(57)【要約】【課題】ガスメーターによるガス供給量の高精度測定方法および装置を提供する。【解決手段】ガス３ａの消費量および／またはエネルギー消費の測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ決定用の流量センサー１ａを備えるガスメーター１である。ガスメーターのセンサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''を消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ''で加重平均し消費量で加重された補正係数Ｆを決定、補正係数Ｆで測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを補正消費量または出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅに変換する。体積、質量またはエネルギーメーターとしてのガスメーター１の動作、体積、質量またはエネルギーに対し、センサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''と消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ''とで補正係数Ｆを決定する公式、ガスメーター１の測定信号補正を開示する。利点は、利用者固有の事後的測定信号補正、測定複雑性が増えないこと、測定精度向上である。
2006513424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に民間部門、公共部門、または産業部門で、ガス供給ネットワーク（１１）のガス供給所（１４）に配置されるガスメーター（１）によりガス供給量を測定するための方法であって、ガス（３ａ）の消費量および／または消費エネルギーに関する測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）は、流量センサー（１ａ）により前記ガスメーター（１）によって決定され、
ａ）前記ガスメーター（１）のセンサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）は、前記ガスメーター（１）による測定消費量と実際の消費量との間のずれを検出するため既知であり、
ｂ）前記ガス供給所（１４）特有の、前記ガス消費量に関する消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は既知であり、
ｃ）課金期間中の前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）および前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は、共通変数（ｔ、Ｔ）の関数として定義でき、
ｄ）前記課金期間に対する、消費量加重補正係数（Ｆ）は、前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）を前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）で重み付けして平均化することで決定され、前記補正係数（Ｆ）によって、前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）は出力値（Ｖｎ、Ｍ、Ｅ）に変換されることを特徴とする、
ガス供給量測定方法。
【請求項２】
ａ）前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）は、前記ガスメーターにより測定される、動作体積信号（Ｖｓ）、基準体積信号（Ｖｎｓ）、ガス質量信号（Ｍｓ）またはエネルギー信号（Ｅｓ）であり、および／または、
ｂ）前記出力値（Ｖｎ、Ｍ、Ｅ）は、供給基準体積（Ｖｎ）、供給ガス質量（Ｍ）、または供給ガスエネルギー（Ｅ）であり、および／または、
ｃ）前記出力値（Ｖｎ、Ｍ、Ｅ）は、前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）を前記補正係数（Ｆ）で乗ずることで計算されることを特徴とする、
請求項１に記載のガス供給量測定方法。
【請求項３】
ａ）前記平均化は、前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）および前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）を含む積を、共通変数（ｔ、Ｔ）にわたって合算および／または積分することを含み、および／または、
ｂ）前記平均化は、共通変数（ｔ、Ｔ）に対する発熱量プロファイル（Ｈｉ、Ｈｉ'）を考慮して実施され、および／または、
ｃ）前記平均化は、適当な標準化関数を含むことを特徴とする、
請求項１または２のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項４】
ａ）非登録動作においては、前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）は、前記ガスメーター（１）により長期の課金期間にわたって累算され、その後、前記ガスメーター（１）外または前記ガスメーター（１）内で、前記補正係数（Ｆ）により変換され、または、
ｂ）登録動作においては、前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）は、その時点で前記ガスメーター（１）により決定され、特に、短期間にわたって累算され、前記ガスメーター（１）外または前記ガスメーター（１）内で、その時点で決定される補正係数（Ｆ）で変換されることを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項５】
ａ）前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）および特に発熱量または発熱量プロファイル（Ｈｉ、Ｈｉ'）は、ガス組成物（３ａ、３ｂ）から決定され、特に較正表によって決定され、
ｂ）特に、前記ガス組成物（３ａ、３ｂ）は、前記共通変数（ｔ、Ｔ）の関数として知られることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項６】
ａ）供給されるガス組成物（３ａ）または前記ガス供給所（１４）に存在するガス組成物（３ｂ）は、前記ガス供給ネットワーク（１１）の運転者（１０）により決定され、例えば、経験値、測定値、予測値またはそれらから導出されるガス品質値によって決定され、および／または
ｂ）前記ガス供給所（１４）の前記ガス組成物（３ｂ）は、前記ガス供給ネットワーク（１１）内のガスフローのシミュレーション計算によって、供給されるガスの品質から少なくとも近似的に計算されることを特徴とする、
請求項１から５のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項７】
前記共通変数（ｔ、Ｔ）は、時間変数（ｔ）であり、特に、一日のある時間、営業日、月または年であり、または温度（Ｔ）であり、特に、課金期間に対する外部温度プロファイルまたは前記ガス供給所（１４）の温度平均値であることを特徴とする、
請求項１から６のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項８】
ａ）前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は、基準体積（Ｖｎ）に対するガス量負荷プロファイル（ｌｉ）、ガス質量（Ｍ）に対するガス質量負荷プロファイル（ｌｉ'）、または、ガスエネルギー（Ｅ）に対するガスエネルギー負荷プロファイル（Ｌｉ）であり、および／または
ｂ）前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は、近似式（ｌ（ｔ）、（ｌ（Ｔ）；ｌ'（ｔ）、ｌ'（Ｔ）；Ｌ（ｔ）、Ｌ（Ｔ））またはサポート値（ｌ（ｔｉ）、（ｌ（Ｔｉ）；ｌ'（ｔｉ）、ｌ'（Ｔｉ）；Ｌ（ｔｉ）、Ｌ（Ｔｉ））により示されることを特徴とする、
請求項１から６のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項９】
ａ）前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は、前記ガス供給所（１４）を含む前記ガス供給ネットワーク（１１）の区画についてグローバルに決定されるか、または、前記ガス供給所（１４）についてローカルに決定され、および／または、
ｂ）前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）は、ガス消費量の経験値、測定値、予測値、またはそれらから導出される前記ガス供給所（１４）のガス消費値から生成されることを特徴とする、
請求項１から８のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１０】
ａ）前記出力値Ｖｎは、Ｖｎ＝Ｖｓ・Ｋであり、式中、Ｖｎは供給基準体積であり、Ｖｓは課金期間中累算される動作体積信号であり、Ｋ＝１／Σｉ（ｌｉ／ｆｉ）＝補正係数Ｆであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝基準体積に対するガス量負荷プロファイルであり、ｆｉ＝Ｖｓｉ／Ｖｎｉ＝動作体積測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｖｓｉ＝動作体積信号であり、Ｖｎｉ＝時間間隔ｉにおける基準体積であり、または、
ｂ）前記出力値Ｖｎは、Ｖｎ＝Ｖｎｓ・Ｋ'であり、式中、Ｖｎ＝供給基準体積であり、Ｖｎｓ＝課金期間中累算される基準体積信号であり、Ｋ'＝１／Σｉ（ｌｉ・ｆｉ'）＝補正係数Ｆであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝基準体積に対するガス量負荷プロファイルであり、ｆｉ'＝Ｖｎｓｉ／Ｖｎｉ＝基準体積測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｖｎｓｉ＝基準体積信号であり、Ｖｎｉ＝時間間隔ｉにおける基準体積であり、または、
c)前記出力値Ｍは、Ｍ＝Ｍｓ・Ｋ’’であり、式中、Ｍ＝供給ガス質量であり、Ｍｓ＝課金期間にわたって累算されるガス質量信号であり、Ｋ''＝１／Σｉ（ｌｉ'・ｆｉ''）＝補正係数であり、ｌｉ'＝Ｍｉ／Ｍ＝ガス質量に対するガス量負荷プロファイルであり、ｆｉ''＝Ｍｓｉ／Ｍｉ＝ガス質量測定誤差に対するセンサー誤差係数であり、Ｍｓｉ＝ガス質量信号であり、Ｍｉ＝時間間隔ｉにおけるガス質量であることを特徴とする、
請求項１から９のいずれかに記載のガス供給量測定方法。
【請求項１１】
ａ)前記出力値は、Ｅ＝Ｖｓ・Ｈｇｅｗ，ｓまたはＥ＝Ｖｎｓ・Ｈｇｅｗ，ｎｓであり、式中、Ｅｉ＝供給ガスエネルギーであり、Ｖｓ＝累算される動作体積信号であり、Ｖｎｓ＝課金期間中累算される基準体積信号であり、前記補正係数Ｆは、基準体積あたりの加重固有発熱量Ｈｇｅｗ，ｓ＝Σｉ（Ｈｉ／ｌｉ）／Σｉ（ｌｉ／ｆｉ）、Ｈｇｅｗ，ｓ＝１／Σｉ（Ｌｉ・ｆｉ／Ｈｉ）、Ｈｇｅｗ，ｎｓ＝Σｉ（Ｈｉ・ｌｉ）／Σｉ（ｌｉ・ｆｉ'）または、Ｈｇｅｗ，ｎｓ＝１／Σｉ（Ｌｉ・ｆｉ'／Ｈｉ）ただし、Ｈｉ＝基準体積あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝基準体積Ｖｎに対するガス量負荷プロファイルまたはＬｉ＝Ｅｉ／Ｅ＝ガスエネルギーＥに対するガスエネルギー負荷プロファイルであり、ｆｉ＝Ｖｓｉ／Ｖｎｉ＝動作体積測定誤差についてのセンサー誤差係数または、ｆｉ'＝Ｖｎｓｉ／Ｖｎｉ＝基準体積測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｖｓｉ＝動作体積信号であり、Ｖｎｓｉ＝基準体積信号であり、Ｖｎｉ＝基準体積であり、Ｅｉ＝時間間隔ｉにおけるガスエネルギーであり、または、
ｂ)前記出力値は、Ｅ＝Ｍｓ・Ｈｇｅｗ，Ｍであり、式中、Ｅ＝供給ガスエネルギーであり、Ｍｓ＝課金期間中累算されるガス質量信号であり、前記補正係数Ｆは、質量あたりの加重固有発熱量であり、Ｈｇｅｗ，Ｍ＝Σｉ（Ｈｉ'・ｌｉ'）／Σｉ（ｌｉ'・ｆｉ''）または、Ｈｇｅｗ，Ｍ＝１／Σｉ（Ｌｉ・ｆｉ''／Ｈｉ'）であり、Ｈｉ'＝質量あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ'＝Ｍｉ／Ｍ＝ガス質量Ｍに対するガス質量負荷プロファイルであり、ｆｉ''＝Ｍｓｉ／Ｍｉ＝ガス質量測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｍｓｉ＝ガス質量信号であり、Ｍｉ＝時間間隔ｉにおけるガス質量であることを特徴とする、
請求項１から９のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１２】
前記出力値Ｅ＝Ｅｓ・ｈｇｅｗであり、式中Ｅ＝供給ガスエネルギーであり、Ｅｓ＝課金期間中累算されるガスエネルギー信号であり、前記補正係数Ｆは加重発熱量補正係数ｈｇｅｗ＝Σｉ（Ｈｉ・ｌｉ)／Σｉ（Ｈｉ・ｌｉ・ｆｉ'''）または、ｈｇｅｗ＝１／Σｉ（Ｌｉ・ｆｉ'''）であり、Ｈｉ＝基準体積あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝基準体積Ｖｎに対するガス量負荷プロファイルまたは、Ｌｉ＝Ｅｉ／Ｅ＝ガスエネルギーＥに対するガスエネルギー負荷プロファイルであり、ｆｉ'''＝Ｅｓｉ／Ｅ＝ガスエネルギー測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｅｓｉ＝ガスエネルギー信号であり、Ｅｉ＝時間間隔ｉにおけるガスエネルギーであることを特徴とする、
請求項１から９のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１３】
ａ）前記流量センサー（１ａ）は、熱通流センサー（１ａ）であり、当該熱通流センサーによって、通流量に較正されたセンサー信号（Ｓｋａｌ）が決定され、
ｂ）前記ガスメーター（１）をエネルギー測定装置として較正するために、前記較正センサー信号（Ｓｋａｌ）は、基本ガス混合物（ＣＨ）についての基本発熱量係数（Ｈｃ）を使用して、ガスエネルギー信号（Ｅｓ）に較正されることを特徴とする、
請求項１２に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１４】
前記ガスメーター（１）をエネルギー測定装置として較正するために、
ａ）較正ガスの流量についての較正ガスセンサー信号（ＳＮ２）が決定され、前記ガスメーター（１）内にセンサー較正曲線（Ｆ（ＳＮ２））の形で記憶され、
ｂ）前記センサー較正曲線（Ｆ（ＳＮ２））を信号変換係数（ｆＮ２−ＣＨ）によって乗ずることで、前記較正センサー信号（Ｓｋａｌ）を得、当該較正センサー信号を前記基本発熱量係数（ＨＣＨ）で乗ずることで前記ガスエネルギー信号（Ｅｓ）が決定されることを特徴とする、
請求項１３に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１５】
ａ）前記流量センサー（１ａ）の前記較正センサー信号（Ｓｋａｌ）から、細部にわたって発熱量のずれが本来的に検出され、
ｂ）前記本来的に検出される発熱量の変動と、前記ガス供給所（１４）の前記ガス組成物（３ａ）の実際の発熱量の変動とのずれは、ガスエネルギー測定誤差についての前記センサー誤差係数ｆｉ'''によって検出され、前記ガスエネルギー信号Ｅｓから前記ガスエネルギーＥへの変換中に補正されることを特徴とする、
請求項１３から１４のいずれか１項に記載のガス供給量測定方法。
【請求項１６】
請求項１から１５に記載のガス供給量測定方法にしたがってガス供給量測定を行うためのガスメーター（１）。
【請求項１７】
特に民間部門、公共部門または産業部門において、ガス供給量測定を行うためのガスメーター（１）であって、前記ガスメーター（１）は、流量センサー（１ａ）と、ガス（３ａ）の消費量および／または消費エネルギーに関する測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）を決定するための測定評価部（７）とを備え、
ａ）前記ガスメーター（１）のセンサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）およびガス供給所（１４）特有の消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）を決定および／または記憶するための、および、前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）を消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）で加重平均化して補正係数Ｆを計算するための、計算手段（７ａ）を備え、さらに
ｂ）前記測定信号（Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ）を前記補正係数Ｆによって前記ガスメーター（１）の出力値（Ｖｎ、Ｍ、Ｅ）に変換するための計算手段（７ｂ）を備えることを特徴とする、
ガスメーター。
【請求項１８】
ａ）前記センサー誤差係数（ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）と前記消費プロファイル（ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ）とを共通時間変数および／また温度変数（Ｔ）の関数として記憶するためのデータメモリ（７ｄ）を備え、および／または、
ｂ）前記計算手段（７ａ、７ｂ、７ｃ）および／または前記データメモリ（７ｄ）は、前記ガスメーター（１）内または前記ガスメーター（１）外に配されることを特徴とする、
請求項１７に記載のガスメーター（１）。
【請求項１９】
ａ）前記流量センサー（１ａ）は、熱流量センサー（１ａ）であり、特に、ＣＭＯＳ風速計（１ａ）であり、上流および下流に配される電熱線（６）および温度センサー（５ａ、５ｂ）を備え、および／または、
ｂ）前記測定評価部（７）は、エネルギー単位(ｋＷ／ｈ)でガス供給量の較正を行うための手段を有することを特徴とする、
請求項１７から１８のいずれか１項に記載のガスメーター（１）。
【請求項２０】
ａ）前記測定評価部（７）は、基本ガス混合物（ＣＨ）に対して較正ガスを再評価することによって較正センサー信号（Ｓｋａｌ）を決定するため、および、前記較正センサー信号（Ｓｋａｌ）を基本発熱量係数（ＨＣＨ）で乗じてガスエネルギー信号ＥＳを決定するための計算手段（７ｃ）を有し、
ｂ）特に、ガスエネルギー測定のためセンサー誤差係数ｆ'''を決定および／または記憶するための計算手段（７ａ）は、発熱量の変動に際して前記流量センサー（１ａ）の較正センサー信号（Ｓｋａｌ）の固有の依存性を検出および補正するために存在することを特徴とする、
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のガスメーター（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量センサー特に熱流量センサーによるガス供給量測定の分野に関する。本発明は、独立請求項の前文に記載のガス消費量測定のための方法およびガスメーターを前提とするものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、エネルギー測定装置として較正されたガスメーターを開示する。当該較正の基本は、センサー信号値が、較正用ガスの流量に依存して決定され、センサー較正曲線の形でガスメーターに記憶されることである。基本ガス混合物については、センサー較正曲線またはセンサー信号値を、信号変換係数および発熱量係数で乗じた積が、エネルギー単位でのガス消費量の表示となる。さらに補正係数を用いると、供給されるガス混合物の実際の発熱量を少なくとも近似的に考慮してエネルギー較正を行うことができる。実際の発熱量としては、特定の期間にわたる測定発熱量の平均値を使用できる。しかし、発熱量の決定に外部装置が必要である点が問題である。
【０００３】
特許文献２は、補正した質量流信号またはエネルギー供給信号からガス消費量を決定する方法およびガスメーターを開示する。静止ガスについては、拡散率を決定し、決定した拡散率からさらに質量流または供給エネルギーについて、測定した加熱時間から当該ガスに固有の補正値ｆ＊を決定する。
【０００４】
特許文献３は、補正質量流信号からガス消費量またはエネルギー消費量を決定するための方法および装置を開示する。信号補正において、ガスの熱伝導率、比熱容量、および密度が考慮される。補正質量流信号、すなわち、ガス消費量信号またはエネルギー消費量信号はガスの種類に依存せず、特に、空気、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、メタンおよびプロパンについて同一である。質量流信号を係る態様で標準化すると、異なった発熱量を持つ可燃性ガス（メタンやプロパン等）の質量流信号が同一となり、さらには、不燃性ガス（ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、空気等）も信号が同一となり、ガスまたはガス混合物の発熱量が反映されないため問題がある。
【０００５】
特許文献４は、天然ガスの固有発熱量を燃焼を行わずに決定するための方法および装置を開示する。そのために、不活性ガスの固有発熱量、密度または比率を、粘性、熱伝導率、熱容量、光吸収等の測定値から実験式によって決定する。しかし、エネルギー消費量を決定するためのガスメーターでの体積流測定も伴う、個々のガスの種類に依存する複数の値の定量的測定および、それら複数の値の組み合わせの測定においては、測定および計算が極めて複雑であるため問題がある。
【０００６】
特許文献５は、二つの熱ＣＭＯＳ風速計による改良型質量流測定を開示する。静止ガスについては、熱出力が一定であれば熱伝導率を測定し、熱出力がパルス型であれば熱容量を測定してガスを特定し、その固有発熱量と質量流測定とからガスの総発熱量を決定する。質量流および固有発熱量という別個の値からエネルギーの消費量を決定する際の複雑性が比較的高いことが問題である。さらに、供給エネルギー量を充分な精度で決定するためには固有発熱量を極めて高い精度で継続的に測定せねばならない。
【０００７】
非特許文献１は、供給発熱量が異なるガスネットワーク用の発熱量復元システムを開示する。温度および圧力等の測定データの助けを借りて主管システム内の天然ガス流をシミュレーションすることにより、ガスネットワークのいかなるポイントのガスの構成でも計算できる。特に、利用者への送出ポイントにおける送出発熱量を、供給発熱量、供給通流、送出通流、さらには、ネットワークの圧力等の補助的値から、動的に計算できる。供給ポイントにおいて測定技術を用いて検出せねばならない通常のガス構成データは、発熱量、基準密度、二酸化炭素（ＣＯ２）含有量および水素（Ｈ２）含有量である。ここで、多くの場合、ネットワークのジオメトリおよびトポロジー、具体的には、配管の粗さがよくわかっておらず、そのためにシミュレーション計算の精度が全体に低いことが問題である。また、シミュレーション計算の結果が、選択される配管の流れモデルおよび利用可能なコンピュータの処理能力に大きく依存していることが問題である。
【０００８】
【特許文献１】国際公開０１／９６８１９  Ａ１号
【特許文献２】欧州特許第１  ２２７  ３０５号
【特許文献３】欧州特許第０  ３７３  ９６５号
【特許文献４】米国特許第５，３１１，４４７号
【特許文献５】国際公開第０１／１８５００号
【非特許文献１】Ｄ・ホバーグ及びＰ・ウルビッヒ、「法定測定と熱量再構築システム（Ｇｅｓｅｔｚｌｉｃｈｅｓ  Ｍｅｓｓｗｅｓｅｎ  ｕｎｄ  Ｂｒｅｎｎｗｅｒｔｒｅｋｏｎｓｔｒｕｋｔｉｏｎｓｓｙｓｔｅｍｅ）」、Ｇａｓ・Ｅｒｇａｓ１４３（２００２）Ｎｏ．１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、より高い精度をもってガスエネルギー供給量を決定するための方法及び装置を提供することである。この目的は、独立請求項に記載の特徴を有する本発明により達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の局面に係るガス供給量測定方法は、特に民間部門、公共部門、または産業部門で、ガス供給ネットワークのガス供給所に配置されるガスメーターによりガス供給量を測定するための方法であって、ガスの消費量および／または消費エネルギーに関する測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓは、流量センサーにより前記ガスメーターによって決定され、前記ガスメーターのセンサー誤差係数ｆｉ（またはｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）は、前記ガスメーターによる測定消費量と実際の消費量との間のずれを検出するため既知であり、前記ガス供給所特有の、前記ガス消費量に関する消費プロファイルｌｉ（またはｌｉ'、Ｌｉ）は既知であり、課金期間中の前記センサー誤差係数ｆｉおよび前記消費プロファイルｌｉは、共通変数ｔまたはＴの関数として定義でき、前記課金期間に対する、消費量加重補正係数Ｆは、前記センサー誤差係数ｆｉを前記消費プロファイルｌｉで重み付けして平均化することで決定され、前記補正係数Ｆによって、前記測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓは出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅに変換される。
ガスメーター内またはガスメーター外で、例えばガスネットワーク運用者が変換を行うことができる。センサー誤差係数ｆｉで、ガスメーターまたは流量センサーに内在する測定誤差、典型的にはガスの種類に依存する測定誤差を考慮する。消費プロファイルｌｉは、ガスエネルギー利用者の消費挙動を可能な限り現実的に再構成するためのものである。かかる消費プロファイルは、体積流、質量流、またはガスエネルギー流等の任意の単位の流量について得ることができる。補正係数Ｆは、通常、測定信号を乗算することで、または、同様の演算態様で計算される。本発明に係る方法及びガスメーターの本質的な利点は、ガス組成物の変動が、利用者固有の消費挙動によって重みづけられ、測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓの補正のため利用者固有の態様でのみ使用される点である。その結果、ガス体積、ガス質量またはガスエネルギーの測定精度が著しく向上する。
【００１１】
１つの実施の形態において、前記測定信号は、前記ガスメーターにより測定される、動作体積信号Ｖｓ、基準体積信号Ｖｎｓ、ガス質量信号Ｍｓまたはエネルギー信号Ｅｓであり、および／または、前記出力値は、供給基準体積Ｖｎ、供給ガス質量Ｍ、または供給ガスエネルギーＥである。
【００１２】
他の実施の形態において、前記平均化は、前記センサー誤差係数および前記消費プロファイルを含む積を、共通変数にわたって合算および／または積分することを含み、および／または、前記平均化は、共通変数に対する発熱量プロファイルＨｉ（またはＨｉ'）を考慮して実施される。特に、前記平均化は、適当な標準化関数を含む。
【００１３】
請求項４の部分ａ）に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、測定信号を、ガスメーター内で、例えば半年または一年を通じて累算でき、ガス測定調査員がこれを読み、または送信でき、ガス組成物の変動特に発熱量の変動に対して、事後的にのみ補正できることである。補正係数Ｆは、個別に実施される平均化により決定でき、特に、先験的に、同時に、または帰納的に、測定信号検出のために決定できる。したがって、未登録ガスメーターの場合には、時間軸にそって平均化された測定信号を利用者個別の態様で補正でき、発熱量の変動および／またはガス負荷プロファイルの局所的検出またはガス供給所への送信が不要であり、複雑性も小さい。続く測定信号の補正は、やはり原則的にガスメーター自体の中で実施できる。
【００１４】
請求項４の部分ｂ）に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、測定信号を登録動作中に検出でき、即座にまたは若干の時間遅延のみで、その時点の決定された補正係数Ｆで変換または補正できることである。その時点の補正係数Ｆにおいて、例えば、センサー誤差係数ｆｉの測定値または予測値、消費プロファイルｌｉの測定値または予測値、さらに必要に応じて発熱量Ｈｉの測定値または予測値を考慮できる。この結果、最高の測定精度をもった登録ガスメーターを得ることができる。当該時点の測定信号の補正は、ガスメーター内またはガスメーター外で実施できる。
【００１５】
請求項５に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、ガス組成物が既知の場合、センサー誤差係数ｆｉ、さらには必要に応じて、発熱量Ｈｉを即座に決定できる。
【００１６】
請求項６に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、運用者がガス組成をすでに知っていること、または容易に決定可能であること、および／またはネットワーク内のガス流についての既知のシミュレーションモデルを利用して計算が可能であることである。
【００１７】
請求項７に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、センサー誤差係数ｆｉ、消費プロファイルｌｉ、および必要に応じて発熱量Ｈｉを時間または温度の関数として表示でき、あわせて平均化できることである。
【００１８】
請求項８および９に係る実施の形態は、以下の利点を有する。すなわち、局所ガス利用者はガス消費プロファイルまたはガス負荷プロファイルｌｉを選択できること、かかるプロファイルは容易に決定でき必要に応じて簡単に更新でき、計算上の複雑性が低く、特に、メモリ要求が少ないこと、および／または、期待されるガス消費量の最高の予測性能を有することである。
【００１９】
請求項１０から１２に係る実施の形態は、ガスメーターを体積、ガス質量、またはガスエネルギーの測定装置として使用する場合の補正係数Ｆの正確な計算のための具体的なコンピュータの仕様に関する。
【００２０】
請求項１３から１５に係る実施の形態は、エネルギー測定装置としてのガスメーターの較正に関し、特に、ガスエネルギー測定の精度を上げるために、熱流量センサー信号が内在的に発熱量Ｈｉに依存することを考慮できることに関する。
【００２１】
本発明の第２の局面に係るガスメーターは、特に民間部門、公共部門または産業部門において、ガス供給量測定を行うためのガスメーターであって、前記ガスメーターはガス供給ネットワークのガス供給所に配され、流量センサーと、ガスの消費量および／または消費エネルギーに関する測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを決定するための測定評価部とを備え、さらに、前記ガスメーターのセンサー誤差係数ｆｉ（またはｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''）およびガス供給所特有の消費プロファイルｌｉ（またはｌｉ'、Ｌｉ）を決定および／または記憶するための、および、前記センサー誤差係数ｆｉを消費プロファイルｌｉで加重平均化して補正係数Ｆを計算するための、計算手段を備え、さらに、前記測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを前記補正係数Ｆによって前記ガスメーターの出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅに変換するための計算手段を備える。好ましくは、前記センサー誤差係数ｆｉと前記消費プロファイルｌｉとを共通時間変数および／また温度変数の関数として記憶するためのデータメモリを備え、および／または、前記計算手段および／または前記データメモリは、前記ガスメーター内または前記ガスメーター外に配される。
【００２２】
請求項１８から２０に係る実施の形態は、エネルギー測定装置としてのガスメーターの構成および動作を特に簡単にできる。
【００２３】
本発明のさらなる実施の形態、利点および応用は、以下の発明の詳細な説明、添付図面および従属請求項の記載から明らかとなる。なお、添付図面中、同様の部分には同様の参照符号を付す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、ガスメーター１を示し、ガスメーター１は熱流量センサーまたは質量流センサー１ａを備え、質量流センサー１ａはセンサー要素１ａを備え、センサー要素１ａは、フローチャネルまたは配管２内に配され、ガスメーター１はさらに、測定評価部７を備える。配管２中には、ガス３ｂが流れ、ガス３ｂは、流れおよび速度プロファイル４を持つ。センサー要素１ａは、測定対象である流速Ｖを受ける。通流センサー１ａは、加熱素子６と、上流に配される第１の温度センサー５ａと、下流に配される第２の温度センサー５ｂとを備える。温度センサー５ａおよび５ｂの温度信号Ｔ１およびＴ２から、既知の態様で、質量流または標準体積流信号Ｓを決定できる。主要動作態様は、加熱素子６により生ずるフロー４の温度分布が非対称となること、さらに、温度センサー５ａおよび５ｂにおける温度差Ｔ１〜Ｔ２を流速Ｖまたは質量流ｄｍ／ｄＴの測定値として使用することに基づく。質量流信号Ｓは温度差Ｔ１〜Ｔ２に比例する良好な近似値である。さらにここでは、エネルギー信号Ｅｓが、質量流信号Ｓまたは一般に通流センサー１ａのセンサー信号Ｓから、基本ガス混合物に対する第１の基本発熱量係数ＨＣＨによって、測定手段７により決定・出力される。ガスメーター１のエネルギー測定装置としての較正が係る態様で実現する。エネルギー測定装置としての較正については、特許文献１に開示されており、その内容は全体としてここに引用により援用される。同様に特許文献１に引用されるＪ．ロバディおよびＦ・マイヤー他のＣＭＯＳ風速計に関する３論文もここに引用により援用される。当該文献に記載のＣＭＯＳ風速計は、通流センサーのセンサー要素１ａとして特に適当である。
【００２５】
本発明により、典型的には、ガスの種類に依存するセンサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''、および、利用者固有の消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉが、ガスメーター１によって決定または検出され、それに基づいて補正係数Ｆが計算され、それによって、ガスメーター１の測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ、特にエネルギー信号Ｅｓが、より高い較正精度で、出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅ、特にガスエネルギーＥに変換される。本発明の方法は、以下の説明および種々の実施の形態によって詳細に説明される。
【００２６】
二つの温度センサー５ａおよび５ｂを備える流量センサー１ａのかわりに、特にＣＭＯＳ風速計１ａのかわりに、熱流量センサーを使用できる。これは、一般に、ガスメーター１が体積、質量またはエネルギーメーター１として動作可能となるようにするためであり、ここで、流量センサー中をガス３ｂがセンサー要素を通って案内され、センサー要素は温度を変えるための加熱手段および温度決定のためのセンサー手段を備え、流れに依存する温度変化は通流または質量流の測定値となる。また、熱流量センサー１ａに上流に配される温度センサー５ａ一つだけを設けて動作させることもできる。本発明に係る方法はまた、任意の非熱ガスメーター１によっても実現することができ、かかるガスメーター１は、質量流等の通流によって、較正された信号を送達する。一般に、質量流ｄｍ／ｄｔは質量によって表示でき、ガスの種類が一定であればｋｇ／ｍｉｎ等の標準的体積単位で表示でき、また、体積流ｄＶ／ｄＴから密度ρを用いてｄｍ／ｄｔ＝ρ＊ｄＶ／ｄＴによって決定することもできる。
【００２７】
図２は、特に流量測定用の、必要に応じて圧力測定または温度測定用の、ガス供給所１２、利用者１３、および測定ポイント１５を備えるガス供給ネットワーク１１を示す。分配ネットワーク１１は、中央局または運用者１０により制御・監視される。ガス供給所には、本発明にかかるガスメーター１が設置され、例示的に１４で示される。供給されるガス構成物３ａまたは、ガス組成物３ｂは、ガス供給所１４に存在し、ガス供給ネットワーク１１の運用者１０は、例えば、経験値、測定値、予測値またはそれらから導出されるガスの品質値に基づいてこれを決定できる。また、ガス供給所１４に存在するガス組成物３ｂはまた、ガス供給ネットワーク１１中のガスフローについてのシミュレーション計算によって供給ガス品質に基づいて少なくとも近似的に計算できる。そのための方法は、前述の非特許文献１の論文の例から導出でき、当該非特許文献１はここにその全体として引用により援用される。
【００２８】
好ましくは、ガスメーター１は、未登録の従来の態様で動作し、適宜読み取りが行われて、その後、積分測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓがより正確な出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅに変換される。変換は順次ガスメーター１内で、または好ましくはガスメーター１外で実現でき、たとえば、ネットワーク運用者１０が変換を行うことができる。
【００２９】
本発明の方法はまた、登録済ガスメーター１に応用できる。そのために、ガスメーター１は、外部装置１０（具体的には、ガスネットワーク１１全体またはガスネットワーク１１の一部の運用者１０）からガス供給所１４に存在するガス組成物３ｂの発熱量データを受信するための受信部９を備える。運転者１０は、測定データを自分自身で、または外部を通じて確認でき、分析手段を用いてガス組成物３ａを決定する。運用者１０は、局所ガスメーター１に、生データまたは準備データを送出でき、具体的には、局所ガス組成物３ｂについてのまたは関連するサブネットワークに存在するガス組成物についての固有発熱量プロファイルＨｉ、Ｈｉ'を送出できる。計算およびガスメーター１へのデータ送信は、予め定められた時間間隔で繰り返し行える。グローバルデータおよび局所データを使用して、改良された発熱量補正が実現できるため、エネルギー測定の信頼性は著しく向上する。グローバルデータは、ネットワーク内のガス供給およびガス分配に関係する。かかるグローバルデータは、運用者１０のもとに存在し、ガス供給所１４に関係する局所ガス組成物３ｂを決定するためそれ自体既知の態様で使用できる。ガスメーター１が検出できる利用者の局所ガス消費挙動に関するデータｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉは、その場で直接収集することも、他の態様で決定することもできる。これらのデータを統合することで、エネルギー測定装置１からのガスエネルギー供給Ｅを極めて高い精度で決定できる。かかるデータ統合、および、測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓのより正確な出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅへの変換はガスメーター１内で、または、ネットワーク運用者１０のもとなどガスメーター１外で実施できる。図１の描写から離れて、９は、測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを中央局１０に送信するための送信部として機能し、その場合、計算部７ａ、７ｂおよび／またはデータメモリ７ｄが存在することが好ましい。
【００３０】
図３は、供給所１４のガス利用者の負荷プロファイルを示す。消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉは、基準体積Ｖｎに対するガス量負荷プロファイルｌ（Ｔ）、ガス質量Ｍに対するガス質量負荷プロファイルｌｉ'（Ｔ）、または、ガスエネルギーＥに対するガスエネルギー負荷プロファイルＬｉ（Ｔ）であってよい。例えば、ガス消費プロファイルｌ（ｔ）は、例えば温度Ｔ（℃）に対して１日あたりエネルギー単位（ｋＷｈ／ｄ）でプロットされる。ガス消費特性は、例えば関数ｌ（Ｔ）＝（Ａ＋ｅＢ＊Ｔ＋Ｃ）−１＋Ｄに近似でき、式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、決定可能な利用者固有のパラメータである。ガス供給挙動の予測または近似のための他の関数または近似式ｌ（Ｔ）を用いることができ、同様に、ｉを整数インデックスとする離散温度値Ｔｉを使用してサポートポイント値ｌｉを表として記憶することもできる。消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉは、ガス供給所１４を含むガス供給ネットワーク１１区画についてグローバルに、またはガス供給所１４について局所的に、決定できる。相関関数ｌ（Ｔ）またはサポートポイント値ｌｉ（Ｔｉ）は、経験値、測定値、予測値、またはガス供給所１４において期待されるガス消費量についてそれらから導出される値に基づいて得ることができる。温度変数Ｔは、外部温度または、ガス供給所１４における平均温度値を示しうる。また、負荷プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉは、時間変数に基づいて定義でき、特に、１日のうちの特定の時間、営業日、月、または年等の期間によって定義できる。
【００３１】
センサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''、特に発熱量または発熱量プロファイルＨｉ、Ｈｉ'は、例えば較正表によって、ガス組成物３ａおよび３ｂから決定できる。ガス組成物３ａおよび３ｂならびに消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉが、共通変数ｔ、Ｔの関数として既知であると有利である。センサー誤差関数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''、および必要に応じて発熱量プロファイルＨｉ、Ｈｉ'はまた、それら自体共通変数ｔ、Ｔの関数として直接得ることができ、それによって、消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉと相関させることができる。
【００３２】
以下、ガスメーター１を改良された体積、質量またはエネルギー測定装置として仕様するための計算仕様向け実施の形態を示す。例えば、ｉでインデックス付けされる時間間隔のサポート値または平均値を使用して、計算を実現できる。サポートポイント値を加算するのではなく、関数値の積分を共通変数、例えば時間にわたって得ることもできる。ここで、以下の式１および式２が成り立つ。
【数１】
2006513424.tif 000003
【数２】
2006513424.tif 000004
式中、出力値Ｖｎは供給基準体積（すなわち、特定期間にわたり累算される基準体積＝現在のガス組成物３ａの基準体積流量の積分）であり、測定信号Ｖｓ＝時間期間にわたり累算される運転体積であり、Ｋ＝補正係数Ｆであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝基準体積に対するガス量負荷プロファイル（標準化は例えば、ΣｉＶｎ，ｉ＝Ｖｎ、すなわち、Σｉｌｉ＝１）であり、ｆｉ＝Ｖｓｉ/Ｖｎｉ＝動作体積測定誤差に対するセンサー誤差係数であり、Ｖｓｉ＝動作体積信号（ガスメーター１によって表示され、圧力および温度に依存する）であり、Ｖｎｉ＝時間間隔ｉにおける（実際に供給される）基準体積である。ここで、実際には、式３および式４が成り立つ。
【数３】
2006513424.tif 000005
【数４】
2006513424.tif 000006
【００３３】
仮に、基準体積信号Ｖｎｓを、ガスメーター１により測定信号（ガスメーター１によって特定時間にわたって実際に測定される累算基準体積＝現在のガス組成物３ａの測定流量の積分）として検出し、課金期間中累算すれば、以下が成立する。
【数５】
2006513424.tif 000007
【数６】
2006513424.tif 000008
式中、Ｋ’は補正係数Ｆであり、ｆｉ'＝Ｖｎｓｉ／Ｖｎｉ＝基準体積測定誤差に対するセンサー誤差係数であり、Ｖｎｓｉ＝基準体積信号であり、Ｖｎｉ＝時間間隔ｉにおける基準体積である。ここで実際には、式３０および式４０が成り立つ。
【数７】
2006513424.tif 000009
【数８】
2006513424.tif 000010
である。
【００３４】
仮に、ガス質量信号Ｍｓを、ガスメーター１により測定信号として検出し、課金期間中累算し、かつ、補正ガス質量Ｍを出力値として計算すれば、以下が成立する。
【数９】
2006513424.tif 000011
【数１０】
2006513424.tif 000012
式中、Ｋ''は補正係数Ｆであり、ｌｉ'＝Ｍｉ／Ｍ＝ガス質量に対するガス量負荷プロファイルであり、ｆｉ''＝Ｍｓｉ／Ｍｉ＝ガス質量測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｍｓｉ＝ガス質量信号であり、Ｍｉ＝時間間隔ｉにおけるガス質量である。ここで実際には、以下が成立する。
【数１１】
2006513424.tif 000013
【数１２】
2006513424.tif 000014
【００３５】
ガスメーター１をガスエネルギー測定装置１として使用する場合、いくつかの定式化が可能である。以下にそのいくつかを例として挙げる。仮に、動作体積信号Ｖｓをガスメーターで測定信号として検出し、課金期間中累算し、補正供給ガスエネルギーＥを出力値として計算すれば、以下が成立する。
【数１３】
2006513424.tif 000015
式中、Ｈｇｅｗ，ｓは、基準体積あたりの加重固有発熱量であり、補正係数Ｆに等しく、Ｈｉは、基準体積あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎであり、基準体積Ｖｎに対するガスエネルギー量負荷プロファイルに等しいか、または、Ｌｉ＝Ｅｉ／Ｅであり、ガスエネルギーＥに対するガスエネルギー負荷プロファイルに等しく、ｆｉ＝Ｖｓｉ／Ｖｎｉであり、動作体積測定誤差に対するセンサー誤差係数に等しく、Ｖｓｉ＝動作体積信号であり、Ｖｎｉ＝基準体積であり、Ｅｉ＝時間間隔ｉにおけるガスエネルギーである。式４から、当然に一方では、
【数１４】
2006513424.tif 000016
であり、他方では、
【数１５】
2006513424.tif 000017
である。
【００３６】
仮に、基準体積信号Ｖｎｓをガスメーター１で測定信号として検出し、課金期間中累算すれば、以下が成立する。
【数１６】
2006513424.tif 000018
式中、Ｈｇｅｗ，ｎｓは、基準体積あたりの加重固有発熱量であり、補正係数Ｆに等しく、Ｈｉは、基準体積あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝ガス量負荷プロファイルであるかまたはＬｉ＝Ｅｉ／Ｅ＝ガスエネルギー負荷プロファイルであり、ｆｉ'＝Ｖｎｓｉ／Ｖｎｉ＝基準体積測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｖｎｓｉ＝基準体積信号であり、Ｖｎｉ＝時間間隔ｉにおける基準体積である。式４０から、当然に一方では、
【数１７】
2006513424.tif 000019
であり、他方では、
【数１８】
2006513424.tif 000020
である。
【００３７】
仮に、ガス質量信号Ｍｓをガスメーター１で測定信号として検出し、課金期間中累算すれば、以下が成立する。
【００３８】
【数１９】
2006513424.tif 000021
式中、Ｈｇｅｗ，Ｍは、質量あたりの加重固有発熱量であり、補正係数Ｆに等しく、Ｈｉ'は、質量あたりの発熱量プロファイルであり、ｌｉ'＝Ｍｉ／Ｍ＝ガス質量Ｍに対するガス質量負荷プロファイルであり、ｆｉ''＝Ｍｓｉ／Ｍｉ＝ガス質量測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｍｓｉ＝ガス質量信号であり、Ｍｉ＝時間間隔ｉにおけるガス質量である。式４１から、当然に一方では、
【数２０】
2006513424.tif 000022
であり、他方では、
【数２１】
2006513424.tif 000023
である。
【００３９】
仮に、ガスエネルギー信号Ｅｓをガスメーター１で測定信号として検出し、課金期間中累算すれば、以下が成立する。
【００４０】
【数２２】
2006513424.tif 000024
式中、ｈｇｅｗは、加重発熱量補正係数であり、補正係数Ｆに等しく、Ｈｉ＝Ｅｉ／Ｖｎｉ＝基準体積あたり発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝ガス量負荷プロファイルまたはＬｉ＝Ｅｉ／Ｅ＝ガスエネルギー負荷プロファイルであり、ｆｉ'''＝Ｅｓｉ／Ｅｉ＝ガスエネルギー測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｅｓｉ＝ガスエネルギー信号であり、Ｅｉ＝時間間隔ｉにおけるガスエネルギーである。ここで、一方では、
【数２３】
2006513424.tif 000025
であり、他方では、
【数２４】
2006513424.tif 000026
である。
【００４１】
エネルギーに対する課金のためには、ガスエネルギーＥを、エネルギー単位あたりの価格で乗じねばならない。価格は必要に応じて時間割りとし、発熱量によって重み付けをする場合は、特に発熱量補正係数ｈｇｅｗにおいて考慮できる。
【００４２】
上記例においては、センサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''は、寸法と関係なく選択される。補正係数Ｆを決定するためのさらなる実施の形態は、測定信号および出力値の他の組み合わせを選択し、補助値センサー誤差係数、消費プロファイルおよび必要に応じて発熱量プロファイルを適切に定義し、測定信号および出力値またはそれらの時間軸に沿って平均化した値を組み合わせることで得ることができる。例としては、寸法に関連付けられたセンサー誤差係数を導入できる。例えば、ｆｉＶ＝Ｖｓｉ／Ｍｉであり、寸法に関係のないセンサー誤差係数とともに、出力値（例えば基準体積）にではなく異なった出力値（例えばガス質量）に、負荷プロファイル、発熱量プロファイルおよび／または測定信号を変換する。さらに、エネルギー信号Ｅｓを基準体積またはガス質量Ｍに変換することもできる。かかる実施の形態および同様の実施の形態は、ここにあわせて明示的に開示されよう。
【００４３】
流量センサー１ａは、熱流量センサー１ａであることが好ましく、かかる流量センサーにより、流量によって較正されるセンサー信号Ｓｋａｌが決定される。ガスメーター１をエネルギー測定装置１として較正するために、基本ガス混合物ＣＨに対する基本発熱量係数ＨＣＨを用いて、較正センサー信号Ｓｋａｌをガスエネルギー信号ＥＳに較正する。
【００４４】
特許文献１によれば、熱通流センサー１ａにおいて、とくに、ＣＭＯＳ風速計通流センサー１ａにおいて、基本ガス混合物ＣＨから現在のガス混合物３ｂがずれる場合、自動固有発熱量トラッキングが行われる。固有発熱量トラッキングは現在不完全であるため、基本ガス混合物ＣＨの第１のエネルギー較正から始めて、第２の改良エネルギー較正が、加重発熱量補正係数Ｆ＝ｈｇｅｗによって本発明により実現される。
【００４５】
熱流量センサー１ａを備える上記ガスエネルギー測定装置１についての基本的測定方法をさらに詳細に説明する。特許文献１によれば、較正ガス用のセンサー信号ＳＮ２（Ｓとして前述）は、典型的には、窒素Ｎ２または空気であり、決定後に、（未補正の）質量流信号Ｓｍ（上記Ｓ（ｄ（ＶＮ２，ｎ）／ｄｔ）、ｄ（ＶＮ２，ｎ）／ｄｔ＝較正ガスの基準体積流）に較正される。較正は、通常条件下では較正ガス用のセンサー較正曲線Ｆ（ＳＮ２）によって表すことができ、Ｓｍは、Ｆ（ＳＮ２）に比例するか、または単純にＳｍ＝Ｆ（ＳＮ２）となる。質量流信号Ｓｍは、やはりガスの種類に依存する。したがって、質量流信号Ｓｍが基本ガス混合物（典型的には、天然ガスまたは一般に水素混合物）ＣＨの正確な理想値からずれる場合、これを信号変換係数またはセンサー信号補正係数ｆＮ２−ＣＨで補正する。したがって、ＳＭ＝Ｓｍ・ｆＮ２−ＣＨが成立するが、式中、ＳＭ＝補正された質量流信号となる。本説明の文脈においては、ＳＭは、先述した流量センサー１ａの較正センサー信号Ｓｋａｌに等しいか、またはこれに比例する。同様に、ガスの品質が充分一定している場合のガス基準体積Ｖｎｓ，ｉおよびＶｎｓは、較正センサー信号Ｓｋａｌまたは関連付けられる時間間隔ｉにおけるＳｋａｌの平均値に等しいかまたはこれに比例する。したがって、較正センサー信号Ｓｋａｌは、測定対象であるガス組成物３ｂの測定値であり、具体的にはガス組成物３ｂの通流量に比例する。したがって、センサー較正曲線Ｆ（ＳＮ２）について考えられる必要な比例係数を考慮すると、Ｓｋａｌ＝Ｓｍ・ｆＮ２−ＣＨと記述できる。最後に、較正センサー信号Ｓｋａｌを、基本ガス混合物の発熱量ＨＣＨ（通流量の単位あたり発熱値、すなわち、基準体積あたりまたは質量あたりの値）で乗じて、エネルギー信号ＥＳを決定する。ここで、ＥＳ＝∫Ｓｋａｌ・ＨＣＨ・ｄｔ＝ｆＮ２−ＣＨ・ＨＣＨ・∫Ｆ（ＳＮ２）・ｄｔまたはＥＳ＝Ｓｋａｌ・ＨＣＨ、ただしＳｋａｌ＝平均化された較正センサー信号、となる。
【００４６】
ここにその全体として引用により援用される特許文献１または特許文献２によれば、上記値ＳＮ２、Ｆ（ＳＮ２）、ｆＮ２−ＣＨ、およびＨＣＨならびにそれらから導出される値として、適切な時間平均値を使用できる。
【００４７】
図４は、流量センサー１ａのセンサー信号Ｓｋａｌからどのようにして発熱量の変動が細部まで本来的に検出されるのかを示す。この特徴それ自体は、特許文献１から既知であり、例えばセンサー誤差係数ｆｉ'''＝Ｅｓｉ／Ｅｉとしてガスメーター１に定量的に記憶できる。したがって、センサー誤差係数ｆｉ'''は、本来的に検出されるべき発熱量の変動とガス供給所１４におけるガス組成物３ｂの実際の発熱量の変動とのずれ、またはこれらずれの平均値に比例するよう選択される。このずれ、すなわち、基本ガス混合物ＣＨに対するエネルギー信号ＥＳの固有発熱量依存性は、本発明に係る補正係数Ｆにおいてセンサー誤差係数ｆ'''を考慮することにより、かつ、事後的にまたはオフラインで、補正係数Ｆによって、エネルギー信号ＥＳを、改良されたまたは補正されたまたは実際のガスエネルギー出力値Ｅに較正することで補正される。
【００４８】
本発明は、また、上記方法を主題として実現するためのガスメーター１を有する。図１および図２に示すように、ガスメーター１は、ガス供給ネットワーク１１のガス供給所１４に配され、流量センサー１ａと、ガス３ａの品質および／またはエネルギー消費の測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを決定するための測定評価部７とを備え、測定評価部７は、計算手段７ａを有し、計算手段７ａは、ガスメーター１のセンサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''と、ガス供給所１４特有の消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉとを決定および／または記憶し、さらに、センサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''を、消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉで加重平均化することによって補正係数Ｆを計算するためのものであり、測定評価部７はさらに計算手段７ｂを有し、計算手段７ｂは、測定信号Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓを補正係数Ｆによってガスメーター１の出力値Ｖｎ、Ｍ、Ｅに変換するためのものである。好ましくは、測定評価部７は、センサー誤差係数ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''と、消費プロファイルｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉとを、共通時間変数および／または温度変数Ｔの関数として記憶するデータメモリ７ｄを備える。
流量センサー１ａは、熱流量センサー１ａであり、特に、電熱線７と温度センサー５ａおよび５ｂとが上流および下流に配置されるＣＭＯＳ風速計１ａであると有利である。測定評価部７は、特に、エネルギー単位ｋＷ／ｈでガス供給量を較正するための手段を有する。
さらに、測定評価部７は、基本ガス混合物ＣＨに対して較正ガスを再評価することによって較正センサー信号Ｓｋａｌを決定するため、および、較正センサー信号Ｓｋａｌを基本発熱量係数ＨＣＨで乗じてガスエネルギー信号ＥＳを決定するための計算手段７ｃを備えてよい。具体的には、ガスエネルギー測定のためセンサー誤差係数ｆ'''を決定および／記憶するための計算手段７ａは、発熱量の変動に際して通流センサー１ａの較正センサー信号Ｓｋａｌの固有の依存性を検出および補正するために存在する。計算手段７ａ、７ｂ、７ｃおよび／またはデータメモリ７ｄはガスメーター１外に配することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】改良された測定信号補正のための手段を有する熱ガスメーターを備える配管を流れとともに示す断面図である。
【図２】ガス分配ネットワークを示す概略図である。
【図３】ガス供給所におけるガス利用者の負荷プロファイルを示すグラフである。
【図４】天然ガスの発熱量と、熱ガスメーターのセンサー信号の月当たり平均値とが部分的に相関性のある挙動をすることを示す、天然ガスの測定曲線のグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１  ガスメーター、
１ａ  熱体積流センサー、ＣＭＯＳセンサー
１ｂ  膜
２  フローチャネル、パイプ
３ａ  ガスネットワーク内のガス組成物、天然ガス
３ｂ  供給所のガス組成物、天然ガス
４  フロープロファイル
５ａ、５ｂ  第１および第２の温度センサー、熱電素子
６  加熱素子、電熱線
７  測定評価部
７ａ、７ｂ、７ｃ  計算手段
７ｄ  データメモリ
８  信号出力、表示装置
９  受信部、送信部（任意）
１０  外部装置、運用者、中央局
１１  ガス供給ネットワーク
１２  ガス供給
１３  利用者
１４  ガス供給所
１５  流れ測定、運用者の測定ポイント
ＣＨ  天然ガス、基本ガス混合物
Ｆ（ＳＮ２）  センサー較正曲線
ｆＮ２−ＣＨ  信号変換係数
ｆｉ、ｆｉ'、ｆｉ''、ｆｉ'''  センサー誤差係数
Ｆ  補正係数
ＨＣＨ  基本ガス混合物に対する基本発熱量係数
Ｈｉ、Ｈｉ'  発熱量、ガス組成物の発熱量プロファイル
Ｈｇｅｗ，ｓ、Ｈｇｅｗ，ｎｓ  基準体積あたりの加重発熱量
Ｈｇｅｗ，Ｍ  ガス体積あたりの加重発熱量
ｈｇｅｗ  加重発熱量補正係数
Ｋ、Ｋ'、Ｋ''  体積補正係数、質量補正係数
ｌｉ、ｌｉ'、Ｌｉ''  ガス消費プロファイル、負荷プロファイル
Ｓ  センサー信号
Ｓｍ  未補正質量流信号、または、センサー信号
ＳＭ  基本ガス混合物についての補正質量流信号
ＳＮ２  較正ガスセンサー信号
Ｓｋａｌ  較正センサー信号
ｔ  時間変数
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２  温度
ｖ  流速
Ｖｓ、Ｖｎｓ、Ｍｓ、Ｅｓ  測定信号
Ｖｎ、Ｍ、Ｅ  出力値
ｉ  時間間隔のインデックス
ｓ  測定信号のインデックス
【図１】
2006513424.tif 000027
【図２】
2006513424.tif 000028
【図３】
2006513424.tif 000029
【図４】
2006513424.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月14日(2005.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【数２２】
2006513424.tif 000031
式中、ｈｇｅｗは、加重発熱量補正係数であり、補正係数Ｆに等しく、Ｈｉ＝Ｅｉ／Ｖｎｉ＝基準体積あたり発熱量プロファイルであり、ｌｉ＝Ｖｎｉ／Ｖｎ＝ガス量負荷プロファイルまたはＬｉ＝Ｅｉ／Ｅ＝ガスエネルギー負荷プロファイルであり、ｆｉ'''＝Ｅｓｉ／Ｅｉ＝ガスエネルギー測定誤差についてのセンサー誤差係数であり、Ｅｓｉ＝ガスエネルギー信号であり、Ｅｉ＝時間間隔ｉにおけるガスエネルギーである。ここで、一方では、
【数２３】
2006513424.tif 000032
であり、他方では、
【数２４】
2006513424.tif 000033
である。
【国際調査報告】
2006513424.tif 000034
2006513424.tif 000035
2006513424.tif 000036
2006513424.tif 000037
2006513424.tif 000038
2006513424.tif 000039