(57)【要約】【課題】脈動の影響を受けることなく電池残容量を把握することができる流量計測装置を提供する。【解決手段】通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶する消費電力情報記憶手段１ｂと、通常時モードにより伝搬時間の抽出を行った所定時間の回数を計数する通常時モード計数手段１ａ１と、脈動発生時モードにより伝搬時間の抽出を行った所定時間の回数を計数する脈動発生時モード計数手段１ａ２と、通常時モード計数手段１ａ１が計数した回数と脈動発生時モード計数手段１ａ２が計数した回数と消費電力情報記憶手段１ｂが記憶している消費電力情報とに基づいて消費電力を算出する消費電力算出手段１ａ３と、を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2004157074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流れるガス流路に設けられて超音波を送信または受信する送受波器間の予め定められた所定時間における前記超音波の伝搬時間を、通常時モードと脈動発生時モードとで異なる抽出方法により抽出し、該抽出した伝搬時間に基づいて前記ガスの流量を測定する流量計測装置において、
前記通常時モードと前記脈動発生時モードとに対応する前記所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶する消費電力情報記憶手段と、
前記通常時モードにより前記伝搬時間の抽出を行った前記所定時間の回数を計数する通常時モード計数手段と、
前記脈動発生時モードにより前記伝搬時間の抽出を行った前記所定時間の回数を計数する脈動発生時モード計数手段と、
前記通常時モード計数手段が計数した回数と前記脈動発生時モード計数手段が計数した回数と前記消費電力情報記憶手段が記憶している消費電力情報とに基づいて消費電力を算出する消費電力算出手段と、
を備えることを特徴とする流量計測装置。
【請求項２】
駆動電源としての電池を搭載し、装置外部からの入力により発生した操作信号に基づいて前記装置を所定の状態で稼働し前記電池の負荷を増加させた回数と前記電池の負荷を通常の負荷に復帰させた回数を計数する操作回数計数手段と、電池負荷増加回数と電池負荷復帰回数に対応した前記電池の消費電力を予め設定した現使用電池の残容量から減算し、新たな電池残容量を計数する電池残容量計数手段と、前記新たな電池残容量と予め設定された電池残容量少判定値と比較し、前記新たな電池残容量が前記電池残容量少判定値より低下したか否かを判定する比較手段と、この比較手段で前記新たな電池残容量が前記電池残容量少判定値を低下したことを判定時に電池電圧低下の警報を発令する警報手段と、を備える電圧監視装置において、
請求項１に記載の流量計測装置をさらに備え、
前記電池残容量計数手段は、前記流量計測装置の前記消費電力算出手段が算出した消費電力を前記現使用電池の残容量から減算する
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項３】
装置の動作を維持する前記電池による通常通電時間を計数する通電時間計数手段を備え、前記電池残容量計数手段は前記通電時間計数手段により計数された通常通電時間当たりの前記電池の消費電力を前記現使用電池の残容量から減算する
ことを特徴とする請求項２に記載のガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計測装置及びガスメータに関し、より詳細には、ガスが流れるガス流路に設けられて超音波を送信または受信する送受波器間の予め定められた所定時間における前記超音波の伝搬時間を、通常時モードと脈動発生時モードとで異なる抽出方法により抽出し、該抽出した伝搬時間に基づいて前記ガスの流量を測定する流量計測装置、及び、該流量計測装置を備えるガスメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電池は商用電源への接続が困難な負荷の駆動を行う場合や、商用電源とは異なる電圧、電流で負荷の駆動を行う場合等に広く用いられており、その一例として、各家庭等に設けられてガスの使用量を計測するガスメータがある。
【０００３】
このガスメータでは、内部の流路を流れるガスの流量をガスの使用量として測定する流量計や、この流量計の測定結果乃至測定結果の時系列変化に基づいてガス供給路にガスの漏洩が発生しているか否かを判定するガス漏洩検出手段、並びに、ガスの漏洩が発生しているとガス漏洩検出手段が判定した際に駆動されて内部の流路を強制的に遮断する遮断弁等を有しており、これら流量計、ガス漏洩検出手段、遮断弁等は、ガスメータに内蔵されたリチウム電池により駆動される。
【０００４】
また、このガスメータには、ガス漏洩検出手段がガス漏洩を判定した際に内部の流路の強制的な遮断が確実に行われるように、遮断弁による閉弁動作に必要な電圧がリチウム電池に残存しているか否かを定期的に検査する電池電圧低下検査装置が、流量計、ガス漏洩検出手段、遮断弁等と共に設けられている。
【０００５】
そして、上述したガスメータでは、電池電圧低下検査装置による検査の結果、リチウム電池の電圧が遮断弁による閉弁動作に必要な電圧を低下しそうなほど低下したと判定されると、ガス漏洩の有無に拘わらず遮断弁が強制的に遮断する。
【０００６】
例えば、特許文献１に開示された電圧監視装置である。この装置は流量センサよりガス等の流量信号を入力し、その入力信号をもとに遮断弁Ｖ駆動用のトランジスタのベースに駆動信号を入力してＯＮ動作させて強制遮断制御する制御部を備える。
【０００７】
また、この制御部は前記リチウム電池の＋極がコレクタに接続されたトランジスタのベースに抵抗を通して所定周期毎にパルス信号を流してＯＮ／ＯＦＦ動作させる。その結果、トランジスタのエミッタとグランド間に接続された遮断弁等価抵抗に電圧降下が生じる。電圧低下検出器はトランジスタの動作周期に同期して所定の周期の監視周期毎に電圧降下を監視することで、リチウム電池の電圧低下を監視する。
【０００８】
また、電池は温度特性により一時的に電圧が上昇することがあり、そのような影響を受けることなく電池残容量を捉えるために、本出願人は参考文献２に示す電圧監視装置を提案している。この電圧監視装置は、装置の動作を維持する電池による通電時間を計数し、計数された通常通電時間当たりの電池の消費電力を現使用電池の残容量から減算することで、電池負荷の変動に応じた消費電力に加えて通常通電時間当たりの電池の消費電力を現使用電池の残容量から減算する、電池の恒常的な消費電力をも加味して電池電圧の低下を精度良く監視することを可能としてきた。
【０００９】
【特許文献１】
特公平４−２３１６９号公報  （第２頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−４０１１５号公報  （第４頁、第５図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したガスメータを通じて供給するガスを消費する燃焼機器の中には、使用中に供給ガス圧に圧力変動を生じさせるものがあり、例えば、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）の場合、その使用によってガス圧に焼く１５ｍｍＨ２Ｏの変動を１０〜２０Ｈｚの周波数で生じさせる。このようなＧＨＰはガス流路に脈動を生じさせる脈動発生源となり、集合住宅などにおいて特定の消費宅に設置されていると、ＧＨＰの生じさせる圧力変動により、隣家のガスメータ内のガス流路内に瞬間的なガスの流れが生じるため、ある流量に相当する時間差を計測してしまうようになる。これをガス消費に伴うガス流量と誤認し、通過流量として積算し積算流量を求めてしまうことがあると、積算値が実際のガス使用量よりも大きくなってしまい、計量器としては致命的な信頼性の上の問題となる。
【００１１】
このような問題を解決するためにガスメータは、通常時と脈動発生時とで計測サンプリングのパターンを切り替えることで、脈動発生時における測定精度の低下を防止しているが、そのパターンの違いによりガスメータの消費電力に差が生じる可能性があった。そのため、脈動が発生し易い環境にガスメータが設置されると、上述した電圧監視装置を用いても、正確に電池電圧の低下を判定することができない可能性があった。また、ガスメータにおいて、駆動源である電池の残量を確認するのは、遮断弁を駆動するのに必要な電圧が確保できているかを把握するためであり、安全面を考慮すると精度低下の要因は排除する必要がある。
【００１２】
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、脈動の影響を受けることなく電池残容量を把握することができる流量計測装置及びガスメータを提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の流量計測装置は、図１の基本構成図に示すように、ガスが流れるガス流路に設けられて超音波を送信または受信する送受波器間の予め定められた所定時間における前記超音波の伝搬時間を、通常時モードと脈動発生時モードとで異なる抽出方法により抽出し、該抽出した伝搬時間に基づいて前記ガスの流量を測定する流量計測装置において、前記通常時モードと前記脈動発生時モードとに対応する前記所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶する消費電力情報記憶手段１ｂと、前記通常時モードにより前記伝搬時間の抽出を行った前記所定時間の回数を計数する通常時モード計数手段１ａ１と、前記脈動発生時モードにより前記伝搬時間の抽出を行った前記所定時間の回数を計数する脈動発生時モード計数手段１ａ２と、前記通常時モード計数手段１ａ１が計数した回数と前記脈動発生時モード計数手段１ａ２が計数した回数と前記消費電力情報記憶手段１ｂが記憶している消費電力情報とに基づいて消費電力を算出する消費電力算出手段１ａ３と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記請求項１に記載した本発明の流量計測装置によれば、通常時モードにより伝搬時間の抽出が行われるとその所定時間の回数が通常時モード計数手段１ａ１によって計数される。また、脈動発生時モードにより伝搬時間の抽出が行われるとその所定時間の回数が脈動発生時モード計数手段１ａ２により計数される。そして、通常時モード計数手段１ａ１が計数した回数と脈動発生時モード計数手段１ａ２が計数した回数と消費電力情報記憶手段１ｂが記憶している消費電力情報とに基づいた消費電力が消費電力算出手段１ａ３によって算出される。よって、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶しておき、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間を計数し、その計数結果と消費電力情報とに基づいて送受波器を駆動するために消費した電力を算出することができる。従って、流量計測装置は通常時モード及び脈動発生時モードに対応する消費電力を算出するので、脈動が発生しても消費電力を正確に算出することが可能となり、この消費電力に基づいて電池の残容量を監視するようにすれば、脈動の影響を受けることなく電池残容量を把握することができるため、電池の寿命を正確な管理が可能となり、装置の安全動作を保証することができる。
【００１５】
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項２記載のガスメータは、図１の基本構成図に示すように、駆動電源としての電池９を搭載し、装置外部からの入力により発生した操作信号に基づいて前記装置を所定の状態で稼働し前記電池の負荷を増加させた回数と前記電池の負荷を通常の負荷に復帰させた回数を計数する操作回数計数手段１ａ４と、電池負荷増加回数と電池負荷復帰回数に対応した前記電池の消費電力を予め設定した現使用電池の残容量から減算し、新たな電池残容量を計数する電池残容量計数手段１ａ５と、前記新たな電池残容量と予め設定された電池残容量少判定値と比較し、前記新たな電池残容量が前記電池残容量少判定値より低下したか否かを判定する比較手段１ａ６と、この比較手段１ａ６で前記新たな電池残容量が前記電池残容量少判定値を低下したことを判定時に電池電圧低下の警報を発令する警報手段４と、を備える電圧監視装置において、請求項１に記載の流量計測装置をさらに備え、前記電池残容量計数手段１ａ５は、前記流量計測装置の前記消費電力算出手段１ａ３が算出した消費電力を前記現使用電池の残容量から減算することを特徴とする。
【００１６】
上記請求項２に記載した本発明のガスメータによれば、操作回数計数手段１ａ４によって計数された電池負荷増加回数と電池負荷復帰回数に対応した電池の消費電力と、流量計測装置の消費電力算出手段１ａ３によって算出された消費電力とが、予め設定した現使用電池の残容量から減算されて新たな電池残容量として電池残容量計数手段１ａ５によって計数される。そして、比較手段１ａ６によって新たな電池残容量が電池残容量少判定値より低下したと判定されると、警報手段４によって警報が発令される。よって、流量計測装置で算出された消費電力と操作信号の発生に応じた回数とに基づいた電池の消費電力とに基づいて電池の残容量を算出しているので、脈動が発生してもその影響を受けることなく電池の残容量を把握し、その残容量が少ないときには警報を発するので、電池の寿命を正確に管理することができる。従って、ガスメータが脈動の発生し易い環境に設置されても、その電池残容量を脈動の影響を受けることなく把握することができるため、装置の安全動作を保証することができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載のガスメータにおいて、装置の動作を維持する前記電池による通常通電時間を計数する通電時間計数手段１ａ７を備え、前記電池残容量計数手段１ａ５は前記通電時間計数手段１ａ７により計数された通常通電時間当たりの前記電池の消費電力を前記現使用電池の残容量から減算することを特徴とする。
【００１８】
上記請求項３に記載した本発明のガスメータによれば、通電時間計数手段１ａ７によって通常通電時間が計数されると、その通常通電時間当たりの電池の消費電力を現使用電池の残容量から電池残容量計数手段１ａ５によって減算される。よって、通常通電時間当たりの消費電力を現使用電池の残容量から減算するようにしていることから、電池の恒常的な消費電力をも加味して電池残容量を精度良く把握することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスメータの一実施の形態を、図２〜図７の図面を参照して説明する。ここで、図２は本発明のガスメータの概略構成の一例を示すブロック図である。
【００２０】
ガスが流れるガス流路に設けられて超音波を送信または受信する超音波振動子（送受波器）間の予め定められた所定時間における前記超音波の伝搬時間を、通常時モードと脈動発生時モードとで異なる抽出方法により抽出し、該抽出した伝搬時間に基づいて前記ガスの流量を測定する流量計測装置が適用されたガスメータは、図２に示すように、マイコン１、操作部２、表示部３、警報部４、超音波流量センサ５、感震センサ６、通信部７、電磁遮断弁８及びリチウム電池等の電池９を含んで構成される。
【００２１】
これらの操作部２、表示部３、警報部４、超音波流量センサ５、感震センサ６、及び通信部７は、インターフェース部１１を介してマイコン１に接続される。また、電磁遮断弁８は、遮断弁駆動部８１を介してマイコン１に接続されている。
【００２２】
上記マイコン１は、周知のように、ＣＰＵ１ａ、ＲＯＭ１ｂ及びＲＡＭ１ｃを有して構成している。そして、ＣＰＵ１ａは、ＲＯＭ１ｂに格納される制御プログラムにしたがって、基本制御、流量計測及び圧力検出、電池電圧チェック、電池残容量監視並びに後述の本実施形態に関わる制御を実行する。ＲＯＭ１ｂには、基本制御プログラム、流量計測検出、積算流量計算等のための制御プログラム、電池電圧チェックのためのプログラム等の各種プログラムが予め格納される。ＲＡＭ１ｃは、基本的にＣＰＵ１ａが行う処理の過程で発生する変数やデータを一時的に格納するワークエリアとして機能する。
【００２３】
操作部２は、このガスメータを開始又は終了させたり、異常警報を停止させたり、表示部３の表示を変更させたりする指令を入力するためのスイッチ群から構成される。これらの指令は、操作部２が手動操作されてマイコン１に入力される。
【００２４】
表示部３は、インターフェース部１１を介してマイコン１からの指令を受信し、これに応答して積算流量表示や、感震、ガス漏洩、電池電圧低下等の各種異常警報表示を行う。この表示部３としては、例えば、公知のＬＥＤ等が想定される。表示部３として複数のＬＥＤが使用される場合、ＬＥＤ表示の組み合わせを変えることで異種の警報を表示することができる。
【００２５】
請求項中の警報手段に相当する警報部４は、警報ブザー等を有して構成しており、インターフェース部１１を介してマイコン１からの警報情報等の各種データを受信し、これに応答して警報音を発する。なお、警報については、表示部３による警報画面の表示と、警報部４が発する警報音の組み合わせなど、ガスメータの仕様により種々異なる実施の形態とすることができる。
【００２６】
超音波流量センサ５は、ガス流路に配設された一対の超音波振動子から構成される。この超音波流量センサ５は、センサ回路部５１を介してマイコン１に接続される。マイコン１は超音波流量センサ５の一対の超音波振動子間の超音波信号伝搬時間に基づいて、ガス流路を通過するガスの流速、流量を算出する。これについては、図３を用いて後で追加説明する。
【００２７】
感震センサ６は、地震等による揺れに応じてオンオフ信号を生成して、インターフェース部１１を介してこれをマイコン１に供給する公知の感震素子から構成される。マイコン１は、例えば、所定時間内に受信したオンオフ信号の回数から揺れ具合を判定して、この揺れが大きい場合には遮断弁の弁閉制御等の異常処理を行う。
【００２８】
通信部７は、例えば、電話回線等の公衆回線を用いて所定の電文発呼等を行う機能を有する。この通信部７は、電話回線等の公衆回線を介して、ガス販売会社の管理センタとの通信を制御するためのＮＣＵ（網制御ユニット）７１にも接続されている。
【００２９】
請求項中の遮断弁に相当する電磁遮断弁８は、弁駆動ソレノイドコイルを含み、このソレノイドコイルの駆動回路である遮断弁駆動部８１に接続される。遮断弁駆動部８１はマイコン１に指令されて、リチウム電池９を電源供給源としてソレノイドコイル駆動信号を生成して、これを電磁遮断弁８に供給する。これに応答して電磁遮断弁８は、弁開又は弁閉してガス流路が遮断制御される。
【００３０】
電池９は、このガスメータの電源供給源となるものである。電池９は、長期使用可、汎用性の高さ等からこの種のガスメータに多用されるが、一方で、低温時には不活性状態になり、電池残量があるにもかかわらず電池電圧が低下することもある。
【００３１】
インターフェース部１１は、基本的にマイコン１とこれに接続される各構成要素２、３、５、６及び７との間の電圧変換機能を有する。
【００３２】
このような構成のガスメータは、例えば、ＬＰＧ供給設備に適用される。この場合、ガスメータは、ＬＰＧ容器に収容されている高圧ガスを調圧する圧力調整器とこの調圧されたガスが供給されるガス燃焼器とをつなぐ配管に介設される。
【００３３】
そして、このガスメータは通常、超音波流量センサ５を利用してガス流路を通過するガスの流量を検出し、この流量を積算して表示部３に表示する。また、ガスメータは、感震センサ６により異常な揺れを検出すると、表示部３にその旨表示すると共に、電磁遮断弁８を弁閉する。更に、ガスメータは、これと同時に、異常状態を示す電文を、通信部７、ＮＣＵ７１、及び電話回線等の公衆回線を介して、ガス販売会社の管理センタに送信する。また更に、このガスメータでは定期的に電池電圧チェックが行われており、電池電圧低下時には、その旨表示部３に表示される。
【００３４】
次に図３を用いて、図２に示した超音波流量センサ５及びセンサ回路部５１の構成、並びに超音波流量センサ５を用いた温度検出の原理について説明する。図３は図２に示すセンサ回路部及び超音波振動子の構成、並びに超音波振動子の作用を示す説明図である。
【００３５】
図３に示すように、センサ回路部５１は、送信回路５１１、受信回路５１２及び切替回路５１３を含んで構成される。切替回路５１３はマイコン１に指令されて、図２で示した超音波流量センサ５としての超音波振動子５ａ及び５ｂ（請求項中の送受波器に相当）を交互に送信回路５１１及び受信回路５１２に切替接続させる。送信回路５１１に超音波振動子５ａが接続された場合には、超音波信号は超音波振動子５ａから超音波振動子５ｂに向けて送信する。この超音波信号は、被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これを受信回路５１２を介してマイコン１に供給する。一方、送信回路５１１に超音波振動子５ｂが接続された場合には、上記と逆の方向で超音波信号の送受が行われる。マイコン１は、両方向の超音波信号の伝搬時間に基づいて、被測定ガスの流速及び流量を算出することができる。
【００３６】
すなわち、ガス流路５２に対して一対の超音波振動子５ａ及び５ｂは、角度θ傾斜し対向して配設されているとする。ここで、図中、矢印で示す方向に流れる被測定ガスの平均流速をＶ、超音波振動子５ａ及び５ｂ間距離をＬ、両超音波振動子５ａ及び５ｂを結ぶ線とガス流路５２の中心軸とがなす角度をθ、超音波信号の上り及び下りの伝搬時間をそれぞれｔｕ及びｔｄとすると、
平均流速Ｖは既に知られているように、
Ｖ＝Ｌ／２ＣＯＳθ（１／ｔｄ−１／ｔｕ）となる。…（式１）
そして、流量をＱ、通過面積をＳ、補正計数をＫとすると、
Ｑ＝ＫＳＶ…（式２）
と表せるので、これによりガス流路５２を通過する流体の流量Ｑが算出されることになる。
【００３７】
図４は通常時モードと脈動発生時モードの説明をするための図である。
図４において、Ｃは１サイクル当たりのサンプリング時間（所定時間に相当、例えば２秒等）を示している。そして、通常時モードは、まず、超音波振動子５ｂに対する通電がＸ回行われることで、上りの伝搬時間がＸ回測定され、その平均がサンプリング時間Ｃにおける上りの伝搬時間ｔｕとなる。同様に、超音波振動子５ａに対する通電がＸ回行われることで、下りの伝搬時間がＸ回測定され、その平均がサンプリング時間Ｃにおける下りの伝搬時間ｔｄとなる。
【００３８】
また、脈動発生時モードは、上述した上り及び下りに対する測定をそれぞれＹ回行い、この上り及び下りに対する測定をＺ回繰り返す。そして、Ｙ＊Ｚ回の上り及び下りのそれぞれの平均が伝搬時間ｔｕ，ｔｄとなる。つまり、サンプリング時間Ｃにおけるサンプリング回数は、通常時モードが上りＸ回と下りＸ回を加算して２Ｘ回（Ｘ＋Ｘ）となり、また、脈動発生時モードは上りＹ回と下りＹ回とを加算し、この結果と繰り返した回数との積である２ＹＺ回｛（Ｙ＋Ｙ）＊Ｚ｝となる。
【００３９】
このように脈動発生時モードでは、通常時モードよりも多い回数で測定することで脈動による圧力変動の影響を受けないようにしている。つまり、脈動発生時モードの方が通常時モードよりも、２ＹＺ−２Ｘ回分多く超音波振動子５ａ及び５ｂに通電することになるため、その分消費電力も多くなる。
【００４０】
また、上記ＲＯＭ１ｂは、上述した（式１）及び（式２）の算術式を示すプログラムと、遮断、その復帰、伝搬時間の測定等の各処理に対応した上記サンプリング時間Ｃ当たりのモード毎の消費電力を示す消費電力情報と、ＣＰＵ１ａを請求項中の通常時モード計数手段、脈動発生時モード計数手段、消費電力算出手段、操作回数計数手段、通電時間計数手段、電池残容量係数手段、比較手段として機能させるためのプログラムと、を記憶している。
【００４１】
消費電力情報は、例えば、通常時モード及び脈動発生時モードの各々に対応する２Ｘ回及び２ＹＺ回の通電に必要な消費電力を示す通常用消費電力データと脈動用消費電力データの識別が可能な構成となっている。そして、通常時モード及び脈動発生時モードにより前記伝搬時間の抽出を行った上記サンプリング時間（所定時間）Ｃの回数の各々を計数することで、脈動の発生による影響を受けることなく消費電力の算出が可能な構成となっている。よって、本実施の形態では、ＲＯＭ１ｂが消費電力情報記憶手段として機能している。
【００４２】
図５は図２中のＲＡＭにおける本発明に係るメモリマップの一例を示す図である。図３に示すように上記ＲＡＭ１ｃは、遮断回数、復帰回数、通常時モード回数、脈動発生時モード回数、通電時間、電池残容量等の各種データを格納する格納エリアを有する。
【００４３】
遮断回数は、電磁遮断弁８を遮断した回数であり、電磁遮断弁８を遮断するために遮断信号を遮断弁駆動８１にＣＰＵ１ａが出力した回数が格納される。また、上述した消費電力情報は、電磁遮断弁８の遮断１回に必要な電池９の消費電力を示す遮断消費電力データを有しており、遮断回数と遮断消費電力データとに基づいて電磁遮断弁８の遮断回数に対する消費電力を算出することができる。
【００４４】
復帰回数は、電磁遮断弁８を復帰した回数した回数であり、操作部２に対する復帰操作をＣＰＵ１ａが検出した回数が格納される。また、上述した消費電力情報は、電磁遮断弁８の復帰１回に必要な電池９の消費電力を示す復帰消費電力データを有しており、復帰回数と復帰消費電力データとに基づいて電磁遮断弁８の復帰回数に対する消費電力を算出することができる。
【００４５】
よって、ＣＰＵ１ａが装置を所定の状態で稼働し電池９の負荷を増加させた回数と前記電池の負荷を通常の負荷に復帰させた回数を計数していることから、ＣＰＵ１ａが請求項中の操作回数計数手段として機能している。この処理については、上記特許文献２と基本的には同一であるため、その処理の説明は省略する。
【００４６】
通常モード時回数及び脈動発生時モード回数には、通常時モード及び脈動発生時モードにより前記超音波振動子間の伝搬時間の抽出を行ったそれぞれの上記サンプリング時間（所定時間）Ｃの回数が格納される。上述した消費電力情報の通常用消費電力データと通常時モード回数、及び、その脈動用消費電力データと脈動発生時モード回数に基づいてそれぞれの消費電力の算出が可能な構成となっている。
【００４７】
通電時間には、所定時間毎に装置の通常稼働時間がＣＰＵ１ａによって積算されて格納される。よって、ＣＰＵ１ａが装置の動作を維持する電池９による通常通電時間を計数することから、ＣＰＵ１ａが通電時間計数手段として機能している。この処理についても、上記特許文献２と基本的には同一であるため、その処理の説明は省略する。
【００４８】
電池残容量には、電池９の残容量が上述した遮断回数、復帰回数、通常時モード回数、脈動発生時モード回数、通常稼働時間の各々に基づいて所定時間毎に算出した消費電力を現在格納されている電池残容量から減算されて更新される。
【００４９】
次に、本発明に係るガスメータの流量計測処理の一例を図６のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、図６は図２のＣＰＵが実行する流量計測処理の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
図６に示す流量計測処理が実行されると、ステップＳ１１において、上記サンプリング時間Ｃが経過するとタイムアウトするタイマがスタートされ、その後ステップＳ１２において、通常サンプリング処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１３に進む。
【００５１】
通常サンプリング処理は、上述した図４の通常モードで説明したように、送信回路５１１を超音波振動子５ｂが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、送信回路５１１が通電されることで、超音波信号は被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。そして、超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これが受信回路５１２を介してマイコン１に供給されることで、ＣＰＵ１ａによって上りの伝搬時間が測定される。この処理がＸ回行われ、それらの上りの伝搬時間がＲＡＭ１ｃに格納される。その後、送信回路５１１を超音波振動子５ａが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、上述した上りと同様にＸ回の下りの伝搬時間の測定が行われ、それらの下りの伝搬時間もＲＡＭ１ｃに格納される。
【００５２】
ステップＳ１３において、今回のサンプリング時間Ｃにサンプリングされた上り及び下りの伝搬時間の平均が上り及び下りの伝搬時間ｔｕ、ｔｄとして算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１４において、ＲＡＭ１ｃの伝搬時間ｔｕ及びｔｄと上記（式１）の算術式とに基づいて今回流速Ｖが算出され、その後ステップＳ１５において、算出された今回流速Ｖと上記（式２）の算出式とに基づいて流量Ｑが算出され、この流量ＱがＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１６に進む。
【００５３】
ステップＳ１６（通常時モード計数手段）において、ＲＡＭ１ｃの通常時モード回数がインクリメントされることで更新され、その後ステップＳ１７において、ＲＡＭ１ｃの今回流速Ｖと前回流速Ｖｂとの差が流速変化量として算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１８に進む。
【００５４】
ステップＳ１８において、終了要求を受けたか否かが判定される。終了要求を受けたと判定された場合は（ステップＳ１８でＹ）、処理が終了される。また、終了要求を受けていないと判定された場合は（ステップＳ１８でＮ）、ステップＳ１９において、タイマがタイムアウトしたか否かが判定される。タイマがタイムアウトしていないと判定された場合は（ステップＳ１９でＮ）、ステップＳ１８に戻る。また、タイマがタイムアウトしていると判定された場合は（ステップＳ１９でＹ）、ステップＳ２０において、今回流速Ｖが前回流速ＶｂとしてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２１に進む。
【００５５】
ステップＳ２１において、ＲＡＭ１ｃの流速変化量が予めＲＯＭ１ｂに記憶されている脈動判定閾値以上であるか否かに基づいて、脈動が発生しているか否かが判定される。流速変化量が脈動判定値より小さい、つまり、脈動が発生していないと判定された場合は（ステップＳ２１でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００５６】
また、ステップＳ２１で流速変化量が脈動判定閾値以上である、つまり、脈動が発生していると判定された場合は（ステップＳ２１でＹ）、ステップＳ２２において、ステップＳ１１と同一のタイマがスタートされ、その後ステップＳ２３において、脈動サンプリング処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ２４に進む。
【００５７】
脈動サンプリング処理は、上述した図４の脈動発生時モードで説明したように、送信回路５１１を超音波振動子５ｂが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、送信回路５１１が通電されることで、超音波信号は被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。そして、超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これが受信回路５１２を介してマイコン１に供給され、ＣＰＵ１ａによって上りの伝搬時間が測定される。この処理がＹ回行われ、それらの上りの伝搬時間がＲＡＭ１ｃに格納される。その後、送信回路５１１を超音波振動子５ａが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、上述した上りと同様にＹ回の下りの伝搬時間の測定が行われ、それらの下りの伝搬時間もＲＡＭ１ｃに格納される。そして、上り及び下りの測定を１セットとし、このセットがＺ回繰り返され、その測定結果はＲＡＭ１ｃに格納される。
【００５８】
ステップＳ２４において、今回のサンプリング時間Ｃにサンプリングされた上り及び下りの伝搬時間の平均が上り及び下りの脈動発生時の伝搬時間ｔｕ、ｔｄとして算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２５において、ＲＡＭ１ｃの伝搬時間ｔｕ及びｔｄと上記（式１）の算術式とに基づいて今回流速Ｖが算出され、その後ステップＳ２６において、算出された今回流速Ｖと上記（式２）の算出式とに基づいて流量Ｑが算出され、この流量ＱがＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２７（脈動発生時モード計数手段）において、ＲＡＭ１ｃの脈動発生時モード回数がインクリメントされることで更新され、その後ステップＳ１７に戻り、一連の処理が繰り返される。
【００５９】
以上説明したように本実施の形態では、ステップＳ１１〜Ｓ１６が通常時モードに対応した処理となり、ステップＳ２２〜Ｓ２７が脈動発止時モードに対応した処理となる。
【００６０】
次に、本発明に係るガスメータの電池残容量監視処理の一例を図７のフローチャートを参照して以下に説明する。なお、図７は図２のＣＰＵが実行する電池残容量監視処理の一例を示すフローチャートである。
【００６１】
図７に示す電池残容量監視処理が実行されると、ステップＳ５１（電池残容量計数手段）において、ＲＡＭ１ｃの遮断回数、復帰回数、通常時モード回数、脈動発生時モード回数、通電時間等とそれぞれに対する単位時間当たりの消費電力データ（上述した通常用消費電力データ、脈動用消費電力データ等）とに基づいて消費電力が算出され、この消費電力をＲＡＭ１ｃの前回までの電池残容量から差し引いて今回の電池残容量がＲＡＭ１ｃに算出され、その後ステップＳ５２に進む。
【００６２】
ステップＳ５２（判定手段）において、ＲＡＭ１ｃの電池残容量が予めＲＯＭ１ｂに記憶されている電池残容量少判定値より低下したか否かに基づいて、電池残容量が少であるか否かが判定される。電池残容量が電池残容量少判定値以上である、つまり、電池残容量が少ではないと判定された場合は（ステップＳ５２でＮ）、ステップＳ５１に戻る。また、電池残容量が電池残容量少判定値より低下した、つまり、電池残容量が少であると判定された場合は（ステップＳ５２でＹ）、ステップＳ５３に進む。
【００６３】
ステップＳ５３において、図示しない疑似負荷の両端の電圧値が検出され、ステップＳ５４において、その電圧値が予めＲＯＭ１ｂに記憶されている電圧低下判定値よりも低下したか否かが判定される。電圧値が電圧低下判定閾値よりも低下していないと判定された場合は（ステップＳ５４でＮ）、電池寿命が近いが余力ありと判定され、ステップＳ５１に戻る。また、電圧値が電圧低下判定値よりも低下していると判定された場合は（ステップＳ５４でＹ）、電池寿命であると判定され、ステップＳ５５に進む。
【００６４】
ステップＳ５５において、遮断弁駆動部８１に遮断信号が出力されることで、電磁遮断弁８が遮断され、その後ステップＳ５６において、警報するための警報情報が警報部４に出力されることで、警報部４による警報が行われ、その後処理が終了される。
【００６５】
次に、上述したガスメータの本発明に係る動作（作用）の一例を、以下に説明する。
【００６６】
通常時モードにおけるガスメータは、サンプリング時間Ｃ毎に上り及び下りの伝搬時間をＸ回測定し、その平均をサンプリング時間Ｃにおける伝搬時間ｔｕ及びｔｄとなり、その伝搬時間ｔｕ及びｔｄに基づいて流速Ｖ、流量Ｑが算出される。そして、サンプリング時間Ｃに対する通常時モードの測定が終了すると、通常時モード回数をインクリメントする。
【００６７】
また、流速Ｖから算出した流速変化量に基づいて燃焼機器の使用に応じて供給ガス圧に圧力変動が生じたことを検出すると、脈動発生時モードとしてガスメータは、サンプリング時間Ｃにおける上り及び下りの伝搬時間のＹ回の測定をＺ回繰り返して伝搬時間ｔｕ及びｔｄを算出し、その伝搬時間ｔｕ及びｔｄに基づいて流速Ｖ、流量Ｑを算出する。そして、サンプリング時間Ｃに対する脈動発生時モードの測定が終了すると、脈動発生時モード回数をインクリメントする。
【００６８】
電池９の残容量は、ＲＡＭ１ｃの遮断回数、復帰回数、通常時モード回数、脈動発生時モード回数、通電時間等とそれぞれに対する単位時間当たりの消費電力データとに基づいて消費電力を算出し、この消費電力をＲＡＭ１ｃの前回までの電池残容量から差し引いて今回の電池残容量を算出する。そして、電池残容量が少なく、かつ、電池電圧が低下していると、電磁遮断弁８を遮断し、警報部４による警報を行う。
【００６９】
以上説明したように、ガスメータは、通常時モードと脈動発生時モードとに対応するサンプリング時間（所定時間）Ｃ当たりの消費電力を示す消費電力情報をＲＯＭ１ｂに記憶しておき、通常時モードと脈動発生時モードとに対応するサンプリング時間Ｃの回数を計数し、その計数結果と消費電力情報とに基づいて送受波器を駆動するために消費した消費電力を算出し、この消費電力に基づいて電池９の残容量を算出しているので、脈動が発生してもその影響を受けることなく電池９の残容量を把握し、その残容量が少ないときには警報部４にて警報を発するので、電池９の寿命を正確に管理することができる。
【００７０】
よって、ガスメータが脈動の発生し易い環境に設置されても、その電池残容量を脈動の影響を受けることなく把握することができるため、装置の安全動作を保証することができる。
【００７１】
また、通常通電時間当たりの消費電力を現使用電池９の残容量から減算するようにしていることから、電池９の恒常的な消費電力をも加味して電池残容量を精度良く把握することができる。
【００７２】
さらに、本実施の形態では、電池９の残容量と電池電圧低下との二重チェックを行っているので、例えば、電池残容量が少でも電池電圧が少でなければ正常と判断しているので、電池残容量をより正確に把握することが可能となり、誤判定を防止することができる。
【００７３】
なお、上述したガスメータは通信部７を有しているので、上記警報情報をガスメータを管理するガス会社等に通報するようにすれば、速やかに電池９の交換を手配することができる。
【００７４】
また、請求項２又は３に記載のガスメータにおいて、前記比較手段が前記新たな電池残容量が前記電池残容量少判定値を低下したと判定すると、前記ガス流路を遮断する遮断弁をさらに備えることを特徴とする。
【００７５】
このように本発明のガスメータを構成すれば、新たな電池残容量が電池残容量少判定値を低下したと比較手段によって判定されると、遮断弁はガス流路を遮断する。よって、新たな電池残容量が電池残容量少判定値よりも低下するとガス流路を遮断して利用を阻止しているので、安全性をより一層向上させることができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した本発明の流量計測装置によれば、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶しておき、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間を計数し、その計数結果と消費電力情報とに基づいて送受波器を駆動するために消費した電力を算出することができる。従って、流量計測装置は通常時モード及び脈動発生時モードに対応する消費電力を算出するので、脈動が発生しても消費電力を正確に算出することが可能となり、この消費電力に基づいて電池の残容量を監視するようにすれば、脈動の影響を受けることなく電池残容量を把握することができるため、電池の寿命を正確な管理が可能となり、装置の安全動作を保証することができるという効果を奏する。
【００７７】
以上説明したように請求項２に記載した本発明のガスメータによれば、流量計測装置で算出された消費電力と操作信号の発生に応じた回数とに基づいた電池の消費電力とに基づいて電池の残容量を算出しているので、脈動が発生してもその影響を受けることなく電池の残容量を把握し、その残容量が少ないときには警報を発するので、電池の寿命を正確に管理することができる。従って、ガスメータが脈動の発生し易い環境に設置されても、その電池残容量を脈動の影響を受けることなく把握することができるため、装置の安全動作を保証することができるという効果を奏する。
【００７８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、通常通電時間当たりの消費電力を現使用電池の残容量から減算するようにしていることから、電池の恒常的な消費電力をも加味して電池残容量を精度良く把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流量測定装置を適用したガスメータの基本構成を示す図である。
【図２】本発明のガスメータの概略構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図２に示すセンサ回路部及び超音波振動子の構成、並びに超音波振動子の作用を示す説明図である。
【図４】通常時モードと脈動発生時モードの説明をするための図である。
【図５】図２中のＲＡＭにおける本発明に係るメモリマップの一例を示す図である。
【図６】図２のＣＰＵが実行する流量計測処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図２のＣＰＵが実行する電池残容量監視処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ａ１        通常時モード計数手段（ＣＰＵ）
１ａ２        脈動発生時モード計数手段（ＣＰＵ）
１ａ３        消費電力算出手段（ＣＰＵ）
１ａ４        操作回数計数手段（ＣＰＵ）
１ａ５        電池残容量計数手段（ＣＰＵ）
１ａ６        比較手段（ＣＰＵ）
１ｂ          消費電力情報記憶手段（ＲＯＭ）
４            警報手段（警報部）
【図１】
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【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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