２】
超音波センサ１６により検出されるガス流量により得られる流量波形に基づいて、器具判定手段２８が使用開始されたガス器具の判定を行う。このとき、超音波センサのサンプリング周期は、緩点火期間やパイロット期間に比較して十分に短いので、緩点火時のガス流量の検出に失敗することはない。
【００３３】
器具判定手段は、点火後の一連の燃焼制御におけるガス流量波形から、ガス器具の判定を行い、判定が完了すると器具判定完了信号を制御・計測手段２４に供給する。ガス流量波形と一致するガス器具の流量パターンが存在しないなどの理由で、例外的に器具判定を行うことができなかった場合には、所定時間経過後に同様の器具判定完了信号を出力する。この器具特定に応答して（Ｓ７）、制御・計測手段２４は、タイマ２２のサンプリング周期をもとの２〜３秒間隔に戻す。更に、シングアラウンド回数も元の少ない回数に戻す。これにより、超音波センサ１６の駆動消費電力は定常状態の低い状態に復帰する（Ｓ８）。最後に、図示していないが、ガス器具の燃焼が完了したことを検出すると、制御・計測手段２４は、圧力変化検出回路２６への電源供給を再開して、マイクロホン１８による常時圧力変化監視状態に戻し、次のガス器具使用開始に伴う圧力低下の検出に備える。
【００３４】
図７は、本発明者らが行った実験によるガス流量とガス圧力とトリガ信号とを示す図である。横軸の時間に対して、ガス流量Ｓ１６と、ガス圧力Ｓ１８と、トリガ信号Ｓ２６が示される。この実験では、ガス圧力を検出する圧力センサをマイクロホンとは別に取り付けて、その出力Ｓ１８をプロットしている。この実験結果から、ガス流量Ｓ１６が立ち上がる時に、ガス圧力Ｓ１８が大きく低下し、それに応答してトリガ信号Ｓ２６が生成されていることが確認された。また、この実験では、別の要因によりガス圧力が燃焼制御中に大きく変動を繰り返している。このガス圧力の変動により、点火後においてもトリガ信号Ｓ２６が繰り返し生成されている。
【００３５】
図６で説明したように、最初のガス器具使用開始に伴ってトリガ信号が発生すると、その後トリガ信号が発生しないように、若しくはトリガ信号に応答しないで無視するモードになるようにすれば、図７に示されているトリガ信号Ｓ２６による影響をなくすことができる。
【００３６】
図８は、別のガスメータの場合の制御・計測手段２４の制御フローチャート図である。このフローチャートが適用されるガスメータは、ガス流量の計測は、従来のガスメータで使用されてきた膜式流量計により行われる。従って、超音波センサ１６は定常状態では駆動されず停止している。そして、圧力変化検出手段がガス圧力の低下を検出すると、超音波センサ１６の駆動が開始され、ガス器具判定に必要なガス流量波形が精度良く検出される。
【００３７】
図８のフローチャートは、図６のそれとは工程Ｓ１４とＳ１８とが異なる。それ以外の工程は同じである。即ち、ガス圧力変化に伴うトリガ信号Ｓ２６に応答して、ガス流量検出手段がガス流量を検出したとき、タイマ２２に対してサンプリング計測を開始するよう制御する（Ｓ１４）。その後、タイマ２２は、短いサンプリング周期でサンプリング信号Ｓ２２を生成し、それに応答して、制御・計測手段２４が超音波センサ１６を駆動して、短い周期でガス流量を検出する。ガス器具の特定が終了すると、タイマ２２に対してサンプリング計測を終了するように制御し、その後のサンプリング信号Ｓ２２の発生を停止する（Ｓ１８）。従って、その後は超音波センサ１６によるガス流量検出は停止する。
【００３８】
このように、超音波センサによるガス流量検出は、ガス器具の使用が開始された直後の所定の期間だけに限定して行われる。但し、その期間のサンプリング周期は、非常に短く設定され、器具判定に必要なガス流量波形を精度良く検出することができる。また、短い期間で発生する緩点火時やパイロット点火時のガス流量を確実に検出することができる。
【００３９】
上記の実施の形態において、ガス流量検出手段として超音波センサを例にして説明したが、前述したとおり、熱線式の流量センサや、カルマン渦を利用した流量センサを利用することもできる。
【００４０】
また、別の例として、従来のガスメータに内蔵されている圧力センサを利用してガス流量を検出することもできる。即ち、従来のガスメータには、ガス流量を計量するために膜式流量計が設けられ、また、遮断弁復帰時のガス漏れ検出などのために圧力センサが設けられている。そこで、そのような従来のガスメータのガス流路にマイクロホンのような低消費電力の圧力変化検出素子を設けて、そのマイクロホンからのトリガ信号に応答して、圧力センサを短いサンプリング周期で駆動させ、ガス圧力を計測させる。このように短いサンプリング周期で計測されたガス圧力を、所定の換算アルゴリズムによりガス流量に換算して、ガス流量波形を求める。そして、このガス流量波形がガス器具の判定に利用される。ガス器具判定後は、圧力センサの駆動を停止し、無駄な電力が消費されることを回避する。
【００４１】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、低消費電力でありながらサンプリングレートが高い流量センサとそれを利用したガスメータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】給湯器など比較的大型のガス器具のガス流量波形を示す図である。
【図２】本実施の形態における流量検出手段のサンプリングレートの一例を示す図である。
【図３】本実施の形態におけるガスメータの構成図である。
【図４】本実施の形態における圧力変化検出手段の構成図である。
【図５】マイクロホンを利用した圧力変動検出手段の動作波形図である。
【図６】流量検出手段の制御手段２４の制御フローチャート図である。
【図７】本発明者らが行った実験によるガス流量とガス圧力とトリガ信号とを示す図である。
【図８】別のガスメータの場合の制御・計測手段２４の制御フローチャート図である。
【符号の説明】
１４　　　　ガス流路
１６　　　　超音波センサ、流量検出手段
１８　　　　マイクロホン、圧力変動検出素子
２４　　　　超音波センサ制御・計測手段
２６　　　　圧力変化検出回路
２８　　　　器具判定手段
【図１】
2004077248.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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