(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路中の流量を間欠的に計測して積算流量を算出する電子式の流量計において、
流量計測手段の出力に基づき所定のサンプリング時間毎に瞬間流量を検出する瞬間流量検出手段と、
前記瞬間流量検出手段が検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出する体積値算出手段と、
前記体積値算出手段が算出した体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割し、次回のサンプリング時間までに段階的に積算する体積値分割積算手段と、
当該流量計に流路を遮断する遮断事象が発生した場合に、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出する遮断時瞬間流量検出手段と、
前記遮断時瞬間流量検出手段が検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から前記遮断時瞬間流量検出手段が前記瞬間流量を検出した時間までの流量の体積値を算出する遮断時体積値算出手段と、
前記遮断時体積値算出手段が算出した体積値と、前記体積値分割積算手段が未だ積算していない体積値とを一度に積算する体積値一括積算手段と、
を有し、前記体積値分割積算手段による段階的な積算が遮断操作後に停止されることを特徴とする流量計。
【請求項２】
流路中の流量を間欠的に計測して積算流量を算出する電子式の流量計における流量積算方法であって、
流量計測手段の出力に基づき所定のサンプリング時間毎に瞬間流量を検出する瞬間流量検出ステップと、
前記瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出する体積値算出ステップと、
前記体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割し、次回のサンプリング時間までに段階的に積算する体積値分割積算ステップと、
当該流量計に流路を遮断する遮断事象が発生した場合に、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出する遮断時瞬間流量検出ステップと、
前記遮断時瞬間流量検出ステップで検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から前記瞬間流量を検出した時間までの流量の体積値を算出する遮断時体積値算出ステップと、
前記遮断時体積値算出ステップで算出した体積値と、前記体積値分割積算ステップで未だ積算していない体積値とを一度に積算する体積値一括積算ステップと、
前記体積値分割積算ステップによる段階的な積算を遮断操作後に停止するステップと、
を有することを特徴とする流量積算方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子式ガスメータ等に使用される流量を計測する流量計及び流量積算方法に係り、特に、流路中の流量を間欠的に計測して積算流量を算出する電子式の流量計及び流量積算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガスメータ等の流量計測に使用されている流量計としては、小流量用から大流量用まで膜式のものが広く用いられてきた。近年では、電子式（推量式）の流量計として超音波式やフルイディック式等の流量計が用いられつつある。
【０００３】
膜式の流量計では、ガス等の流体の流量を膜の体積により積算するような構成となっている。一方、電子式の流量計は、超音波トランスジューサによる流量センサとかフローセンサなどの流量計測手段を用いて、所定サンプリング時間毎に瞬間流量を検出し、この瞬間流量にサンプリング時間を乗じてこの期間の通過流量（体積値）を算出して間欠的に体積値を積算していき、積算流量を表示するような構成のものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子式の流量計を大流量用ガスメータに適用した場合の流量積算の一例を図５に示す。この例では、６[ｓ]のサンプリング時間毎に瞬間流量のサンプリングを行い、前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの６秒期間の体積値として算出し、積算していく。
【０００５】
例えば、１００ｍ3 ／ｈの瞬間流量をサンプリング時間６[ｓ]のときに検出して、０〜６[ｓ]期間の体積値を算出すると、100000[ｌ]／3600[ｓ]×６[ｓ]≒１６７[ｌ]となる。この体積値をサンプリング時間に一度に積算すると、ガスメータの積算流量表示は１６７[ｌ]分一度に増えてしまう。このように６秒毎に一気に積算流量値が上昇するようにした場合、特に大流量を検出したときは間欠的に大きく積算流量値が変化するため、ガスメータの積算流量表示としては不自然であまり好ましくないものとなる。
【０００６】
また、ガスメータでは、ガス供給配管中でガス漏れが生じてガスの圧力が低下した場合など、何らかの異常が生じた場合は遮断事象が発生したとして内蔵の遮断弁によってガス流路を遮断するようになっている。このような遮断事象が発生したときに、サンプリング時間と遮断操作とのタイミングが一致しない場合、特に図５のように次回のサンプリング時間の直前で遮断事象が発生した場合は、未積算の体積値が残ってしまい、積算流量値に大きな誤差が生じてしまうという問題点もある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、一度に大きく積算流量値が変化することなく、単位時間又は単位体積毎に誤差の少ない適切で正確な積算流量表示が可能な流量計及び流量積算方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、遮断操作による誤積算を防止することができ、遮断事象発生時の積算流量値の誤差を無くすことが可能な流量計及び流量積算方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明の流量計は、請求項１に記載したように、流路中の流量を間欠的に計測して積算流量を算出する電子式の流量計において、流量計測手段の出力に基づき所定のサンプリング時間毎に瞬間流量を検出する瞬間流量検出手段と、前記瞬間流量検出手段が検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出する体積値算出手段と、前記体積値算出手段が算出した体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割し、次回のサンプリング時間までに段階的に積算する体積値分割積算手段と、当該流量計に流路を遮断する遮断事象が発生した場合に、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出する遮断時瞬間流量検出手段と、前記遮断時瞬間流量検出手段が検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から前記遮断時瞬間流量検出手段が前記瞬間流量を検出した時間までの流量の体積値を算出する遮断時体積値算出手段と、前記遮断時体積値算出手段が算出した体積値と、前記体積値分割積算手段が未だ積算していない体積値とを一度に積算する体積値一括積算手段と、を有し、前記体積値分割積算手段による段階的な積算が遮断操作後に停止されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明による流量積算方法は、請求項２に記載したように、流路中の流量を間欠的に計測して積算流量を算出する電子式の流量計における流量積算方法であって、流量計測手段の出力に基づき所定のサンプリング時間毎に瞬間流量を検出する瞬間流量検出ステップと、前記瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出する体積値算出ステップと、前記体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割し、次回のサンプリング時間までに段階的に積算する体積値分割積算ステップと、当該流量計に流路を遮断する遮断事象が発生した場合に、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出する遮断時瞬間流量検出ステップと、前記遮断時瞬間流量検出ステップで検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から前記瞬間流量を検出した時間までの流量の体積値を算出する遮断時体積値算出ステップと、前記遮断時体積値算出ステップで算出した体積値と、前記体積値分割積算ステップで未だ積算していない体積値とを一度に積算する体積値一括積算ステップと、前記体積値分割積算ステップによる段階的な積算を遮断操作後に停止するステップと、を具備するものである。
【００１２】
本発明の請求項１に係る流量計及び請求項２に係る流量積算方法では、所定のサンプリング時間毎に瞬間流量を検出し、この瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出し、この体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割し、次回のサンプリング時間までに段階的に積算する。このような積算を行うことにより、大流量を検出した場合であっても間欠的に一度に大きく積算流量値が変化することもなく、単位時間又は単位体積毎に誤差の少ない適切で正確な積算流量表示が可能となる。
【００１３】
また、遮断事象が発生した場合には、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出し、前回のサンプリング時間から今回の遮断時サンプリング時間までの流量の体積値を算出し、この遮断時体積値と前回のサンプリング時間において算出した体積値の未積算分とを一度に積算する。このような積算を行うことにより、遮断操作による誤積算を防止することができ、遮断事象発生時においても積算流量値の誤差を無くすことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る流量計及び流量積算方法の実施の形態例について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの概略構成を示すブロック図である。本実施形態では、流量計を電子式ガスメータに適用した場合の構成及び動作を示す。
【００１５】
本発明の一実施形態の電子式ガスメータについて、図１を参照して説明すると、本実施形態の電子式ガスメータは、制御部１０１、流量センサ１０２、圧力センサ１０３、遮断弁１０４、電池１０５、テストスイッチ１０６、遮断弁開スイッチ１０７、表示部１０８、ＬＥＤ１０９及び端子部１１０を備えて構成されている。
【００１６】
流量センサ１０２は、特許請求の範囲にいう流量計測手段に該当し、フローセンサ、超音波式センサ等を用いて構成され、所定のサンプリング時間毎に流路中の瞬間流量を検出するものである。この流量センサ１０２は、当該電子式ガスメータが通常動作中は、制御部１０１のサンプリング制御によって絶えず流路中のガス流量を計量する。また、圧力センサ１０３は、流路中のガス圧力を検出する。検出されたガス圧力は、制御部１０１において保安を向上させるための圧力監視機能（微小漏洩警告、調整圧力異常警告、流路中の圧力変動検出、閉塞圧力異常警告、圧力低下遮断等々）に使用される。
【００１７】
遮断弁１０４は、手動又は制御部１０１の制御による遮断操作によってガス流路を遮断し、また遮断弁開スイッチ１０７又は他の手段のオン操作によって開状態となる。また、遮断事象が発生した場合、すなわち圧力監視機能における圧力低下遮断等が行われる場合にも遮断状態となる。電池１０５は、当該電子式ガスメータの各構成要素に対して電源電圧を供給する。
【００１８】
テストスイッチ１０６は、例えば手動によるマグネットキー操作によってテスト遮断操作を行うためのものであり、遮断弁開スイッチ１０７は、当該スイッチのオン操作によって遮断弁１０４を開状態にする。また、ＬＣＤパネル等で実現される表示部１０８及びＬＥＤ１０９は、積算流量や当該電子式ガスメータの状態、並びに各種警告を報知する表示手段である。さらに、端子部１１０は、宅内操作器、ＮＣＵ、ガス漏れ警報器及び外部機器等と当該電子式ガスメータとを接続する接続手段である。
【００１９】
また、制御部１０１は、マイクロコンピュータ等で実現され、各部の動作制御として流量積算、積算流量表示、遮断操作等を行うものである。
【００２０】
次に、以上説明した構成要素を備えた本実施形態の電子式ガスメータにおける動作について説明する。図２は本実施形態の電子式ガスメータにおける流量積算例を示す動作説明図、図３は本実施形態における流量積算方法の処理手順を示すフローチャート、図４は遮断事象発生時の割込処理を示すフローチャートである。ここでは、制御部１０１の制御による流量積算処理を中心に述べる。
【００２１】
通常動作時には、所定のサンプリング時間（例えば６[ｓ]とする）毎に流量センサ１０２の出力に基づいてサンプリングを行って瞬間流量を検出し、これにサンプリング時間間隔を乗じて６秒期間に流れた体積値を算出した後、この体積値を単位時間または単位体積毎に分散して積算する。
【００２２】
すなわち、図３に示すように、ステップＳ３０１においてサンプリング時間か否かを判断し、６秒毎のサンプリング時間となったときに、ステップＳ３０２に進み、流量センサ１０２出力のサンプリングを行ってこのときの瞬間流量を検出する（瞬間流量検出ステップ、図２におけるサンプリング）。そして、ステップＳ３０３においてこの瞬間流量にサンプリング時間間隔を乗じて体積値Ｖs を算出する（体積値算出ステップ）。初めは、６[ｓ]の時の瞬間流量に基づいて０〜６[ｓ]期間の体積値を算出する。
【００２３】
そして、ステップＳ３０４において前記算出した体積値Ｖs を単位時間（例えば１[ｓ]）又は単位体積（例えば０．１[ｌ]）毎に分割し、次回のサンプリング時間になるまでに段階的に積算していく（体積値分割積算ステップ、図２における体積値カウントアップ）。なお、単位体積毎の積算を行う際には、チェッカ等の流量のあり／なしを表示する表示手段を点灯させることも可能である。すなわち、制御部１０１は、瞬間流量検出手段、体積値算出手段、体積値分割積算手段の機能を有する構成となっている。
【００２４】
このような積算処理を行うことによって、サンプリング時間毎に積算流量値が一度に積算されて増加するようなこともなく、時系列的に又は単位体積毎に積算流量値の増加を確認することができる。
【００２５】
次に、遮断事象が発生した場合の積算処理を説明する。電子式ガスメータでは、圧力センサ１０３によりガス供給配管内の圧力を監視することにより、ガス供給配管中の圧力低下などの何らかの異常が起きた場合に遮断事象が発生したとして遮断弁１０４を閉じる遮断操作を行うようになっている。この遮断事象発生時には、割込処理等として遮断操作を行う前に残りの体積値を一度に積算する処理を行う。
【００２６】
すなわち、図４に示すように、遮断操作を行う直前に、ステップＳ４０１において流量センサ１０２出力のサンプリングを行い、ステップＳ４０２においてこのときの瞬間流量を検出する（遮断時瞬間流量検出ステップ）。次いで、ステップＳ４０３において前回のサンプリングから今回のサンプリングまでの時間ｔx を求め、ステップＳ４０４においてこの期間における体積値Ｖx を算出する（遮断時体積値算出ステップ）。
【００２７】
そして、ステップＳ４０５において通常動作時のサンプリングによる体積値Ｖs の未積算分Ｖs ′と遮断事象発生時のサンプリングによる体積値Ｖx との和（Ｖs ′＋Ｖx ）を一度に積算する（体積値一括積算ステップ、図２における残り体積値積算）。その後、ステップＳ４０６に進んで遮断弁１０４を閉じるなどの遮断操作を行い、ステップＳ４０７により制御部１０１において遮断ロジックを実行する。すなわち、制御部１０１は、遮断時瞬間流量検出手段、遮断時体積値算出手段、体積値一括積算手段の機能を有する構成となっている。
【００２８】
遮断事象発生時において、前述のような通常動作時の単位時間又は単位体積毎の積算処理を行うと、遮断操作後も未積算の体積値があれば積算を続けることとなり、実際にはガスの供給を遮断しているにもかかわらず、電子式ガスメータの表示部１０８における積算流量の表示上では値が増加する。この場合、使用者が流量ありと判断してしまうおそれがあり、保安上問題となることが考えられる。したがって、本実施形態では、遮断事象発生時には一度に体積値の積算を行い、遮断操作後の積算を実施しないようにすることによって、上記問題点を解決できる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、サンプリングにより検出したサンプリング時間単位の体積値を単位時間又は単位体積毎に段階的に積算することによって、大流量を検出した場合であっても間欠的に大きく積算流量値が変化することもなく、単位時間又は単位体積毎に誤差の少ない適切で正確な積算流量表示が可能であり、使用者は常に実際のガスの流れの状態に合った正しい積算流量値を確認できる。また、遮断事象発生時には遮断操作前にサンプリングを行い、この時点までの体積値と前回のサンプリングによる未積算分とを一度に積算することによって、遮断事象発生時においても積算流量値の誤差を無くすことができ、遮断操作による誤積算を防止することができると共に、実際のガスの流れの状態に合った積算流量表示が可能である。
【００３０】
なお、本発明は大流量用のガスメータだけでなく、小流量用のガスメータにも適用可能である。小流量用のガスメータであっても、ガス流量のオンオフ回数が多い場合には積算流量値の誤差が大きくなってしまう問題点があるが、上述した本実施形態の積算方法を用いることによって積算流量値の誤差を減少できる。
【００３１】
また、本発明はフローセンサを用いたフルイディック式ガスメータや超音波トランスジューサを用いた超音波式ガスメータ等の電子式ガスメータに限らず、その他の電子式流量計など、流量の体積値をサンプリングにより間欠的に検出して積算する方式の流量計であればいずれにも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流量計及び流量積算方法によれば、所定のサンプリング時間毎に検出した瞬間流量を基に前回のサンプリング時間から今回のサンプリング時間までの流量の体積値を算出し、この体積値を所定の単位時間又は単位体積毎に分割して次回のサンプリング時間までに段階的に積算することにより、大流量を検出した場合であっても間欠的に一度に大きく積算流量値が変化することもなく、単位時間又は単位体積毎に誤差の少ない適切で正確な積算流量表示が可能となる効果がある。
【００３３】
また、遮断事象が発生した場合には、遮断操作前にそのときの瞬間流量を検出して前回のサンプリング時間から今回の遮断時サンプリング時間までの流量の体積値を算出し、この遮断時体積値と前回のサンプリング時間において算出した体積値の未積算分とを一度に積算することにより、遮断操作による誤積算を防止することができ、遮断事象発生時においても積算流量値の誤差を無くすことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の電子式ガスメータにおける流量積算例を示す動作説明図である。
【図３】本実施形態における流量積算方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】遮断事象発生時の割込処理を示すフローチャートである。
【図５】従来の電子式ガスメータにおける流量積算例を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１０１  制御部
１０２  流量センサ
１０３  圧力センサ
１０４  遮断弁
１０５  電池
１０６  テストスイッチ
１０７  遮断弁開スイッチ
１０８  表示部
１０９  ＬＥＤ
１１０  端子部
【図１】
0004175586.tif 000002
【図２】
0004175586.tif 000003
【図３】
0004175586.tif 000004
【図４】
0004175586.tif 000005
【図５】
0004175586.tif 000006