JPH11173894A - 圧力変動吸収機構の異常検出装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力変動吸収機構の異常を検出し、不正確な
計量の防止を可能にする。 【解決手段】 異常判定部８１は、流量判定部７４によ
って判定された流量と差圧判定部７３によって判定され
た差圧との関係が、圧力変動吸収機構が正常に機能して
いる場合における流量と差圧との関係と同等とみなされ
るか否かを判定し、同等とみなされない場合には、圧力
変動吸収機構が異常である旨の判定を行う。また、圧力
変動吸収機構が異常である旨の判定がなされた場合に
は、動作判定部８２が、表示制御部８３および通信制御
部８５を制御して、例えば、図示しない操作部によって
あらかじめ設定された動作モードに基づいて、異常であ
る旨の通知を外部に対して行わせると共に、必要に応じ
て遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２を閉
状態にさせ、不正確な計量が行われることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の圧力変動の
抑制に用いられる圧力変動吸収機構の異常を検出するた
めの圧力変動吸収機構の異常検出装置および方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計として
は、例えば熱式流速センサ（フローセンサ）を用いた流
量計やフルイディック発振の周波数が流体の流量と関係
することを利用したフルイディック流量計があるが、こ
れらの流量計による流量測定を正確に行うには、ガス配
管内の圧力を一定に保つ必要がある。これは、圧力変動
に伴って流速が変動し、測定される流量も変化するから
である。そこで、このような管内圧力変動を抑制するた
めに、圧力変動を吸収するようにした圧力変動吸収機構
が利用されている。

【０００３】この圧力変動吸収機構の一般的なものとし
ては、底部に流体入口開口部を有すると共に側面に流体
出口開口部を有する円筒状のフロートケースと、このフ
ロートケース内に上下移動自在に収容され上流側と下流
側との間の差圧に応じて浮上または下降して出口開口部
の開口率を変化させる円筒状のフロートとを備えた構成
のものがある。このような構成の圧力変動吸収機構で
は、フロートの動きによって上流側の圧力変動を吸収
し、下流側の小流量計測部への圧力変動の伝達を防ぐよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧力変動吸
収機構に何らかの異常が生じると、流量計の測定精度が
低下し、ひいては正確な計量に支障をきたしてしまうと
いう問題がある。このため、圧力変動吸収機構に異常が
発生した場合には、その異常を早期に検出して、不正確
な計量が行われることを防止することが望ましい。

【０００５】なお、圧力変動吸収機構が異常をきたす原
因としては、流体中のダストによる場合が多い。例え
ば、上述のフロートケースとフロートとを備えた構成の
圧力変動吸収機構では、長期間の使用により、流体中の
ダストがフロートケースの内周面とフロートの外周面と
の間の隙間や、フロートケース内の窪みまたは角に付着
した場合に、フロートの移動状態が不安定となる等の異
常が生ずる。そして、ダストの付着量が多くなると、フ
ロートがダストによってフロートケースの上部に固着し
てしまい、圧力変動を十分に吸収できなくなり、流量計
の測定精度が低下し、ひいては正確な計量に支障をきた
してしまうことになる。

【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、圧力変動吸収機構の異常を検出し、
不正確な計量の防止を可能とする圧力変動吸収機構の異
常検出装置および方法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記載の圧力変動
吸収機構の異常検出装置は、圧力変動吸収機構を通過す
る流体の流量を計測する流量計測手段と、圧力変動吸収
機構が設けられた流路の上流側と下流側との差圧を検出
する差圧検出手段と、差圧検出手段により検出された差
圧と流量計測手段により計測された流量とに基づいて、
圧力変動吸収機構が異常であるか否かを判定する異常判
定手段とを備えたものである。

【０００８】この圧力変動吸収機構の異常検出装置で
は、異常判定手段によって、差圧検出手段により検出さ
れた差圧と流量計測手段により計測された流量とに基づ
いて、圧力変動吸収機構が異常であるか否かが判定され
る。

【０００９】請求項２記載の圧力変動吸収機構の異常検
出装置は、請求項１記載の異常検出装置において、異常
判定手段を、流量計測手段により計測された流量と差圧
検出手段により検出された差圧との関係が、圧力変動吸
収機構が正常に機能している場合における流量と差圧と
の関係と同等とみなされるか否かを判定するようにし、
同等とみなされない場合には、圧力変動吸収機構が異常
である旨の判定を行うように構成したものである。

【００１０】この圧力変動吸収機構の異常検出装置で
は、異常判定手段によって、流量計測手段により計測さ
れた流量と差圧検出手段により検出された差圧との関係
が、圧力変動吸収機構が正常に機能している場合におけ
る流量と差圧との関係と同等とみなされない場合には、
圧力変動吸収機構が異常である旨の判定が行われる。

【００１１】請求項３記載の圧力変動吸収機構の異常検
出装置は、請求項２記載の異常検出装置において、異常
判定手段を、流量計測手段により計測された流量が所定
流量以上であり、且つ、差圧検出手段により検出された
差圧が所定値以下であった場合に、流量計測手段により
計測された流量と差圧検出手段により検出された差圧と
の関係が、圧力変動吸収機構が正常に機能している場合
における流量と差圧との関係と同等とみなされないと判
定するように構成したものである。

【００１２】この圧力変動吸収機構の異常検出装置で
は、異常判定手段によって、流量計測手段により計測さ
れた流量が所定流量以上であり、且つ、差圧検出手段に
より検出された差圧が所定値以下であった場合に、流量
計測手段により計測された流量と差圧検出手段により検
出された差圧との関係が、圧力変動吸収機構が正常に機
能している場合における流量と差圧との関係と同等とみ
なされないと判定され、圧力変動吸収機構が異常である
旨の判定が行われる。

【００１３】請求項４記載の圧力変動吸収機構の異常検
出装置は、請求項１ないし３のいずれか１に記載の異常
検出装置において、更に、異常判定手段により圧力変動
吸収機構が異常と判定された場合に、その旨を通知する
通知手段を備えたものである。

【００１４】この圧力変動吸収機構の異常検出装置で
は、異常判定手段により圧力変動吸収機構が異常と判定
された場合には、通知手段により、その旨が通知され
る。

【００１５】請求項５記載の圧力変動吸収機構の異常検
出方法は、圧力変動吸収機構を通過する流体の流量を計
測する手順と、圧力変動吸収機構が設けられた流路の上
流側と下流側との差圧を検出する手順と、差圧を検出す
る手順により検出された差圧と流量を計測する手順によ
り計測された流量とに基づいて、圧力変動吸収機構が異
常であるか否かを判定する手順とを含むものである。

【００１６】この圧力変動吸収機構の異常検出方法で
は、差圧を検出する手順により検出された差圧と、流量
を計測する手順により計測された流量とに基づいて、圧
力変動吸収機構が異常であるか否かが判定される。

【００１７】請求項６記載の圧力変動吸収機構の異常検
出方法は、請求項５記載の異常検出方法において、異常
を判定する手順を、流量を計測する手順により計測され
た流量と差圧を検出する手順により検出された差圧との
関係が、圧力変動吸収機構が正常に機能している場合に
おける流量と差圧との関係と同等とみなされるか否かを
判定するような手順とすると共に、同等とみなされない
場合には、圧力変動吸収機構が異常である旨の判定を行
うような手順としたものである。

【００１８】この圧力変動吸収機構の異常検出方法で
は、異常を判定する手段において、流量を計測する手順
により計測された流量と差圧を検出する手順により検出
された差圧との関係が、圧力変動吸収機構が正常に機能
している場合における流量と差圧との関係と同等とみな
されない場合には、圧力変動吸収機構が異常である旨の
判定が行われる。

【００１９】請求項７記載の圧力変動吸収機構の異常検
出方法は、請求項６記載の異常検出方法において、異常
を判定する手順を、流量を計測する手順により計測され
た流量が所定流量以上であり、且つ、差圧を検出する手
順により検出された差圧が所定値以下であった場合に、
流量を計測する手順により計測された流量と差圧を検出
する手順により検出された差圧との関係が、圧力変動吸
収機構が正常に機能している場合における流量と差圧と
の関係と同等とみなされないと判定するような手順とし
たものである。

【００２０】この圧力変動吸収機構の異常検出方法で
は、異常を判定する手順において、流量を計測する手順
により計測された流量が所定流量以上であり、且つ、差
圧を検出する手順により検出された差圧が所定値以下で
あった場合に、流量を計測する手順に計測された流量と
差圧を検出する手順により検出された差圧との関係が、
圧力変動吸収機構が正常に機能している場合における流
量と差圧との関係と同等とみなされないと判定され、圧
力変動吸収機構が異常である旨の判定が行われる。

【００２１】請求項８記載の圧力変動吸収機構の異常検
出方法は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の異常
検出方法において、更に、圧力変動吸収機構が異常と判
定された場合に、その旨を通知する手順を含むものであ
る。

【００２２】この圧力変動吸収機構の異常検出方法で
は、異常判定手段により圧力変動吸収機構が異常と判定
された場合には、その旨が通知される。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明の一実施の形態に係る圧力
変動吸収機構の異常検出装置が利用される流量計の一断
面構成を表すものである。また、図２および図３は、図
１における圧力変動吸収部７０の一構成要素である圧力
変動吸収機構６０の要部を示す断面図である。図１に示
した流量計は、例えばガスメータとして使用されるもの
であり、流体（ガス）を受け入れる入口部１１とガスを
排出する出口部１２とを有する本体１０を備えている。
本体１０内には隔壁１３が設けられ、入口部１１から隔
壁１３にかけて流路１４が設けられている。本体１０内
には、フルイディック発振を生成するフルイディック素
子３０が設けられ、フルイディック素子３０から出口部
１２にかけて流路５０が設けられている。隔壁１３とフ
ルイディック素子３０の間には、フルイディック用流路
１５とセンサ用流路１７とが並行するように設けられて
いる。フルイディック用流路１５は、センサ用流路１７
よりも断面積が大きくなっている。隔壁１３には、フル
イディック用流路１５に連通する開口部１６と、センサ
用流路１７に連通する開口部１８とが設けられている。
開口部１６には弁座１６ａが設けられ、開口部１８には
弁座１８ａが設けられている。

【００２５】センサ用流路１７は、開口部１８から下方
に延びる流路１７ａと、この流路１７ａの末端から水平
方向に延びる流路１７ｂと、隔壁２１９によって流路１
７ａと隔てられた流量計測用流路１７ｃによって構成さ
れている。センサ用流路１７のうちの流量計測用流路１
７ｃには、図示しないが、その流路中に蒲鉾形状のノズ
ル部が設けられると共に、このノズル部を通過したガス
が、フルイディック用流路１５を通過するガスと略同様
の向きでフルイディック素子３０に向かうようにガスの
流れを整える整流部材とが設けられている。流量計測用
流路１７ｃの図示しないノズル部内には、ノズル部を通
過するガスの流速を検出するための流速センサ（フロー
センサ）５１が設けられている。流量計測用流路１７ｃ
の上流側であって流路１７ｂの下流側には、このセンサ
用流路１７中の圧力変動を吸収するための圧力変動吸収
機構６０（図２）を含む圧力変動吸収部７０が設けられ
ている。

【００２６】圧力変動吸収部７０の上流側（流路１７ｂ
側）には、圧力センサ７１が設けられており、下流側
（フルイディック用流路１５側）には、圧力センサ７２
が設けられている。圧力センサ７１，７２は、圧力変動
吸収部７０の上流側と下流側との差圧を検出するための
ものであり、それぞれが設けられた位置における圧力に
応じた信号を後述の異常検出機能部８０（図４）に送出
するようになっている。異常検出機能部８０では、圧力
センサ７１，７２からの信号に基づいて、圧力変動吸収
部７０の上流側と下流側との差圧を判定する。なお、圧
力センサ７１，７２の代わりに、差圧センサを利用する
ようにしてもよい。この場合には、圧力センサ７１，７
２が設けられている位置に、それぞれ導圧孔を設け、こ
れら導圧孔を導圧路により連通させると共に、これら２
つの導圧孔が連通された位置に圧電膜センサ等の差圧セ
ンサを設けるようにする。これにより、２つの導圧孔に
おける圧力の差を差圧センサにより求めることができ
る。

【００２７】この流量計は、更に、フルイディック用流
路１５を開閉するフルイディック用遮断弁２１と、セン
サ用流路１７を開閉するセンサ用遮断弁２２とを備え、
開状態から閉状態への動作および閉状態から開状態への
動作を電気的に行うことができるようになっている。フ
ルイディック用遮断弁２１は、開口部１６を開閉する弁
体２３と、一端が弁体２３に接続されたロッド２４と、
本体１０の外側に固定され、ロッド２４の他端に接続さ
れたアクチュエータ２５とを有している。アクチュエー
タ２５はロッド２４を介して弁体２３を駆動して開口部
１６を開閉するようになっている。同様に、センサ用遮
断弁２２は、開口部１８を開閉する弁体２６と、一端が
弁体２６に接続されたロッド２７と、本体１０の外側に
固定されロッド２７の他端に接続されたアクチュエータ
２８とを有し、アクチュエータ２８はロッド２７を介し
て弁体２６を駆動して開口部１８を開閉するようになっ
ている。

【００２８】フルイディック素子３０は、ノズル３１
と、このノズル３１の下流側に設けられ、拡大された流
路を形成する一対の側壁３３，３４を有している。この
側壁３３，３４の間には、所定の間隔を開けて、上流側
にターゲット３５、下流側にターゲット３６がそれぞれ
配設されている。側壁３３，３４の外側には、ノズル３
１を通過したガスを各側壁３３，３４の外周部に沿って
ノズル３１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバッ
ク流路３７，３８を形成するリターンガイド３９が配設
されている。フィードバック流路３７，３８の各出口部
分と流路５０との間には、リターンガイド３９の背面と
本体１０とによって、一対の排出路４１，４２が形成さ
れている。ノズル３１の噴出口の近傍には導圧孔４３，
４４が設けられ、本体１０の外側には、図示しない導圧
路を介して導圧孔４３，４４に連通し、導圧孔４３と導
圧孔４４における差圧を検出するフルイディック発振検
出センサ（例えば圧電膜センサ）が設けられている。

【００２９】フルイディック用流路１５あるいはセンサ
用流路１７を通過したガスはフルイディック素子３０に
達する。ここで、ノズル３１を通過したガスは、噴流と
なって噴出口より噴出される。噴出口より噴出されたガ
スは、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。
ここでは、まず側壁３３に沿って流れるものとする。側
壁３３に沿って流れたガスは、更にフィードバック流路
３７を経て、ノズル３１の噴出口側へ帰還され、排出路
４１を経て流路５０に排出される。このとき、ノズル３
１より噴出されたガスは、フィードバック流路３７を流
れてきたガスによって方向が変えられ、今度は他方の側
壁３４に沿って流れるようになる。このガスは、更にフ
ィードバック流路３８を経て、ノズル３１の噴出口側へ
帰還され、排出路４２を経て流路５０に排出される。す
ると、ノズル３１より噴出されたガスは、今度は、フィ
ードバック流路３８を流れてきたガスによって方向が変
えられ、再び側壁３３、フィードバック流路３７に沿っ
て流れるようになる。以上の動作を繰り返すことによ
り、ノズル３１を通過したガスは一対のフィードバック
流路３７，３８を交互に流れるフルイディック発振を行
う。このフルイディック発振の周波数、周期は流量と対
応関係がある。フルイディック発振は図示しない上記圧
電膜センサによって検出される。

【００３０】流速センサ５１は、図示はしないが、発熱
部とこの発熱部の上流側および下流側に配設された２つ
の温度センサを有し、２つの温度センサによって検出さ
れる温度の差を一定に保つために必要な発熱部に対する
供給電力から流速に対応する流量を求めたり、一定電流
または一定電力で発熱部を加熱し、２つの温度センサに
よって検出される温度の差から流量を求めることができ
るようになっている。

【００３１】なお、本実施の形態に係る流量計において
は、異常時以外はセンサ用遮断弁２２は開状態にされて
いる。従って、フルイディック用遮断弁２１を閉状態に
してフルイディック用流路１５を閉じると、ガスはセン
サ用流路１７のみを通過する。一方、フルイディック用
遮断弁２１を開状態にしてフルイディック用流路１５を
開けると、圧力変動吸収部７０による圧力損失により、
フルイディック用流路１５に比べてセンサ用流路１７の
方が圧力損失が大きくなり、センサ用流路１７における
ガスの流れは停止する。

【００３２】次に、図２および図３の断面図を用いて、
図１における圧力変動吸収部７０の一構成要素である圧
力変動吸収機構６０の構成について説明する。圧力変動
吸収機構６０は、円筒形状のフロートケース６１と、こ
のフロートケース６１内に摺動自在に収容され、上流側
と下流側との間の差圧に応じて浮上または下降するよう
構成されたフロート６２とを備えている。フロートケー
ス６１には、底部に円形のガスの入口部６３が形成され
ていると共に、側部の下側の位置に縦長のガスの出口部
６４が形成されている。フロートケース６１の上部には
小孔６５が設けられている。圧力変動吸収機構６０で
は、フロート６２の移動に応じて、フロートケース６１
の出口部６４の開口率が変化し、これにより、上流側の
圧力変動を吸収し、下流側への圧力変動の伝達を防ぐよ
うになっている。

【００３３】フロート６２は、下端面が開放され、上端
面が閉塞された円筒形状に形成されている。フロート６
２がフロートケース６１内の最下部に位置しているとき
（図２）は、フロート６２の側壁によって出口部６４が
閉塞され、圧力変動吸収機構６０の上流側と下流側とが
遮断されるが、フロート６２がフロートケース６１内で
上昇し、フロート６２の下端が出口部６４の下端よりも
上になる（図３）と、出口部６４が開放され、圧力変動
吸収機構６０の上流側と下流側とが連通されるようにな
っている。これにより、図１に示した流路１７ｂと流量
計測用流路１７ｃとが連通される。

【００３４】次に、図１に示した流量計の制御系の構成
について説明する。なお、以下では、圧力変動吸収機構
６０の異常を検出するために必要な制御系の構成につい
てのみ説明する。

【００３５】図４は、本実施の形態における流量計の制
御系の構成を示すブロック図であり、図では圧力変動吸
収機構６０の異常の検出に関わる構成要素のみを示して
いる。

【００３６】本実施の形態における流量計は、制御ブロ
ックとして、圧力センサ７１，７２からの信号によって
求められる差圧と流速センサ５１からの信号によって求
められる流量とに基づいて、圧力変動吸収機構６０の異
常を検出するための異常検出機能部８０を備えている。
この異常検出機能部８０は、例えば、マイクロコンピュ
ータによって構成されている。異常検出機能部８０は、
圧力センサ７１，７２からの信号に基づいて、圧力変動
吸収機構６０の上流側と下流側との差圧を判定する差圧
判定部７３と、流速センサ５１からの信号に基づいて、
圧力変動吸収機構６０を通過するガスの流量を判定する
流量判定部７４と、これら差圧判定部７３および流量判
定部７４の判定結果に基づいて、圧力変動吸収機構６０
が異常であるか否かを判定する異常判定部８１と、この
異常判定部８１の判定結果に応じて流量計が行う動作を
判定する動作判定部８２と、この動作判定部８２の判定
結果に応じて表示部９１の制御を行う表示制御部８３
と、動作判定部８２の判定結果に応じてフルイディック
用遮断弁２１およびセンサ用遮断弁２２の制御を行う遮
断弁制御部８４と、動作判定部８２の判定結果に応じて
外部への通信を行うための通信制御部８５とを有してい
る。なお、流速センサ５１，圧力センサ７１，７２およ
び異常検出機能部８０が、本実施の形態における圧力変
動吸収機構の異常検出装置に相当する。また、圧力セン
サ７１，７２および差圧判定部７３が本発明における差
圧検出手段に対応する。更に、異常判定部８１が、本発
明における異常判定手段に対応し、流速センサ５１およ
び流量判定部７４が、本発明における流量計測手段に対
応する。また、表示制御部８３，通信制御部８５および
表示部９１が、本発明における通知手段に対応する。

【００３７】異常判定部８１は、流量判定部７４によっ
て判定された流量と差圧判定部７３によって判定された
差圧との関係が、圧力変動吸収機構６０が正常に機能し
ている場合における流量と差圧との関係と同等とみなさ
れるか否かを判定し、同等とみなされない場合には、圧
力変動吸収機構６０が異常である旨の判定を行うように
なっている。動作判定部８２は、異常判定部８１におい
て、異常である旨の判定がなされた場合には、表示制御
部８３および通信制御部８５を制御して、例えば、図示
しない操作部によってあらかじめ設定された動作モード
に基づいて、異常である旨の通知を外部に対して行わせ
ると共に、必要に応じて遮断弁制御部８４を制御して、
遮断弁２１，２２を閉状態にさせるようになっている。

【００３８】図５は、図４における異常判定部８１が行
う判定処理を説明するための図であり、圧力変動吸収機
構６０を通過する流量と、圧力変動吸収機構６０の上流
側と下流側との差圧との関係を示している。図５におい
て、圧力変動吸収機構６０が正常に機能している場合に
おける流量と差圧との関係が、符号１１０によって示さ
れている。また、圧力変動吸収機構６０に異常が生じた
場合、例えば、フロート６２がダスト等によりフロート
ケース６１の上部に固着してしまい、圧力変動を十分に
吸収できなくなった場合における流量と差圧との関係
が、符号１１１によって示されている。この図に示した
ように、圧力変動吸収機構６０に異常が生じている場合
には、差圧の値が、圧力変動吸収機構６０が正常である
場合に比べて小さくなっている。また、図５において、
流量値Ｑ₂は、フルイディック用遮断弁２１の開閉状態
が切り換えられる点に相当するものであり、例えば、流
量が小流量から増加する状態にある場合には、１０００
リットル／ｈである。また、流量値Ｑ₂における差圧の
値Ｐ₂は、圧力変動吸収機構６０が正常である場合に
は、例えば、１７〜１８ｍｍＨｇである。なお、この流
量値Ｑ₂における差圧の値Ｐ₂は、圧力変動吸収機構６０
において、フロート６２がフロートケース６１の上部に
固着するような異常が発生している場合（符号１１１）
にも、ほぼ同等の値となる。

【００３９】異常判定部８１によって行われる判定処理
は、流量判定部７４によって判定された流量と、差圧判
定部７３によって判定された差圧との関係が、図５の符
号１１０によって示されている流量と差圧との関係と同
等とみなされるか否かを判定することによって行われる
ようになっている。例えば、異常判定部８１は、差圧判
定部７３によって判定された差圧が、流量判定部７４に
よって判定された流量に対して十分小さい値である場合
に、流量と差圧との関係が正常ではないと判定するよう
になっている。すなわち、異常判定部８１は、例えば、
流量判定部７４よって判定された流量が所定流量Ｑ₁以
上であり、且つ、差圧判定部７３によって判定された差
圧が所定値以下であった場合に、流量と差圧との関係
が、圧力変動吸収機構６０が正常に機能している場合に
おける流量と差圧との関係と同等とみなされないと判定
し、圧力変動吸収機構６０が異常である旨の判定を行う
ようになっている。この判定における流量の基準値Ｑ₁
は、例えば、３リットル／ｈ程度に設定される。また、
差圧の基準値は、圧力変動吸収機構６０が正常である場
合における流量の基準値Ｑ₁に対応する差圧の値Ｐ₁が１
３ｍｍＨｇとすれば、１０ｍｍＨｇ程度に設定される。

【００４０】なお、この異常判定部８１が行う判定処理
の基準値を１つの値に固定せず、流量に応じて変えるよ
うにしてもよい。例えば、図５に示したように、符号１
１０で示した流量と差圧との関係に対して全体的に差圧
の値の小さい特性を持つような基準線１１２に沿った値
を判定処理の基準値としてもよい。また、符号１１０で
示した流量と差圧との関係を示す線と、符号１１１で示
した流量と差圧との関係を示す線とのほぼ中間の特性を
持つような基準線１１３に沿った値を判定処理の基準値
としてもよい。なお、基準線１１２および基準線１１３
において、流量が微小流量域では、差圧の値が符号１１
０で示した関係線とほぼ同様となっているので、基準線
１１２および基準線１１３を異常判定部８１が行う判定
処理の基準に利用する場合には、その判定処理を流量が
所定流量以上の場合に（例えば、流量値がＱ₁以上の場
合）行うようにするとよい。

【００４１】次に、以上のような構成の流量計の動作を
説明する。

【００４２】本実施の形態に係る流量計では、流量が所
定の流量以下の小流量域にあるときは、フルイディック
用遮断弁２１は閉状態、センサ用遮断弁２２は開状態と
され、流量が上記所定の流量を越える大流量域にあると
きは、フルイディック用遮断弁２１およびセンサ用遮断
弁２２は共に開状態とされる。ここで、フルイディック
用遮断弁２１の開閉状態を切り換えるための所定の流量
の値は、例えば、次のように設定される。まず、流量が
小流量から大流量へと増加している場合に、フルイディ
ック用遮断弁２１を閉状態から開状態に切り換えるため
の所定の流量の値は、例えば、１０００リットル／ｈの
流量値に設定される。すなわち、流量が小流量から増加
する状態にある場合には、１０００リットル／ｈを越え
た場合にフルイディック用遮断弁２１が閉状態から開状
態に切り換えられる。逆に、流量が１０００リットル／
ｈ以上の大流量である状態から小流量へと推移している
場合に、フルイディック用遮断弁２１を開状態から閉状
態に切り換えるための所定の流量の値は、例えば、８０
０リットル／ｈの流量値に設定される。

【００４３】小流量域では、入口部１１から取り入れら
れたガスはセンサ用流路１７を通ってフルイディック素
子３０に達し、フルイディック素子３０を通過し、出口
部１２より排出される。このとき、流速センサ５１によ
って、センサ用流路１７を通過するガスの流速が検出さ
れる。また、圧力変動吸収部７０においてガスの圧力変
動が吸収される。図示しない流量演算部は、小流量域で
は、流速センサ出力に基づいて流量を算出する。

【００４４】一方、大流量域では、入口部１１から取り
入れられたガスはフルイディック用流路１５のみを通っ
て、フルイディック素子３０に達し、フルイディック素
子３０を通過し、出口部１２より排出される。ここで、
ガスがセンサ用流路１７よりも断面積の大きいフルイデ
ィック用流路１５を通るため、大流量時におけるガス供
給不良の発生が防止される。図示しない流量演算部は、
大流量域では、フルイディック素子３０の出力（すなわ
ち、図示しないフルイディック発振検出センサ（圧電膜
センサ）の出力）に基づいて流量を算出する。なお、流
速センサ５１の出力と圧電膜センサの出力で重複して流
量を算出する流量域を設け、この流量域では、圧電膜セ
ンサの出力に基づいて算出した流量を正式な流量とする
と共に、圧電膜センサの出力に基づいて算出した流量を
用いて、流速センサ５１の出力に基づいて算出した流量
を補正するようにしてもよい。また、この重複した流量
域では、圧電膜センサの出力に基づいて算出した流量と
流速センサ５１の出力に基づいて算出した流量との平均
値を正式な流量とするようにしてもよい。

【００４５】次に、圧力変動吸収機構６０の動作につい
て詳細に説明する。

【００４６】ガスが流れていないときは、圧力変動吸収
機構６０の上流側と下流側とで圧力差が生じていないの
で、図２に示したように、フロート６２は重力の作用に
よりフロートケース６１内の最下部に位置しており、出
口部６４は完全に閉塞され、圧力変動吸収機構６０の上
流側と下流側、すなわち、図１に示した流路１７ｂと流
量計測用流路１７ｃとが遮断される。

【００４７】一方、ガスが流れ始めると、入口部６３か
ら導入される圧力変動吸収機構６０の上流側の圧力と下
流側の圧力とに圧力差が生ずるので、フロート６２はそ
の圧力差による浮力を受けて持ち上げられ、フロートケ
ース６１内を上昇する。これにより出口部６４は、その
圧力差に応じた分だけ開放され、ガスは圧力変動吸収機
構６０内を通過する。ここで、ガスは圧力変動吸収機構
６０内を通過することによりフロート６２による負荷力
を受けることになり、圧力変動が吸収される。圧力変動
吸収機構６０内を通過したガスは、フルイディック素子
３０に向かう。

【００４８】次に、図６の流れ図を参照して、圧力変動
吸収機構６０の異常の検出に関わる動作について説明す
る。なお、以下の説明は、本実施の形態における圧力変
動吸収機構の異常検出方法の説明を兼ねている。

【００４９】まず、異常検出機能部８０（図４）は、流
量計においてガスの流量を計測中か否かを判断する（ス
テップＳ１０１）。ここで、異常検出機能部８０は、流
量を計測中でないと判断した場合には（ステップＳ１０
１；Ｎ）、ステップＳ１０１の判断を繰り返す。一方、
異常検出機能部８０は、流量を計測中であると判断した
場合には（ステップＳ１０１；Ｙ）、次に、例えば、フ
ルイディック用遮断弁２１が閉状態にあるか否かを判断
することにより、ガスが圧力変動吸収機構６０を通過し
ているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここ
で、異常検出機能部８０は、ガスが圧力変動吸収機構６
０を通過してないと判定した場合には（ステップＳ１０
２；Ｎ）、ステップＳ１０１の判断に戻る。

【００５０】また、異常検出機能部８０において、ガス
が圧力変動吸収機構６０を通過していると判定された場
合には（ステップＳ１０２；Ｙ）、次に、異常検出機能
部８０の異常判定部８１によって、圧力変動吸収機構６
０を通過するガスの流量と、圧力変動吸収機構６０の上
流側と下流側との差圧との関係が正常とみなされるか否
かが判定される（ステップＳ１０３）。ここでの判定処
理は、例えば、流量判定部７４によって判定された流量
が所定流量Ｑ₁以上であり、且つ、差圧判定部７３によ
って判定された差圧が所定値以下であるか否かを判定す
ることにより行う。この場合には、判定に用いる流量の
基準値Ｑ₁は、例えば、３リットル／ｈ程度に設定され
る。また、差圧の基準値は、圧力変動吸収機構６０が正
常である場合における流量の基準値Ｑ₁に対応する差圧
の値Ｐ₁が１３ｍｍＨｇとすれば、１０ｍｍＨｇ程度に
設定される。

【００５１】異常判定部８１によって、流量と差圧との
関係が正常とみなされると判定された場合には（ステッ
プＳ１０３；Ｙ）、ステップＳ１０１の判断に戻る。一
方、異常判定部８１によって、流量と差圧との関係が正
常とはみなされないと判定された場合には（ステップＳ
１０３；Ｎ）、異常判定部８１は、圧力変動吸収機構６
０の異常と判定する（ステップＳ１０４）。異常判定部
８１により、圧力変動吸収機構６０の異常と判定される
と、動作判定部８２は、表示制御部８３を制御して、圧
力変動吸収機構６０において異常が検出された旨を表示
部９１に表示させる（ステップＳ１０５）。

【００５２】次に、動作判定部８２は、例えば、図示し
ない操作部によってあらかじめ設定された動作モードに
基づいて、その後の動作判定を行う（ステップＳ１０
６）。動作判定部８２は、動作判定として、まず、異常
である旨の通知を表示部９１によってのみ行うか否かを
判定する（ステップＳ１０７）。異常である旨の通知を
表示部９１によってのみ行うと判定された場合には（ス
テップＳ１０７；Ｙ）、動作判定部８２は、表示制御部
８３を制御して、圧力変動吸収機構６０において異常が
検出された旨の表示を表示部９１において続行させ（ス
テップＳ１０８）、異常検出に関わる処理を終了する。

【００５３】動作判定部８２は、異常である旨の通知を
表示部９１への通知以外にも行うと判定した場合には
（ステップＳ１０７；Ｎ）、次に、遮断弁２１，２２の
遮断を直ちに行うか否かを判定する（ステップＳ１０
９）。動作判定部８２は、遮断弁２１，２２の遮断を直
ちに行うと判定した場合には（ステップＳ１０９；
Ｙ）、遮断弁制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２
に対して遮断信号を送出し（ステップＳ１１２）、異常
検出に関わる処理を終了する。なお、実際には、ステッ
プＳ１０１において、流速センサ５１による流量の測定
が行われていると判断された時点で、フルイディック用
遮断弁２１が閉状態であると判断されているので、遮断
信号の送出は、センサ用遮断弁２２に対してのみ行うよ
うにしてもよい。

【００５４】動作判定部８２は、遮断弁２１，２２の遮
断を直ちに行わないと判定した場合には（ステップＳ１
０９；Ｎ）、通信制御部８５を制御して、外部の通信機
器を利用して異常である旨の通知を通信により行うため
の処理を行う（ステップＳ１１０）。次に、動作判定部
８２は、通信処理が成功したか否かの判定を行う（ステ
ップＳ１１１）。動作判定部８２は、通信が失敗したと
判定した場合には（ステップＳ１１１；Ｎ）、遮断弁制
御部８４を制御して、遮断弁２１，２２に対して遮断信
号を送出し（ステップＳ１１２）、異常検出に関わる処
理を終了する。一方、動作判定部８２は、通信が成功し
たと判定した場合には（ステップＳ１１１；Ｙ）、異常
が検出された旨の表示を表示部９１において続行させ
（ステップＳ１０８）、異常検出に関わる処理を終了す
る。

【００５５】以上説明したように、本実施の形態に係る
流量計によれば、異常判定部８１において、流量判定部
７４によって判定された流量と差圧判定部７３によって
判定された差圧との関係が、圧力変動吸収機構６０が正
常に機能している場合における流量と差圧との関係と同
等とみなされるか否かを判定し、同等とみなされない場
合には、圧力変動吸収機構６０が異常である旨の判定を
行うようにしたので、圧力変動吸収機構６０の異常を確
実に検出することが可能となる。また、圧力変動吸収機
構６０が異常である旨の判定がなされた場合には、動作
判定部８２が、表示制御部８３および通信制御部８５を
制御して、例えば、図示しない操作部によってあらかじ
め設定された動作モードに基づいて、異常である旨の通
知を外部に対して行わせると共に、必要に応じて遮断弁
制御部８４を制御して、遮断弁２１，２２を閉状態にさ
せるようになっているので、不正確な計量が行われるこ
とが防止される。

【００５６】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではなく、種々変形可能である。例えば、流速セ
ンサとしては、発熱部と２つの温度センサを有するもの
に限らず、例えば、１つの発熱部を有し、この発熱部の
温度（抵抗）を一定に保つために必要な発熱部に対する
供給電力から流速を求めたり、一定電流または一定電力
で発熱部を加熱し、発熱部の温度（抵抗）から流速を求
めるものでもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし４の
いずれか１に記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置、
または請求項５ないし８のいずれか１に記載の圧力変動
吸収機構の異常検出方法によれば、圧力変動吸収機構を
通過する流体の流量と、圧力変動吸収機構が設けられた
流路の上流側と下流側との差圧とに基づいて、圧力変動
吸収機構が異常であるか否かを判定するようにしたの
で、圧力変動吸収機構の異常を検出することができ、不
正確な計量の防止が可能となるという効果を奏する。

【００５８】特に、請求項４記載の圧力変動吸収機構の
異常検出装置または請求項８記載の圧力変動吸収機構の
異常検出方法によれば、圧力変動吸収機構が異常と判定
された場合に、その旨を通知するようにしたので、圧力
変動吸収機構の異常が検出された後、不正確な計量の防
止を確実に行うことが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る圧力変動吸収機構
の異常検出装置が利用される流量計の流路構造を示す断
面図である。

【図２】図１における圧力変動吸収部の一構成要素であ
る圧力変動吸収機構の要部を示す断面図である。

【図３】図１における圧力変動吸収部の一構成要素であ
る圧力変動吸収機構の要部を示す他の断面図である。

【図４】図１における流量計の制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】図２に示した圧力変動吸収機構を通過する流量
と差圧との関係を示す説明図である。

【図６】図２に示した圧力変動吸収機構の異常の検出に
関わる動作について説明するための流れ図である。

【符号の説明】

１７ センサ用流路 ２１ フルイディック用遮断弁 ２２ センサ用遮断弁 ５１ 流速センサ ６０ 圧力変動吸収機構 ６１ フロートケース ６２ フロート ７１，７２ 圧力センサ ７３ 差圧判定部 ７４ 流量判定部 ８０ 異常検出機能部 ８１ 異常判定部 ８２ 動作判定部 ８３ 表示制御部 ８４ 遮断弁制御部 ８５ 通信制御部 ９１ 表示部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路中における流体の圧力変動を吸収す
   る圧力変動吸収機構の異常を検出するための異常検出装
   置であって、 前記圧力変動吸収機構を通過する流体の流量を計測する
   流量計測手段と、 前記圧力変動吸収機構が設けられた流路の上流側と下流
   側との差圧を検出する差圧検出手段と、 前記差圧検出手段により検出された差圧と前記流量計測
   手段により計測された流量とに基づいて、前記圧力変動
   吸収機構が異常であるか否かを判定する異常判定手段と
   を備えたことを特徴とする圧力変動吸収機構の異常検出
   装置。
2. 【請求項２】 前記異常判定手段は、前記流量計測手段
   により計測された流量と前記差圧検出手段により検出さ
   れた差圧との関係が、前記圧力変動吸収機構が正常に機
   能している場合における流量と差圧との関係と同等とみ
   なされるか否かを判定し、同等とみなされない場合に
   は、前記圧力変動吸収機構が異常である旨の判定を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の圧力変動吸収機構の異
   常検出装置。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段は、前記流量計測手段
   により計測された流量が所定流量以上であり、且つ、前
   記差圧検出手段により検出された差圧が所定値以下であ
   った場合に、前記流量計測手段により計測された流量と
   前記差圧検出手段により検出された差圧との関係が、前
   記圧力変動吸収機構が正常に機能している場合における
   流量と差圧との関係と同等とみなされないと判定するこ
   とを特徴とする請求項２記載の圧力変動吸収機構の異常
   検出装置。
4. 【請求項４】更に、前記異常判定手段により圧力変動吸
   収機構が異常と判定された場合に、その旨を通知する通
   知手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれか１に記載の圧力変動吸収機構の異常検出装置。
5. 【請求項５】 流路中における流体の圧力変動を吸収す
   るための圧力変動吸収機構の異常を検出する異常検出方
   法であって、 前記圧力変動吸収機構を通過する流体の流量を計測する
   手順と、 前記圧力変動吸収機構が設けられた流路の上流側と下流
   側との差圧を検出する手順と、 前記差圧を検出する手順により検出された差圧と前記流
   量を計測する手順により計測された流量とに基づいて、
   前記圧力変動吸収機構が異常であるか否かを判定する手
   順とを含むことを特徴とする圧力変動吸収機構の異常検
   出方法。
6. 【請求項６】 前記異常を判定する手順において、前記
   流量を計測する手順により計測された流量と前記差圧を
   検出する手順により検出された差圧との関係が、前記圧
   力変動吸収機構が正常に機能している場合における流量
   と差圧との関係と同等とみなされるか否かを判定し、同
   等とみなされない場合には、前記圧力変動吸収機構が異
   常である旨の判定を行うことを特徴とする請求項５記載
   の圧力変動吸収機構の異常検出方法。
7. 【請求項７】 前記異常を判定する手順において、前記
   流量を計測する手順により計測された流量が所定流量以
   上であり、且つ、前記差圧を検出する手順により検出さ
   れた差圧が所定値以下であった場合に、前記流量を計測
   する手順により計測された流量と前記差圧を検出する手
   順により検出された差圧との関係が、前記圧力変動吸収
   機構が正常に機能している場合における流量と差圧との
   関係と同等とみなされないと判定することを特徴とする
   請求項６記載の圧力変動吸収機構の異常検出方法。
8. 【請求項８】 更に、前記圧力変動吸収機構が異常と判
   定された場合に、その旨を通知する手順を含むことを特
   徴とする請求項５ないし７のいずれか１に記載の圧力変
   動吸収機構の異常検出方法。