(57)【要約】【課題】必要以上に電力消費することなく、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる電子式ガスメータ及びその復帰安全確認処理方法を提供する。【解決手段】ガス流路に設けられ音波を送受信する送受信手段３Ａと、送受信手段３Ａで送受信される音波の伝搬時間を計測する計時手段３Ｂと、伝搬時間に基づいて流量を検出する流量検出手段３Ｃと、流量の異常に基づいてガス流路に設けられた遮断弁を弁閉する弁閉手段３Ｄと、異常にともなう弁閉状態から通常計測モードに安全に復帰させるための確認処理を行う復帰安全確認処理手段３Ｅと、確認処理への所定の移行指令に応答して、送受信手段３Ａの送受信インターバルを通常計測モード時よりも短くなるように制御するモード制御手段３Ｆと、含む。【選択図】図１
2005257371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路に設けられ音波を送受信する送受信手段と、
前記送受信手段で送受信される音波の伝搬時間を計測する計時手段と、
前記伝搬時間に基づいて流量を検出する流量検出手段と、
前記流量の異常に基づいて前記ガス流路に設けられた遮断弁を弁閉する弁閉手段と、
前記異常にともなう弁閉状態から通常計測モードに安全に復帰させるための確認処理を行う復帰安全確認処理手段と、
前記確認処理への所定の移行指令に応答して、前記送受信手段の送受信インターバルを通常計測モード時よりも短くなるように制御するモード制御手段と、
含むことを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項２】
請求項１の電子式ガスメータにおいて、
脈動下での前記流量を効率的に計測するための脈動計測モードを備えた電子式ガスメータであって、
前記モード制御手段では、前記移行指令に応答して、前記脈動計測モードに移行するように制御される、
ことを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項３】
請求項２の電子式ガスメータにおいて、
前記脈動計測モードにおいては、
上り及び下りの音波の送受信を交互に行うようにする、
ことを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項４】
ガス流路に設けられた音波送受信手段で送受信される音波の伝搬時間を計測し、前記伝搬時間に基づいて流量を検出し、前記流量の異常に基づいて前記ガス流路に設けられた遮断弁を弁閉した後、所定の移行指令に応答して、前記異常にともなう弁閉状態から通常計測モードに安全に復帰させるための確認処理を行う電子式ガスメータにおける、前記確認処理の方法であって、
前記移行指令に応答して、脈動計測モードに移行させて、このモードにおいて前記確認処理を実行するように制御する、
ことを特徴とする電子式ガスメータの復帰安全確認処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子式ガスメータ及びその復帰安全確認処理方法に関し、特に、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる電子式ガスメータ及びその復帰安全確認処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種の電子式ガスメータでは、復帰安全確認機能を備えたものが普及している。復帰安全確認機能とは、例えば、下記特許文献１等でも周知のように、ガス流路を通過するガスの流量異常等のような使用状態の異常や外部機器からの信号に基づいて、ガス流路に設けられた遮断弁が弁閉された後に、この遮断弁をいったん弁開してガス漏れや異常流量等をチェックし、安全が確認されたときだけ、正式に弁開してガスメータを通常計測モードに復帰させる機能である。
【０００３】
また、この種の電子式ガスメータにおいては、ガスの流量を計測するためのセンサとして、超音波信号を用いたタイプが普及している。このセンサも、下記特許文献１等でも周知のように、ガス流路に一対の超音波振動子が設置されて構成され、両振動子間の信号伝搬時間差によって瞬時流量が求めるられるようになっている。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００１−１６５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この復帰安全確認時に、近隣でのガスヒートポンプ等の使用によりガス流路内で周期的な圧力変動に起因する脈動が発生する場合がある。上記復帰安全確認時には、基本的に通常計測モード時と同等のサンプリングタイミングで各瞬時流量を計測し、これらを所定時間において合計し、これに基づいて復帰可否を判定するようになっているが、上記脈動の発生により、各瞬時流量に大きなバラツキが発生することになる。
【０００６】
そうすると、所定時間における合計流量が正負に大きく偏り、実際には所定時間における合計流量はゼロであり、通常計測モードに復帰可能であるにもかかわらず、通常計測モードに復帰できないという事態が発生する。そこで、脈動発生を検出して、通常計測モードからサンプリングインターバルの短い脈動計測モードに切り替え、復帰安全確認時に脈動が発生しても正確に合計流量を計測できるようにするというアイディアもある。
【０００７】
しかしながら、このアイディアによっても切り替え判定に所定時間を要するため、通常計測モードに復帰するのに多くの時間を要するという問題が残る。なお、通常時及び復帰安全確認時ともに、常時、サンプリングインターバルの短い脈動計測モードにするのは、多大な電力消費をともない現実的でない。
【０００８】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、必要以上に電力消費することなく、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる電子式ガスメータ及びその復帰安全確認処理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の電子式ガスメータは、図１に示すように、ガス流路に設けられ音波を送受信する送受信手段３Ａと、前記送受信手段３Ａで送受信される音波の伝搬時間を計測する計時手段３Ｂと、前記伝搬時間に基づいて流量を検出する流量検出手段３Ｃと、前記流量の異常に基づいて前記ガス流路に設けられた遮断弁を弁閉する弁閉手段３Ｄと、前記異常にともなう弁閉状態から通常計測モードに安全に復帰させるための確認処理を行う復帰安全確認処理手段３Ｅと、前記確認処理への所定の移行指令に応答して、前記送受信手段３Ａの送受信インターバルを通常計測モード時よりも短くなるように制御するモード制御手段３Ｆと、含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、確認処理への所定の移行指令に応答して、計測用音波の送受信インターバルが通常計測モード時よりも短くなるように制御される。すなわち、復帰確認処理時に移行すると同時に流量計測用音波の送受信インターバルが短くなり、脈動も正確に計測可能になる。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の電子式ガスメータは、図１に示すように、請求項１の電子式ガスメータにおいて、脈動下での前記流量を効率的に計測するための脈動計測モードを備えた電子式ガスメータであって、前記モード制御手段３Ｆでは、前記移行指令に応答して、前記脈動計測モードに移行するように制御される、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、この種の電子式ガスメータに本来備わっている、脈動下での流量を計測するための脈動計測モードを復帰確認処理時に利用するようにしている。したがって、脈動計測モードを新たに付加する必要がない。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の電子式ガスメータは、図１に示すように、請求項２の電子式ガスメータにおいて、前記脈動計測モードにおいては、上り及び下りの音波の送受信を交互に行うようにする、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、脈動計測モードにおいては、上り及び下りの音波の送受信を交互に行うようにしている。このため、より正確に脈動時のガス流量を計測可能になる。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の電子式ガスメータの復帰安全確認処理方法は、ガス流路に設けられた音波送受信手段で送受信される音波の伝搬時間を計測し、前記伝搬時間に基づいて流量を検出し、前記流量の異常に基づいて前記ガス流路に設けられた遮断弁を弁閉した後、所定の移行指令に応答して、前記異常にともなう弁閉状態から通常計測モードに安全に復帰させるための確認処理を行う電子式ガスメータにおける、前記確認処理の方法であって、前記移行指令に応答して、脈動計測モードに移行させて、このモードにおいて前記確認処理を実行するように制御する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、確認処理への所定の移行指令に応答して、脈動計測モードに移行するように制御される。このため、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、確認処理への所定の移行指令に応答して、計測用音波の送受信インターバルが通常計測モード時よりも短くなるように制御される。すなわち、復帰確認処理時に移行すると同時に送受信インターバルが短くなり、脈動も正確に計測可能になる。したがって、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる。また、電力が必要以上に消費されることもない。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、この種の電子式ガスメータに本来備わっている、脈動下での流量を計測するための脈動計測モードを復帰確認処理時に利用するようにしている。したがって、脈動計測モードを新たに付加する必要がないので、ソフトウエアの肥大化を抑制しつつ、請求項１記載の効果を享受することができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、脈動計測モードにおいては、上り及び下りの音波の送受信を交互に行うようにしている。このため、より正確に脈動時のガス流量を計測可能になる。したがって、より確実に通常計測モードに復帰することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、確認処理への所定の移行指令に応答して、脈動計測モードに移行するように制御される。したがって、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる。なお、常時、脈動計測モードであるわけではないので、電力が必要以上に消費されることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態に係るハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【００２２】
図２に示すように、ガス流路１０の途中には、一対の超音波信号振動子４、５がガス流路１０に所定の角度をもって配設されている。これらの超音波信号振動子４、５は、切替スイッチ１３、１４を介して超音波信号振動子駆動回路１に接続されており、（マイクロコンピュータ）マイコン３に指令されて、波線矢印で示すように交互に流速計測用の超音波信号を送信する。
【００２３】
超音波信号振動子４、５はまた、切替スイッチ１１、１２を介して超音波受信増幅回路２にも接続されており、マイコン３に指令されて、上記交互に送信される超音波信号の送信タイミングに同期して、交互に超音波信号を受信する。すなわち、超音波信号振動子４、５は共に、流速計測用の超音波信号の送受信機能を備えており、一方が送信機として機能しているとき他方は受信機として機能し、一方が受信機として機能しているとき他方は送信機として機能するように、送受信動作を交互に行うように制御されている。なお、超音波信号振動子４、５は、請求項中の送受信手段に対応する。
【００２４】
超音波受信増幅回路２は、上記超音波信号振動子４、５から供給される流速に応じた電気信号を受けて増幅する。この増幅された電気信号はここではアナログ信号なので、Ａ／Ｄ変換器８でマイコン３のＣＰＵで処理できるようなディジタル信号に変換されて、ＣＰＵに供給される。
【００２５】
マイコン３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含む。ＲＯＭには流速検出及び流量算出のための基本プログラムや後述の実施形態に関わる制御プログラムが予め格納される。ＣＰＵはＲＯＭに格納されるプログラムにしたがって動作する。ＲＡＭは、基本的にＣＰＵが行う処理の過程で発生する変数、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。なお、マイコン３は、後述するサンプリング時刻等を計時するためのタイマ機能も含む。
【００２６】
マイコン３は、所定時間毎に上記超音波信号振動子４、５が送受信動作をするように制御し、これに基づいて瞬時流量の算出及び積算処理を行っている。そして、後述の図３、図４で示すような処理を行っている。また、流量異常や圧力異常等を検出すると、異常処理として、表示部６から異常警報が出されたり、管理センタに異常通報されたり、遮断弁制御機構７により遮断弁９が弁閉制御される。表示部６は、公知のＬＣＤやＬＥＤが用いられる。遮断弁制御機構７も公知のガス管路遮断機構が用いられる。なお、マイコン３は、瞬時流量の積算処理により、ガス使用量の計算も行っている。
【００２７】
また、マイコン３は、上記遮断弁９が弁閉された後に、この遮断弁をいったん弁開してガス漏れや異常流量等をチェックし、安全が確認されたときだけ、正式に弁開してガスメータを通常計測モードに復帰させる復帰安全確認処理も行う。この確認処理は、脈動計測モードにて行われる。これについては、図３、図４を用いて後述する。
【００２８】
復帰スイッチ１６は、復帰安全確認処理への移行を指令するためのものであるが、本実施形態では、脈動計測モードに移行させるためのトリガー発生にも利用される。
【００２９】
なお、超音波信号を利用して、ガス流路１０を通過する太線矢印で示す燃料ガス等の流体の流量を、両超音波信号振動子４、５間の上り下りの信号伝搬時間差を利用して計測する手法（請求項中の計時手段、流量検出手段に対応）は、周知の方法が採用されるので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
次に、図３、図４及び図５を用いて、本発明の一実施形態について説明する。図３は本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートであり、図４は図３における脈動計測モードのサブルーチンを示すフローチャートである。また、図５（Ａ）は通常計測モードによる流量計測方法を説明するための図であり、図５（Ｂ）は脈動計測モードによる流量計測方法を説明するための図である。
【００３１】
図３に示す処理手順が開始される前は、ガス流路１０を通過するガスの流量異常等のような使用状態の異常や外部機器からの信号に基づいて、ガス流路１０に設けられた遮断弁９が弁閉された状態にあるものとする。
【００３２】
図３のステップＳ１においては、復帰スイッチ１６による所定のスイッチ操作により、復帰安全確認処理への移行が指令されるのが待機されており（ステップＳ１のＮ）、所定の操作所定のスイッチ操作により移行指令があると（ステップＳ１のＹ）、ステップＳ２に進む。ステップＳ１は、請求項中のモード制御手段に対応する。
【００３３】
ステップＳ２においては、復帰安全確認処理を実行するために、遮断弁９がいったん弁開される。そして、ステップＳ３に進んで、脈動計測モードに移行する。ここで、図５を用いて、脈動計測モードについて補足説明する。超音波式ガスメータでは、周知のように、上流から下流に発信した超音波の伝搬時間と、下流から上流に発信した超音波の伝搬時間と、の差から流速を算出している。通常モードでは、小電力化等の観点から、図５（Ａ）に示すように、比較的長めの所定期間Ｔｕだけ上流から超音波を複数回発信し、それを下流側で受信した後、所定期間Ｔｄだけ下流から超音波を複数回発信し、それを上流側で受信するようにしている。
【００３４】
このような計測方法において、図５（Ａ）に示すような脈動が発生すると、上流から下流への発信時と、下流から上流への発信時と、では、異なる流速を計測する可能性が高い。すなわち、脈動が発生していても、実際には流量平均値は０Ｌ／ｈであるにもかかわらず、ゼロ以外の流速値を計測してしまう可能性が高い。このような計測方法を、復帰安全確認処理中にも行うと、流量平均値は０Ｌ／ｈであるにもかかわらず、通常モードに復帰することができない。
【００３５】
そこで、本発明の実施形態では、復帰安全確認処理中には、図５（Ｂ）に示すような計測方法に強制的に切り替えるようにする。図５（Ａ）で示したように上流発信及び下流発信を複数回まとめて行うのではなく、図５（Ｂ）で示すように、上流発信（Ｔｕ１、Ｔｕ２、Ｔｕ３、…、）及び下流発信（Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、…、）をより細かく分けて交互に（Ｔｕ１、Ｔｄ１、Ｔｕ２、Ｔｄ２、…、）行うようにする。すなわち、超音波の送受信インターバルを通常計測モード時よりも短い、脈動計測モードになるように制御する。これにより、図５（Ｂ）に示すような脈動が発生しても、流量平均値は０Ｌ／ｈに近い値に計測される。このような計測方法を、復帰安全確認処理中に行うことにより、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができるようになる。
【００３６】
このような脈動計測モードでは、図４のステップＳ３０１において、上り超音波送信処理が行われる。すなわち、マイコン３に制御されて、切替スイッチ１３が閉、切替スイッチ１４が開とされて、超音波振動子４から超音波信号が送信される。これと共にステップＳ３０２において、下り超音波受信増幅処理が行われる。すなわち、超音波振動子５が受信動作を行うべく、マイコン３に制御されて、切替スイッチ１２が閉、切替スイッチ１１が開とされて、超音波振動子４からの超音波信号が受信される。これは、図５（Ｂ）のインターバルＴｕ１、Ｔｕ２、Ｔｕ３、…、において行われる。
【００３７】
また、ステップＳ３０３において、下り超音波送信処理が行われる。すなわち、マイコン３に制御されて、切替スイッチ１４が閉、切替スイッチ１３が開とされて、超音波振動子５から超音波信号が送信される。これと共にステップＳ３０４において、上り超音波受信増幅処理が行われる。すなわち、超音波振動子４が受信動作を行うべく、マイコン３に制御されて、切替スイッチ１１が閉、切替スイッチ１２が開とされて、超音波振動子５からの超音波信号が受信される。これは、図５（Ｂ）のインターバルＴｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３、…、において行われる。
【００３８】
次に、ステップＳ３０５及びステップＳ３０６において到達時間差算出及び流量換算が行われる。すなわち、ステップＳ３０５においては、上記ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４により得られたデータから、上り及び下り方向の超音波到達時間差が算出される。そして、ステップＳ３０６においては、上記上り及び下り方向の超音波到達時間を利用して、以下に示す周知の方法によって流量が算出される。
【００３９】
ここで、伝搬経路上の平均流速をｖ、超音波振動子４、５間距離をＬ、両超音波振動子４、５を結ぶ線とガス流路（流体管路）１０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到達時間をそれぞれｔｕ及びｔｄとすると、
ｖ＝Ｌ／２ＣＯＳθ（１／ｔｄ−１／ｔｕ）となる。
【００４０】
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と表せるので、これによりガス流路１０を通過する流体の流量が算出されることになる。
【００４１】
そして、このうような流量計測が、ステップＳ３０７において、所定の監視時間経過したと判定されるまで（ステップＳ３０７のＹ）、繰り返される（ステップＳ３０７のＮ）。なお、監視時間経過時には、合計流量が算出される。
【００４２】
このような脈動計測モードによる流量計測が終了すると、図３のステップＳ４に進んで、周知の復帰安全確認処理（請求項中の復帰安全確認処理手段に対応）が行われる。ここでは、例えば、合計流量等に基づいて、ガス漏れや異常流量等をチェックし、安全が確認されたときだけ、正式に遮断弁９を弁開してガスメータを通常モードに復帰させる。
【００４３】
以上のように、本発明の実施形態によれば、確認処理への所定の移行指令に応答して、計測用音波の送受信インターバルが通常計測モード時よりも短くなるように制御される。すなわち、復帰確認処理時に移行すると同時に送受信インターバルが通常モード時よりも短くなり、このため脈動も正確に計測可能になる。したがって、復帰確認処理時に脈動が発生しても、短時間で確実に通常計測モードに復帰することができる。
【００４４】
また、常時、脈動計測モードであるわけではないので、電力が必要以上に消費されることもない。特に、脈動計測モードが既にソフトウエアに組み込まれている電子式ガスメータに適用すると、復帰確認処理時用に、脈動計測モードを新たに付加する必要がないので、ソフトウエアの肥大化を抑制しつつ、上記効果を享受することができる。
【００４５】
なお、確認処理への移行指令は、実施例中で示したように、復帰スイッチによるものであってもよいし、復帰スイッチ以外にも、通信電文による移行指令や遠隔開閉端子を利用した宅内操作盤による移行指令であってもよい。本発明における移行指令は、これら全てを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図３における脈動計測モードのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５（Ａ）は通常計測モードによる流量計測方法を説明するための図であり、図５（Ｂ）は脈動計測モードによる流量計測方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  超音波振動子駆動回路
２  超音波受信増幅回路
３  マイクロコンピュータ
４、５  超音波振動子
６  表示部
７  遮断弁制御機構
８  Ａ／Ｄ変換器
９  遮断弁
１０  ガス流路
１１〜１４  切替スイッチ
１６  復帰スイッチ
【図１】
2005257371.tif 000003
【図２】
2005257371.tif 000004
【図３】
2005257371.tif 000005
【図４】
2005257371.tif 000006
【図５】
2005257371.tif 000007