(57)【要約】【課題】吐出口が開放で使用されるポンプからの流量について、高価な設備を伴うことなく精度良く推定可能な流量推定方法を得る。【解決手段】ポンプ流量推定方法において、前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値を予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値の対応関係を記憶し、前記ポンプの使用時である流量推定時において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別し、前記範囲内であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶された対応関係から流量又は積算流量を推定するとともに、前記範囲外であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値を記憶するとともに、前記ポンプの揚程の変動・変化が生じていると判断し、前記電流値又は電力値に対する流量値を計測し、これらの対応関係を追加記憶する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する方法において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値を予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値の対応関係を記憶し、
前記ポンプの使用時である流量推定時において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別し、
前記範囲内であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶された対応関係から流量又は積算流量を推定するとともに、
前記範囲外であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値を記憶するとともに、前記ポンプの揚程の変動・変化が生じていると判断し、前記電流値又は電力値に対する流量値を計測し、これらの対応関係を追加記憶することを特徴とするポンプ流量推定方法。
【請求項２】
前記範囲外であると判別した場合に、前記電流値又は電力値に対する流量値を再度の事前計測での計測が必要であることを告知することを特徴とする請求項１に記載のポンプ流量推定方法。
【請求項３】
吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する装置において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値を検出するセンサ部と、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値について予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値を対応関係として記憶する記憶部と、
前記センサ部により検出された電流値又は電力値を運用時計測する計測部と、
前記ポンプの運用時である流量推定時に、前記計測部で計測した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶部の対応関係から流量又は積算流量を推定する流量推定部と、
前記ポンプの流量推定において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別する判別装置と
を備えたことを特徴とするポンプ流量推定装置。
【請求項４】
前記事前計測による流量値の検出は、超音波流量計や電子式流量計により行われる請求項３に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項５】
前記ポンプに流量計を設置し、前記計測部は、前記流量計で検出される流量値と、前記センサ部で検出される電流値又は電力値との対応関係を計測可能とし、前記対応関係を前記記憶部に記憶することで前記事前計測を行う請求項３に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項６】
前記判別装置が前記範囲内であると判別した場合は、前記流量推定部において、測定した電流値又は電力値に対する流量又は積算流量を推定する請求項３に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項７】
前記判別装置が前記範囲外であると判別した場合は、前記ポンプの揚程の変動・変化が生じていると判断し、前記計測部で測定した電流値又は電力値を前記記憶部で記憶する一方、
前記計測部で前記電流値又は電力値に対する流量値を計測して再度の事前計測を行うことで、これらの対応関係を前記記憶部に追加記憶する請求項５に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項８】
前記判別装置が前記範囲外であると判別した場合に、前記計測部で前記電流値又は電力値に対する流量値の計測が必要であることを告知する告知手段を備えた請求項７に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項９】
前記告知手段は、表示部により形成される請求項８に記載のポンプ流量推定装置。
【請求項１０】
吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する装置において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値を検出するセンサ部と、前記センサ部により検出された電流値又は電力値のデータと計測時刻を計測データとして送信する送信部を有する主装置と、
前記主装置に対して遠隔場所に設置され、前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値について予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値を対応関係として記憶する記憶部と、前記送信部から送信されたデータを受信する受信部と、前記ポンプの運用時である流量推定時に、前記受信部で受信した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶部の対応関係から流量又は積算流量を推定する流量推定部と、前記ポンプの流量推定において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別する判別装置を有するサーバ装置と、
を備えたことを特徴とするポンプ流量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプの流量を推定する技術に係り、特に、ポンプの吐出口が開放（オープン）された状態で使用するポンプの流量を推定するポンプ流量推定方法及びポンプ流量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下水は、工業用水・農業用水・生活用水として使用され、近年では全国の地盤沈下や地下水位の低下の要因になるため、地下水採取許可（届出）制度などが条例で制定され使用流量を報告することが義務化されつつある。地下水の使用流量は、ポンプに設置される流量計や流量堰などで計測されているものもあるが、多くはポンプの吐出口口径で決められた１分間あたりの流量に対する運転時間との演算で簡易的に計算されている。
【０００３】
例えば、特許文献１の井戸水使用量計測装置に示されるように、事前に時間当たりの流量を計測しておき、井戸水の使用時における揚水ポンプの稼働時間に応じて井戸水の使用水量を測定することが提案されている。
この井戸水使用量測定装置は、吐出口を開放でなく圧力制御する構造ではあるが、電源（商用）周波数で稼動される揚水モータと同期した周波数で計測されるシンクロナスモータの回転数を積算時間に使用していた場合に、インバータ制御を行うことで揚水モータの周波数や電圧が制御され周波数が変動する。その結果、シンクロナスモータの回転数が積算時間と相違することとなるため、コイルを巻きつけた環状鉄心で電流の有無を検知し通電時間を計測するものである。
【０００４】
また、地下水の採取流量を正確に計測するためには、超音波式や電磁式流量計など水量測定器を設置することが推奨されているが，高価で設置費用も高額になるという課題が存在した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
吐出口が開放となるポンプの稼働時間での流量推定においては、管吐出口口径で設定された単位時間（１分間）当たりの流量と稼働時間から推定する場合、ポンプ毎で使用環境が異なる揚程の違いにより、同じ吐出口口径であっても流量が異なることとなり、正確な流量の計測とならない。
【０００７】
そこで、事前に時間当たりの流量を計測し、その数値を用いポンプの稼働時間で流量を推定することが行われている。すなわち、吐出口口径で一律に決められた流量ではなく、事前に計測した流量を基準とし、稼動時間を考慮して流量推定を行うので、精度向上を図ることができる。吐出口が開放で運用されるポンプは、通常、稼働中の圧力変化がないため、事前に計測された時間当たりの流量を用いることで、ほぼ正確な流量の計測が可能となる。
【０００８】
しかしながら、ポンプの運用時において配管に設定された弁などが調整されるとポンプの揚程が変化し、流量が事前に計測された流量と異なる現象が生じる。すなわち、この手法による流量推定では、事前計測の形態でポンプの稼働が計測されている状態ではよいが、ポンプの配管に設置されている弁などを再設定すると、事前に計測した時間当たりの流量と異なることになる。
したがって、稼働時間を計測するのみでは、ポンプの運用時における揚程の変化・変動の判断ができず、事前計測のままの状態での流量推定となり、その結果、推定流量に大きな誤差が生ずるという問題があった。
また、事前に計測する時間当たりの流量を定めるためには、時間計での計測流量となるので、事前計測に時間を要するという問題もあった。
【０００９】
ポンプ運用時において、吐出口が開放で使用される場合の揚程の変化・変動の調整は、配管配置の変更や吐出口の増加設置や削減および運用前などの弁の調整を必要とし、弁の調整は手動でなされるため、従前の設定（以前の状態）と完全に同一の設定にすることは極めて困難である。
また、運用上設定がなされた状態では、他の要因（例えば  揚程を故意に変動させ、その特性を把握するなど）での調整も好ましくない。
【００１０】
本発明は上記実情に鑑みて提案されたもので、吐出口が開放で使用されるポンプからの流量について、高価な設備を伴うことなく精度良く推定可能なポンプ流量推定方法及びポンプ流量推定装置を提供することを目的としている。 
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明のポンプ流量推定方法は、運用中のポンプにおける揚程の変化・変動の有無の判断を可能とすることで、流量推定を行う基準となる事前計測の値を再度調整し、再調整後の状態で流量を推定可能とすることで、正確な流量推定を継続して行うようにする。
そのために、事前計測によりポンプの稼動電流値（電流値）または消費電力値（電力値）と単位時間当たりの流量値とを関連付け、事前に関連付けられた電流値または電力値の範囲内で運用されている場合は、ポンプの揚程状態に変化なしと判断し、範囲外の電流値または電力値であれば事前計測の状態と相違すると判断して、再度の電流値または電力値と流量値との関連付けを行うことで、流量推定の精度を維持する。
【００１２】
すなわち、本願発明の請求項１に係るポンプ流量推定方法は、吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する方法において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値を予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値の対応関係を記憶し、
前記ポンプの使用時である流量推定時において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別し、
前記範囲内であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶された対応関係から流量又は積算流量を推定するとともに、
前記範囲外であると判別した場合は、測定した電流値又は電力値を記憶するとともに、前記ポンプの揚程の変動・変化が生じていると判断し、前記電流値又は電力値に対する流量値を計測し、これらの対応関係を追加記憶することを特徴としている。
【００１３】
請求項２は、請求項１のポンプ流量推定方法において、
前記範囲外であると判別した場合に、前記電流値又は電力値に対する流量値を再度の事前計測での計測が必要であることを告知することを特徴としている。
【００１４】
本願発明の請求項３のポンプ流量推定装置は、吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する装置において、次の構成を含むことを特徴としている。
吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する装置において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値について予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値を対応関係として記憶する記憶部と、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値を検出するセンサ部。
前記センサ部により検出された電流値又は電力値を運用時計測する計測部。
前記ポンプの運用時である流量推定時に、前記計測部で計測した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶部の対応関係から流量又は積算流量を推定する流量推定部。
前記ポンプの流量推定において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別する判別装置。
【００１５】
請求項４は、請求項３のポンプ流量推定装置において、前記事前計測による流量値の検出は、超音波流量計や電子式流量計により行われることを特徴としている。
【００１６】
請求項５は、請求項３のポンプ流量推定装置において、前記ポンプに流量計を設置し、該流量計で検出される流量値を前記計測部で計測し、前記センサ部で検出される電流値又は電力値との対応関係を記憶部に記憶することで前記事前計測を行うことを特徴としている。
【００１７】
請求項６は、請求項３のポンプ流量推定装置において、
前記判別装置が前記範囲内であると判別した場合は、前記流量推定部において、測定した電流値又は電力値に対する流量又は積算流量を推定することを特徴としている。
【００１８】
請求項７は、請求項５のポンプ流量推定装置において、
前記判別装置が前記範囲外であると判別した場合は、前記ポンプの揚程の変動・変化が生じていると判断し、前記計測部で測定した電流値又は電力値を前記記憶部で記憶する一方、
前記計測部で前記電流値又は電力値に対する流量値を計測して再度の事前計測を行うことで、これらの対応関係を前記記憶部に追加記憶することを特徴としている。
【００１９】
請求項８は、請求項７のポンプ流量推定装置において、
前記判別装置が前記範囲外であると判別した場合に、前記計測部で前記電流値又は電力値に対する流量値の計測が必要であることを告知する告知手段を備えたことを特徴としている。
【００２０】
請求項９は、請求項８のポンプ流量推定装置において、
前記告知手段は、表示部により形成されることを特徴としている。
【００２１】
本願発明の請求項１０のポンプ流量推定装置は、吐出口を開放状態で使用するポンプの流量を推定する装置において、
前記ポンプを駆動する電流値又は電力値を検出するセンサ部と、前記センサ部により検出された電流値又は電力値のデータと計測時刻を計測データとして送信する送信部を有する主装置と、
前記主装置に対して遠隔場所に設置され、前記ポンプを駆動する電流値又は電力値に対する流量値について予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値を対応関係として記憶する記憶部と、前記送信部から送信されたデータを受信する受信部と、前記ポンプの運用時である流量推定時に、前記受信部で受信した電流値又は電力値に基づいて、前記記憶部の対応関係から流量又は積算流量を推定する流量推定部と、前記ポンプの流量推定において測定した電流値または電力値が前記対応関係で設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別する判別装置を有するサーバ装置と、
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、吐出口が開放で運用されるポンプの流量推定を行うに際し、運用前の事前計測により記憶された電流値（電力値）に対する流量値を基準にポンプ運用時の流量推定を行うとともに、ポンプ運用時に計測された電流値（電力値）が対応関係で記憶されている電流値（電力値）の範囲内でない場合は、揚程の変化・変動が生じたと判断し、再度の事前計測で新たに計測された電流値（電力値）に対応する流量値を追加記憶することで、その流量値を基準に流量推定を行うことを可能とし、ポンプ運用時で揚程が変動した場合においても、安価で精度を確保した流量推定を行うことができる。
【００２３】
前記事前計測による流量値の検出を超音波流量計や電子式流量計で行うことで、電流値や電力値に対する流量値について、同時刻の時系列データで計測するので、流量値と電流値や電力値との対応関係を短時間（数分）で計測することができる。
【００２４】
また、ポンプの設置場所近くの主装置にセンサ部と送信部を設置し、流量推定処理については離れた場所に設置されたサーバ装置で行うことで、例えば設置場所が異なる複数ポンプの流量を遠隔地で一括管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプ流量推定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】貯水槽への揚水用にポンプを稼働する場合の電流値と流量値の測定結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るポンプ流量推定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図４】事前計測を行う場合の処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】運用時計測（ポンプの流量推定）を行う場合の処理手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明のポンプ流量推定装置の他の例を示すブロック図である。
【図７】本発明のポンプ流量推定装置の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態１）
本発明に係るポンプ流量推定方法を実現するためのポンプ流量推定装置について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
ポンプ流量推定装置は、図１に示すように、ポンプの流量推定に必要なデータを取得して流量推定を行う主装置１と、流量推定の対象となるポンプ３とを備えて構成されている。
【００２７】
ポンプ３は、その一方側が地下水のある井戸へ配管６ａを介して接続され、もう一方側に接続された配管６ｂを介して、例えば農用地へ地下水が供給されるようになっている。ポンプ３には、配電系統に接続された配電盤５から、電力供給線４を介して電力が供給される。配電盤５は、ブレーカやタイマーが設置された電力供給線４に接続されているので、電力供給の開閉とタイマーにより設定された一定時間において、ポンプ３の稼動運転や手動による稼動運転を行うことができる。
また、配電盤５には、ポンプ３を駆動する電流値又は電力値を検出するセンサ部２が設置されている。
【００２８】
主装置１は、ポンプ運用時におけるポンプ３を駆動する電流値又は電力値を計測する計測部１１と、ポンプ３を駆動する電流値又は電力値に対する流量値について予め行う事前計測により検出し、前記流量値に対する前記電流値又は電力値を対応関係として記憶する記憶部１２と、記憶された対応関係のデータからポンプ運用時の流量を推定する流量推定部１３と、推定された流量の表示等を行う表示部１４と、電流値（電力値）と流量値の対応関係をオペレーターが設定する設定部１５と、各部間でデータの送受信を行って所望の処理を行うよう制御する制御部１０を備えて構成されている。
【００２９】
事前計測による記憶部１２への記憶は、例えば、ポンプ設置場所への主装置１の取付以前に行う。この場合、ポンプ３に対して電力量計測器（電力センサ）２´及び超音波流量計７´から構成される計測器を別途設置し、この計測器に図２に示すような時系列データとなる電流波形（電力波形）と流量波形とを取り込み、同時刻における電流または電量と流量との対応関係を確認する。そして、オペレーターが前記対応関係を主装置１の設定部１５から設定し、記憶部１２へ記憶させることにより行う。
【００３０】
図２は、貯水槽への揚水用ポンプにおいて、ポンプ３側に電流変成器とデジタルオシロおよび超音波流量計を設置し、計測されたポンプ３の電流波形（点線）と流量波形（実線）とをプロットしたグラフである。図２より、流量波形（実線）に対して電流波形（点線）がほぼ同じ波形で対応していることが観測でき、電流値から流量が推定可能なことが理解できる。図２でのポンプは、貯水槽への揚水用なので、水位によりオン・オフを繰り返しているが、吐出口が開放の場合には同じ電流値と流量値とが継続することとなる。
【００３１】
事前計測による記憶部１２への記憶は、図３に示すように、ポンプ３に設置されたセンサ部２を使用して行うように構成してもよい。この場合、ポンプ３の配管６ｂに流量センサとしての流量計測器（流量計）７を設置し、計測部１１が流量計測器７からの流量値と、この流量値に対してセンサ部２により検出された電流値又は電力値との対応関係（時系列的に同じ時刻のデータ）を計測する。そして、記憶部１２は、流量計測器７で検出した流量値に対してセンサ部２により検出された電流値又は電力値との対応関係を記憶する。
また、ポンプ運用時の流量推定時においては、計測部１１は、センサ部２により検出された電流値又は電力値を計測する。
【００３２】
図１及び図３における流量推定部１３は、記憶部１２に記憶された電流値（電力値）と流量値との対応関係から流量又は積算流量を推定する。流量推定部１３は、ポンプ運用時の流量推定において測定した電流値（電力値）が記憶部１２に対応関係として設定されている電流値または電力値の範囲内であるか否かを判別する判別装置を備えている。
【００３３】
表示部１４は、例えばディスプレイ装置で構成され、推定された流量の表示や、後述する電力値（電圧値又は電流値）と流量値の対応関係の再計測の必要性を告知可能としている。再計測の告知は、視覚で認識させる警告ランプや、聴覚で認識させるスピーカで行う構成であってもよい。
【００３４】
設定部１５は、予め行う事前計測や、後述するポンプ運用時の再度の事前計測により、電力値（電圧値又は電流値）と流量値の対応関係を入力設定するものである。
流量計測器（流量計）７を設置しセンサ部２の電流（電力）波形とともに計測部１１で流量波形を計測する図３の形態における再度の事前計測による場合は、流量推定部１３の判別装置が判別した結果により、ポンプの揚程変化を検知した制御部１０が、計測部１１で計測した電流値（電力値）と流量値の対応関係を設定部１５において自動的に設定し、記憶部１２へ記憶するように構成してもよい。
【００３５】
次に、上述したポンプ流量推定装置を用いて、ポンプ運用時におけるポンプ流量（ポンプの汲み上げ開始からの総合流量）の推定を行う場合について、図４及び図５のフローチャート図を参照して説明する。ポンプ流量推定装置により運用時におけるポンプ流量を推定する場合、事前計測（図４）と運用時計測（図５）の各処理を行う必要がある。
【００３６】
先ず、ポンプ３について、ポンプ運用時前の事前計測を行う（ステップ２０）。事前計測は、上述したように、所定場所に主装置１が設置される前にポンプ３に別途設置した測定装置により行う場合と、ポンプ３に設置されたセンサ部２及び流量計測器７により行う場合とがある。例えば、別途設置した測定装置により行う場合、ポンプ３の配電盤５側に電力量計測器２´を設置し、配管６に超音波流量計７´を設置した後、ポンプ３を手動で稼動させ（ステップ２１）、初期稼動から定常の運転へ移行するのを確認した後に（ステップ２２）、電力量計測器２´で電力値Po[kW]を、超音波流量計７´で対応する流量Ro[m3/h]を計測する（ステップ２３）。
【００３７】
従来のポンプの稼働時間を基準とする場合には、時間を指標とするために流量の計測には１時間程度を要していたが、電力値Po[kW]や電流値（図２）を指標とし、それに対応する流量を計測することで短時間（数分）での計測が可能となる。流量の計測は、超音波流量計に代えて電磁式流量計を使用しても良い。また、堰（枡やタンクでも可）などを利用した開水路流量計を使用し、開放吐出口から放出される単位時間当たりの流量を計測するようにしてもよい。この場合、流量の計測には数１０分が必要となる。
【００３８】
計測するデータは、電力量計測器による電力値[kW]としたが、電力値[kW]を直接計測するのではなく、電流変成器及び計測変圧器により電流値[A]と電圧値[V]を測定しても良い。測定される電流値と電圧値は実効値でもよい。また、電流値のみを計測してもよく、その場合も実効値でもよい。また、AD変換器で標本化された値でもよい。
【００３９】
事前計測された電力値Po[kW]と流量値Ro [m3/h]は、主装置１の設定部１５からオペレーターが人的に設定入力し、制御部１０がこれらの値を対応関係として記憶部１２へ記憶する（ステップ２４）。
または、流量計測器（流量計）７を設置しセンサ部２の電流（電力）波形とともに計測部１１で流量波形を計測する図３の形態の場合には、計測部１１で計測した電流値（電力値）と流量値の対応関係を自動的に記憶部１２へ記憶するように構成してもよい。
【００４０】
次に、事前計測が行われたポンプの運用時における流量推定について説明する。
ポンプ運用時においては、配電盤５に設置されたセンサ部２により運用時計測（ステップ３０）が行われる。センサ部２としては、電流変成器と計測変圧器が取付けられ、電力供給線４からポンプ３へ供給する電流波形と電圧波形とを計測し、主装置１の計測部１１でサンプリング周期T[min]にて標本化された電流値Is[A]と電圧値Vs[V]を得る（ステップ３１）。
【００４１】
ここでサンプリング周期T[min]は、１分間隔T=1[min]とする。サンプリング周期は、１時間が６０分間であるため６０を割り切れる整数が望ましい。また、サンプリング周期が１分間隔より小さな場合であっても、１分間が６０秒であるため、６０を割切る周期が望ましい。
【００４２】
流量推定部１３では、計測部１１で標本化された電流値Is[A]と電圧値Vs[V]とから電力値Ps[kW]を算出する（ステップ３２）。
そして、流量推定部１３内の判別装置において、電力値Ps[kW]が事前計測で記憶されている電力値Poの範囲（式１）を満足しているかを判断する（ステップ３３）。式１におけるαは、季節や採取による揚程変動で選定される定数であり、配管の揚程に比較し小さい値となる。
【００４３】
Po−α[kW] < Ps[kW] < Po＋α[kW]      （式１）
【００４４】
判別装置において、制御部１０で運用されているポンプの稼動状態が事前計測と同等である（電力値Ps[kW]が式１を満足している）ことが判別されると、制御部１０は記憶部１２に記憶されている過去の積算電力量Pd[kWh]に対して、式２に示すように、新たに計測されたサンプリング周期が１分間隔の電力Ps[kW]を積算する。
【００４５】
Pd[kWh]＝Ps[kW]／60＋Pd [kWh]        （式２）
【００４６】
そして制御部１０は、式２で計算された積算電力量Pd[kWh]で記憶部１２のPd[kWh]を更新する（ステップ３４）。
【００４７】
ポンプ３で汲み上げた総合流量Rd[m3]は、記憶部１２に記憶されている事前計測流量Ro[m3/h]と積算電力量Pd[kWh]とを利用し、流量推定部１３にて式３により演算される（ステップ３５）。
【００４８】
Rd[m3]＝Pd[kWh]÷Po[kW]×Ro[m3/h]      （式３）
【００４９】
総合流量Rd[m3]は、表示部１４に表示されることで、推定されたポンプ流量（総合流量）が確認できるようになっている。
【００５０】
算出される電力値Ps[kW]がある時間以上、式１の範囲外となった場合には、流量推定部１３の判別装置は、弁などの設定の調整でポンプの揚程が変更され流量が事前計測と相違すると判断し（ステップ３６）、制御部１０を介して表示部１４に「計測要」と表示する（ステップ３７）とともに、P0[kW]から変化している範囲外のPr[kW]の変化時刻と、再度の事前計測が行われるまでのPr[kW]の積算電力量を随時記憶する（ステップ３８）。
【００５１】
通知・通報・告知等により「計測要」を認識したオペレーターは、再度の事前計測の準備を行って、電力値と流量との対応関係を計測する再度の事前計測を実施する（ステップ３９）。
再度の事前計測では、計測され算出されている電力値Ps[kW]の値がP0[kW]の許容範囲である式１の範囲外となった電力値をここでPr[kW]とし、この電力値Pr[kW]及び対応する流量を新たな対応関係として記憶部１２に記憶させる（ステップ４０）。
そして、別途積算電力量Pdr[kWh]=0から、新たに変更された電力値Pr[kW]の積算電力量Pdr[kWh]を式４により演算し記憶部１２へ格納する（ステップ４１）。
【００５２】
Pdr[kWh]＝Pr[kW]／60＋Pdr[kWh]       （式４）
【００５３】
すなわち、表示部１４に表示された「計測要」への対応としては、先に示した事前計測と同様に、主装置１の設定部１５により計測データの設定及び記憶部１２への記憶が実行される。そして、電力値Pr[kW]に対応する流量Rr[m3/h]が記憶部１２に格納され、式５により積算流量Rdr [m3]が算出される（ステップ４２）。
または、流量計測器７の出力を計測部１１に入力させる場合は、その電力と流量との対応関係を記憶する。
【００５４】
Rdr[m3]=Pdr[kWh]÷Pr[kW]×Rr[m3/h]      （式５）
【００５５】
以降は、計測値から算出される電力値Ps[kW]がPo[kW]とPr[kW]のいずれかの範囲であれば個々の積算電力量Pd[kWh]、Pdr[kWh]を記憶するのみで、容易に積算流量を演算することが可能となる。記憶部１２に記憶される電力値と流量値との対応関係は、事前計測される電力値Po[kW]の他に、揚程の変化に応じて電力値Pr[kW]が複数個存在してもよい。
【００５６】
上述の流量推定装置では、センサ部２で計測された電力値[kW]と、記憶部１２に記憶されている積算電力量[kWh]を使用して流量推定を行う例を説明したが、センサ部２で計測される図２に示すような電流値[A]と、記憶部１２に記憶された積算電流量[Ah]を使用してもよい。この場合には、センサ部２は電流変成器のみで構成し、範囲内であるかどうかを判断する式は式６（式１に対応）で行われる。βは、式１のαと同様に、季節や採取による揚程変動で選定される定数である。
【００５７】
設定電流−β[A] < 計測電流[A] < 設定電流＋β[A]      （式６）
【００５８】
図６は、図１のポンプ流量推定装置の主装置１に通信部１６を設け、揚程が変更され流量が事前計測と相違する場合に、その状況を外部へ通信可能とする機能を追加した構成を示す。
このポンプ流量推定装置の構成によれば、ポンプ運用時において、算出される電力値Ps[kW]がある時間以上において式１の範囲外となった場合、流量推定部１３は、弁などの設定の調整で揚程が変更され流量が事前計測と相違すると判断し、制御部１０を介して表示部１４に「計測要」と表示するとともに、通信部１６で外部の管理者へ「計測要」を通報する。これにより、ポンプ設置場所から離れた位置において、再計測が必要であることが把握でき、対応を行うことで精度が高い流量推定を維持することができる。
再計測までは、「計測要」後の電力量Pr[kW]とPdr[kwh]が記憶部１２に保持される。通信部１６の通信の形態は種々考えられる。
また、事前計測及び再度の事前計測を計測部１１で行う図３の形態についても、主装置１に通信部１６を設けることにより、同様の効果を奏することができる。
【００５９】
（実施形態２）
ポンプ流量推定装置の他の実施形態を図７に示す。このポンプ流量推定装置は、サーバ装置９を備えることで、図６の実施形態の通信機能を重視し、更に進展させた機能を有する構成となっている。
図７のポンプ流量推定装置において、図６と同じ構成を採る部分については同一符号を付している。図７のポンプ流量推定装置では、計測部１１に流量値を出力する流量計測器７を備えていない構成となっている。以下、異なる構成を中心に説明する。
【００６０】
主装置１は、配電盤５の電力を計測する電力量計１７と、計測したデータを通信するための送信部１８とから構成され、通信機能付電力量計と同じ機能を備えている。送信部１８は、電力量計１７で計測された電力値、及び、計測時刻を計測データとしてサーバ装置９へ送信する。電力量計１７には、配電線８を介して電源電圧が供給されている。また、電力量計１７は、メータでなく電力が計測可能な測定装置でもよい。
サーバ装置９は、主装置１の送信部１８から送信された計測データを受信する受信部９１と、図５の制御部１０、記憶部１２、流量推定部１３、表示部１４、設定部１５にそれぞれ該当する制御部９０、記憶部９２、流量推定部９３、表示部９４、入力部９５を備えている。
【００６１】
ポンプ３で使用される電力は、電力供給電線４を介して配電盤５から供給され、配電盤５の負荷が主にポンプ３である場合、配電盤５で使用される電力を計量する電力量計１７の積算電力量はポンプ使用電力量とほぼ同等となる。
この場合には、電力量計１７は電力会社が設置する通信機能付電力量計を電力量計１７と送信部１８の代わりとして使用することが可能となり、通信機能付電力量計が収集した一定間隔（通常３０分間隔）の積算電力量値を受信部９１で受信する（電力会社が設置した通信機能付電力量計を主装置１として取り扱う）ことで、主装置１を運用者側で設置する必要はない。また、図７で配電線８に取付けられた主装置１はポンプ３への電力供給線４に設置してもよい。
主装置１の電力量計１７で計測された積算電力量は、定期的に送信部１８を介してサーバ装置９側へ送信（収集）される。サーバ装置９に収集された積算電力量データは、受信部９１で受信後に制御部８０の指示により記憶部９２へ格納される。このポンプ流量推定装置によれば、定期的（例えば３０分間隔）に収集されるポンプ稼動に関する積算電力量を流量推定のデータとして使用することができる。
【００６２】
主装置１の電力量計１７でポンプ運用前に事前計測された電力値Po[kW]と流量値Ro [m3/h]は、サーバ装置９の入力部９５から設定入力され、制御部９０により記憶部９２に記憶される。
制御部９０は、記憶部９２に記憶されているn時刻に３０分間隔で収集されたポンプ稼動に関する積算電力量Pd(n)と、３０分前の積算電力量Pd(n-1)とから、電力値Ps(n) [kW]について式７により算出する。
【００６３】
Ps(n)=(Pd(n)−Pd(n-1))×2 [kW]       （式７）
【００６４】
算出されたPs[kW]が上述した式１の範囲内であれば、制御部９０で運用されているポンプ３の稼動状態が事前計測と同等であると判別する。
そして、式８によりRd(n)[m3] として総合積算流量を算出する。
【００６５】
Rd(n)[m3]=Pd(n)[kWh] ÷Po[kW]×Ro[m3/h]      （式８）
【００６６】
算出される電力値Ps[kW]がある時間以上において、式１の範囲外の電力値Pr[kW]となった場合には、制御部９０は、弁などの設定の調整で揚程が変更され、流量が事前計測と相違すると判断し、表示部９４に「計測要」と表示する。
事前計測の電力値Po[kW]と相違すると判別されたPr(n)[kW]の算出式を参考のため式９に示す。
【００６７】
Pr(n)=(Pd(n)−Pd(n-1))×2 [kW]      （式９）
【００６８】
記憶部９２の別領域に、算出された式９の数値とその時刻ｎ、及び、収集されている積算電力量Pd(n)を記憶させる。これにより以降の収集積算電力量Pd(n+1)は、電力量Pr[kW]で今後計測されるであろうRr流量[m3/h]での流量算出に使用される。
【００６９】
このポンプ流量推定装置によれば、ポンプ３の設置場所近くの主装置１には電力量計１７及び送信部１８のみを設置し、流量推定処理は離れた場所に設置されたサーバ装置９で行うことができ、例えば設置場所が異なる複数ポンプの流量を管理するような場合に、一括管理による効率的な処理を行うことができる。
【００７０】
上述した各ポンプ流量推定装置によれば、吐出口が開放で運用されるポンプ３の流量推定を行うに際し、計測部１１（電力量計１７）による運用前の事前計測によって記憶部１２（記憶部９２）に記憶された電流値（電力値）に対する流量値を基準にポンプ運用時の流量推定を行うとともに、ポンプ運用時に計測された電流値（電力値）が対応関係で設定されている電流値（電力値）の範囲内でない場合は、流量推定部１３（流量推定部９３）の判別装置において揚程の変化・変動が生じたと判断し、計測部１１（電力量計１７）で新たに計測された電流値（電力値）に対応する流量値を記憶部１２（記憶部９２）に追加記憶するとともに、その流量値を基準に流量推定を行うことで、ポンプ運用時で揚程が変動した場合においても、安価で精度を確保した流量推定を行うことができる。
すなわち、吐出口が開放で使用されるポンプの流量推定を行う場合に、揚程による調整の有無を装置側で判別可能とすることで、高価な水量計測器を使用することなく、稼働時間の計測のみでは困難な揚程変化・変動に起因する誤差に対応して推定することができ、推定流量の精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…主装置、  ２…センサ部、  ２´…電力量計測器（電力センサ）、  ３…ポンプ、  ４…電力供給線、  ５…配電盤、  ６ａ，６ｂ…配管、  ７…流量計測器（流量計）、  ７´…超音波流量計、  ８…配電線、  ９…サーバ装置、  １０…制御部、  １１…計測部、  １２…記憶部、  １３…流量推定部（判別装置）、  １４…表示部、  １５…設定部、  １６…通信部、  １７…電力量計、  １８…送信部、  ９０…制御部、  ９１…受信部、  ９２…記憶部、  ９３…流量推定部、  ９４…表示部、  ９５…入力部。
【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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