(57)【要約】【課題】正確な遮断異常を判断することができる遮断異常検出方法及び当該遮断異常検出方法を実施したガスメータを提供する。【解決手段】音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２を用いて、ＣＰＵ１４が、ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測し、計測した流速に基づき、ガス流量を計測する。また、ＣＰＵ１４ａは、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁１０を弁閉させて、ガス流路を通じてのガス供給を遮断する。ＣＰＵ１４ａは、遮断信号が出力されてから、所定時間経過した後に計測したガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測する流速計測手段と、該計測した流速に基づき、ガス流量を計測する流量計測手段と、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁を弁閉させて、前記ガス流路を通じてのガス供給を遮断する遮断手段とを備えたガスメータの前記ガス遮断弁の異常を検出する遮断異常検出方法であって、
前記遮断信号が出力されてから、所定時間経過後に計測した前記ガス流量に基づいて、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の遮断異常検出方法であって、
２以上の所定回数計測したガス流量の積算値に基づき、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法。
【請求項３】
請求項２記載の遮断異常検出方法であって、
前記ガス流量を計測する毎に、当該計測したガス流量を積算すると共に、前記所定回数計測したガス流量を積算すると、その積算値をリセットし、
前記ガス流量を積算する毎に、所定値と比較して、前記所定値を越えていた場合、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法。
【請求項４】
請求項１〜３何れか１項記載の遮断異常検出方法であって、
前記遮断信号出力直前のガス流量に応じて、前記所定時間を変更することを特徴とする遮断異常検出方法。
【請求項５】
ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測する流速計測手段と、該計測した流速に基づき、ガス流量を計測する流量計測手段と、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁を弁閉させて、前記ガス流路を通じてのガス供給を遮断する遮断手段と、前記ガス遮断弁の異常を検出する遮断異常検出手段とを備えたガスメータであって、
前記遮断異常検出手段は、前記遮断信号が出力されてから、所定時間経過した後に計測した前記ガス流量に基づいて、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とするガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断弁の異常を検出する遮断異常検出方法及び当該遮断異常検出方法を実施するガスメータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスメータは、ガス流路を通過する通過流量を計測する機能の他に、通過流量が予め定めた合計流量値（接続する接続器の消費流量を合計して予め設定される）を超えた場合や、所定期間以上連続して燃焼器が使用された場合に、ガス流路中のガスの漏洩又は燃焼器の消し忘れなどの流量異常を検出すると共に、遮断信号を出力して、ガス遮断弁を弁閉させてガス流路を通じてのガス供給を遮断する安全遮断機能を有するものが増加している。
【０００３】
さらに、上述した安全遮断機能によりガス遮断弁が弁閉された後に、流量を検知した場合、ガス遮断弁が正常に作動していない可能性がある遮断異常が発生していると判断して、再度、遮断信号を出力する遮断異常機能を有するものもある。
【０００４】
ところで、ガス流路内のガス流量は、ガス遮断弁を弁閉しても、すぐに０（Ｌ／ｈ）にはならず、図４に示すように、徐々に減少した後に、０（Ｌ／ｈ）になる。また、０（Ｌ／ｈ）になった後も、大なり小なり流量変動が発生しており、０（Ｌ／ｈ）が連続することは難しい。ダイアフラムの移動を利用した膜式のガスメータは、体積にて積算するものであるため、ガス遮断した後に、多少の流量の変動があったとしても、ダイアフラムの部分が変動を吸収して体積カウントを防止するため、遮断異常と判断して、遮断信号を出力してしまうことがない。
【０００５】
これに対して、特許文献１や特許文献２に開示されている超音波式や熱式といった流速センサを備えたガスメータは、ガス流路中の瞬時ガス流速を計測することができるため、ガス遮断直後の多少の流量変動も検知し、その結果、ガス遮断弁に異常がないにも拘わらず、遮断異常と判断して、遮断信号を出力してしまう。
【０００６】
遮断異常と判断された場合、ガスメータ内部のガス遮断弁に異物が付着し、ガス遮断が正常にできていないことから保安上問題があると認識される。そして、そのメータについては交換を強いられ、ガス事業者の手間もかかるなど影響は大きい。
【特許文献１】特公平７−１１９６３８号公報
【特許文献２】特公平６−４３９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、正確に遮断異常を判断することができる遮断異常検出方法及び当該遮断異常検出方法を実施したガスメータを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測する流速計測手段と、該計測した流速に基づき、ガス流量を計測する流量計測手段と、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁を弁閉させて、前記ガス流路を通じてのガス供給を遮断する遮断手段とを備えたガスメータの前記ガス遮断弁の異常を検出する遮断異常検出方法であって、前記遮断信号が出力されてから、所定時間経過後に計測した前記ガス流量に基づいて、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、遮断信号が出力されてから、所定時間経過後に計測したガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出する。従って、ガス遮断されてから、所定時間待つことにより、ガス遮断後のガス流量の不安定要素が解消し、ほぼ０になった後のガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の遮断異常検出方法であって、２以上の所定回数計測したガス流量の積算値に基づき、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法に存する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、２以上の所定回数、つまり、複数回求めて得たガス流量の積算値に基づき、ガス遮断弁の異常を検出することにより、瞬間的にガス流量が流れたとしても、それによりガス遮断弁の異常を検出することがない。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の遮断異常検出方法であって、前記ガス流量を計測する毎に、当該計測したガス流量を積算すると共に、前記所定回数計測したガス流量を積算すると、その積算値をリセットし、前記ガス流量を積算する毎に、所定値と比較して、前記所定値を越えていた場合、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とする遮断異常検出方法に存する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、ガス流量を計測する毎に、その計測したガス流量を積算すると共に、所定回数計測したガス流量を積算すると、その積算値をリセットする。ガス流量を積算する毎に、所定値として比較して、所定値を越えていた場合、ガス遮断弁の異常を検出する。従って、計測したガス流量を積算する毎に、所定値と比較することにより、ガス遮断弁の異常に起因して、ガス流路に大流量が流れ続けている場合は、所定回数計測して積算する前に、ガス遮断弁の異常を検出することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３何れか１項記載の遮断異常検出方法であって、前記遮断信号出力直前のガス流量に応じて、前記所定時間を変更することを特徴とする遮断異常検出方法に存する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、遮断信号出力直前のガス流量に応じて、所定時間を変更する。従って、遮断直前のガス流量に応じて、遮断してから流量が０になるまでの時間にばらつきがあったとしても、ガス流量に応じて所定時間を変更することにより、遮断直前のガス流量に合った所定時間を設定することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測する流速計測手段と、該計測した流速に基づき、ガス流量を計測する流量計測手段と、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁を弁閉させて、前記ガス流路を通じてのガス供給を遮断する遮断手段と、前記ガス遮断弁の異常を検出する遮断異常検出手段とを備えたガスメータであって、前記遮断異常検出手段は、前記遮断信号が出力されてから、所定時間経過した後に計測した前記ガス流量に基づいて、前記ガス遮断弁の異常を検出することを特徴とするガスメータに存する。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、流速計測手段が、ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測する。流量計測手段が、計測した流速に基づき、ガス流量を計測する。遮断手段が、遮断信号を出力することにより、ガス遮断弁を弁閉させて、ガス流路を通じてのガス供給を遮断する。遮断異常検出手段が、遮断信号が出力されてから、所定時間経過した後に計測したガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出する。従って、ガス遮断されてから、所定時間待つことにより、ガス遮断後のガス流量の不安定要素が解消し、ほぼ０になった後のガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように請求項１及び５記載の発明によれば、ガス遮断されてから、所定時間待つことにより、ガス遮断後のガス流量がほぼ０になった後のガス流量に基づいて、ガス遮断弁の異常を検出することができるので、ガス遮断後の不安定な流量を極力無視し、正確に遮断異常を検出することができる遮断異常検出方法及び当該遮断異常検出方法を実施したガスメータを得ることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、２以上の所定回数、つまり、複数回求めて得たガス流量の積算値に基づき、ガス遮断弁の異常を検出することにより、瞬間的にガス流量が流れたとしても、それによりガス遮断弁の異常を検出することがないので、より一層、正確に遮断異常を検出することができる遮断異常検出方法を得ることができる。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、計測したガス流量を積算する毎に、所定値と比較することにより、ガス遮断弁の異常に起因して、ガス流路に大流量が流れ続けている場合は、所定回数計測して積算する前に、ガス遮断弁の異常を検出することができるので、迅速に遮断異常を検出することができる遮断異常検出方法を得ることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、遮断直前のガス流量に応じて、遮断してから流量が０になるまでの時間にばらつきがあったとしても、ガス流量に応じて所定時間を変更することにより、遮断直前のガス流量に合った所定時間を設定することができるので、正確に、かつ、迅速に遮断異常を検出することができる遮断異常検出方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の遮断異常検出方法を実施した電子式ガスメータの一実施の形態を示すブロック図である。図示の電子式ガスメータは超音波式として構成されており、ガス流路内に距離Ｌだけ離され、かつ、ガス流方向Ｙに対して角度θをなすように、互いに対向して配置された２つの音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２を有する。
【００２３】
２つの音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２は、超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子から構成されている。ガス流路には、両音響トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の上流側に弁閉によってガス流路を遮断するガス遮断弁１０が設けられている。
【００２４】
各トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２はトランスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受信回路１３に接続されている。送信回路１２は、マイクロコンピュータ（μＣＯＭ）１４の制御の下で、トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、このための発振回路（図示せず）を内蔵している。
【００２５】
上述したμＣＯＭ１４は、図２に示すように、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１４ａ、ＣＰＵ１４ａが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１４ｂ、ＣＰＵ１４ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１４ｃなどを内蔵し、これらがバスライン１４ｄによって互いに接続されている。
【００２６】
次に、上述した構成の電子式ガスメータの動作について説明する。上述したＣＰＵ１４ａは、２つのトランスジューサＴＤ１及びＴＤ２を用いて、間欠的にガス流速を計測し、計測したガス流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を計測する瞬時流量計測処理を行う。以下、瞬時流量計測処理の詳細について説明する。
【００２７】
まず、ＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバースト信号を発生させ、これを一方のトランスジューサＴＤ１、ＴＤ２に供給させ、この一方のトランスジューサに超音波信号を発生させる。また、一方のトランスジューサから送信された超音波信号を受信する他方のトランスジューサからの信号を受信回路１３に受信させ、これに応じて受信回路１３が発生する信号を取り込む。
【００２８】
その後、ＣＰＵ１４ａは、超音波信号を発生するトランスジューサと超音波信号を受信するトランスジューサを逆にして同じ動作をもう一度折り返す制御を行う。そして、ＣＰＵ１４ａは、ＲＡＭ１４ｃ内に形成した伝播時間タイマを用いて、送信回路１２にトリガ信号を出力して一方のトランスジューサの超音波信号を発生させてから、この超音波信号を受信する他方のトランスジューサが発生する信号を受信回路１３を介して取り込むまでの伝搬時間Ｔ１、Ｔ２を計測する。
【００２９】
今、音速をｃ、ガス流の流速をｖとすると、トランスジューサＴＤ１からトランスジューサＴＤ２への超音波信号の伝搬速度は（ｃ＋ｖｃｏｓθ）、トランスジューサＴＤ２からトランスジューサＴＤ１への超音波信号の伝搬速度は（ｃ−ｖｃｏｓθ）となる。従って、トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２間の距離をＬとすると、トランスジューサＴＤ１からの超音波信号がガス流と同じ方向Ｙに進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ１と、トランスジューサＴＤ２からの超音波信号がガス流と逆方向に進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ２とは、
Ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ）…（１）
Ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ）…（２）
となる。
【００３０】
式（１）、（２）より
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／Ｔ１−１／Ｔ２）
＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・｛（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ２・Ｔ１）｝…（３）
となり、Ｌが既知であるときには、Ｔ１及びＴ２を計測することにより流速ｖを求めることができる。
【００３１】
ところで、Ｔ２・Ｔ１＝Ｌ２／｛（ｃ＋ｖｃｏｓθ）・（ｃ−ｖｃｏｓθ）｝
＝Ｌ２／（ｃ２−ｖ２ｃｏｓ２θ）
であり、流速ｖは音速ｃに比べて極めて小さな数値であるので、式中ｖ２はｃ２ｃｏｓ２θに比べて極めて小さく無視でき、Ｔ２・Ｔ１＝Ｌ２／ｃ２とすることができる。そして、上記式（３）は最終的には、
ｖ＝｛（Ｔ２−Ｔ１）・ｃ２｝／２Ｌｃｏｓθ
＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ｃ２）・（１／２Ｌｃｏｓθ）
と書き直すことができる。ここで、Ｔｄ＝（Ｔ２−Ｔ１）とすると、
ｖ＝Ｔｄ・ｋ…（４）
ただし、ｋ＝ｃ２／２Ｌｃｏｓθ
となる。すなわち、超音波信号の伝播時間の差Ｔｄに定数ｋを乗じてガス流速ｖが求められる。そして、このガス流速ｖにガス流路の断面積を乗じることにより瞬時流量を求めることができる。ＣＰＵ１４ａは、さらに、求めた瞬時流量にサンプリング時間を乗じて、ガスの通過流量を求める通過流量計測処理と、求めた通過流量を積算する積算処理と、積算した通過流量を表示器１５に表示する表示処理とを行う。
【００３２】
以上のことから明らかなように、音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２、ＣＰＵ１４ａが、請求項中の流速計測手段を構成している。また、ＣＰＵ１４ａが、流量計測手段を構成している。
【００３３】
また、ＣＰＵ１４ａは、上述した通過流量計測処理によって求めた通過流量を監視により流量異常を検出する異常検出処理を行い、遮断手段として働き、流量異常の検出に応じて、ガス遮断弁１０に対して、遮断信号を出力し、ガス遮断弁１０を弁閉させる遮断処理を行っている。さらに、ＣＰＵ１４ａは、遮断異常検出手段として働き、上述した遮断信号の出力に応じて、ガス遮断弁１０の異常を検出する遮断異常検出処理を行う。
【００３４】
次に、上述した遮断異常検出処理の詳細について、図３のＣＰＵ１４ａの処理手順を示すフローチャートを参照して以下説明する。まず、ＣＰＵ１４ａは、遮断信号の出力に応じて、遮断異常検出処理を開始し、その最初のステップで、無効時間タイマーＴ１をスタートさせる（ステップＳ１）。この無効時間タイマーＴ１が予め定めた無効時間ｔ１（＝所定時間）を超えると（ステップＳ１でＹ）、ＣＰＵ１４ａは、一定時間タイマーＴ２をスタートさせる（ステップＳ３）。次に、上述した瞬時流量計測処理を行って瞬時流量Ｑｎを計測する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、この瞬時流量ＱｎをＲＡＭ１４ｃ内に格納した積算流量Ｑｓに積算する（ステップＳ５）。積算流量Ｑｓが予め定めた所定値Ｑａより大きい場合（ステップＳ６でＹ）、ガス遮断弁１０が弁閉しているにも拘わらずガス流路にガスが流れていると判断して、ガス遮断弁１０に再び遮断信号を出力した後（ステップＳ７）、遮断異常処理を終了する。
【００３６】
これに対して、積算流量Ｑｓが所定値Ｑａ以下の場合（ステップＳ６でＮ）、ＣＰＵ１４ａは、一定時間タイマーＴ２が一定時間ｔ２を超えたか否かを判断する（ステップＳ８）。一定時間ｔ２を超えていれば（ステップＳ８でＹ）、ＣＰＵ１４ａは、積算流量Ｑｓ及び計測タイマーＴ２をリセットした後（ステップＳ９）、再びステップＳ３に戻る。一方、一定時間ｔ２を超えていなければ（ステップＳ８でＮ）、ＣＰＵ１４ａは、直ちにステップＳ３に戻る。なお、この遮断異常処理は、マグネットスイッチなどを用いた遮断復帰操作が行われると、直ちに処理が終了される。
【００３７】
以上のガスメータによれば、遮断信号が出力されてから、無効時間ｔ１経過後に計測した瞬時流量Ｑｎに基づいて、ガス遮断弁１０の異常を検出している。従って、ガス遮断されてから、無効時間ｔ１待つことにより、ガス遮断後のガス流量の不安定要素が解消し、ほぼ０になった後のガス流量に基づいて、ガス遮断弁１０の異常を検出することができる。
【００３８】
また、上述したガスメータによれば、無効時間ｔ１経過した後は、瞬時流量Ｑｎを計測する毎に、その瞬時流量Ｑｎを積算すると共に、一定時間ｔ２経過して、所定回数計測した瞬時流量Ｑｎを積算すると、積算流量Ｑｓをリセットしている。さらに、瞬時流量Ｑｎを積算する毎に、所定値Ｑａと比較して、所定値Ｑａを超えていた場合、ガス遮断弁１０の異常を検出している。
【００３９】
このように積算値に基づいて、遮断異常を検出することにより、瞬間的に大きなガス流量が流れたとしても、それによりガス遮断弁１０の異常を検出してしまうことがなくなる。例えば、一定時間ｔ１を１０分とし、電子式メータのサンプリング間隔を２秒とした場合、１０分間で３００回の瞬時流量Ｑｎの計測が行われる。今、３（Ｌ／ｈ）の流量を遮断異常として検出する場合、上述した所定値Ｑａは、３（Ｌ／ｈ）×３００＝９００（Ｌ／ｈ）に設定する必要がある。
【００４０】
従って、その２秒間で瞬間的な大流量が検出されたとしても、９００（Ｌ／ｈ）以内であれば異常と検出されることがない。また、３（Ｌ／ｈ）が１０分間で流れる流量は０．５Ｌであり、この値そのものは小さいため実際に遮断異常が発生している場合は迅速に検出することができる。
【００４１】
また、瞬時流量Ｑｎを計測する毎に、積算し、積算する毎に、その積算流量Ｑｓを所定値Ｑａと比較して、遮断異常が発生しているか否かを判断することにより、実際に遮断異常が発生していて、大流量が流れている場合は、一定時間ｔ１経過するのを待たずに、遮断異常を検出して、遮断信号を出力することができる。
【００４２】
なお、上述した実施形態では、所定時間ｔ１を予め定めた時間に固定していた。しかしながら、遮断信号出力直前に計測したガス流量に応じた時間に所定時間ｔ１を変更することも考えられる。一般に、ガス流路に流れるガス流量が大きいほど、ガス遮断してから０になるまでの時間が長くなる。従って、この場合、遮断直前のガス流量に応じて、遮断してから流量が０になるまでの時間にばらつきがあったとしても、ガス流量に応じて所定時間ｔ１を変更することにより、遮断直前のガス流量に合った所定時間ｔ１を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の遮断異常検出方法を実施した電子式ガスメータの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の電子式ガスメータを構成するμＣＯＭ１４の詳細を示すブロック図である。
【図３】図２のＣＰＵ１４ａの遮断異常検出処理における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ガス遮断後の流量と経過時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
ＴＤ１  音響トランスジューサ（流速計測手段）
ＴＤ２  音響トランスジューサ（流速計測手段）
１４ａ  ＣＰＵ（流速計測手段、流量計測手段、遮断手段、遮断異常検出手段）
ｔ１    無効時間（所定時間）
Ｑａ    所定値
【図１】
2005214636.tif 000003
【図２】
2005214636.tif 000004
【図３】
2005214636.tif 000005
【図４】
2005214636.tif 000006