(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスが流入される入口とガスが流出される出口との間の流体流路に、高流量用通路と低流量用通路とが並列に設けられ、前記流体流路における流体の流量の増減に応じて前記高流量用通路に介設された弁体を開閉させ、該弁体の閉弁状態にあっては、低流量計測手段が出力する前記低流量用通路を流れる流体の流量に応じた低流量信号のサンプリング周期で得た値に基づいて前記流体流路における流体の流量を測定し、前記弁体の開弁状態にあっては、前記入口又は前記出口に隣接して前記流体流路内に設けた測定用副流路を流れる流体の流量に応じた高流量信号のサンプリング周期で得た値に、前記測定用副流路が設けられた前記流体流路の部分と前記測定用副流路との断面積比と前記サンプリング周期とにより予め定めた係数を乗じた値に基づいて、前記流体流路における流体の流量を測定する流量測定装置において、
前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が、閉弁状態の前記弁体が開弁する直前の状態で前記サンプリング周期の間に前記入口から前記出口に向けて前記低流量用通路を流れるべき流体の流量として予め定めた標準流量に合致するか否かを判別する流量判定手段と、
前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が前記標準流量に合致すると前記流量判定手段が判定した時点における、前記高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いを検出する高流量信号値変動検出手段と、
前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じて、前記所定の係数の値を補正する係数補正手段とを備える、
ことを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
前記標準流量は、閉弁状態の前記弁体が開弁する直前において前記流体流路を流れるべき流体の流量である請求項１記載の流量測定装置。
【請求項３】
前記流量判定手段は、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が、増加して前記標準流量に達した際と、減少して前記標準流量に達した際とのいずれか一方の際に、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が前記標準流量に合致すると判別する請求項１又は２記載の流量測定装置。
【請求項４】
前記流量判定手段による判定と前記高流量信号値変動検出手段による検出とのうち少なくとも一方は、所定周期が到来する毎に、該所定周期の到来後の最初の１回のみ行われる請求項１、２又は３記載の流量測定装置。
【請求項５】
前記係数は前記弁体の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに異なる値に設定されており、前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じた複数パターンの、前記弁体の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに値が異なる複数の前記係数により構成される係数群を記憶保持する係数群記憶保持手段をさらに備えており、前記係数補正手段は、前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じたパターンの前記係数群を前記係数群記憶保持手段から抽出し、前記高流量信号の値に乗じる該高流量信号の値に応じた前記係数の値を、前記係数群記憶保持手段から抽出したパターンの前記係数群を構成する複数の前記係数のうち前記高流量信号の値に応じた前記係数の値に補正する請求項１、２、３又は４記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にガスなどの流量を測定する流量測定装置に係り、特に、流量センサ等の電気的手段により流量を測定する流量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＰガスや都市ガス等の集団ガス供給設備においては、各戸に設置されたガスメータによってガス使用量が測定、表示されるが、近年では、漏洩検出機能とのリンクを図るためや、測定精度の向上を図るため等の理由から、在来の膜式のガス流量測定機構に代えて、超音波式やフルイディック式、フロー式等の電気的に流量を計測するセンサが計測手段として多用されている。
【０００３】
しかし、上述したセンサには、その仕様上の制約から、高い精度で流量を計測できる範囲に限界がるので、微少流量から大流量までの広い範囲を計測範囲とするガスメータにおいては、単一の流量センサによって全計測範囲に亘り高い精度で流量を測定することが困難であるという不具合がある。
【０００４】
そのため、ガス流路上にてセンサによりガスの流量を測定するに当たり、比較的高流量において計測精度の高いセンサと比較的低流量において計測精度の高いセンサとを使い分けるようにすると、広い範囲で計測精度の向上を図ることができるので、非常に有用である。
【０００５】
そこで従来から、高流量用通路に対して低流量用通路を分岐合流させた部分をガス流路中に設けて、特にガスの流量が少ない場合には、高流量用通路の弁体を閉じて低流量用通路にしかガスが流れないようにするという、上述したセンサの使い分けを可能とするのに有用な技術が、例えば、特開平８−２７０９００号公報のガス漏洩検知装置によって既に知られている。
【０００６】
この特開平８−２７０９００号公報のガス漏洩検知装置では、ダイヤフラムの両面に作用するダイヤフラムの上流側のガス圧力とダイヤフラムの下流側のガス圧力との差の変化により、ダイヤフラムを上下に変位させ、このダイヤフラムの上下変位をリンク機構により水平方向の直線往復運動に変換すると共に、弁体の中央に連結された作動部材を水平方向に移動可能に支持させ、リンク機構により変換された水平方向の直線往復運動を作動部材に伝達することで、高流量用通路の弁座に対して弁体を開閉駆動させるようにしている。
【０００７】
そして、高流量用通路に対して低流量用通路を分岐合流させた部分をガス流路中に設けるという思想を利用して、比較的高流量において計測精度の高いセンサと比較的低流量において計測精度の高いセンサとを使い分けるようにすることを可能とした提案を、本出願人は過去に、例えば特願平１０−３５９５９６号（特開２０００−１９０２２２）等において既に行っている。
【０００８】
ちなみに、この特願平１０−３５９５９６号では、比較的低流量において計測精度の高い低流量用センサにより低流量用通路を通過するガスの流量を計測すると共に、比較的高流量において計測精度の高い高流量用センサにより、ガス流路のうち高流量用通路及び低流量用通路が並設されている部分よりも上流側の部分を通過するガスのうち一部のガスの流量を計測している。
【０００９】
そして、弁体の閉弁時には低流量用センサによる計測流量を全体のガス流量とし、弁体の開弁時には、高流量用センサの計測値に、高流量用センサが流量を計測するガスとガス流路を通過するガス全体との比率に応じた係数を乗じ、これにより求められた値を全体のガス流量としている。
【００１０】
尚、以上には本出願人が過去に提案した特願平１０−３５９５９６号を挙げて、計測精度の高い流量領域が異なるという仕様の異なるセンサを使い分ける場合を説明したが、仕様の異なるセンサを使い分けたい事情が発生するのは、計測精度の要請だけに限らず、他の場合もあり得る。
【００１１】
例えば、ガス流路上におけるガス流量の測定については、微少漏洩の検出を行う等の事情から、比較的低流量における測定分解能が、比較的高流量における測定分解能に対して高い分解能を要求される場合もあり、そのような場合にも、低流量のガスの測定の際には高流量のガスの測定に用いるセンサよりも高い分解能を示すセンサを用いるという、流量に応じたセンサの使い分けを行いたいケースが発生する。
【００１２】
そして、そのような場合にも、上述した特開平８−２７０９００号公報のガス漏洩検知装置で知られているような、高流量用通路に対して低流量用通路を分岐合流させた部分をガス流路中に設けるという思想を利用して、高流量用通路と低流量用通路とに、或は、ガス流路のうち高流量用通路及び低流量用通路が並設されている部分よりも上流側や下流側の部分と低流量用通路とに、仕様の異なるセンサを各々配置することになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した本出願人の過去の提案は、低流量域から高流量域までの広い範囲において精度よくガスの流量を測定することができる点で非常に有用であるが、高流量用センサによる流量計測が行われるガス流路部分が、低流量用センサによる流量計測が行われる低流量用通路よりも上流側に位置していることから、次のような点で改善の余地がある。
【００１４】
即ち、ガス配管からガスメータに流入するガスに塵埃が混入していると、その塵埃の付着による通過流量の低下の影響が、低流量用センサよりも上流側の高流量用センサの方に顕著に、計測流量の精度低下という形で出易く、しかも、ガス配管とガスメータとの間に内部温度差があると、ガス配管からガスメータに流入するガス中の水蒸気成分の結露によりガスメータ内に生じて滞留するドレンの影響が、低流量用センサよりも上流側の高流量用センサの方に顕著に、通過流量の低下とそれに伴う計測流量の精度低下という形で出易くなってしまう。
【００１５】
したがって、塵埃の付着やドレンの滞留が年を経る毎に増大することを考慮するとなおさら、高流量用センサによる流量計測の精度を高く維持することが重要であり、そのための改善を施すことは、低流量域から高流量域までの広い範囲において精度よくガスの流量を測定することができるようにする上で、非常に有用なものであると言える。
【００１６】
このような改善の余地があることは、上述した本出願人の過去の提案のような計測精度の異なるセンサを使い分ける場合だけに限らず、分解能の異なるセンサといった仕様の異なるセンサを使い分ける場合にも、同様に言えることである。
【００１７】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、流体の流量が比較的低ければ閉弁し比較的高ければ開弁する弁体が介設された高流量用通路が低流量用通路と並列に設けられた流体流路を通過する流体の流量を、低流量用通路の流体の通過流量を計測する低流量計測手段と、低流量用通路以外の流体流路部分の流体の通過流量を計測する高流量計測手段という、仕様が互いに異なる計測手段を用いて測定するに当たり、流体流路における塵埃の付着やドレンの滞留による高流量計測手段の計測精度の低下を防ぐことができる流量測定装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載した本発明の流量測定装置は、図１の基本構成図に示すように、ガスが流入される入口Ｘとガスが流出される出口Ｙとの間の流体流路Ｒに、高流量用通路２０５と低流量用通路２０４とが並列に設けられ、前記流体流路Ｒにおける流体の流量の増減に応じて前記高流量用通路２０５に介設された弁体２０３を開閉させ、該弁体２０３の閉弁状態にあっては、低流量計測手段２０１が出力する前記低流量用通路２０４を流れる流体の流量に応じた低流量信号サンプリング周期で得たの値に基づいて前記流体流路Ｒにおける流体の流量を測定し、前記弁体２０３の開弁状態にあっては、前記入口Ｘ又は前記出口Ｙに隣接して前記流体流路内に設けた測定用副流路２０２Ａを流れる流体の流量に応じた高流量信号のサンプリング周期で得た値に、前記測定用副流路が設けられた前記流体流路Ｒの部分と前記測定用副流路２０２Ａとの断面積比と前記サンプリング周期とにより予め定めた係数を乗じた値に基づいて、前記流体流路Ｒにおける流体の流量を測定する流量測定装置において、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路Ｒにおける流体の流量が、閉弁状態の前記弁体２０３が開弁する直前の状態で前記サンプリング周期の間に前記入口Ｘから前記出口Ｙに向けて前記低流量用通路を流れるべき流体の流量として予め定めた標準流量に合致するか否かを判別する流量判定手段３Ａと、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路Ｒにおける流体の流量が前記標準流量に合致すると前記流量判定手段３Ａが判定した時点における、前記高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いを検出する高流量信号値変動検出手段３Ｂと、前記高流量信号値変動検出手段３Ｂが検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じて、前記所定の係数の値を補正する係数補正手段３Ｃとを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２に記載した本発明の流量測定装置は、請求項１に記載した本発明の流量測定装置において、前記標準流量が、閉弁状態の前記弁体２０３が開弁する直前において前記流体流路Ｒを流れるべき流体の流量であるものとした。
【００２０】
さらに、請求項３に記載した本発明の流量測定装置は、請求項１又は２に記載した本発明の流量測定装置において、前記流量判定手段３Ａが、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路Ｒにおける流体の流量が、増加して前記標準流量に達した際と、減少して前記標準流量に達した際とのいずれか一方の際に、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路Ｒにおける流体の流量が前記標準流量に合致すると判別するものとした。
【００２１】
また、請求項４に記載した本発明の流量測定装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明の流量測定装置において、前記流量判定手段３Ａによる判定と前記高流量信号値変動検出手段３Ｂによる検出とのうち少なくとも一方が、所定周期が到来する毎に、該所定周期の到来後の最初の１回のみ行われるものとした。
【００２２】
さらに、請求項５に記載した本発明の流量測定装置は、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の流量測定装置において、前記係数が前記弁体２０３の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに異なる値に設定されており、前記高流量信号値変動検出手段３Ｂが検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じた複数パターンの、前記弁体２０３の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに値が異なる複数の前記係数により構成される係数群を記憶保持する係数群記憶保持手段５をさらに備えており、前記係数補正手段３Ｃが、前記高流量信号値変動検出手段３Ｂが検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じたパターンの前記係数群を前記係数群記憶保持手段５から抽出し、前記高流量信号の値に乗じる該高流量信号の値に応じた前記係数の値を、前記係数群記憶保持手段５から抽出したパターンの前記係数群を構成する複数の前記係数のうち前記高流量信号の値に応じた前記係数の値に補正するものとした。
【００２３】
請求項１に記載した本発明の流量測定装置によれば、弁体２０３の閉弁状態において、低流量信号の値に基づいて測定される流体流路Ｒを流れる流体の流量が標準流量に合致すると流量判定手段３Ａが判定した時点で、高流量計測手段２０２から実際に出力された高流量信号の値が基準値と異なっていれば、その実際に出力された高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いが高流量信号値変動検出手段３Ｂにより検出され、その検出された変動の度合いに応じて、流体流路Ｒを標準流量の流体が流れた場合に高流量計測手段２０２から出力される高流量信号の値が基準値である前提で設定されている所定の係数の値が、係数補正手段３Ｃにより補正されることになる。
【００２４】
また、請求項２に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１に記載した本発明の流量測定装置において、低流量信号の値に基づいて測定される流体流路Ｒを流れる流体の流量が、閉弁状態の弁体２０３が開弁する直前において流体流路Ｒを流れるべき流体の流量に合致すると、流体流路Ｒを流れる流体の流量が標準流量に合致すると流量判定手段３Ａにより判定されることになる。
【００２５】
さらに、請求項３に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の流量測定装置において、弁体２０３の閉弁状態において流体流路Ｒを流れる流体の流量が標準流量に合致すると流量判定手段３Ａが判定した時点で、高流量計測手段２０２から実際に出力された高流量信号の値が基準値と異なっていた場合、流量が増加して標準流量に達した際と減少して標準流量に達した際とのいずれか一方の際にのみ、実際に出力された高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いが高流量信号値変動検出手段３Ｂにより検出され、その検出された変動の度合いに応じた係数補正手段３Ｃによる係数の値の補正が行われることになる。
【００２６】
また、請求項４に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の流量測定装置において、弁体２０３の閉弁状態において、低流量信号の値に基づいて測定される流体流路Ｒを流れる流体の流量が標準流量に頻繁に合致したとしても、流量判定手段３Ａによる判定は所定周期が到来する毎にしか行われず、或は、標準流量に合致すると流量判定手段３Ａが判定した時点で、高流量計測手段２０２から実際に出力された高流量信号の値が基準値と頻繁に異なったとしても高流量信号値変動検出手段３Ｂによる検出は所定周期が到来する毎にしか行われないので、いずれにしても、係数補正手段３Ｃによる係数の値の補正は最短でも所定周期が到来する毎にしか行われないことになる。
【００２７】
請求項５に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の流量測定装置において、弁体２０３の開弁状態において流体流路Ｒにおける流体の流量を測定するために、高流量計測手段２０２が出力する高流量信号の値に乗じる所定の係数が、高流量信号の値に応じて互いに異なる値に設定されている場合、係数補正手段３Ｃによる係数の値の補正が、係数群記憶保持手段５に記憶保持されている複数パターンの係数群のうち、高流量信号値変動検出手段３Ｂによって検出された変動の度合いに応じたパターンの係数群の中の、高流量計測手段２０２から実際に出力された高流量信号の値に応じた係数の値に補正されることになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図２は本発明の一実施形態に係る流量測定装置の概略構成を一部断面で示す説明図であり、本実施形態の流量測定装置は、ガスメータ本体２、マイクロコンピュータ（μＣＯＭ）３、及び、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）５（係数群記憶保持手段に相当）を有している。
【００３０】
前記ガスメータ本体２は、ガスが流入される入口Ｘと、ガスが流出される出口Ｙと、入口Ｘに連なる圧力室Ａと、出口Ｙに連なる圧力室Ｃと、これら圧力室Ａ及び圧力室Ｃ間を個別に並列接続する圧力室Ｂ及び圧力室Ｄと、圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を開閉する弁体２０３と、圧力室Ｂ及び圧力室Ｄ内のガスの圧力差に応じて往復変位するダイヤフラム２０７と、このダイヤフラム２０７の変位を弁体２０３に開閉用の動力として伝達するリンク機構２０６とを有し、図示のように、ガスが流入される入口Ｘとガスが流出される出口Ｙとの間の流体流路として、圧力室Ａ→圧力室Ｄ→圧力室Ｃを経由する低流量用通路２０４と圧力室Ａ→圧力室Ｂ→圧力室Ｃを経由する高流量用通路２０５とが並列に設けられている。
【００３１】
尚、図２中２１０は圧力室Ｄと圧力室Ｃとの間を開閉する遮断弁、２１１はガス漏洩の発生時等に遮断弁２１０を強制閉弁させる電磁ソレノイドを各々示す。
【００３２】
また、圧力室Ａと圧力室Ｄとの接続部には、筒状の通路を構成しこの通路内を通過するガスの流量を計測する低流量用流量センサ２０１（低流量計測手段に相当）が設けられており、入口Ｘと圧力室Ａとの接続部には、ここを通過するガスを主流路２０２Ｂと測定用副流路２０２Ａとの二手に分ける導入管２０２Ｃが接続されて入口Ｘに隣接して流体流路内に測定用副流路設けられ、このうち測定用副流路２０２Ａには、この測定用副流路２０２Ａを通過するガスの流量を計測する高流量用流量センサ２０２（高流量計測手段に相当）が設けられている。
【００３３】
そして、弁体２０３の閉状態においては、入口Ｘから出口Ｙに向かうガスの流路が、圧力室Ａ→圧力室Ｄ→圧力室Ｃを経由する低流量用通路２０４の１経路のみとなるため、全てのガスが導入管２０２Ｃ及び低流量用センサ２０１を通過することになり、弁体２０３の開状態においては、入口Ｘから出口Ｙに向かうガスの流路が、上述した低流量用通路２０４に、圧力室Ａ→圧力室Ｂ→圧力室Ｃを経由する高流量用通路２０５を加えた２経路となるため、全てのガスが導入管２０２Ｃを通過することになる。
【００３４】
尚、本実施形態では低流量用流量センサ２０１及び高流量用流量センサ２０２のいずれも、超音波振動子を有する一対の送受波器を備えた超音波式センサにより構成されており、低流量用流量センサ２０１が計測流量に応じた信号レベルで出力する低流量信号や、高流量用流量センサ２０２が計測流量に応じた信号レベルで出力する高流量信号は、所定のサンプリング周期Ｔｓ毎にμＣＯＭ３によりサンプリングされて、このサンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向けて流れるガスの流量、即ち、時間流量をμＣＯＭ３が割り出すために用いられる。
【００３５】
前記ダイヤフラム２０７は、上述した時間流量が所定の標準流量以下となる程、入口Ｘから出口Ｙに向けて流れるガスの流量が低いと、圧力室Ｄに連なる低流量圧力室２１３内のガス圧力と圧力室Ｂに連なる高流量圧力室２１４内のガス圧力との圧力差が小さくなるため、スプリング２０８のばね荷重により図２中下方に変位する。
【００３６】
これに対し、上述した時間流量が標準流量を上回る程、入口Ｘから出口Ｙに向けて流れるガスの流量が高いと、低流量圧力室２１３内のガス圧力を高流量圧力室２１４内のガス圧力が大きく上回って両者の圧力差が大きくなるため、ダイヤフラム２０７はスプリング２０８のばね荷重に抗して図２中上方に変位する。
【００３７】
即ち、上述したガスの標準流量は、閉弁状態の弁体２０３が開弁する直前の状態でサンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向けて低流量用通路２０４を流れるべきガスの時間流量であり、予め定められることになる。
【００３８】
前記リンク機構２０６は、ダイヤフラム２０７が図２中下方に変位すると弁体２０３を図２中右方に変位させて圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を閉状態とし、ダイヤフラム２０７が図２中上方に変位すると弁体２０３を図２中左方に変位させて圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を図２に示す開状態とする。
【００３９】
尚、前記弁体２０３の開閉状態は、低流量圧力室２１３内の近接センサ等からなる開閉センサ２０９が上方に変位したダイヤフラム２０７に反応して出力する弁開信号によって、μＣＯＭ３により検出される。
【００４０】
前記μＣＯＭ３は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３ａと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３ｂと、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３ｃとで構成されており、このμＣＯＭ３には、ガスメータ本体２の低流量用流量センサ２０１、高流量用流量センサ２０２、開閉センサ２０９、並びに、流量表示器２１２と、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）５とが接続されている。
【００４１】
ＲＡＭ３ｂには、データエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアがあり、このワークエリアには、各種フラグエリア、バッファエリア等が設けられている。ＲＯＭ３ｃには、ＣＰＵ３ａに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【００４２】
前記ＮＶＭ５には、入口Ｘから出口Ｙに向かうガスの流量を割り出すために高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に乗じる、高流量信号の値によって段階的に値が異なる複数の流量算出係数からなる流量算出係数群が記憶格納されている。
【００４３】
尚、本実施形態のＮＶＭ５には、弁体２０３の閉状態時において、ガスの時間流量が増加して上述した標準流量に達した瞬間に高流量用センサ２０２が出力するべき高流量信号の値、即ち、高流量信号の基準値に対応する流量算出係数群が記憶格納されているのに加えて、高流量信号の基準値に対する＋，−両方向の複数の誤差値に各々対応する複数パターンの流量算出係数群が記憶格納されている。
【００４４】
ちなみに、流量算出係数の値は、図示のように入口Ｘに隣接して設けられた流体流路である導入管２０２Ｃとその測定用副流路２０２Ａとの断面積比、及び、サンプリング周期Ｔｓにより予め定められる。
【００４５】
次に、ＲＯＭ３ｃに格納されたプログラムに従いＣＰＵ３ａが行う流量測定処理を、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
まず、電源のオンによりμＣＯＭ３が起動しプログラムがスタートすると、ＣＰＵ３ａは、まず、初期設定を行う（ステップＳ１）。
【００４７】
このステップＳ１の初期設定では、ＲＡＭ３ｂのワークエリアに設けられた各種フラグを「０」に設定すると共に周期タイマエリアにおけるタイムカウントを開始する。
【００４８】
これと共に、ステップＳ１の初期設定では、高流量用センサ２０２からの高流量信号の基準値に対応するパターンの流量算出係数群をＮＶＭ５から読み出し、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値により入口Ｘから出口Ｙに向かうガスの流量を割り出す際に高流量信号の値に乗じる流量算出係数群として、ＲＡＭ３ｂのワークエリアの係数格納エリアに格納する。
【００４９】
ステップＳ１の初期設定が済んだならば、次に、ＲＡＭ３ｂの周期タイマエリアのタイマ値Ｔがサンプリング周期Ｔｓに達したか否かを確認し（ステップＳ３）達していない場合は（ステップＳ３でＮ）、達するまでステップＳ３をリピートし、達した場合は（ステップＳ３でＹ）、開閉センサ２０９からの弁開信号を基に弁体２０３が開状態であるか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００５０】
弁体２０３が開状態である場合は（ステップＳ５でＹ）、後述するステップＳ１９に進み、開状態でない場合は（ステップＳ５でＮ）、低流量用センサ２０１からの低流量信号の値に、低流量用センサ２０１により構成される通路の断面積とサンプリング周期Ｔｓとにより定まる所定の流量換算係数を乗じて、サンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向かって流れたガスの時間流量を割り出し（ステップＳ７）、今回割り出した時間流量が前回割り出した時間流量から増加したか否かを確認する（ステップＳ９）。
【００５１】
時間流量が増加していない場合は（ステップＳ９でＮ）、後述するステップＳ２１に進み、増加した場合は（ステップＳ９でＹ）、今回割り出した時間流量が前記標準流量に達したか否かを確認し（ステップＳ１１）、達していない場合は（ステップＳ１１でＮ）、ステップＳ２１に進む。
【００５２】
一方、今回割り出した時間流量が前記標準流量に達した場合は（ステップＳ１１でＹ）、高流量用センサ２０２からの高流量信号の基準値に対する誤差値を割り出し（ステップＳ１３）、割り出した誤差値に対応するパターンの流量算出係数群をＮＶＭ５から読み出して（ステップＳ１５）、ＲＡＭ３ｂのワークエリアの係数格納エリアの格納内容を、ステップＳ１５でＮＶＭ５から読み出した流量算出係数群に更新した後（ステップＳ１７）、ステップＳ２１に進む。
【００５３】
また、ステップＳ５において弁体２０３が開状態である場合（Ｙ）に進むステップＳ１９では、ＲＡＭ３ｂの係数格納エリアに格納されている流量算出係数群のうち、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に、その高流量信号の値に対応する流量算出係数を乗じて、サンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向かって流れたガスの時間流量を割り出し、その後、ステップＳ２１に進む。
【００５４】
ステップＳ２１では、ステップＳ７やステップＳ１９で割り出した時間流量を、ＲＡＭ３ｂのワークエリアに設けられた積算流量バッファエリアに格納されている前回のサンプリング周期Ｔｓが経過した際までに累計された積算流量に加算して最新の積算流量を割り出し、次に、積算流量バッファエリアの格納値をステップＳ２１で割り出した最新の積算流量に更新すると共に（ステップＳ２３）、更新した最新の積算流量に流量表示器２１２の表示を更新した後（ステップＳ２５）、ステップＳ３にリターンする。
【００５５】
以上の説明からも明らかなように本実施形態の流量測定装置では、図３のフローチャートにおけるステップＳ９が請求項中の流量判定手段３Ａに対応する処理となっており、図３中のステップＳ１３が請求項中の高流量信号値変動検出手段３Ｂに対応する処理となっており、図３中のステップＳ１５及びステップＳ１７が請求項中の係数補正手段３Ｃに対応する処理となっている。
【００５６】
次に、上述のように構成された本実施形態の流量測定装置の動作（作用）について説明する。
【００５７】
まず、入口Ｘから出口Ｙに向けて流れるガスの流量が低く、ダイヤフラム２０７が図２中下方に変位して弁体２０３が圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を閉じ、入口Ｘから出口Ｙに向かうガスが低流量用通路２０４のみを通る状態では、開閉センサ２０９が弁開信号を出力しないので、サンプリング周期Ｔｓ毎に、低流量用センサ２０１からの低流量信号の値に所定の流量換算係数を乗じることでガスの時間流量が割り出されることになる。
【００５８】
これに対し、入口Ｘから出口Ｙに向けて流れるガスの流量が高く、ダイヤフラム２０７が図２中上方に変位して弁体２０３が圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を開き、入口Ｘから出口Ｙに向かうガスが低流量用通路２０４及び高流量用通路２０５を通る状態では、開閉センサ２０９が弁開信号を出力するので、サンプリング周期Ｔｓ毎に、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に、μＣＯＭ３のＲＡＭ３ｂに格納されている流量算出係数群のうち、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に応じた所定の流量算出係数を乗じることで、ガスの時間流量が割り出されることになる。
【００５９】
そして、弁体２０３が圧力室Ｂ及び圧力室Ｃ間を閉じている状態で、低流量用センサ２０１からの低流量信号を基にサンプリング周期Ｔｓ毎に割り出されるガスの時間流量が徐々に増加して、閉弁状態の弁体２０３が開弁する直前の状態でサンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向けて低流量用通路２０４を流れるガスの時間流量、即ち、標準流量に達すると、ガスの時間流量の割り出しと平行して、次の動作が行われる。
【００６０】
即ち、ガスの時間流量が標準流量である際に測定用副流路２０２Ａを流れるはずのガスの時間流量に応じて高流量用流量センサ２０２が出力するべき高流量信号の基準値に対する、低流量用通路２０４を流れるガスの時間流量が標準流量に達した時点における高流量用センサ２０２からの高流量信号の値の誤差値が割り出される。
【００６１】
そして、割り出した誤差値が「０」であれば、弁体２０３の開弁状態において入口Ｘから出口Ｙに向かうガスの時間流量を高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいて割り出す際に用いるために、μＣＯＭ３のＲＡＭ３ｂに格納されている、高流量信号の値によって段階的に値が異なる複数の流量算出係数からなる流量算出係数群が、ＮＶＭ５に記憶格納されている高流量信号の基準値に対応する流量算出係数群に更新されることになる。
【００６２】
これに対し、割り出した誤差値が「０」でなければ、μＣＯＭ３のＲＡＭ３ｂに格納されている流量算出係数群が、ＮＶＭ５に記憶格納されている複数パターンの流量算出係数群のうち、低流量用通路２０４を流れるガスの時間流量が標準流量に達した時点で割り出した高流量信号の誤差値に対応するパターンの流量算出係数群に更新されることになる。
【００６３】
このように本実施形態の流量測定装置によれば、弁体２０３の閉弁状態において、低流量用センサ２０１からの低流量信号を基にサンプリング周期Ｔｓ毎に割り出されるガスの時間流量が徐々に増加して、閉弁状態の弁体２０３が開弁する直前の状態で低流量用通路２０４を流れるガスの時間流量、即ち、標準流量に達した際に、その時点における高流量用センサ２０２からの高流量信号の値の基準値に対する誤差値を割り出し、弁体２０３の開弁状態においてガスの時間流量を高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいて割り出す際に用いるために、μＣＯＭ３のＲＡＭ３ｂに格納されている流量算出係数群を、ＮＶＭ５に記憶格納されている複数パターンの流量算出係数群のうち、割り出された誤差値に対応するパターンの流量算出係数群に更新する構成とした。
【００６４】
このため、入口Ｘから出口Ｙに向かうガス中に混入した塵埃の付着や、周辺のガス配管部分との内部温度差によりガスメータ本体２内でガス中の水蒸気成分が結露して生じるドレンの滞留の影響で、低流量用センサ２０１が設けられる圧力室Ａと圧力室Ｄとの接続部よりも入口Ｘ寄りに配置される、高流量用センサ２０２が設けられる導入管２０２Ｃの測定用副流路２０２Ａに、通過流量の低下が発生しても、高流量用センサ２０２が出力する、測定用副流路２０２Ａにおけるガスの流量の一部に応じた高流量信号に基づいて、弁体２０３の開弁状態におけるガスの時間流量の測定を行うのに用いる流量算出係数を、低下後の測定用副流路２０２Ａの通過流量に見合った値に補正して、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいたガスの時間流量の測定を、精度を落とすことなく行うことができる。
【００６５】
尚、図３のフローチャートにおけるステップＳ９乃至ステップＳ１７の全部又は一部を、例えば、前回から１週間等の一定の期間毎に間欠的に実行する構成としたり、或は、ステップＳ９、ステップＳ１１、及び、ステップＳ１３のうちいずれかのステップが所定回数実行される毎に、μＣＯＭ３のＲＡＭ３ｂに格納されている流量算出係数群の必要に応じた更新動作を間欠的に行う構成としてもよい。
【００６６】
そして、そのように構成すれば、例えば、低流量用センサ２０１からの低流量信号を基にサンプリング周期Ｔｓ毎に割り出されるガスの時間流量が標準流量に達する毎に、その時点における高流量用センサ２０２からの高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが必要以上に頻繁に行われたり、ガスの時間流量が標準流量に達した時点における高流量信号の値の基準値に対する誤差値が変化する度に、変化した誤差値に対応する流量算出係数群への更新が必要以上に頻繁に行われて、装置の動作に必要以上の負担がかかってしまうのを防ぐことができるので、有利である。
【００６７】
また、本実施形態の流量測定装置では、弁体２０３の閉弁状態において低流量用センサ２０１からの低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量が増加して標準流量に達した場合に、その時点における高流量用センサ２０２からの高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが行われる構成としたが、弁体２０３の閉弁状態において低流量用センサ２０１からの低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量が減少して標準流量に達した場合に、高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが行われる構成としてもよく、低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量の増加及び減少のどちらで標準流量に達した場合にも、高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが行われる構成としてもよい。
【００６８】
しかし、低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量の増加及び減少のどちらか一方で標準流量に達した場合にのみ、高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが行われる構成とすれば、高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが必要以上に頻繁に行われて、装置の動作に必要以上の負担がかかってしまうのを防ぐことができるので、有利である。
【００６９】
しかも、特に、本実施形態の流量測定装置のように、低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量の増加で標準流量に達した場合にのみ、高流量信号の値の基準値に対する誤差値の割り出しが行われる構成とすれば、開状態の弁体２０３が閉じた直後の、弁体２０３やダイヤフラム２０７の変位に伴う乱流が低流量用通路２０４や高流量用通路２０５内のガスに発生しているような不安定な状態で、低流量用センサ２０１からの低流量信号の値や高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいた流量算出係数群の更新が行われて、流量算出係数群が正しくない内容のものに誤って更新されてしまうのを防ぐことができるので、なおさら有利である。
【００７０】
さらに、ガスの標準流量は、本実施形態の流量測定装置のように、閉弁状態の弁体２０３が開弁する直前の状態でサンプリング周期Ｔｓの間に入口Ｘから出口Ｙに向けて低流量用通路２０４を流れるべきガスの時間流量でない値、例えば、もっと値の低い時間流量であってもよい。
【００７１】
しかし、本実施形態の流量測定装置のような値とすれば、低流量用センサ２０１からの低流量信号の値や高流量用センサ２０２からの高流量信号の値をできるだけ大きい値として、これらの値に基づいた流量算出係数群の更新の要否判断と更新時の内容決定とを、低流量信号の値や高流量信号の値が小さい場合よりも高い分解能で精度よく行うことができるので、有利である。
【００７２】
尚、本実施形態の流量測定装置では、弁体２０３の開弁状態においてガスの時間流量を高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいて割り出す際に用いる流量算出係数が、その高流量信号の値に応じて異なる値であるため、低流量信号を基に割り出されるガスの時間流量の増加で標準流量である時点において割り出される、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値と標準流量のガスが入口Ｘから出口Ｙに向けて流れた場合の高流量信号の基準値との誤差値に応じて、ＮＶＭ５に複数パターンの流量算出係数群を記憶格納する構成とした。
【００７３】
しかし、そのように構成する代わりに、高流量信号の基準値に対応する流量算出係数群を構成する複数の流量算出係数の各値に対する、割り出される誤差値に対応する補正値（補正係数）を、ＮＶＭ５に記憶格納する構成としてもよい。
【００７４】
また、高流量用センサ２０２からの高流量信号の値に基づいて割り出す際に用いる流量算出係数が、その高流量信号の値に関係なく単一の値である場合は、割り出される誤差値に対応する複数の流量算出係数をＮＶＭ５に記憶格納する構成としたり、或は、高流量信号の基準値に対応する流量算出係数の値に対する、割り出される誤差値に対応する補正値（補正係数）を、ＮＶＭ５に記憶格納する構成としてもよい。
【００７５】
さらに、本実施形態の流量測定装置では、低流量用流量センサ２０１が設けられる圧力室Ａと圧力室Ｄとの接続部よりも入口Ｘ側に位置する、入口Ｘと圧力室Ａとの接続部に接続された導入管２０２Ｃの測定用副流路２０２Ａに、高流量用センサ２０２が設けられる場合について説明したが、高流量用センサ２０２は、入口Ｘから出口Ｙまでのガスの経路のうち、低流量用通路２０４及び高流量用通路２０５以外の、これらよりも入口Ｘ又は出口Ｙ寄りの経路部分に設けられていてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した本発明の流量測定装置によれば、ガスが流入される入口とガスが流出される出口との間の流体流路に、高流量用通路と低流量用通路とが並列に設けられ、前記流体流路における流体の流量の増減に応じて前記高流量用通路に介設された弁体を開閉させ、該弁体の閉弁状態にあっては、低流量計測手段が出力する前記低流量用通路を流れる流体の流量に応じた低流量信号のサンプリング周期で得た値に基づいて前記流体流路における流体の流量を測定し、前記弁体の開弁状態にあっては、前記入口又は前記出口に隣接して前記流体流路内に設けた測定用副流路を流れる流体の流量に応じた高流量信号のサンプリング周期で得た値に、前記測定用副流路が設けられた前記流体流路の部分と前記測定用副流路との断面積比と前記サンプリング周期とにより予め定めた係数を乗じた値に基づいて、前記流体流路における流体の流量を測定する流量測定装置において、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が、閉弁状態の前記弁体が開弁する直前の状態で前記サンプリング周期の間に前記入口から前記出口に向けて前記低流量用通路を流れるべき流体の流量として予め定めた標準流量に合致するか否かを判別する流量判定手段と、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が前記標準流量に合致すると前記流量判定手段が判定した時点における、前記高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いを検出する高流量信号値変動検出手段と、前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じて、前記所定の係数の値を補正する係数補正手段とを備える構成とした。
【００７７】
このため、低流量計測手段よりも流体流路における流体の流れの上流側又は下流側に位置する入口又は出口に隣接して流体流路内に設けた測定用副流路において、測定用副流路における塵埃の付着やドレンの滞留による通過流量の低下が生じたとしても、高流量計測手段が出力する、その測定用副流路における流体の流量に応じた高流量信号に基づいて、流体流路における流体の通過流量の測定を行うのに用いる流量算出係数を、低下後の通過流量に見合った値に補正して、高流量計測手段からの高流量信号の値に基づいた流体の通過流量の測定を、精度を落とすことなく行うことができる。
【００７８】
また、請求項２に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１に記載した本発明の流量測定装置において、前記標準流量が、閉弁状態の前記弁体が開弁する直前において前記流体流路を流れるべき流体の流量である構成とした。
【００７９】
このため、請求項１に記載した本発明の流量測定装置において、低流量計測手段からの低流量信号の値や高流量計測手段からの高流量信号の値をできるだけ大きい値として、これらの値に基づいた高流量信号値変動検出手段による誤差値の検出や、この誤差値に基づいた係数補正手段による係数の値の補正内容決定を、低流量信号の値や高流量信号の値が小さい場合よりも高い分解能で精度よく行うことができる。
【００８０】
さらに、請求項３に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の流量測定装置において、前記流量判定手段が、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が、増加して前記標準流量に達した際と、減少して前記標準流量に達した際とのいずれか一方の際に、前記低流量信号の値に基づいて測定される前記流体流路における流体の流量が前記標準流量に合致すると判別する構成とした。
【００８１】
このため、請求項１又は２に記載した本発明の流量測定装置において、実際に出力された高流量信号の値の基準値に対する変動の度合いの高流量信号値変動検出手段による検出や、その検出された変動の度合いに応じた係数補正手段による係数の値の補正が、弁体の閉弁状態において流体流路を流れる流体の流量が標準流量に合致すると流量判定手段が判定する度に、即ち、必要以上に頻繁に行われて、流量測定装置の動作に必要以上の負担がかかってしまうのを防ぐことができる。
【００８２】
また、請求項４に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の流量測定装置において、前記流量判定手段による判定と前記高流量信号値変動検出手段による検出とのうち少なくとも一方が、所定周期が到来する毎に、該所定周期の到来後の最初の１回のみ行われる構成とした。
【００８３】
このため、請求項１、２又は３に記載した本発明の流量測定装置において、係数補正手段による係数の値の補正が最短でも所定周期が到来する毎にしか行われないようにして、弁体の閉弁状態において低流量信号の値に基づいて測定される流体流路を流れる流体の流量が標準流量に合致する度に、流量判定手段による判定やその判定結果に応じた高流量信号値変動検出手段による検出が、必要以上に頻繁に行われたり、標準流量に合致すると流量判定手段が判定した時点において高流量信号値変動検出手段が検出する、高流量計測手段から実際に出力された高流量信号の値と基準値との誤差値が変化する度に、係数補正手段による係数の値の補正が、必要以上に頻繁に行われて、流量測定装置の動作に必要以上の負担がかかってしまうのを防ぐことができる。
【００８４】
さらに、請求項５に記載した本発明の流量測定装置によれば、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の流量測定装置において、前記係数が前記弁体の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに異なる値に設定されており、前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じた複数パターンの、前記弁体の開弁状態における前記高流量信号の値に応じて互いに値が異なる複数の前記係数により構成される係数群を記憶保持する係数群記憶保持手段をさらに備えており、前記係数補正手段が、前記高流量信号値変動検出手段が検出する前記基準値に対する前記高流量信号の値の変動の度合いに応じたパターンの前記係数群を前記係数群記憶保持手段から抽出し、前記高流量信号の値に乗じる該高流量信号の値に応じた前記係数の値を、前記係数群記憶保持手段から抽出したパターンの前記係数群を構成する複数の前記係数のうち前記高流量信号の値に応じた前記係数の値に補正する構成とした。
【００８５】
このため、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の流量測定装置において、弁体の開弁状態において流体流路における流体の流量を測定するために、高流量計測手段が出力する高流量信号の値に乗じる所定の係数が、高流量信号の値に応じて互いに異なる値に設定されている場合に、標準流量に合致すると流量判定手段が判定した時点において高流量信号値変動検出手段が検出する、高流量計測手段から実際に出力された高流量信号の値と基準値との誤差値が変化するのに伴って、高流量信号の値に応じて互いに異なる複数の係数を、誤差値の変化の度合いに応じてまとめて補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流量測定装置の基本構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流量測定装置の概略構成を一部断面で示す説明図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納されたプログラムに従いＣＰＵが行う流量測定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０１  低流量計測手段
２０２  高流量計測手段
２０３  弁体
２０４  低流量用通路
２０５  高流量用通路
３  マイクロコンピュータ（μＣＯＭ）
３ａ  ＣＰＵ
３ｂ  ＲＡＭ
３ｃ  ＲＯＭ
３Ａ  流量判定手段
３Ｂ  高流量信号値変動検出手段
３Ｃ  係数補正手段
Ｒ  流体流路
【図１】
0004351333.tif 000002
【図２】
0004351333.tif 000003
【図３】
0004351333.tif 000004