(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填している時間を計時する計時部と、圧力測定部及び計時部からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部と、移動平均処理部から出力される圧力上昇の傾きに基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項２】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、ガス配管にガスを充填するときに流量計測を開始し、圧力測定部からの信号により圧力値が一定値になった時または圧力値の変動幅が一定値以下になった時に流量計測を終了し、流量計測部で計測された流量に基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項３】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内にガスを充填しきるのに十分な一定時間を計時する計時部と、計時部が一定時間を計時している間にガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、計時部による一定時間計時後に流量計測部で計測された流量に基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項４】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管を充填している間の時間を計時する計時部と、ガス配管を充填したときに生じる圧力の振動の周波数を圧力測定部及び計時部からの信号により算出する振動周波数算出部と、振動周波数算出部から出力される振動周波数に基づいて配管容量を推定する容量推定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項５】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管のガス容量を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間を計時する計時部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間および予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【請求項６】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填している時間及び漏洩判定時間を計時する計時部と、圧力測定部と計時部からの信号に基づいて圧力上昇の傾きを求めガス配管の容量を推定する容量推定部と、容量推定部からの信号を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧力を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間及び予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【請求項７】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填している時間及び漏洩判定時間を計時する計時部と、圧力測定部と計時部からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部と、移動平均処理部から出力される圧力上昇の傾きに基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部と、容量推定部からの信号を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧力を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間及び予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【請求項８】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、ガス配管を充填するときに流量計測を開始し、圧力測定部からの信号により圧力値が一定値以上になった時または圧力値の変動幅が一定値以下になった時に流量計測を終了し、流量計測部で計測された流量に基づきガス配管の容量を推定する容量推定部と、容量推定部からの信号を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧力を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間を計時する計時部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間及び予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【請求項９】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管を充填しきるのに十分な一定時間及び漏洩判定時間を計時する計時部と、計時部がガス配管を充填しきる一定時間を計時している間にガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、流量計測部で計測された流量によりガス配管の容量を推定する容量推定部と、容量推定部からの信号を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧力を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間及び予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【請求項１０】
ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管を充填している間の時間及び漏洩判定時間を計時する計時部と、ガス配管を充填したときに生じる圧力の振動周波数を圧力測定部及び計時部からの信号により算出する振動周波数算出部と、振動周波数算出部から出力される振動周波数に基づいて配管容量を推定する容量推定部と、容量推定部からの信号を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧力を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間及び予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしたことを特徴とするガス漏洩検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータからガス機器までの下流側配管の容量の推定を行なう配管容量推定装置及びそれを用いて下流側配管の微少な漏洩を検出するガス漏洩検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配管容量推定装置には、特開平７−２７５９１号公報に開示されたものが知られている。その配管容量推定装置は、供給ガス圧変動装置と、圧力測定装置と、流量測定装置とから構成されている。そして、配管容量を推定するときには、供給ガス圧変動装置が一定の時間間隔ごとにガス配管の供給圧をリニアに変動させて、圧力測定装置と流量測定装置から得られる圧力と流量の変動パターンからガス配管の容量を推定するものである。ガス配管が短い場合には、流量の変動幅が小さくなり、ガス配管が長い場合には、流量の変動幅が大きくなるものである。
【０００３】
また、従来のガスメータの上流側配管のガス漏洩を検出するガス漏洩検出システムとしては、特開平６−２５８１７０号公報に開示されたものが知られている。このガス漏洩検出システムでは、外気温の上昇によって、上流側配管の圧力が高くなることを利用している。
【０００４】
また、ガスメータの下流側配管の漏洩を検出するガス漏洩検出システムには、図１８に示すような構成のものが知られている。この従来のガス漏洩検出システムの構成及び動作を図１７、図１８を参照して説明する。
【０００５】
まず、ガス配管等を含めた全体の構成について、図１７を参照して説明する。
【０００６】
ガスメータ１は、ガスが供給される上流側配管２と家庭内に引き回される下流側配管３の間に接続され、下流側配管３はガス元栓４を介して家庭内のガス機器５に接続されている。そして、ガス漏洩検出システムはガスメータ１に内蔵されている。
【０００７】
ガスメータ１内のガス漏洩検出システムは、図１８に示すように、ガスの流量を検出する流量センサ７と、制御回路８とから構成されている。６は双方向弁を示し、ガスの異常な流量パターンが生じたときには閉栓される。
【０００８】
ガス漏洩検出システムは、ガスメータ１の下流側配管の漏洩基準である３Ｌ／Ｈ以上（１時間当たり３リッター以上）のガス漏洩が検出できるようになっている。これは、ガスメータ１に内蔵された流量センサ７によって検出される。流量センサ７は、ガスメータ１の膜と連動して回転する磁石の磁力を検出するリードスイッチにより構成されている。流量センサ７からの１パルスによって検出される容積は、ガスメータ１の号数によって差があるが、例えば家庭用においては１．７Ｌ程度である。漏洩を検出するときには、制御回路８が流量センサ７からの入力パルス信号と内部タイマによって下流側配管３に漏洩があるかどうかを判定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の配管容量推定装置では、家庭で設置したガスメータから下流側の配管を推定するために、ガス圧を能動的にしかもリニアに変動させる大掛かりな供給ガス圧変動装置が必要であり、またガス配管容量を推定するために数十秒もかかっていた。
【００１０】
一方、従来のガス漏洩検出装置の構成では、ガスメータ１の号数によって決まってしまう所定のガス流量が流れないと、流量パルスを得ることができないので、図１９に示すように、１．７Ｌ／Ｈの漏洩を検出するのに、１時間もかかることがある。つまり、下流側のガス漏洩を検出するのに非常に時間がかかるという問題があった。
【００１１】
本発明の第１の目的は、このようなガスメータの設置時に簡易な方法により短時間でガス配管容量の推定ができる配管容量推定装置を提供することである。
【００１２】
第２の目的は、配管容量やガス圧による影響がなく、短時間で微少なガス漏洩を検出できる安全性の高いガス漏洩検出装置を提供することである。
【００１３】
第３の目的は、ガス配管容量の推定及び設定を自動的に行い、配管容量の設定にまつわる工数を減らし、人件費が削減できる精度の高いガス漏洩検出装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の配管容量推定装置は、第１の目的を達成するため、ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填している時間を計時する計時部と、圧力測定部及び計時部からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部と、移動平均処理部から出力される圧力上昇の傾きに基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えている。
【００１６】
また、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、ガス配管にガスを充填するときに流量計測を開始し、圧力測定部からの信号により圧力値が一定値になった時または圧力値の変動幅が一定値以下になった時に流量計測を終了し、流量計測部で計測された流量に基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えた構成とすることができる。
【００１７】
また、ガス配管内にガスを充填しきるのに十分な一定時間を計時する計時部と、計時部が一定時間を計時している間にガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部と、計時部による一定時間計時後に流量計測部で計測された流量に基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部とを備えた構成とすることができる。
【００１８】
また、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管を充填している間の時間を計時する計時部と、ガス配管を充填したときに生じる圧力の振動の周波数を圧力測定部及び計時部からの信号により算出する振動周波数算出部と、振動周波数算出部から出力される振動周波数に基づいて配管容量を推定する容量推定部とを備えた構成とすることができる。
【００１９】
また、本発明のガス漏洩検出装置は、第２の目的を達成するため、ガスメータからガス機器までに配設したガス配管の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管のガス容量を記憶する配管容量記憶部と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部と、漏洩判定時間を計時する計時部と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力が予め定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部とから構成され、漏洩判定部は配管容量記憶部及びガス初期圧記憶部の値に応じて漏洩判定時間および予め定められた圧力低下幅の少なくとも一方を変更し漏洩判定を行なうようにしている。
【００２０】
また、本発明のガス漏洩検出装置は、第３の目的を達成するため、上記ガス漏洩検出装置に対して配管容量を自動設定するように上記各配管容量推定装置を適用している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１、図２を参照して説明する。
【００２２】
図１において、２は上流側配管、３は下流側配管、４はガス元栓、５はガス機器、６は双方向弁である。１１は配管容量推定装置であり、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、ガス配管にガスを充填している時間を計時する計時部１３と、圧力測定部１２及び計時部１３からの信号に基づいて圧力上昇の傾きを求めてガス配管の容量を推定する容量推定部１４とから構成されている。
【００２３】
まず、下流側配管３にガスを充填したときの圧力の時間変化について、図２を参照しながら説明する。図２において、横軸は時間Ｔを示し、縦軸は下流側配管３の圧力Ｐを示している。配管容量推定前の状態では、下流側配管３が空であるので、図２に示すように、管内の圧力が０mmH2O である。ここで、ガスを充填するために、双方向弁６を開状態にすると、時間Ｔと共に下流側配管３の圧力Ｐが上昇する。図２において、点線は下流側配管３が小さい場合を示し、実線は下流側配管３が大きい場合を示す。図２から分かるように、下流側配管３の容量が小さい点線の場合には圧力の上昇速度が速く、下流側配管３の容量が大きい場合には圧力の上昇速度が遅い。また、充填時には圧力の振動が生じ、容量が小さい場合には圧力上昇が速いために圧力Ｐが立ち上がった後に振動するが、容量が大きい場合には上昇途中でも圧力の振動が生じる。ここで、圧力Ｐが立ち上がるまでの時間Ｔは１秒程度以下と短時間である。
【００２４】
次に、上記構成による動作を説明する。下流側配管３を充填するときの圧力を圧力測定部１２が計測し、計時部１３が時間を計時して、時間Ｔと圧力Ｐの関係が求められる。容量推定部１４では、ガス充填時に圧力計測部１２と計時部１３から得られる信号に基づいて圧力上昇の傾きを求める。その結果、図２に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する傾きαや、下流側配管３の容量が大きい実線に対応する傾きβが求められる。容量推定部１４は、この傾きαやβをもとに下流側配管３の容量を推定する。傾きが急である時には配管容量が小さいと推定し、傾きが緩やかであるときには配管容量が大きいと推定する。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図３、図４を参照して説明する。
【００２６】
図３において、上流側配管２、下流側配管３、ガス元栓４、ガス機器５、双方向弁６、圧力測定部１２、計時部１３は、図１に示した上記第１の実施形態と同様の構成要素を示す。１５は、圧力測定部１２と計時部１３からの信号をもとにガス充填時の圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部を示し、容量推定部１４はこの移動平均処理部１５から出力される圧力上昇の傾きに基づいて下流側配管３の容量を推定する。移動平均処理は各測定時点における前後複数の測定時点での圧力値を平均してその測定時点での圧力値とする処理である。
【００２７】
図４において、横軸は時間Ｔを表し、縦軸は移動平均処理部１５の出力を表している。これは、図２の圧力Ｐを移動平均処理したものである。図２と同様に、点線は下流側配管３が小さい場合を示し、実線は下流側配管３が大きい場合を示す。
【００２８】
次に、上記構成による動作を説明する。下流側配管３を充填するときの圧力を圧力測定部１２が計測し、計時部１３が時間を計時し、さらに移動平均処理部１５が圧力測定部１２と計時部１３の出力からガス充填時の圧力値の移動平均処理を行なう。このように移動平均処理を行なうことにより、充填時の圧力に振動が生じてもそれを平均化して圧力上昇の傾きα’やβ’を適正に検出することができる。容量推定部１４では、移動平均処理部１５からの信号に基づいて圧力上昇の傾きを求める。その結果、図４に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する傾きα’や、下流側配管の容量が大きい実線に対応する傾きβ’が求められる。容量推定部１４は、この傾きα’やβ’をもとに下流側配管３の容量を推定する。傾きが急である時には配管容量が小さいと推定し、傾きが緩やかであるときには配管容量が大きいと推定する。
【００２９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図５、図７を参照して説明する。
【００３０】
図５において、上流側配管２、下流側配管３、ガス元栓４、ガス機器５、双方向弁６、圧力測定部１２は、図１に示した上記第１の実施形態と同様の構成要素を示す。１６は、下流側配管３に流れ込むガス流量を計測する流量計測部を示し、容量推定部１４は流量計測部１６で計測されたガス流量をもとに下流側配管３の容量を推定する。
【００３１】
図７において、その上部は、下流側配管３をガスで充填したときの時間Ｔ（横軸）と下流側配管３の圧力Ｐ（縦軸）を示し、下部はこのときの流量計測部１６で計測される流量を示している。ただし、図７の上部、下部とも点線は下流側配管３が小さい場合を示し、実線は下流側配管３が大きい場合を示している。
【００３２】
次に、上記構成による動作を説明する。下流側配管３を充填するときに流量計測部１６が下流側配管３に流れ込むガス流量の計測を開始する。下流側配管３がガスで充填されるに従い圧力Ｐが上昇するが、圧力計測部１２で計測される圧力Ｐが図７に示す規定圧力Ｐｋ以上になった場合、または圧力の振幅Ｐｓが一定値以下になり、下流側配管３の充填が完了した時点で、流量計測部１６は流量の計測を終了する。図７の下部に示すように、下流側配管３の容量が小さい場合にはこの間に計測される流量パルスは少なくなり、下流側配管３の容量が大きい場合にはこの間に計測される流量パルスは多くなる。容量推定部１４では、流量計測部１６からの信号に基づき下流側配管３の容量を推定する。つまり、計測流量が少ない場合には下流側配管３の容量が小さいと推定し、計測流量が多い場合には下流側配管３の容量が大きいと推定する。
【００３３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図６、図７を参照して説明する。
【００３４】
図６において、上流側配管２、下流側配管３、ガス元栓４、ガス機器５、双方向弁６、容量推定部１４、流量計測部１６は第３の実施形態と同様の構成要素を示す。一方、計時部１３は下流側配管３の充填を開始するときに計時動作を開始し、下流側配管３が十分に充填されるのに必要な一定時間Ｔｋを計時するものである。
【００３５】
また、図７の上部はガス充填時の時間Ｔ（横軸）と下流側配管３の圧力Ｐ（縦軸）を示しており、同図の下部は流量計測部１６で計測される流量を示す。図７の点線及び実線はそれぞれ下流側配管３の容量が小さいときと大きいときに対応している。
【００３６】
次に、上記構成による動作を説明する。下流側配管３の充填動作を開始すると、計時部１３で計時動作を開始し、流量計測部１６ではガスの流量の計測を開始する。そして、下流側配管３が十分に充填される一定時間Ｔｋが経過すると、流量計測部１６での流量計測を終了する。以下、第３の実施形態と同様に、容量推定部１４では、この間に流量計測部１６で計測された流量が小さい場合下流側配管３の容量が小さいと推定し、計測された流量が多い場合には下流側配管３の容量が大きいと推定する。
【００３７】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について図８、図９を参照して説明する。
【００３８】
図８において、上流側配管２、下流側配管３、ガス元栓４、ガス機器５、双方向弁６、圧力測定部１２、計時部１３、容量推定部１４は第１の実施形態と同様の構成要素を示す。１７は、圧力測定部１２と計時部１３からの信号を受信し、ガス充填時に生じる圧力振動の周波数を算出する振動周波数算出部を示し、容量推定部１４は振動周波数算出部１７からの信号に基づいて下流側配管３の容量を推定するものである。
【００３９】
図９は、下流側配管３をガスで充填するときの時間Ｔ（横軸）と、下流側配管３内の圧力Ｐの関係を示している。
【００４０】
次に、上記構成による動作を説明する。下流側配管３を充填するときの圧力を圧力測定部１２が計測し、計時部１３が時間を計時して、振動周波数算出部１７に信号が入力される。振動周波算出部１７では、この２つの信号をもとに図９に示す圧力振動の周期Ｔshort やＴlongが求められる。これをもとに、振動周波数Ｆshort ＝１／Ｔshort やＦlong＝１／Ｔlongが算出される。配管容量Ｖ０が小さい場合には、Ｆshort のように振動周波数が高く、配管容量Ｖ０が大きい場合には、Ｆlongのように振動周波数が低くなる。このことを利用して、容量推定部１４では、振動周波数算出部１７からの信号より下流側配管３の容量Ｖ０を推定する。
【００４１】
次に、本発明のガス漏洩検出装置に関する第６〜第１１の実施形態について説明する。
【００４２】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態について図１０、図１１を参照して説明する。
【００４３】
図１０において、上流側配管２、下流側配管３、ガス元栓４、ガス機器５、双方向弁６は、第１の実施形態と同様の構成要素を示す。ガス漏洩検出装置２１は、第１の実施形態と同様の圧力測定部１２、計時部１３と、下流側配管３の配管容量を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内に漏洩判定圧力低下幅以上の圧力低下が圧力測定部１２で検出された場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００４４】
次に、漏洩を検出する時の動作について説明する。漏洩の検出を行なう時には、まずガス元栓４が閉じられていることを確認した後に、双方向弁６を開状態として、下流側配管３のガス圧とガス供給元である上流側配管２のガス圧を同等にする。その後に、双方向弁６を閉状態とし、下流側配管３をガスで充填された密閉空間にする。その後漏洩検出動作を始める。漏洩検出の原理は、漏洩がない場合には下流側配管３の圧力が低下せず、漏洩がある場合にはガスの漏れによって下流側配管３の圧力が低下することを利用する。
【００４５】
図１１を参照しながら、漏洩検出動作についてさらに詳細に説明する。図１１において、横軸は時間を示し、縦軸は下流側配管３の圧力を示している。漏洩判定部２４は、漏洩判定開始から漏洩判定時間Ｔ１後に生じる圧力低下幅ΔＰをみる。つまり、漏洩判定部２４は、下流側配管３の圧力低下速度を監視して、漏洩の有無を判定する。下流側配管３でガスの漏洩がほとんどない場合には、直線Ａのように圧力低下幅ΔＰａが小さく、Ｔ１後も初期圧力Ｐ０とほとんど変わらない。漏洩判定部２４では、ΔＰａと漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを比較し、圧力低下量ΔＰａがΔＰthより小さいことから漏洩がないと判定する。一方、ガス漏洩が生じている場合には、圧力測定部１２の出力は、時間Ｔとともに大きく低下し、直線Ｂのようになる。漏洩判定部２４では、ΔＰｂと漏洩判定基準ΔＰthを比較し、圧力低下幅ΔＰｂがΔＰthより大きいことから漏洩があると判定する。
【００４６】
しかし、ガス漏洩量が同じであっても、下流側配管３の配管容量や漏洩検査を行なう時の下流側配管３の初期圧力Ｐ０によっても圧力低下の速度は異なる。それらの要素を含めると、ガス漏洩量Ｑは、次のように表される。
【００４７】
0003805011.tif 000002
ただし、Ｐ０は漏洩検査時のガス初期圧、Ｖ０は下流側配管３の容量、Ｔ１は漏洩判定時間（秒）、ΔＰは漏洩判定時間Ｔ１で生じた圧力低下幅、Ｐatm は基準大気圧（１０３３２mmH2O ）を示している。また、単位はＱがＬ／Ｈ、Ｐ０がゲージ圧、Ｖ０がＬ、Ｔ１は秒である。
【００４８】
（１）式から、ガスの漏洩検査のように、一定圧力条件（例えば、２００mmH2O ）における漏洩量がいくらであるかという検査を行いたい場合には、下流側配管３の容量Ｖ０や、漏洩判定開始時のガス圧（ガス初期圧）Ｐ０によって検出すべき圧力低下の傾きがそれぞれ異なるので、下流側配管３の容量Ｖ０や、ガス初期圧Ｐ０に合わせて漏洩判定時間Ｔ１や漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを決める必要がある。
【００４９】
検査についてもう少し詳細に説明すると、基準ガス圧２００mmH2O の圧力が印加されたときに、３Ｌ／Ｈ以上の漏洩が生じているかどうかを検出する必要がある。漏洩の時の流れが層流であるとすれば、ガス圧と漏洩量は比例するので、ガス圧が２００mmH2O の時には３Ｌ／Ｈ以上の漏れを検出し、ガス圧が１５０mmH2O の時には２．２５Ｌ／Ｈ以上の漏れを検出する必要がある。
【００５０】
具体的数値をあげると、ガス圧が２００mmH2O のときに３Ｌ／Ｈ以上の漏洩量を検出するためには、漏洩検査開始時のガス初期圧Ｐ０が２００mmH2O 、下流側配管３の配管容量Ｖ０が７Ｌの時には、漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを１０mmH2O とし、漏洩判定時間Ｔ１を８．３秒にすればよい。しかし、ガス初期圧Ｐ０条件だけが変わり、それが１５０mmH2O であるなら、漏洩判定圧力低下幅ΔＰth、漏洩判定時間Ｔ１のいずれか一方又は両方の設定値を変更する必要がある。漏洩判定時間Ｔ１のみを変更する場合には、漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを１０mmH2O のままとし、漏洩判定時間Ｔ１を１１．１秒に設定すればよい。
【００５１】
また、（１）式からも明らかなように、ガス初期圧Ｐ０、圧力低下幅ΔＰ、漏洩判定時間Ｔ１が同じであっても、検出される漏洩量Ｑはガス配管容量Ｖ０によって異なり、検出される漏洩量Ｑはガス配管容量Ｖ０に比例する。例えば、配管容量Ｖ０が７Ｌの時に、ガス初期圧Ｐ０＝２００mmH2O で、漏洩判定時間Ｔ１＝８．３秒に圧力低下幅ΔＰthが１０mmH2O 生じた場合には、漏洩量が３Ｌ／Ｈであるが、配管容量条件のみが異なりＶ０＝８Ｌであるならば、生じた漏洩量Ｑは、３．４Ｌ／Ｈとなる。つまり、配管容量Ｖ０にかかわらず検出したい漏洩量Ｑを一定値に保つためには、配管容量Ｖ０に応じても漏洩判定時間Ｔ１、漏洩判定圧力低下幅ΔＰthのうち少なくとも一つを変更しなければならない。
【００５２】
次に、漏洩判定動作について説明する。まず、ガスメータ設置時等に下流側配管３の容量Ｖ０を測定し、配管容量記憶部２２に手動などの方法で容量Ｖ０を設定する。そして、漏洩判定を開始するときには、圧力測定部１２が漏洩検査開始時のガス圧Ｐ０を測定してガス初期圧記憶部２３に設定する。漏洩判定部２４では、配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値Ｖ０、Ｐ０に基づいて漏洩判定時間Ｔ１と漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを設定し、漏洩判定を開始する。漏洩判定開始時に計時部１３が動作を開始し、Ｔ１時間後に漏洩判定圧力低下幅ΔＰth以上の圧力低下が検出された場合には、漏洩判定部２４では漏洩があると判定する。
【００５３】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について図１２を参照して説明する。
【００５４】
図１２において、ガス漏洩検出装置２１は、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、ガス配管にガスを充填している時間および漏洩判定時間を計時する計時部１３と、圧力測定部１２と計時部１３からの信号に基づいて圧力上昇の傾きを求め下流側配管３の容量を推定する容量推定部１４と、容量推定部１４からの信号を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力があらかじめ定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００５５】
上記構成において、下流側配管３にガスを充填するときには、圧力測定部１２と計時部１３と容量推定部１４と移動平均処理部１５は第１の実施形態と同様に動作し、下流側配管３の容量を推定する。そして、配管容量記憶部２２は容量推定部１４からの信号により下流側配管３の容量を記憶する。また、ガス漏洩の判定を行なうときには、第６の実施形態と同様に、漏洩判定部１２が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に応じて漏洩判定時間と漏洩と判定する圧力低下幅を設定し、圧力測定部１２と計時部１３からの信号により漏洩判定時間内に漏洩と判定する圧力低下幅以上の圧力低下が生じた場合に下流側配管３にガス漏洩があると判定する。
【００５６】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態について図１３を参照して説明する。
【００５７】
図１３において、ガス漏洩検出装置２１は、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、ガス配管にガスを充填している時間および漏洩判定時間を計時する計時部１３と、圧力測定部１２と計時部１３からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部１５と、移動平均処理部１５から出力される圧力上昇の傾きに基づいて下流側配管３の容量を推定する容量推定部１４と、容量推定部１４からの信号を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力があらかじめ定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００５８】
上記構成において、下流側配管３にガスを充填するときには、圧力測定部１２と計時部１３と容量推定部１４は第２の実施形態と同様に動作し、下流側配管３の容量を推定する。そして、配管容量記憶部２２は容量推定部１４からの信号により下流側配管３の容量を記憶する。一方、漏洩検出を行なうときには、第６の実施形態と同様に、漏洩判定部１２が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に応じて漏洩判定時間と漏洩と判定する圧力低下幅を設定し、圧力測定部１２と計時部１３からの信号により漏洩判定時間内に漏洩と判定する圧力低下幅以上の圧力低下が生じた場合に下流側配管３にガス漏洩があると判定する。
【００５９】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態について図１４を参照して説明する。
【００６０】
図１４において、ガス漏洩検出装置２１は、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、漏洩判定時間を計時する計時部１３と、ガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部１６と、ガス配管にガスを充填するときに流量計測を開始し、圧力測定部１２からの信号により圧力値が一定値以上になった時または圧力値の変動幅が一定値以下になった時に流量計測を終了し、流量計測部１６で計測された流量に基づきガス配管の容量を推定する容量推定部１４と、容量推定部１４からの信号を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力があらかじめ定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００６１】
上記構成において、下流側配管３にガスを充填するときには、圧力測定部１２と流量計測部１６と容量推定部１４は第３の実施形態と同様に動作し、下流側配管３の容量を推定する。そして、配管容量記憶部２２は容量推定部１４からの信号により下流側配管３の容量を記憶する。漏洩検出を行なうときには、第６の実施形態と同様に、漏洩判定部１２が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に応じて漏洩判定時間と漏洩と判定する圧力低下幅を設定し、圧力測定部１２と計時部１３からの信号により漏洩判定時間内に漏洩と判定する圧力低下幅以上の圧力低下が生じた場合に下流側配管３にガス漏洩があると判定する。
【００６２】
（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態について図１５を参照して説明する。
【００６３】
図１５において、ガス漏洩検出装置２１は、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、ガス配管を充填しきるのに十分な一定時間および漏洩判定時間を計時する計時部１３と、計時部１３がガス配管を充填しきる一定時間を計時している間にガス配管に流れ込むガス流量を計測する流量計測部１６と、流量計測部１６で計測された流量によりガス配管の容量を推定する容量推定部１４と、容量推定部１４からの信号を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力があらかじめ定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００６４】
上記構成において、下流側配管３にガスを充填するときには、計時部１３と流量計測部１６と容量推定部１４は第４の実施形態と同様に動作し、下流側配管３の容量を推定する。そして、配管容量記憶部２２は容量推定部１４からの信号により下流側配管３の容量を記憶する。漏洩検出を行なうときには、第６の実施形態と同様に、漏洩判定部１２が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に応じて漏洩判定時間と漏洩と判定する圧力低下幅を設定し、圧力測定部１２と計時部１３からの信号により漏洩判定時間内に漏洩と判定する圧力低下幅以上の圧力低下が生じた場合に下流側配管３にガス漏洩があると判定する。
【００６５】
（第１１の実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態について図１６を参照して説明する。
【００６６】
図１６において、ガス漏洩検出装置２１は、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１２と、ガス配管を充填している間の時間および漏洩判定時間を計時する計時部１３と、ガス配管を充填したときに生じる圧力の振動の周波数を圧力測定部１２及び計時部１３からの信号により算出する振動周波数算出部１７と、振動周波数算出部１７から出力される振動周波数に基づいてガス配管の容量を推定する容量推定部１４と、容量推定部１４からの信号を記憶する配管容量記憶部２２と、漏洩判定開始時のガス圧を記憶するガス初期圧記憶部２３と、漏洩判定時間内にガス配管の圧力があらかじめ定められた圧力低下幅以上の圧力低下があった場合には漏洩があると判定する漏洩判定部２４とから構成されている。
【００６７】
上記構成において、下流側配管３にガスを充填するときには、圧力測定部１２と計時部１３と振動周波数算出部１７と容量推定部１４は第５の実施形態と同様に動作し、下流側配管３の容量を推定する。そして、配管容量記憶部２２は容量推定部１４からの信号により下流側配管３の容量を記憶する。漏洩検出を行なうときには、第６の実施形態と同様に、漏洩判定部１２が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に応じて漏洩判定時間と漏洩と判定する圧力低下幅を設定し、圧力測定部１２と計時部１３からの信号により漏洩判定時間内に漏洩と判定する圧力低下幅以上の圧力低下が生じた場合に下流側配管３にガス漏洩があると判定する。
【００６８】
以上の第７〜第１１の実施形態によれば、下流側配管３を充填するときには、圧力測定部１２と、計時部１３と、容量推定部１４と、移動平均処理部１５と、流量計測部１６と、振動周波数算出部１７とを適切に組合せ、圧力の上昇速度や、下流側配管３がガスで充填されるまでの間に流れる流量、または充填時に生じる圧力の振動の周波数をもとに配管容量Ｖ０を推定し、その推定値を配管容量記憶部２２が記憶する。そして、漏洩判定開始時には圧力測定部１２が漏洩検査開始時のガス圧を測定してガス初期圧記憶部２３に設定する。さらに、漏洩判定部２４が配管容量記憶部２２とガス初期圧記憶部２３の値に基づいて漏洩判定時間Ｔ１と漏洩判定圧力低下幅ΔＰthを設定し、漏洩判定開始から漏洩判定時間Ｔ１内に漏洩判定圧力低下幅ΔＰth以上の圧力低下が生じている場合には、漏洩があると判定するので、配管容量Ｖ０やガス初期圧Ｐ０によらず、一定のガス漏洩量Ｑを検出することができる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の配管容量推定装置によれば、圧力測定部と、計時部と、容量推定部と、移動平均処理部と、流量計測部と、振動周波数算出部とを適切に組合せ、下流側配管をガスで充填するときの圧力上昇や、下流側配管がガスで充填されるまでの間に流れる流量、又は充填時に生じる圧力振動の周波数をもとに配管容量を推定するので、簡易な方法により短時間で下流側配管の容量を推定できる。また、従来のガスメータ内で使用されている圧力センサ、流量センサを流用すれば、ソフトウェアの変更を行なうだけで、配管容量の推定を行なうことができるので低コストで配管容量の推定ができる。
【００７０】
また、本発明のガス漏洩検出装置によれば、配管容量記憶部に下流側配管の容量を記憶させておくことにより、漏洩判定開始時には圧力測定部が漏洩検査開始時のガス圧を測定してガス初期圧記憶部に設定し、漏洩判定部が配管容量記憶部とガス初期圧記憶部の値に基づいて漏洩判定時間と漏洩判定圧力低下幅を設定して漏洩判定開始から漏洩判定時間内に漏洩判定圧力低下幅以上の圧力低下が生じている場合に漏洩があると判定するので、配管容量やガス初期圧によらずに一定のガス漏洩量を検出することができ、安全性の高いガス漏洩検出装置を提供することができる。
【００７１】
また、上記ガス漏洩検出装置に対して上記各配管容量推定装置を適用して配管容量を自動設定することにより、ガス配管の容量の設定が自動的にできてガス配管の容量やガス初期圧に応じた精度の高い漏洩検出が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図２】同実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図４】同実施形態におけるガス充填時の移動平均処理部の出力の時間経過を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図７】第３及び第４の実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過と流量計測部の出力を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図９】同実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過を示す図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１１】同実施形態における漏洩検出時の圧力の時間経過を示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１３】本発明の第８の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１５】本発明の第１０の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１６】本発明の第１１の実施形態のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１７】ガス配管の接続状態を示す図である。
【図１８】従来例のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【図１９】同従来例の漏洩検出方法の説明図である。
【符号の説明】
３  下流側配管
１１  配管容量推定装置
１２  圧力測定部
１３  計時部
１４  容量推定部
１５  移動平均処理部
１６  流量計測部
１７  振動周波数算出部
２１  ガス漏洩検出装置
２２  配管容量記憶部
２３  ガス初期圧記憶部
２４  漏洩判定部
【図１】
0003805011.tif 000003
【図２】
0003805011.tif 000004
【図３】
0003805011.tif 000005
【図４】
0003805011.tif 000006
【図５】
0003805011.tif 000007
【図６】
0003805011.tif 000008
【図７】
0003805011.tif 000009
【図８】
0003805011.tif 000010
【図９】
0003805011.tif 000011
【図１０】
0003805011.tif 000012
【図１１】
0003805011.tif 000013
【図１２】
0003805011.tif 000014
【図１３】
0003805011.tif 000015
【図１４】
0003805011.tif 000016
【図１５】
0003805011.tif 000017
【図１６】
0003805011.tif 000018
【図１７】
0003805011.tif 000019
【図１８】
0003805011.tif 000020
【図１９】
0003805011.tif 000021