JPH07151576A - 流量変化判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量変化が一連の変化の途中であるか、一連
の変化が終了したか否かを判別できるようにし、ガス器
具の個別流量の推定を容易にする。 【構成】 流量計測手段４１により流体の瞬時流量が計
測される。計測された瞬時流量は平均値演算手段４２に
より所定時間間隔毎に平均化（階段近似）され、流量平
均値が記憶手段４３に記憶される。判別手段４４では、
平均値演算手段４２から出力される現在の流量平均値の
変化と、記憶手段４３に記憶された過去の流量平均値の
変化とを比較し、互いの変化がともに増加または減少の
同一変化を示す場合には流量変化の途中であると判断
し、一方の変化が増加、他方の変化が減少となった時点
で一連の流量変化が終了したと判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス等の流体流量の変
化状態を判別するための流量変化判別装置に係り、特に
流体の瞬時流量が検出可能な流量検出手段を備えた装置
において、流量変化が一連の変化の途中であるか、一連
の変化が終了したか否かを判別するための流量変化判別
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、家庭用のガスメータとして、通過
するガスの流量を計測する機能の他に、マイクロコンピ
ュータを搭載して安全機能を付加したものが実用化され
ており、例えば所定量以上のガス流量を検出した場合や
所定のガス流量を所定時間以上検出した場合に、ガス遮
断弁を駆動してガス流路を遮断させるようになってい
る。これらの機能により配管中の漏洩や、不自然なガス
の流出などを検出して、事故を未然に防止し、安全性を
保証するものである。

【０００３】ところで、この種のガスメータでは、各ガ
ス器具の個別流量（個別ガス器具単位の流量）のうち最
大の流量（最大個別流量）のものを基準にしてガス遮断
時間が設定されており、点火または消火があると、その
ガス器具の個別流量を推定し登録すると共に、この登録
により現在使用中のガス器具のうちの最大個別流量が変
化した場合にはガス遮断時間を再設定することとしてい
る。従って、この個別流量の登録が正確に行われなけれ
ば、危険なガス使用状態と正常なガス使用状態の識別が
困難であり、上述の安全機能が有効に作動しない。

【０００４】従来、ガス器具の点火と消火は、流量の段
階的な変化によって判断している。すなわち、現在の流
量Ｑ_i と１つ前の流量単位時点の流量Ｑ_i-1 との差（Ｑ
_i −Ｑ_i-1 ）の絶対値が閾値以上であれば、ある１つの
独立した変化、すなわち新たなガス器具が点火され使用
が開始された、あるいは使用中のガス器具が消火され、
使用が停止されたとみなし、流量増加時においては、現
在の流量Ｑ_i と２つ前の流量単位時点の流量Ｑ_i-2 との
差（Ｑ_i −Ｑ_i-2 ）を新たに点火されたガス器具の個別
流量とすることにより行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のガ
スメータでは、現在の流量Ｑ_i と１つ前の流量単位時点
の流量Ｑ _i-1との差（Ｑ_i −Ｑ _i-1）の絶対値が閾値以
上であれば、ある１つの独立した変化とみなしているた
め、次のような問題点があった。すなわち、炎の大き
さ、つまりガス流量を細かく調節することの可能なガス
器具では、流量が２つ以上の流量単位時間に渡ってゆっ
くり変化する場合があり、このようなゆっくりした変化
の場合には一連の変化が２つ以上の独立した変化に分割
され、それぞれ個別流量として登録されてしまうことが
ある。すなわち１つのガス器具の変化であるにもかかわ
らず、２つ以上の別々のガス器具の変化として処理され
てしまうという問題点があった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、一連の連続した流量変化を正確に、
１つの同一の流量変化と判別、すなわち流量変化が一連
の変化の途中であるか、一連の変化が終了したか否かを
判別することができ、特にガスメータに適用することに
より、ガス器具の個別流量を正確に推定することが可能
であり、更にはガスの安全機能を向上させることの可能
な流量変化判別装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の流量変化
判別装置は、流体の瞬時流量を計測する流量計測手段
と、この流量計測手段によって計測された瞬時流量を所
定時間毎に平均化して流量平均値を出力する平均値演算
手段と、この平均値演算手段から出力される流量平均値
を所定時間毎に記憶する記憶手段と、前記平均値演算手
段および前記記憶手段の各出力信号を入力し、前記平均
値演算手段から出力される現在の流量平均値の変化と、
前記記憶手段に記憶された過去の流量平均値の変化とを
用いて、流量変化が一連の変化の途中であるか、一連の
変化が終了したか否かを判別する判別手段とを備えたも
のである。

【０００８】この流量変化判別装置では、流量計測手段
によってガス等の流体の瞬時流量が計測されると共に、
平均値演算手段によって瞬時流量が所定時間毎に平均化
（階段近似）され流量平均値が出力され、この流量平均
値が記憶手段に順次記憶される。そして、判別手段にお
いて、記憶手段に記憶された過去の流量平均値の変化
と、平均値演算手段から出力される現在の流量平均値の
変化とにより、流量変化が一連の変化の途中であるか、
一連の変化が終了したか否かが判別される。

【０００９】請求項２記載の流量変化判別装置は、請求
項１記載の判別手段を、前記平均値演算手段から出力さ
れる現在の流量平均値の変化と、前記記憶手段に記憶さ
れた過去の流量平均値の変化とを比較し、互いの変化が
ともに増加または減少の同一変化を示す場合には流量変
化の途中であると判断し、一方の変化が増加、他方の変
化が減少となった時点で一連の流量変化が終了したと判
断するよう構成したものである。

【００１０】請求項３記載の流量変化判別装置は、流体
としてガスを用いると共に、前記判別手段の判別結果を
用いて点火または消火されたガス器具毎の個別流量を演
算する個別流量演算手段、およびこの個別流量演算手段
により演算された個別流量を登録する登録手段を更に備
えるよう構成したものである。

【００１１】この流量変化判別装置では、請求項１また
は２記載の流量変化判別装置において、判別手段によっ
て一連の流量変化が終了したと判別され、点火または消
火が確認された場合、その時点における変化流量が個別
流量と推定され、登録される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例に係る流量変化判
別装置をガスメータに適用した例を表すものである。こ
のガスメータ１０は、マイクロコンピュータを用いた安
全機能を付加したものである。ガスメータ１０の内部に
は、ガス流入口１６およびガス流出口１７を有するガス
流路１１が設けられている。このガス流路１１には、図
示しない配管を通じて都市ガス等のガス２０が流入し、
このガス２０が図示しないガスコンロ等のガス器具に対
して供給されるようになっている。ガス流路１１にはガ
ス流入口１６側から順に、ガス流路１１を遮断するため
のガス遮断弁１２およびガス流路１１を通過するガスの
流量を計測するためのガス流量計１３が順次配設されて
いる。

【００１４】また、ガスメータ１０内には、ガス流量計
１３の出力信号を入力し、ガス遮断弁１２を制御するた
めの制御部１４が設けられている。

【００１５】図２は本実施例のガスメータ１０における
制御部１４とその周辺の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、制御部１４は、ＣＰＵ（中央処理
装置）３０、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３１、
ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２、時間計測
のためのクロック３３および入出力ポート３４を備え、
これらは互いにバス３５によって接続されている。入出
力ポート３４には、前述のガス流量計１３の他に、ガス
遮断弁１２を駆動するための駆動回路３６が接続されて
いる。この制御部１４では、ＣＰＵ３０が、ＲＡＭ３２
をワーキングエリアとして、ＲＯＭ３１に格納されたプ
ログラムを実行することによって、ガス流量変化の判別
（流量変化が一連の変化の途中であるか、一連の変化が
終了したか否かの判別）およびガス漏れの検査等の安全
機能を実現するようになっている。

【００１６】図３は本実施例の流量変化判別装置の機能
を示す機能ブロック図である。この図に示すように、流
量変化判別装置は、流体の瞬時流量を計測する流量計測
手段４１と、この流量計測手段４１によって計測された
瞬時流量を所定時間毎に平均化（階段近似）して流量平
均値を出力する平均値演算手段４２を備えている。この
平均値演算手段４２により階段近似を行う理由は、次の
通りである。すなわち、流量計測手段４１により計測さ
れるガス流量には必ず誤差が含まれるため、常に変動し
ている。従って、この流量を直接加算すると、後述の判
別手段４４の判別動作（図４，ステップＳ１０１に対
応）で説明する条件を頻繁に満足してしまい、正確な個
別流量を演算することができない。そのため所定時間毎
の流量平均値を算出することにより、精度を上げるもの
である。なお、流量計測手段４１はガス流量計１３、平
均値演算手段４２は制御部１４によりそれぞれ実現され
る。

【００１７】本実施例の流量変化判別装置は、更に平均
値演算手段４２から出力される流量平均値を所定時間毎
に記憶する記憶手段４３と、平均値演算手段４２および
記憶手段４３の各出力信号を入力し、平均値演算手段４
２から出力される現在の流量平均値の変化と、記憶手段
４３に記憶された過去の流量平均値の変化とを用いて、
流量変化が一連の変化の途中であるか、一連の変化が終
了したか否かを判別するための判別手段４４とを備えて
いる。記憶手段４３はＲＡＭ３２、判別手段４４は制御
部１４によりそれぞれ実現される。

【００１８】判別手段４４では、具体的には、平均値演
算手段４２から出力される現在の流量平均値の変化と、
記憶手段４３に記憶された過去の流量平均値の変化とを
比較し、互いの変化がともに増加または減少の同一変化
を示す場合には流量変化の途中であると判断し、一方の
変化が増加、他方の変化が減少となった時点で一連の流
量変化が終了したと判断するようになっている。

【００１９】本実施例の流量変化判別装置は、更に、判
別手段４４の判別結果を用いて点火または消火されたガ
ス器具毎の個別流量を演算する個別流量演算手段４５、
およびこの個別流量演算手段４５により演算された個別
流量を登録する登録手段４６を備えている。個別流量演
算手段４５は制御部１４、登録手段４６はＲＡＭ３２に
よりそれぞれ実現される。

【００２０】なお、図３に示した構成のうち、流量計測
手段４１、平均値演算手段４２、記憶手段４３および判
別手段４４が、本実施例の流量変化判別装置にとって必
須の構成要素である。

【００２１】次に、本実施例の流量変化判別装置の動作
について図４に示す流れ図を参照して説明する。

【００２２】本実施例では、流量計測手段４１によって
ガス２０の瞬時流量が計測されると共に、平均値演算手
段４２により瞬時流量が所定時間間隔毎に平均化（階段
近似）され流量平均値が出力され、この流量平均値が記
憶手段４３に順次記憶される。そして、判別手段４４で
は、１つ前の時点における流量Ｑ_i-1 と現時点の流量Ｑ
_i との差( 変化流量ΔＱ_i ) を算出（ステップＳ１０
０）し、更に、この変化流量ΔＱ_i と、記憶手段４３に
記憶された過去の流量変化を基に算出した変化流量ΔＱ
_i-1 とが、それぞれ次の条件式１または２を満足するか
否かを判定する（ステップＳ１０１）。

【００２３】

【数１】ΔＱ_i ＞０、かつΔＱ_i-1 ＜０

【数２】ΔＱ_i ＜０、かつΔＱ_i-1 ＞０

【００２４】条件式１または２を満足していない場合
（ステップＳ１０１；Ｎ）には、判別手段４４は、一連
の流量変化（増加または減少）が続いていると判断し、
流量ＱｔをΔＱ_i だけ増加させた後（ステップＳ１０
２）、次の時点の判断を行うためにステップＳ１００へ
戻る（ステップＳ１０３）。一方、条件式１または２を
満足している場合（ステップＳ１０１；Ｙ）には、判別
手段４４は、一連の流量変化が終了した、すなわちガス
器具の点火または消火があったと判断する。続いて、個
別流量演算手段４５では、その時点での流量変化がない
時点からの変化流量ΔＱｔを演算し、これを登録手段４
６が個別流量として登録する（ステップＳ１０５）。

【００２５】なお、所定量以上のガス流量を検出した場
合や所定のガス流量を所定時間以上検出した場合等に、
ガス遮断弁１２を駆動してガス流路１１を遮断させるこ
とは従来と同様であるので、その説明は省略する。

【００２６】図５および図６はそれぞれ本実施例の流量
変化判別装置による測定結果の一例を表すものである。
図５は流量計測手段４１によって計測された給湯器の点
火波形を示し、図６はこの点火波形を平均値演算手段４
２によって平均化（階段近似）した状態を示すものであ
る。

【００２７】このように本実施例では、流量計測手段４
１によってガス等の流体の瞬時流量が計測されると共
に、平均値演算手段４２によって瞬時流量が所定時間間
隔毎に平均化（階段近似）され流量平均値が出力され、
この流量平均値が記憶手段４３に順次記憶される。そし
て、判別手段４４において、記憶手段４３に記憶された
過去の流量平均値の変化と、平均値演算手段４２から出
力される現在の流量平均値の変化とにより、流量変化が
一連の変化の途中であるか、一連の変化が終了したか否
かが判別される。従って、あるガス器具の一連の変化を
２つ以上のガス器具の別々の変化として誤判定すること
がなく、正確に連続した変化としてとらえることができ
る。よって、個別流量演算手段４５におけるガス器具の
個別流量の推定を正確に行うことができ、安全機能が向
上する。

【００２８】なお、上記実施例においては、本発明の流
量変化判別装置をガスメータ１０に適用した例について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
その他、流体流量の瞬時流量を計測できる機能を備えた
装置一般に適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至３記載
の流量変化判別装置によれば、流量計測手段によりガス
等の流体の瞬時流量を計測すると共に、平均値演算手段
により瞬時流量を所定時間間隔毎に平均化し、この流量
平均値を記憶手段に順次記憶させ、更に判別手段におい
て、記憶手段に記憶された過去の流量平均値の変化と、
平均値演算手段から出力される現在の流量平均値の変化
とにより、流量変化が一連の変化の途中であるか、一連
の変化が終了したか否かを判別するようにしたので、１
のガス器具の一連の変化を２つ以上のガス器具の別々の
変化として誤判定することがなく、正確に連続した変化
としてとらえることができるという効果を奏する。

【００３０】特に、請求項３記載の流量変化判別装置に
よれば、請求項１または２記載の装置において、流体と
してガスを用いると共に、判別手段の判別結果を用いて
点火または消火されたガス器具毎の個別流量を演算する
個別流量演算手段、およびこの個別流量演算手段により
演算された個別流量を登録する登録手段を更に備えるよ
うにしたので、ガス器具毎の個別流量の推定を正確に行
うことができ、安全機能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流量変化判別装置を適
用したガスメータの概略の構成を示す説明図である。

【図２】図１における制御部とその周辺の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の流量変化判別装置の機能を表すブロック
図である。

【図４】図１の流量変化判別装置における判別動作を説
明するための流れ図である。

【図５】図３の流量計測手段によって計測された給湯器
の点火波形図である。

【図６】図５の点火波形を平均値演算手段によって平均
化（階段近似）した後の波形図である。

【符号の説明】

１０ ガスメータ １２ ガス遮断弁 １３ ガス流量計（流量計測手段） １４ 制御部（判別手段） ３０ ＣＰＵ（中央処理装置） ３２ ＲＡＭ（記憶手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の瞬時流量を計測する流量計測手段
   と、 この流量計測手段によって計測された瞬時流量を所定時
   間毎に平均化して流量平均値を出力する平均値演算手段
   と、 この平均値演算手段から出力される流量平均値を所定時
   間毎に記憶する記憶手段と、 前記平均値演算手段および前記記憶手段の各出力信号を
   入力し、前記平均値演算手段から出力される現在の流量
   平均値の変化と、前記記憶手段に記憶された過去の流量
   平均値の変化とを用いて、流量変化が一連の変化の途中
   であるか、一連の変化が終了したか否かを判別する判別
   手段とを具備することを特徴とする流量変化判別装置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、前記平均値演算手段か
   ら出力される現在の流量平均値の変化と、前記記憶手段
   に記憶された過去の流量平均値の変化とを比較し、互い
   の変化がともに増加または減少の同一変化を示す場合に
   は流量変化の途中であると判断し、一方の変化が増加、
   他方の変化が減少となった時点で一連の流量変化が終了
   したと判断することを特徴とする請求項１記載の流量変
   化判別装置。
3. 【請求項３】 流体としてガスを用いると共に、前記判
   別手段の判別結果を用いて点火または消火されたガス器
   具毎の個別流量を演算する個別流量演算手段、およびこ
   の個別流量演算手段により演算された個別流量を登録す
   る登録手段を更に備えたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の流量変化判別装置。