JP4582105B2 - 使用器具判別システム - Google Patents

Description

本発明は、流体配管系において、使用器具を特定するシステムに関するものである。

従来、この種のシステムのひとつとして特許文献１に記載されているようなものがあった。この例はガスメータに接続される複数器具のうち使用器具を判別するものであり、図６に示すようなものであった。

１はメータであり、２ａ、２ｂ、はガス器具である。メータ１の内部には流量計測部３と流量演算部４とが備えられている。流量計測部３ではガス器具２ａ、２ｂの合計流量を計測し、この合計流量の変化を流量演算部４のアルゴリズムで解析し、使用ガス器具の判別を行なうものであった。
特開平３−３３１７３２号公報

しかしながら上記従来の方式では通常の流量計測信号を用いて器具判定を行なうものであり、受動的な検知方式であるため、必要とする時間間隔で過渡的な流量変化を捉えることができず、判別能力が低いという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本願の使用器具判別システムは、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する使用器具判別システムにおいて、前記供給流路に配置され、超音波式流量計により前記供給流路の流量計測を行う流量計測部と、前記器具が使用されるとその信号を検知する器具使用開始検知部と、前記器具使用開始検知部からの信号が入力されると前記流量計測部の制御を行う制御部と、前記流量計測部からの流量計測により使用器具を特定する判断部とを備えたものである。

これによって、器具使用開始信号により過渡的な流量変化を捉え器具使用開始と共に、器具特有の流量立上り状態を検出することができ、高精度の使用器具判定を行なうことができる。

本発明は、器具使用開始信号により流量計測の制御を行なうため、器具立上りの状態を的確に捉えることができ、器具の判別精度向上が図れ、また、制御部が計測頻度を増加するようにしているため、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

第１の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された流量計測部と、前記器具使用開始検知部と、前記流量計測部の制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、検知部の信号により流量計測部の制御を行なうため、使用器具の特定をすることができる。

第２の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された超音波式流量計測部と、前記器具使用開始検知部と、前記流量計測部の制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、検知部の信号により超音波流量計測部の制御を行なうため、使用器具の特定
をすることができる。

第３の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された流量計測部と、前記器具使用開始の物理量検知部と、前記流量計測部の制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、物理量検知部の信号により流量計測部の制御を行なうため、使用器具の特定をすることができる。

第４の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された流量計測部と、前記器具使用開始の流量検知部と、前記流量計測部の制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、流量検知部の信号により流量計測部の制御を行なうため、使用器具の特定をすることができる。

第５の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された流量計測部と、前記器具使用開始の検知部と、前記流量計測部の計測頻度を増加する制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、前記器具使用開始検知部からの器具使用開始信号を入力し検知部の信号により流量計測部の計測頻度を増加するため、使用器具の特定をすることができる。

第６の発明は、複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する流体配管系において、前記供給流路に配置された超音波流量計測部と、前記器具使用開始の検知部と、前記流量計測部のシングアラウンド回数を低下する制御部と、前記流量計測部からの信号により使用器具を特定する判断部とを有する。そして、前記器具使用開始検知部からの器具使用開始信号を入力し検知部の信号により流量計測部のシングアラウンド回数を低下して実質的に計測回数を増加するため、使用器具の特定をすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における使用器具判別システムの構成を示すブロック図、図２は同システムの流量計測部の構成図、図３は同システムの判断部のフローチャートである。

図１〜図３において、６は流量計測部、７は検知部（器具使用開始信号検知部）、８は制御部、９は判断部、１０は器具である。

１１は流路、１２は第一の超音波振動子、１３は第二の超音波振動子である。

１４は送信部、１５は受信部、１６は切替部である。１７は信号処理部であり、計時部１８、および流量演算部１９より成り立っている。２０は切替え制御部である。

２１は開始命令、２２は流量計測命令、２３は流量変化判断命令、２４はインターバル設定命令、２５は計測頻度増加命令、２６は立上り波形作成命令、２７は器具パターン比較判断命令、２８はインターバル設定命令、２９は器具特定命令、３０は条件設定命令である。

次に動作、作用について説明する。まず、通常の流量測定について示す。この場合切替部１６は最初ＢがＣに、また、ＡがＤに接続されている。すなわち送信部１４より発せら
れた信号は切替部１６を経て、第一の振動子１２より送信され、流路１１をよぎって、第二の振動子１３に到達する。この信号は切替部１６を経て、受信部１５にて受信される。

上記過程において、送信部１４より送られる信号は同時に計時部１８にも入り、受信部１５にて受信された信号も計時部１８に入る。これらの信号の時間差が計時部１８にて計測され、経過時間（Ｔ１）が得られる。

次に切替部１６はＡがＣに、また、ＢがＤに接続される。これにより今度は第二の振動子１３より送信され、流路１１をよぎって、第一の振動子１２に到達するまでの経過時間（Ｔ２）が得られる。

この様にして測定された経過時間Ｔ１、およびＴ２をもとに以下の演算式により流量演算部１９にて流量が算出される。

いま、測定すべき流れと超音波伝搬経路Ｐとのなす角をθとし、また第一の振動子１２と第二の振動子１３との間の距離をＬとすると、流速ｖが以下の式にて算出される。

ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２）） （１）
これに平均流速を求めるための補正係数と断面積を乗じて流量が算出される。

また、この様な方法による計測の精度を上げるため、送受信に際して、何度も繰返して行うシングアラウンドという方法を採用することもある。この場合にはＴ１、Ｔ２はその平均値を採用する。

いま、ある器具が使用されると、検知部７によりその信号が捕らえられる。この信号自体は器具の特定ができるような物理量ではなく、単に器具が使用開始されたといったような信号である。それは上記の流量演算部１９で流量の増加があったというような類である。この場合には、流量演算部１９自体が検知部７となる。

この信号を受けると、制御部８が流量計測部６に指示を送る。制御部８は図２における切替え制御部２０が該当する。これらの一連の動きは判断部９のフローにて処理される。

図３において開始命令２１によりプログラムが開始する。流量計測命令２２により前述した通常の流量計測が行われる。ここで器具１０のいずれかが使用されると、流量変化が生じるが、これは流量変化判断命令２３によりＹｅｓの側になる。器具１０の立上りでない場合にはＮｏの側になり、インターバル設定命令２４にて設定された時間ののち、また同様の動作が繰返される。

流量変化を検知した場合には、計測頻度増加命令２５により切替え制御部２０が高速のサンプリングを開始する。これにより得られた詳細データに基づき、立上り波形作成命令２６により流量の立上り波形が形成される。これは予め登録されている立上りパターンと器具パターン比較判断命令２７により比較され、合致するものがあった場合には器具特定命令３０により使用器具が特定される。こののち、条件設定命令３０により特定された器具に対する安全上の条件が付与される。

もし、合致しない場合には別の要因によるものゆえ、Ｎｏの側を取り、インターバル設定命令２８により定められた時間の後、再度上記の内容を繰返す。

以上に示したように、器具の使用開始に合わせて高速測定を行うことにより、器具の特定が精度良く行われる。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における使用器具判別システムの判別フローチャートである。

本実施の形態２において、実施の形態１と異なる点は検知部の対象を物理量とし、物理量変化判断命令３１が入れ替わった点である。この場合、物理量としては、器具の使用開始に伴い生じる音波、超音波、圧力等がある。

なお、実施の形態１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

次に動作、作用を説明すると、流量計測命令２２ののち、器具使用開始に伴う物理量変化がある場合には、物理量変化判断命令３１が行われたのち、計測頻度増加命令２５が行なわれる。以下の動作は実施の形態１と同じである。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における使用器具判別システムの判別フローチャートである。

本実施の形態３において、実施の形態１と異なる点は計測頻度増加命令２５をシングアラウンド回数低下命令３２とした点である。

なお、実施の形態１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

次に動作、作用を説明すると、流量計測命令２２ののち、器具使用開始に伴う流量変化がある場合には、流量変化判断３１が行われたのち、シングアラウンド低下命令３２が行なわれる。以下の動作は実施の形態１と同じである。

以上説明したように本発明の実施の形態における使用器具判別システムは、器具使用開始信号により流量計測の制御を行なうため、器具立上りの状態を的確に捉えることができ、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

また、流量計測に超音波流量計を用いるため、流量の瞬時値を得ることができ、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

また、器具使用開始信号として物理量を用いるため、的確に開始信号を捕らえることができ、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

また、器具使用開始信号として流量を用いるため、流量計測部の信号を兼用ができ、より効率的なシステムを構築できるという効果がある。

また、制御部が計測頻度を増加するようにしているため、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

また、制御部がシングアラウンド回数を低下するようにしているため、短時間に多くの流量データが得られ、器具の判別精度向上が図れるという効果がある。

本発明の実施の形態１における使用器具判別システムのブロック図 同システムの流量計測部分の構成図 同システムの判断部のフローチャート 本発明の実施の形態２における使用器具判別システムの判断部のフローチャート 本発明の実施の形態３における使用器具判別システムの判断部のフローチャート 従来の使用器具判別システムのブロック図

符号の説明

５ 供給流路
６ 流量計測部
７ 検知部（器具使用開始検知部）
８ 制御部
９ 判断部

Claims (2)

1. 複数の器具に１つの供給流路より流体を供給する使用器具判別システムにおいて、
   前記供給流路に配置され、超音波式流量計により前記供給流路の流量計測を行う流量計測部と、
   前記器具が使用されるとその信号を検知する器具使用開始検知部と、
   前記器具使用開始検知部からの信号が入力されると前記流量計測部の制御を行う制御部と、
   前記流量計測部からの流量計測により使用器具を特定する判断部と、を備え、
   前記制御部は、前記器具の使用に伴った流量変化が立ち上がりである場合には、前記流量計測部の計測頻度を増加させ前記判断部を用いて使用器具の特定を行い、前記器具の使用に伴った流量変化が立ち上がりでない場合には、計測頻度を増加させない使用器具判別システム。
2. 前記判断部は、前記流量計測部で得られた立ち上がりのデータと、予め登録されている立ち上がりパターンと、を比較することにより前記使用器具の特定を行う請求項１に記載の使用器具判別システム。

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