(57)【要約】【課題】電力消費を徒に増大させることなく、確実に脈動の発生またはノイズの混入を簡易な手段で自動検知することができる流量計測装置を提供する。【解決手段】瞬時流量の単位時間当りの変動量ΔＱが、所定値以上となった（ステップＳ１０１；Ｙ）場合に、圧力センサによって圧力を計測し、圧力の単位時間当りの変動量ΔＰが、所定値以上である（ステップＳ１０２；Ｙ）ことが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合（ステップＳ１０４；Ｙ）には、ガスに脈動が発生していると判定する（ステップＳ１０５）。その場合、所定時間に亘って、ガスの圧力を所定のサンプリング頻度よりも高い頻度で圧力センサによって計測して、その計測結果の情報を記録または出力する。ガスに脈動が発生しているとの判定が所定の回数以上に亘って成された場合には、警報部によって、警報を発する。【選択図】　　　図３
2004108832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、
前記流体の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記流量計測手段によって計測される流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、前記圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で前記流体の圧力の計測を行って、その圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する、または前記圧力計測手段によって計測される流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、前記流量計測手段によって所定のサンプリング頻度で前記流体の流量の計測を行って、その流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定手段と
を備えたことを特徴とする流量計測装置。
【請求項２】
計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、
前記流体の圧力を所定のサンプリング頻度で計測する圧力計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であり、かつ前記圧力計測手段によって計測された流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが、所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定手段と
を備えたことを特徴とする流量計測装置。
【請求項３】
前記脈動発生判定手段は、前記脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って、前記流体の流量または圧力を前記所定のサンプリング頻度よりも高い頻度で計測した結果の情報を記録または出力する
ことを特徴とする請求項２記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記脈動発生判定手段は、さらに、前記流体に脈動が発生しているとの判定が所定の回数以上に亘って成された場合には、当該流量計測装置の設置されている場所が脈動または外乱的振動の発生しやすい場所である旨の警報を発する
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記脈動発生判定手段は、前記流体の流量または圧力の変動量が前記所定値以上になると、それを検知して、前記流量計測手段または前記圧力計測手段のサンプリング頻度を高くすることで、前記流体の流量または圧力の単位時間当りの変動量の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項６】
計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、
前記瞬時流量を積算する流量値積算手段と、
前記流量値積算手段によって前記瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段と、
前記瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段とを、さらに有しており、
前記流量積算値表示手段は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示し、
前記瞬時流量表示手段は、前記流量積算値表示手段とは独立して、前記流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示する
ことを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項７】
計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、前記瞬時流量を積算する流量値積算手段と、前記流量値積算手段によって前記瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段と、前記瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段とを有する流量計測装置であって、
前記流量積算値表示手段は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示し、
前記瞬時流量表示手段は、前記流量積算値表示手段とは独立して、前記流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示する
ことを特徴とする流量計測装置。
【請求項８】
前記流量計測手段は、さらに、正常方向の流体の流れとは反対方向の流れの瞬時流量を、負の瞬時流量として計測可能なものであり、
前記瞬時流量表示手段は、前記負の瞬時流量に対応した点滅を、前記正常方向の流体の流れの瞬時流量に対応した点滅とは区別可能に表示する
ことを特徴とする請求項６または７記載の流量計測装置。
【請求項９】
前記流量計測手段が、計測対象の流体に音波を伝播させてその音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて流体の流速または流量を計測するものである
ことを特徴とする請求項１ないし８のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記計測対象である流体がガスであり、当該流量計測装置がガスメータとして機能する
ことを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項１１】
計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、前記流体の圧力を計測する圧力計測手段とを備えた流量計測装置に用いられる制御方法であって、
前記流量計測手段によって計測される流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、前記圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で前記流体の圧力の計測を行って、その圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する、または前記圧力計測手段によって計測される流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、前記流量計測手段によって所定のサンプリング頻度で前記流体の流量の計測を行って、その流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定を行う
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、前記流体の圧力を所定のサンプリング頻度で計測する圧力計測手段とを備えた流量計測装置に用いられる制御方法であって、
前記流量計測手段によって計測された流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であり、かつ前記圧力計測手段によって計測された流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが、所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定を行う
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
前記脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って前記流体の流量または圧力を前記所定のサンプリング頻度よりも高い頻度で計測した結果の情報を記録または出力する
ことを特徴とする請求項１１または１２記載の制御方法。
【請求項１４】
前記流体に脈動が発生しているとの判定が所定の回数以上に亘って成された場合には、当該流量計測装置の設置されている場所が脈動または外乱的振動の発生しやすい場所である旨の警報を発する
ことを特徴とする請求項１１ないし１３のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１５】
前記流量計測手段によって計測された流体の流量または圧力の変動量が前記所定値以上になると、それを検知して、前記流量計測手段または前記圧力計測手段のサンプリング頻度を高くすることで、前記流体の流量または圧力の単位時間当りの変動量の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項１１ないし１４のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１６】
計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、前記瞬時流量を積算する流量値積算手段と、前記流量値積算手段によって前記瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段と、前記瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段とを有する流量計測装置に用いられる制御方法であって、
前記流量積算値表示手段の動作を制御して、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示させ、
前記瞬時流量表示手段の動作を制御して、前記流量積算値表示手段とは独立して、前記流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
前記流量計測手段は、さらに、正常方向の流体の流れとは反対方向の流れの瞬時流量を、負の瞬時流量として計測可能なものであり、
前記瞬時流量表示手段を制御して、前記負の瞬時流量に対応した点滅を、前記正常方向の流体の流れの瞬時流量に対応した点滅とは区別可能に表示させる
ことを特徴とする請求項１６記載の制御方法。
【請求項１８】
前記流量計測手段が、計測対象の流体に音波を伝播させてその音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて流体の流速または流量を計測するものである
ことを特徴とする請求項１１ないし１７のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記計測対象である流体がガスであり、当該流量計測装置がガスメータとして機能する
ことを特徴とする請求項１１ないし１８のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータなどの流量計測装置およびそれに用いられてその動作制御を行う制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスメータは、燃料用ガス（以下、単に「ガス」という。）の流量（消費量）に対応した、いわゆる従量制の料金を算出するために、それらの資源を消費または利用する各ユーザーの住居または店舗ごとに設置されている。近年では、いわゆるマイコン（マイクロコンピュータ）を用いた簡易な制御回路を内蔵すると共に、圧力異常、微少流量漏洩または地震発生などの異常が発生した場合に異常を表す情報などを表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶ディスプレイ）からなる表示部などを備えたガスメータが実用化されている。
【０００３】
このような従来のガスメータでは、例えば、瞬時流量を測定し、その瞬時流量を積算して流量積算値を算出している。また、それと並行して、そのとき計測された瞬時流量をそれに対応した周期でドットのような形状の表示図形の点滅によって液晶パネルなどに表示するという、いわゆる流量パイロット表示を行うと共に、流量積算値をセグメント式カウンタなどで数値表示していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４３５１１号公報（第２頁、第０００３段落）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のガスメータでは、ガスに脈動すなわち瞬間的な流量変動が生じた場合、または大きな一発パルス状（瞬時）ノイズがメータに混入してきた場合などには、それに起因する瞬時流量の計測値の異常なばらつきを自動的に検知したり、そのような異常な計測値を積算対象から排除するというような機能は備えていなかった。このため、ガスに脈動があっても依然として所定の測定周期（サンプリング間隔）で計測し、または大きな一発パルス状ノイズを拾ってしまい、得られた計測値が異常な変動を示していても、そのまま積算することになり、その結果、脈動またはノイズに起因した流量積算値の精度の低下が生じるという問題があった。
【０００６】
但しここで、瞬時流量の測定周期が十分に長ければ、脈動または大きな一発パルス状のノイズなど生じたとしても、その脈動またはノイズを拾ってしまうことに起因した流量積算値の誤差は小さくなる。しかしその反面、瞬時流量の測定結果に基づいて脈動やノイズなどを検知することが困難になる。あるいは逆に、脈動またはノイズを監視するために瞬時流量の測定周期を短くして、常に頻繁なサンプリングを続けるようにすると、電力消費が徒に大きくなってしまうという不都合がある。
【０００７】
また、瞬時流量の測定値のばらつきは、流量センサの故障に起因したものである可能性もあるが、従来のガスメータでは、瞬時流量のばらつきが脈動またはノイズなどの外乱的な要因によるものなのか、あるいは流量センサの故障などの内部的な要因によるものかを判別することができないので、脈動またはノイズの確実な検知が困難である。
【０００８】
さらに、脈動またはノイズに起因する流量積算値の精度低下という問題を解消するためには、瞬時流量の平均値を取ることも考えられる。しかし、そのようにすると、平均流量値を取ってからそれを過去の積算流量値に加算し、平均流量値に基づいて点滅による表示を行うことになるので、脈動またはノイズなどによって一瞬高い（または低い）瞬時流量が計測されても、それをも均してしまい、流量パイロット表示が瞬時流量の実態を精確または即時的には反映しなくなってしまう。その結果、脈動の発生またはノイズの混入を流量パイロット表示の点滅の観察によって検知することができなくなる。このように、従来の技術では、流量積算値の精度の向上と瞬時流量の点滅表示の即時性および精確性とがトレードオフの関係となっており、一方を重視すれば他方を犠牲にせざるを得ず、互いに背反することが余儀なくされていた。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力消費を徒に増大させることなく、確実に脈動の発生またはノイズの混入を簡易な手段で自動検知することができるようにした流量計測装置およびその制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の流量計測装置は、計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、流体の圧力を計測する圧力計測手段と、流量計測手段によって計測される流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で流体の圧力の計測を行って、その圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する、または圧力計測手段によって計測される流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、流量計測手段によって所定のサンプリング頻度で流体の流量の計測を行って、その流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定手段とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明による第２の流量計測装置は、計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、流体の圧力を所定のサンプリング頻度で計測する圧力計測手段と、流量計測手段によって計測された流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上であり、かつ圧力計測手段によって計測された流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが、所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する脈動発生判定手段とを備えたものである。
【００１２】
本発明による第１または第２の流量計測装置では、流量計測手段によって計測される流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、脈動発生判定手段がそれを検知して、脈動が発生している可能性があると仮判定する。そしてさらに、脈動発生判定手段が、圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で流体の圧力の計測を行わせて、その圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生しているとの判定を下す。あるいは圧力の変動量が所定値以上になると流量計測手段によって所定のサンプリング頻度で流量の計測を行って、流体に脈動が発生しているか否かの判定を下す。このように、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱと、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰとに基づいて、脈動の発生を自動的に判定することで、瞬時流量Ｑの変動が脈動に起因するものであることを確実に判定することが可能となる。そして、脈動発生判定手段は、流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となったことが検知され、かつ圧力の単位時間当りの変動量が所定値未満であることが検知された場合には、ノイズが混入したかあるいは流量計測手段になんらかの故障が生じたものと判定する。そしてこの場合には、実際に生じている事態がノイズの混入であるのか故障であるのかは区別できないが、いずれにしても、流量計測装置の正確な計測動作に対して支障を生じる要因となるものであるから、その旨の警報を出力してユーザー等に報知することが望ましい。
【００１３】
あるいは、当該流量計測装置の設置されている場所が脈動または外乱的振動の発生しやすい場所である旨の警報または情報を、公衆電話回線などを通じてガス事業者等に送信されるようにしてもよい。
【００１４】
ここで、流量計測手段によって計測される流体の流量とは一般に瞬時流量であり、その流量の単位時間当りの変動量は、ΔＱ＝｜（Ｑｔ２−Ｑｔ１）／ｔ｜、ｔ＝ｔ２−ｔ１（但し、式中、ΔＱは流量の単位時間当りの変動量、ｔはサンプリング間隔、Ｑｔ１はサンプリングタイミングｔ１に計測された瞬時流量、Ｑｔ２は次回のサンプリングタイミングｔ２に計測された瞬時流量を表す）で与えられる。また、圧力の単位時間当りの変動量は、ΔＰ＝｜（Ｐｔ２−Ｐｔ１）／ｔ｜、ｔ＝ｔ２−ｔ１（ただし、式中、ΔＰは圧力の単位時間当りの変動量、ｔはサンプリング間隔、Ｐｔ１はサンプリングタイミングｔ１に計測された圧力、Ｐｔ２は次回のサンプリングタイミングｔ２に計測された圧力を表す）で与えられる。
【００１５】
なお、本発明による第２の流量計測装置では、脈動発生判定手段は、脈動が発生したと仮判定した場合には、その後、所定時間に亘って、流体の圧力を所定のサンプリング頻度よりも高い頻度で圧力計測手段によって計測して、その計測結果の情報を記録または出力することが望ましい。
【００１６】
このようにすることにより、脈動の周期、振幅、周波数、波長などの詳細な情報を収集・記録することができ、延いては、例えばその流量計測装置のユーザーや現場に赴いた作業員などにとって、流量計測装置の使用状況に置ける脈動の発生状況やノイズの混入状況などを的確に把握してそれを今後の対処や計測環境の改善等に有効に役立てることが可能となる。
【００１７】
また、脈動発生判定手段は、流量計測手段によって計測された流体の流量値の変動量が所定値以上になると、それを検知して、その場合にのみ流量計測手段のサンプリング頻度を高くすることで、流体の流量値の単位時間当りの変動量の計測精度を高くすることが好ましい。これにより、流量値の単位時間当りの変動量が所定値以上になった場合にのみ流量計測手段のサンプリング頻度が高くされるので、電力消費の徒な増大が抑制される。また、脈動の周期、振幅、周波数、波長などについて、流量計測手段による計測結果と、圧力計測手段による計測結果とを比較して、さらに詳細な脈動発生判定を行うことなども可能となる。
【００１８】
また、上記のような本発明による第１および第２の流量計測装置は、計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、瞬時流量を積算する流量値積算手段と、流量値積算手段によって瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段とを有し、さらには、瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段を備えており、かつ流量積算値表示手段は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示し、瞬時流量表示手段は、流量積算値表示手段とは独立して、流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示することが好ましい。これにより、流量積算値の精度の向上と、瞬時流量を表す点滅による流量パイロット表示の即時性および精確性の向上とを、両立することができる。
【００１９】
本発明による第３の流量計測装置は、計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、瞬時流量を積算する流量値積算手段と、流量値積算手段によって瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段と、瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段とを有するものであって、流量積算値表示手段は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示し、瞬時流量表示手段は、流量積算値表示手段とは独立して、流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示するものである。
【００２０】
本発明による第３の流量計測装置では、流量積算値表示手段によって、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値が表示され、瞬時流量表示手段によって、流量積算値表示手段とは独立して、流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅が各サンプリングタイミングごとで、即座に、あるいは少なくとも流量積算値の表示よれも頻繁なサンプリングタイミングごとで（換言すれば積算流量値の表示における計測と表示との時間的遅延よりも短い遅延時間で）、より実態の流体に則した点滅表示が行われる。これにより、流量積算値の精度の向上と、瞬時流量の有無などを表す点滅による流量パイロット表示の即時性および精確性の向上とを、両立することができる。
【００２１】
ここで、上記の「瞬時流量に対応した点滅表示を行う」とは、流れの有無（流量Ｑが実質的にＱ＝０であるか否か）に対応して、例えば流れＱが有る（Ｑ＞０）場合には点滅表示を行い、流れがない（Ｑ＝０）の場合には消灯状態を維持するというような表示の仕方、あるいはさらに、流量が有る場合にはその流量Ｑの大きさに比例した点滅周波数で点滅表示を行うというような表示の仕方などが可能である。
【００２２】
本発明による第１、第２および第３の流量計測装置では、流量計測手段は、さらに、正常方向の流体の流れとは反対方向の流れの瞬時流量を、負の瞬時流量として計測可能なものであり、瞬時流量表示手段は、負の瞬時流量の点滅表示を、正常方向の流体の流れの瞬時流量の点滅表示とは区別可能に表示することが好ましい。これにより、脈動の発生、変動および消滅を時々刻々表示することが可能となる。また、脈動による計測値の周期的な変動と、ノイズの混入のような瞬間的な計測値の変動とは、表示を観察するだけで明確に区別可能となる。
【００２３】
なお、本発明による第１、第２および第３の流量計測装置では、流量計測手段が、計測対象の流体に音波を伝播させてその音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて流体の流速または流量を計測するものであることが好ましい。流体に音波を伝播させる計測方式では、ノイズの影響を受けやすく、また、膜式流量計のような機械的な測定方式に比べると電力消費が大きいので、本発明による第１、第２および第３の流量計測装置の脈動発生判定手段を備えることによって、電力消費を徒に増大させることなく、脈動の発生を確実に判定することが可能となり、かつノイズの混入と脈動の発生との区別も容易かつ明確なものとなるからである。
【００２４】
また、本発明による第１、第２および第３の流量計測装置は、計測対象である流体がガスであり、当該流量計測装置がガスメータとして機能するものが好適であるが、水道メータ、液体燃料メータなどの各種メータであってもよい。
【００２５】
本発明による第１の制御方法は、計測対象である流体の流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、流体の圧力を計測する圧力計測手段とを備えた流量計測装置に用いられるものであって、流量計測手段によって計測される流体の流量の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で流体の圧力の計測を行って、その圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定する、または圧力が所定値以上になった場合には所定のサンプリング頻度で流体の流量の計測を行うことで、流体に脈動が発生しているか否かを判定する脈動発生判定を行うものである。
【００２６】
本発明による第２の制御方法は、計測対象である流体の流量値を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、流体の圧力を所定のサンプリング頻度で計測する圧力計測手段とを備えた流量計測装置に用いられるものであって、流量計測手段によって計測された流体の流量値の単位時間当りの変動量が所定値以上であり、かつ圧力計測手段によって計測された流体の圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には流体に脈動が発生していると判定する、という脈動発生判定を行うものである。
【００２７】
本発明による第３の制御方法は、計測対象である流体の瞬時流量を所定のサンプリング頻度で計測する流量計測手段と、瞬時流量を積算する流量値積算手段と、流量値積算手段によって瞬時流量を積算してなる流量積算値の表示を行う流量積算値表示手段と、瞬時流量に対応した点滅表示を行う瞬時流量表示手段とを有する流量計測装置に用いられるものであって、流量積算値表示手段の動作を制御して、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を過去の積算流量値に対して加算して算出した流量積算値を表示させ、瞬時流量表示手段の動作を制御して、流量積算値表示手段とは独立して、流量計測手段によって計測された瞬時流量に対応した点滅を前記流量積算値のサンプリングタイミングよりも頻繁なサンプリングタイミング毎に表示させるものである。
【００２８】
ここで、本発明による第１、第２および第３の制御方法は、本発明による第１、第２および第３の流量計測装置と同様の趣旨で課題を解決するものである。なお、本発明による第１、第２および第３の制御方法の制御対象である流量計測装置としては、計測対象である流体がガスであり、ガスメータとして機能するものが好ましいが、これのみには限定されないことは言うまでもない。この他にも、例えば水道メータ、液体燃料メータなどの各種メータに本発明を適用することも可能である。また、一般に流量と流速との関係は、流速に流体の断面積を乗算したものが流量なのであるから、本発明は流量値を計測するメータのみならず、流速値を計測するメータにも適用可能であることは言うまでもない。また、本発明に係る流量計測装置または制御方法の構成の主要部は、上記のような流量計測装置に用いられる例えば専用ＬＳＩまたはプリント配線回路基板上で構築される制御回路などにも利用可能であって、例えばそのような制御回路を流量計測装置本体とは独立した工業製品として製造・販売することも可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るガスメータの概略構成を表すものである。なお、本発明の一実施の形態に係る制御方法は、このガスメータまたはこのガスメータにおける制御回路の動作によって具現化されるものであるから、以下、それらも併せて説明する。このガスメータは、ガスを利用可能な一般住宅やビルなどの家屋ごとに設置され、ガスの流量積算値（ガス使用量）の計量（計測）機能、保安機能、自動検針機能などを備えた、いわゆるマイコンメータである。
【００３１】
このガスメータは、流路２１を流れるガスの流量値を計測する計量計として超音波センサ２２Ａ，２２Ｂを有する超音波伝播時間計測部２０と、流量値演算部３０と、流量値積算部４０と、流量積算値表示部５１と、瞬時流量表示部５２と、これらを制御して瞬時流量Ｑおよび流量積算値ΣＱの積算および表示を行わせ、また脈動の発生を判定する制御部６０と、外部に警報を発する警報部６１と、不揮発性メモリ７０と、電力供給源としての電池８０とを、その主要部として備えている。また、このガスメータは、流路２１の下流に配置される感震器９１，温度センサ９２および圧力センサ９３、流路２１の上流に配置される遮断弁９４およびこの遮断弁９４を駆動する遮断弁駆動機構９５、ならびにこれらに直接または間接に接続されて所定の保安機能を実行する保安ユニット９０と、流量積算値などの検針情報をガス会社の管理センタとの間で送受信するための通信ユニット１００と、制御部６０を構成するマイコンの暴走などを監視するマイコン停止検出ユニット１１０と、このマイコン停止検出ユニット１１０に接続された起動・リセット部１２０とを備えている。なお、この他にも、遮断復帰を実行するための復帰スイッチ、微少漏洩検知装置など（いずれも図示省略）、ガスメータとして一般に用いられるような各種装置も備えていることは言うまでもないが、そのような種々の装置等の構成は本発明の主要構成とは直接的な関連性が少ないので、それらの説明については省略する。
【００３２】
超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当たりに所定の頻度で超音波を上流側から下流側へと伝播させることと、下流側から上流側へと伝播させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返すものである。超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、送受信器２４を介して伝播時間計測・制御部２３に接続されている。伝播時間計測・制御部２３は、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された電気信号に基づいて、上流側から下流側へと音波を伝播させたときの順方向伝播時間Ｔ１と、下流側から上流側へと音波を伝播させたときの逆方向伝播時間Ｔ２とを、所定のサンプリング頻度で計測するものである。また、伝播時間計測・制御部２３は、超音波の伝播方向の切り替えおよび超音波発信の繰り返しを制御するものであり、そのための計時用のタイマー等（図示せず）をも備えている。伝播時間計測・制御部２３のハードウェアおよびその制御ロジック等については、一般的なものと同様のものを用いることができる。
【００３３】
流量値演算部３０は、伝播時間計測・制御部２３によって所定のサンプリング頻度で伝播時間Ｔ１，Ｔ２が計測されるごとに、その伝播時間Ｔ１，Ｔ２に基づいてそのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに流量係数ｋを乗算するなどの演算を行うことによって、そのときの計測デューティにおけるガスの瞬時流量値Ｑを得るものである。また、流量値演算部３０は、瞬時流量値Ｑとして、正常方向すなわち矢印２１Ａ方向のガスの流れの瞬時流量値＋Ｑだけでなく、正常方向とは反対方向の流れの瞬時流量を、負の瞬時流量−Ｑとして計測することができるように設定されている。なお、以後の説明では、正常方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑと負の瞬時流量−Ｑとを合わせて瞬時流量Ｑと呼ぶものとする。この流量値演算部３０のハードウェアおよびその動作を制御するための制御ロジックは、正常方向の瞬時流量値＋Ｑについては、一般的なものを用いることができる。
【００３４】
流量値積算部４０は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量Ｑを積算するものである。すなわち、流量値積算部４０は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数、例えば今回とその前回との２回に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを求め、その平均値Ｑａを、それまで記憶していた過去の積算流量値に対して加算することによって、流量積算値ΣＱを算出するものである。
【００３５】
流量積算値表示部５１は、例えば液晶パネルによって構成され、流量値積算部４０によって瞬時流量Ｑを積算してなる流量積算値ΣＱの表示を行うものである。すなわち、流量積算値表示部５１は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数、例えば今回のサンプリングとその前回のサンプリングとの２回に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを過去の積算流量値に対して加算して算出された流量積算値ΣＱを表示する。このように複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを過去の積算流量値に対して加算して算出された流量積算値ΣＱを表示することによって、大きな一発パルス状ノイズなどの影響を低減し、流量積算値ΣＱの精確性をさらに向上することができる。
【００３６】
瞬時流量表示部５２は、例えば液晶パネルによって構成され、瞬時流量Ｑの値に対応した点滅表示、すなわち流量パイロット表示を行うものである。すなわち、瞬時流量表示部５２は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量を各サンプリングタイミングごとで即座に表示するようになっている。このように、瞬時流量表示部５１における表示は、流量積算値表示部５２とは独立して行われ、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを過去の積算流量値に対して加算し、その算出された流量積算値ΣＱを表示する。瞬時流量表示部５２は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量を、瞬時流量表示部５１とは独立して、各サンプリングタイミングごとで即座に表示する。このようにすることで、流量積算値表示部５１に表示される流量積算値ΣＱの精確性が向上すると共に、瞬時流量表示部５２における瞬時流量Ｑを表す点滅による流量パイロット表示の即時性および精確性を高めることができる。あるいは、この瞬時流量表示部５２は、流量積算値表示部５２における流量積算値ΣＱの表示が、例えば５回のサンプリング毎にその５回の計測の平均値を求めて書き換えられるとすると、その５回のサンプリング毎のような頻度よりも高い頻度で（例えば１回や２回のサンプリング毎に）点滅を表示するようにしてもよい。いずれにしても、このようにすることによって、流れの有無など瞬時流量の実態とそれに対応した点滅表示との間の時間的遅延（タイムラグ）を、より少いものとすることができる。
【００３７】
図２は、瞬時流量表示部５２および流量積算値表示部５１の構成の一例を表している。これら瞬時流量表示部５２および流量積算値表示部５１は、例えば１枚の液晶パネルからなる表示部５０内に設けられている。流量積算値表示部５１は、例えば、流量積算値ΣＱをアラビア数字で数値表示するようになっている。瞬時流量表示部５２は、正常方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑを表す正常方向表示部５２Ａと、負の瞬時流量−Ｑを表す反対方向表示部５２Ｂとを有しており、負の瞬時流量−Ｑを、正常方向すなわち矢印２１Ａ方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑとは区別可能に表示することが可能なものとなっている。これにより、脈動が発生した場合には、その発生、変動および消滅が時々刻々とこの瞬時流量表示部５２に表示される。また、脈動による計測値の周期的な変動と、ノイズの混入のような瞬間的な計測値の変動とは、正常方向表示部５２Ａおよび反対方向表示部５２Ｂの表示を観察するだけで明確に区別することができる。なお、正常方向表示部５２Ａおよび反対方向表示部５２Ｂを構成する矢印の数は、スペースおよび電力消費量が許す限り増やすことも可能である。また、正常方向表示部５２Ａおよび反対方向表示部５２Ｂの位置および形状は、図２に示したような位置および矢印に限られるものではなく、互いに逆向きであることが認識可能なものであれば、三角形、扇形などの形状としてもよい。
【００３８】
なお、表示部５０においては、流量積算値ΣＱの所定の桁に対応して積算流量ドット表示部５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃが設けられている。積算流量ドット表示部５３Ａは、例えば約０．１リットル／時間の流量が積算されるごとに点灯し、その後消灯する。積算流量ドット表示部５３Ｂは、例えば約１リットル／時間の流量が積算されるごとに点灯し、その後消灯する。また、積算流量ドット情報５３Ｃは、例えば約１０リットル／時間の流量が積算されるごとに点灯し、その後消灯する。流量積算値表示部５１の傍には、ガスの漏洩などの異常が発生した場合に異常を表す情報に対応するアルファベット（例えば「Ａ」）が表示される異常情報表示部５４と、遮断弁９４によって流路２１が遮断されていることを表す情報（例えば「ガス止」）を表す遮断情報表示部５５が設けられている。
【００３９】
図１に示した制御部６０は、流量値演算部３０、流量値積算部４０、流量積算値表示部５１および瞬時流量表示部５２を制御して、瞬時流量Ｑの積算（瞬時流量Ｑの値から流量積算値ΣＱの値を得る演算）および流量積算値ΣＱの表示ならびに瞬時流量に対応した点滅表示を制御する機能を有するものである。この制御部６０は、例えばマイコンを用いてその主要部を構成し、不揮発性メモリ７０に格納されたプログラムを実行することによって動作させることなどが可能である。
【００４０】
また、制御部６０は、脈動の発生を判定する脈動発生判定部としての機能を有している。すなわち、制御部６０は、流量値演算部３０によって演算される瞬時流量Ｑの微少単位時間当りの変動量ΔＱを求め、その変動量ΔＱが例えば典型的な脈動の１パルス当りの流量変動量の平均振幅程度に設定された所定値以上となった場合にはそれを検知して、所定のサンプリング頻度ｆｐでガスの圧力Ｐの計測を圧力センサ９３によって行って、圧力Ｐの微少単位時間当りの変動量ΔＰを求め、その変動量ΔＰが例えば典型的な脈動の１パルス当りの圧力変動量の平均振幅程度に設定された所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、ガスに脈動が発生していると判定するものである。このように瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱと、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰとに基づいて脈動の発生を判定することにより、瞬時流量Ｑの変動が脈動に起因するものであることを確実に判定することができる。
【００４１】
ここで、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱは、式；ΔＱ＝｜（Ｑｔ２−Ｑｔ１）／ｔ｜，ｔ＝ｔ２−ｔ１（ただし、式中、ΔＱは流量の単位時間当りの変動量、ｔはサンプリング間隔、Ｑｔ１はサンプリングタイミングｔ１に計測された瞬時流量、Ｑｔ２は次回のサンプリングタイミングｔ２に計測された瞬時流量を表す）で与えられる。また、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰは、式；ΔＰ＝｜（Ｐｔ２−Ｐｔ１）／ｔ｜，ｔ＝ｔ２−ｔ１（ただし、式中、ΔＰは圧力の単位時間当りの変動量、ｔはサンプリング間隔、Ｐｔ１はサンプリングタイミングｔ１に計測された圧力、Ｐｔ２は次回のサンプリングタイミングｔ２に計測された圧力を表す）で与えられる。
【００４２】
なお、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上となったことが制御部６０によって検知された場合であっても、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値未満であれば、制御部６０は、例えばノイズが混入したかあるいは超音波センサ２２Ａ，２２Ｂに何らかの故障が生じたものと判定する。また、圧力センサ９３によって所定のサンプリング頻度でガスの圧力Ｐの計測を行って、その圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であるがその状態であった回数が所定のサンプリング回数に満たなかった場合には、次回以降の計測結果待ちとして、取り敢えず処理を終了するようにしてもよい。あるいはさらに、例えば次回の計測結果が正常であれば、ガスに脈動が発生したがその脈動は既に終息したと判定することなども可能である。
【００４３】
制御部６０は、脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って、ガスの圧力Ｐをサンプリング頻度ｆｐよりも高い頻度で圧力センサ９３によって計測して、脈動の周期、振幅、周波数、波長などの詳細な情報を収集することが望ましい。このとき、例えば振幅または波長については、脈動を所定時間に亘って計測し、その平均値または最大値を取るようにすることなどが可能である。また、制御部６０は、圧力センサ９３による計測結果の情報を図示しないメモリまたは不揮発性メモリ７０に記録または図示しないプリンタ装置のような出力装置によって出力することなどが望ましい。これにより、例えば作業員がガスメータの設置されている現場に赴いてそのガスメータの使用状況等をチェックする際などに、脈動の発生の有無や、脈動が発生している場合にはその周期、振幅、周波数、波長などの詳細な情報を把握し、それに対して円滑迅速な対処を行うことや原因の調査などに役立てることができる。
【００４４】
制御部６０は、さらに、ガスに脈動が発生しているとの判定が所定のサンプリング回数以上に亘って成された場合には、ガスメータの設置されている場所が脈動または外乱的振動の発生しやすい場所である旨の警報を警報部６１によって発するようにしてもよい。また、この警報は、例えば通信ユニット１００によって公衆電話回線などを通じてガス事業者等に送信されるようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４５】
また、制御部６０は、瞬時流量Ｑの変動量ΔＱが所定値以上になると、それを検知して、伝播時間計測・制御部２３のサンプリング頻度を高くすることで、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱの計測精度を高くすることが好ましい。これにより、瞬時流量Ｑの変動量ΔＱが所定値以上になった場合にのみ伝播時間計測・制御部２３のサンプリング頻度が高くされるので、電力消費の徒な増大が抑制される。また、脈動の周期、振幅、周波数、波長などについて、超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂによる計測結果と、圧力センサ９３による計測結果とを比較することで、さらに詳細な脈動発生判定を行うことができる。
【００４６】
例えば、圧力センサ９３によって計測された脈動の周期Ｔｐと、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂによって計測された脈動の周期Ｔｑとを比較して、（Ｔｐ−Ｔｑ）≦δｔｈ（式中、δｔｈは、δｔｈ＜＜１を満たす所定値すなわち微小時間を表す）が成立する場合には、脈動が発生していると判定する。
【００４７】
あるいは、例えば脈動の波長が圧力センサ９３と超音波センサ２２Ａ，２２Ｂとの距離よりも著しく長い場合などには、圧力センサ９３によって計測された脈動の位相θｐと、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂによって計測された脈動の位相θｑとを比較して、Δθ＝θｐ−θｑ，θｔｈＬ≦Δθ≦θｔｈＨ，θｔｈＬ＝π−α，θｔｈＨ＝π＋α（式中、αは、α＜＜１を満たす所定値を表す）が成立する場合には、脈動が発生していると判定し、Δθ＝θｐ−θｑ，θｔｈＬ＞Δθ，Δθ＞θｔｈＨ，θｔｈＬ＝π−α，θｔｈＨ＝π＋α（式中、αは、α＜＜１を満たす所定値を表す）が成立する場合には、圧力センサ９３または超音波センサ２２Ａ，２２Ｂのうちいずれか一方が故障していると判定することが可能である。
【００４８】
あるいは、脈動の流量変動の周期Ｔｐと圧力変動の周期Ｔｑとが計測誤差の範囲を超えて異なったものとなっている場合には、圧力センサ９３または超音波センサ２２Ａ，２２Ｂのうちいずれか一方または両方が故障していると判定することが可能である。このように脈動に関してその流量変動の周期Ｔｐと圧力の周期Ｔｑとに基づいて脈動発生を判定することは、例えば上記のような脈動に関してその流量変動の時間的位相と圧力変動の時間的位相とに基づいて脈動発生を判定する場合と比較すると、圧力センサ９３と超音波センサ２２Ａ，２２Ｂとの応答（遅延）特性の差異に起因して判定が影響を受けるということがないので好ましい。
【００４９】
不揮発性メモリ７０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）のような記憶素子であり、流量値演算部３０、流量値積算部４０および制御部６０などで実行されるプログラムを格納している。
【００５０】
電池８０は、ガスメータ全体に電力を供給するためのものであり、例えばリチウム電池などのような寿命が長い７年ないし１０年程度のものを好適に用いることができる。
【００５１】
感震器９１は、所定の強度以上の強い震動の発生を検知して地震が発生したことを判定するものである。
【００５２】
温度センサ９２は、流路２１中を流れるガスの温度を計測するものである。計測された温度は、例えば保安ユニット９０に対して出力されるようになっている。この温度センサ９２としては、例えば、流路２１の内部に配設されており、熱電式センサ（熱電対）、抵抗式センサ（金属測温抵抗体）、サーミスタ式センサ、半導体センサなどを用いることができる。
【００５３】
圧力センサ９３は、流路２１中を流れるガスの圧力Ｐを計測するものである。計測された圧力Ｐは、例えば制御部６０および保安ユニット９０に対して出力されるようになっている。この圧力センサ９３としては、例えば、圧力によって生じた歪みに対応した電圧を発生する圧電膜センサなどを用いることができる。
【００５４】
保安ユニット９０は、感震器９１からの信号、温度センサ９２によって計測された温度、および圧力センサ９３によって計測された圧力Ｐに基づいて、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が、ガスの利用に際して危険な状態となる虞があるか否かを判定し、危険な状態となる虞があると判定された場合には弁駆動信号を出力して遮断弁駆動機構９５によって遮断弁９４を弁閉させてガスの供給を遮断する、というような所定の保安動作を行うものである。
【００５５】
通信ユニット１００は、例えば電話回線または専用回線等の通信回線（図示せず）を介してガス会社の管理センターとの間で検針データなどの情報を送受信する通信機能を実行するものである。この通信ユニット１００は、例えば、図示しないガスメータ専用に設けられた端末モデム装置であるＴ−ＮＣＵ（Ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ　）を含んで構成され、このＴ−ＮＣＵを介して通信回線（図示せず）にアクセスすることが可能となっている。また、この通信ユニット１００は、ガス会社の管理センタ側からガスメータにアクセスし、遮断弁９４の開閉動作やガス使用量計測動作などを遠隔操作的に制御したり、ガスメータの状態を監視したりすることが可能に設定されている。
【００５６】
マイコン停止検出ユニット１１０は、制御部６０を構成するマイコンの暴走の監視および停止の検出を行うものである。起動・リセット部１２０は、その起動およびリセットを行うものである。
【００５７】
このような構成を有するガスメータは、以下のように動作する。なお、以下の説明では、ガスメータの諸機能のうち、主として流量計測機能およびこれに関連する表示と脈動発生判定とについてを特に詳細に説明する。なお、その他の機能については一般的なもので構わないので、それらの詳細な説明については省略する。
【００５８】
超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当たりに所定の頻度で超音波を伝播させる。このとき、伝播時間計測・制御部２３は、タイマー（図示せず）に従って、超音波の伝播方向を所定時間毎に切り替えることを繰り返す。これにより、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、超音波を上流側から下流側へと伝播させることと、下流側から上流側へと伝播させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返して信号を出力する。伝播時間計測・制御部２３は、送受信器２４を介して、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された信号を受け取り、その信号に基づいて、上流側から下流側へと音波を伝播させたときの順方向伝播時間Ｔ１と、下流側から上流側へと音波を伝播させたときの逆方向伝播時間Ｔ２とを所定のサンプリング頻度で計測し、その結果得られた信号を制御部６０に伝送する。
【００５９】
制御部６０は、伝播時間計測・制御部２３によって所定のサンプリング頻度で計測された伝播時間Ｔ１，Ｔ２の情報を担持してなる信号を受け取り、それを流量値演算部３０に入力する。
【００６０】
流量値演算部３０は、その伝播時間Ｔ１，Ｔ２に基づいてそのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに所定の流量係数ｋを乗算する演算を行うことによって、そのときの計測デューティにおけるガスの瞬時流量Ｑを得て、制御部６０に伝送する。
【００６１】
制御部６０は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量Ｑのデータを受け取って、流量値積算部４０に入力する。
【００６２】
流量値積算部４０は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数、例えば今回のサンプリングとその前回のサンプリングとの２回に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを求め、その平均値Ｑａを、それまで記憶していた過去の積算流量値に対して加算することによって流量積算値ΣＱを算出し、そのデータを制御部６０に伝送する。
【００６３】
制御部６０は、最新の流量積算値ΣＱを、流量積算値表示部５１の画面に表示させる。
【００６４】
また、制御部６０は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量Ｑのデータを受け取って、瞬時流量表示部５２において、瞬時流量Ｑの値に対応した点滅表示（流量パイロット表示）を行わせる。すなわち、瞬時流量表示部５２は、流量積算値表示部５１とは独立して、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量を各サンプリングタイミングごとで即座に表示する。
【００６５】
さらに、制御部６０は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量Ｑのデータを受け取って、ガスに脈動が発生しているか否かの判定を行う。図３は、制御部６０による脈動発生判定を表す流れ図である。まず、制御部６０は、流量値演算部３０によって演算される瞬時流量Ｑの情報またはそれを担持してなる信号を受け取って、その瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱを求め、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上となったか否かを判定する（ステップＳ１０１）。瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが、所定値に満たない場合（ステップＳ１０１のＮ）には、正常にガスが流れているものと判定して、一連の処理を終了する。
【００６６】
瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上となった場合（ステップＳ１０１のＹ）には、制御部６０は、圧力センサ９３によって所定のサンプリング頻度ｆｐでガスの圧力Ｐの計測を行って圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰを求め、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【００６７】
圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが、所定値未満であると判定された場合（ステップＳ１０２のＮ）には、制御部６０は、例えば、ノイズが混入したか、あるいは超音波センサ２２Ａ，２２Ｂに何らかの故障が生じたものと判定し（ステップＳ１０３）、ノイズまたは故障の発生の旨の警報を出力するなどの処置を行う。具体的には、例えば、警報部６１によって警報を発し、さらに遮断弁９４を閉じる。あるいはさらに、その旨の情報を電話通信網等を介して外部のガス供給会社の管理システムやガス管理会社等に報知する。
【００６８】
圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上である場合には（ステップＳ１０２のＹ）、制御部６０は、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上となったが、その回数が所定のサンプリング回数に満たなかった場合には（ステップＳ１０４のＮ）、次回以降の計測結果待ちとなり、とりあえず処理を終了する。例えば、次回の計測結果が正常であれば、ガスに脈動が発生したがその脈動は既に終息したと判定することなどが可能である。
【００６９】
圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続したと判定された場合（ステップＳ１０４のＹ）には、制御部６０は、ガスに脈動が発生していると判定し（ステップＳ１０５）、脈動に対応するための処理を行う。
【００７０】
具体的には、制御部６０は、脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って、ガスの圧力Ｐをサンプリング頻度ｆｐよりも高い頻度で圧力センサ９３によって計測させて、その計測結果の情報を、図示しない記録装置または記憶素子などに記録する。なお、このときの情報は例えば表示出力することなども可能であることは言うまでもない。
【００７１】
制御部６０は、さらに、ガスに脈動が発生しているとの判定が所定のサンプリング回数以上または所定の時間以上に亘って続いた場合などには、ガスメータの設置されている場所が脈動または外乱的振動の発生しやすい場所である旨の警報を、警報部６１によって発する。
【００７２】
また、制御部６０は、瞬時流量Ｑの変動量ΔＱが所定値以上となったと判定された場合には（ステップＳ１０１のＹ）、上記のステップＳ１０３以降の処理と並行して伝播時間計測・制御部２３のサンプリング頻度を高くすることで、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱの計測精度をさらに向上させるようにしてもよい。
【００７３】
加えて、制御部６０は、瞬時流量表示部５２の正常方向表示部５２Ａには、正常方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑを表示させ、反対方向表示部５２Ｂには、負の瞬時流量−Ｑを表示させて、負の瞬時流量−Ｑを、正常方向すなわち矢印２１Ａ方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑとは区別可能に表示させる。
【００７４】
このように本実施の形態では、流量値演算部３０によって演算される瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上となった場合には、それを制御部６０が検知して、圧力センサ９３によって所定のサンプリング頻度ｆｐでガスの圧力Ｐの計測を行って、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰを求め、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、ガスに脈動が発生していると判定するようにしたので、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱと、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰとに基づいて脈動の発生を判定することによって、瞬時流量Ｑの変動が脈動に起因するものであることを確実に判定することができる。
【００７５】
また、制御部６０は、脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って、ガスの圧力Ｐをサンプリング頻度ｆｐよりも高い頻度で圧力センサ９３によって計測させて、その計測結果の情報を図示しない記憶素子または不揮発性メモリ７０などに記録し、または出力するようにしたので、例えば、現場に赴いた作業員は、脈動の周期、振幅、周波数、波長などの詳細な情報を把握し、円滑迅速な対処または原因の調査に役立てることができる。
【００７６】
さらに、制御部６０は、瞬時流量Ｑの変動量ΔＱが所定値以上になると、それを検知して、伝播時間計測・制御部２３のサンプリング頻度を高くすることで、瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱの計測精度を高くするようにしたので、瞬時流量Ｑの変動量ΔＱが所定値以上になった場合にのみ伝播時間計測・制御部２３のサンプリング頻度が高くされ、電力消費の徒な増大が抑制される。また、脈動の周期、振幅、周波数、波長などについて、超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂによる計測結果と、圧力センサ９３による計測結果とを比較して、さらに詳細な脈動発生判定を行うことが可能となる。
【００７７】
また、瞬時流量表示部５２における表示は、流量積算値表示部５１とは独立して行われ、流量積算値表示部５１は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量Ｑの平均値Ｑａを、過去の積算流量値に対して加算して算出された流量積算値ΣＱを表示し、瞬時流量表示部５２は、流量値演算部３０によって演算された瞬時流量を各サンプリングタイミングごとで即座に表示するようになっているので、流量積算値表示部５１に表示される流量積算値ΣＱの精確性が向上すると共に、瞬時流量表示部５２における瞬時流量Ｑを表す点滅による流量パイロット表示の即時性および精確性を高めることができる。
【００７８】
さらに、瞬時流量表示部５２は、負の瞬時流量−Ｑを、正常方向すなわち矢印２１Ａ方向のガスの流れの瞬時流量＋Ｑとは区別可能に表示することができるようにしたので、脈動が発生した場合には、その発生、変動および消滅を時々刻々表示させることができる。また、脈動による計測値の周期的な変動と、ノイズの混入のような瞬間的な計測値の変動とは、正常方向表示部５２Ａおよび反対方向表示部５２Ｂの表示を観察するだけで容易かつ明確に区別することができる。
【００７９】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および変形例において説明したものに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。すなわち、上記したガスメータの各構成要素の構成や機能等を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。例えば、上記実施の形態では、流量積算値表示部５１および瞬時流量表示部５２が１枚の液晶パネルからなる表示部５０に設けられている場合を例として説明したが、流量積算値表示部５１は液晶パネルでなくセグメント式カウンタによって構成してもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、制御部６０が、流量値演算部３０によって演算される瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上となった場合には、それを検知して、圧力センサ９３によって所定のサンプリング頻度ｆｐでガスの圧力Ｐの計測を行って、圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰを求めるようにしたが、圧力センサ９３によって常時所定のサンプリング頻度ｆｐでガスの圧力Ｐの計測を行わせておき、流量値演算部３０によって演算される瞬時流量Ｑの単位時間当りの変動量ΔＱが所定値以上であり、かつ圧力Ｐの単位時間当りの変動量ΔＰが所定値以上であることが、所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、ガスに脈動が発生したと判定するようにしてもよい。
【００８１】
さらに、上記各実施の形態では、ガスメータを例として説明したが、本発明は、上下水道メータ，電力メータ，液体燃料メータなどにも適用可能であり、同様の優れた効果を得ることができる。
【００８２】
また、一つの専用ＬＳＩやマスクＲＯＭなどにソフトウェア的に構築された脈動発生判定手段としての制御回路を、それを備えていない一般的なガスメータに内蔵されていた動作制御用のマイコンや動作制御回路系と取り替えることで、実質的に本発明に係る上記の実施の形態で説明したようなガスメータを実現することなども可能である。なお、その場合には、本発明に係る一実施の形態の制御回路が作り込まれている専用ＬＳＩのみを単体で作製しておき、それを例えばメンテナンスや電池の取り替えの際などに一般的なガスメータに組み込む（それまでの一般的なマイコン等を取り外してそれと取り替える）ようにすることなども可能である。これは換言すれば、本発明に係る一実施の形態の制御回路が作り込まれている例えばＬＳＩ素子のみを単体で工業製品として製造・販売することなども可能である、ということである。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，４ないし６，および８ないし１０のいずれか１つの項に記載の流量計測装置または請求項１１，１３ないし１５，１８および１９のいずれか１つの項に記載の制御方法によれば、脈動発生判定手段が、流量計測手段によって計測される流体の流量値の単位時間当りの変動量が所定値以上となった場合には、それを検知して、圧力計測手段によって所定のサンプリング頻度で流体の圧力の計測を行って、圧力の単位時間当りの変動量を求め、圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定するようにしたので、流体の流量値の単位時間当りの変動量と、圧力の単位時間当りの変動量とに基づいて、流体の流量値の変動が脈動に起因するものであることを確実に判定することができる。
【００８４】
また、請求項２ないし６，８ないし１０のいずれか１つの項に記載の流量計測装置または請求項１２ないし１５，１８および１９のいずれか１つの項に記載の制御方法によれば、脈動発生判定手段が、流量計測手段によって計測される流体の流量値の単位時間当りの変動量が所定値以上であり、かつ圧力計測手段によって計測された圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上であることが、所定のサンプリング回数以上に亘って継続した場合には、流体に脈動が発生していると判定するようにしたので、流体の流量値の単位時間当りの変動量と、圧力の単位時間当りの変動量とに基づいて、流体の流量値の変動が脈動に起因するものであることを確実に判定することができる。
【００８５】
また、特に請求項３記載の流量計測装置または請求項１３記載の制御方法によれば、脈動発生判定手段は、脈動が発生したと判定した場合には、その後、所定時間に亘って、流体の流量または圧力をサンプリング頻度よりも高い頻度で計測した結果の情報を記録または出力するようにしたので、脈動の周期、振幅、周波数、波長などの詳細な情報を収集することが可能となり、その情報は、例えば現場に赴いた作業員またはユーザーにとって的確な対処または誤差要因の調査等を行うために有効に役立つものとすることができる。
【００８６】
また、特に請求項５記載の流量計測装置または請求項１５記載の制御方法によれば、脈動発生判定手段は、流体の流量または圧力の単位時間当りの変動量が所定値以上になると、それを検知して流量計測または圧力計測のサンプリング頻度を高くすることで、流量の単位時間当りの変動量の計測精度を高くするようにしたので、電力消費量の徒な増大を抑制することができる。また、脈動の周期、振幅、周波数、波長などについて、流量計測手段による計測結果の流量計測値の時間的推移パターンと、圧力計測手段による計測結果の流量計測値の時間的推移パターンととを比較して、さらに詳細な脈動発生判定を行うことができる。
【００８７】
また、特に請求項６ないし１０のいずれか１つの項に記載の流量計測装置または請求項１６ないし１９のいずれか１つの項に記載の制御方法によれば、流量積算値表示手段は、各サンプリングタイミングごとに、所定の複数サンプリング回数に亘っての瞬時流量の平均値を、過去の積算流量値に対して加算して算出された流量積算値を表示し、瞬時流量表示手段は、流量積算値表示手段とは独立して、瞬時流量に対応した点滅を各サンプリングタイミングごとで即座に表示するように設定されているので、流量積算値表示手段に表示される流量積算値の精確性を向上させることができると共に、瞬時流量表示手段における瞬時流量を表す点滅による流量パイロット表示の即時性および精確性を高めることができる。
【００８８】
また、特に請求項８ないし１０のいずれか１つの項に記載の流量計測装置または請求項１７ないし１９のいずれか１つの項に記載の制御方法によれば、瞬時流量表示手段は、負の瞬時流量を、正常方向の流体の流れの瞬時流量とは区別可能に表示することができるようにしたので、脈動が発生した場合には、その発生、変動および消滅を時々刻々表示させることができる。また、脈動による計測値の周期的な変動と、ノイズの混入のような瞬間的な計測値の変動とは、表示を観察するだけで容易に区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る流量計測装置であるガスメータの概略構成を表す機能ブロック図である。
【図２】図１に示したガスメータにおける流量積算値表示部および瞬時流量表示部の一構成例を表す平面図である。
【図３】図１に示したガスメータにおける脈動発生判定を説明するための流れ図である。
【符号の説明】
１０…ガスメータ、２０…超音波伝播時間計測部、２１…流路、２２Ａ，２２Ｂ…超音波センサ、２３…伝播時間計測・制御部、３０…流量値演算部、４０…流量値積算部、５０…表示部、５１…流量積算値表示部、５２…瞬時流量表示部、５２Ａ…正常方向表示部、５２Ｂ…反対方向表示部、５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ…積算流量ドット表示部、５４…異常情報表示部、５５…遮断情報表示部、６０…制御部、７０…不揮発性メモリ、８０…電池、９１…感震器、９２…温度センサ、９３…圧力センサ、９４…遮断弁、９５…遮断弁駆動機構、９０…保安ユニット、１００…通信ユニット、１１０…マイコン停止検出ユニット、１２０…起動・リセット部
【図１】
2004108832.tif 000003
【図２】
2004108832.tif 000004
【図３】
2004108832.tif 000005