JPH11201794A - 処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池電圧が低下して警報状態になった場合で
も、安全，確実に遮断弁を閉止できるようにする。 【解決手段】 流量，圧力，地震等の監視をし（ステッ
プＳ２〜Ｓ４）、表示・通報処理（ステップＳ５），時
計の積算処理（ステップＳ６）等を実行する処理装置を
用いたガスメータで、電池電圧の低下を検出したら表示
・通報した後（ステップＳ９のＹ参照）、ガスメータを
交換するための一定期間（例えば４８時間）を警報状態
として動作させ、この期間を経過してもなおガスメータ
が交換されないときは（ステップＳ１０のＹ参照）、１
日のうちで気温の比較的高い時刻に遮断出力を出し（ス
テップＳ１１，Ｓ１２参照）、遮断弁を閉止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガスの使用状態
を監視し保安を向上させるための、電池駆動のマイクロ
コンピュータ等の処理装置を用いたガスメータ、特にそ
の電池容量の低下を検出した後の保安を向上させるガス
遮断方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、処理装置を用いたガスメータ
は電池を電源としており、ガス使用の保安上からも処理
装置を用いたガスメータの異常回避に対する要求は高
い。したがって、電池については定期的に電池の遮断弁
を駆動する能力の有無を監視し、電池電圧が低下状態な
らば警報状態として表示・通報機能によりガスの使用者
や保守員に知らせるようにしている。また、電池電圧が
低下状態になったとき、すぐにガスを使用できないよう
に遮断弁を閉止してしまうとガスの使用者が困るため、
ガスメータの交換に備え電池の低下警報状態から一定の
猶予期間を経過した後に、ガスを使用できないように遮
断するのが一般的である。交換用のガスメータは通常は
１〜２日あれば準備できるため、警報に当たってはこれ
以上の時間を確保するように、処理装置を用いたガスメ
ータのソフトウエアが作成されている。なお、警報状態
から最終的に遮断するのは、表示・通報機能の失敗等で
完全に電池が無くなる前にガスの使用を停止するためで
ある。

【０００３】ところで、電池容量の低下を検出する方法
としては、処理装置を用いたガスメータ内で最大の負
荷、またはその負荷と同等の擬似負荷に、その最大負荷
を駆動するのに必要な時間以上の間、負荷電流を流し、
電圧検出回路でその負荷の端子電圧が所定値以下に低下
したことを検出して、制御装置としての処理装置に信号
を送り、電池容量の低下を表示したり通報を発したりし
ているのが一般的である。

【０００４】処理装置を用いたガスメータでは、ガスの
異常な使用を判断したときに、ガスの供給を停止するた
めに遮断弁を駆動するが、この遮断弁の駆動が処理装置
を用いたガスメータ内の電池の最大の負荷である。した
がって、遮断弁を負荷とする場合を対象として電池容量
の低下を判断している。遮断弁を駆動するのはコイルで
あり、このコイルに５０ｍｓ（ｍｓ：ミリ秒）以上の時
間通電すると、弁は閉止してガスを止めることができ
る。さらに、この遮断弁は、処理装置を用いたガスメー
タの電池消耗を少なくするために、通電を止めても弁の
閉止を機械的に保持する自己保持形となっている（通電
方向を逆方向とすると、開栓できる弁もある。）。な
お、弁の等価インピーダンスは例えば１０Ωである。

【０００５】このような処理装置を用いたガスメータの
従来例を図７に、擬似負荷への通電指令と電池の端子電
圧の関係を図８に示す。図７の回路構成は、処理装置１
を中心とするシステムで、リチウム電池２によって駆動
される。このシステムは、ガスの流量センサ９、圧力セ
ンサ１０および感震器１１の信号を監視し、ガスの使わ
れ方の異常、圧力の異常または地震発生を感知した場合
には、処理装置１が遮断弁駆動用トランジスタ８に指令
を出し、遮断弁５を閉止させ、ガスの供給を止める。擬
似負荷３は電池容量の低下を検出するためのもので、遮
断弁５と同じインピーダンスをもっており、その端子電
圧が電圧検出回路４に入力されている。電圧検出回路４
は、通電時の端子電圧が所定値以下に低下すると、論理
出力を処理装置１に出力する。この出力によって処理装
置１から信号が出され、表示・通報手段１２が電池容量
の低下を表示・通報する。

【０００６】電池容量の低下の検出方法につき、以下に
説明する。まず、処理装置１からの指令が電池容量試験
用トランジスタ７に送られると（図８の時間０参照）、
トランジスタ７がオン（ＯＮ）状態となり、直ちに擬似
負荷通電用トランジスタ６がＯＮ状態となり、擬似負荷
３に電流が流れる。擬似負荷３に通電するためのトラン
ジスタとしては、遮断弁駆動用トランジスタ８と同等の
ものであれば、１つのトランジスタで直接に擬似負荷３
に通電することができるが、ここではコスト低減のた
め、２つのより安価なトランジスタ（６，７）を使用し
た構成となっている。

【０００７】擬似負荷３の端子電圧は、電圧検出回路４
に入力されている。電圧検出回路４は、例えば電圧検出
ＩＣに代表されるもので、印加電圧が所定の電圧以下に
なると、論理出力を出力する回路または素子である。こ
の場合における電圧検出回路４の所定の電圧は、遮断弁
５の最低動作電圧に設定されている。リチウム電池の場
合の遮断弁５の最低動作電圧の１例は、１．８Ｖであ
る。通電状態における擬似負荷３の端子電圧がこの所定
電圧以下になると、電圧検出回路４が論理出力を処理装
置１に出力し、この出力を受けて処理装置１から表示・
通報手段１２に信号が出力され、表示・通報手段１２に
よって発光ダイオード（ＬＥＤ）による電池容量低下の
表示や、通信による電池容量低下の通報が出される。な
お、処理装置１から擬似負荷３への通電指令が出ていな
い時には、処理装置１は電圧検出回路４の出力信号を受
け付けない。

【０００８】次に、実際に擬似負荷３へ通電した際の通
電指令と電池の端子電圧の関係を、図８を参照して説明
する。時刻０で通電指令が発せられ、擬似負荷３に電流
が流されると、電池の端子電圧が低下してくる。通電指
令は、遮断弁５の駆動に必要な時間である５０ｍｓより
長い１００ｍｓ間送られる。この１００ｍｓの間、処理
装置１は電圧検出回路４の出力信号を監視している。し
たがって、この１００ｍｓの間、擬似負荷３の端子電圧
が所定値以下に下がらなければ、電圧検出回路４から論
理出力が出力されず、電池容量は問題なしと判断される
のである。なお、擬似負荷３の端子電圧と電池の端子電
圧とは、擬似負荷通電用トランジスタ６の電圧降下分だ
けの差があるので、擬似負荷３の端子電圧も図８の電池
の端子電圧とほぼ同じ傾向で減少するものとして扱うこ
とが可能となる。

【０００９】以上のような電池容量の低下検出は、従来
は例えば２５時間毎に行なわれている。その理由は、上
記のような操作による電池消耗を極力抑えるためであ
る。また、１日の２４時間に対し１時間長くしているの
は、約２４日をかけて日中，夜間とも電池で監視するた
めである。処理装置を用いたガスメータは前述のよう
に、電池で遮断弁を駆動できる能力の低下を判断して電
池電圧の低下を検出している。電池電圧の低下を検出す
ると、処理装置を用いたガスメータは表示・通報手後に
電圧低下の警報状態となり、それから或る一定時間例え
ば７２時間（３日後）、ガスを再び使用不可能な状態で
遮断弁を閉止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述のように処理装置
を用いたガスメータは、電池電圧の低下検出後は一定時
間はガスを使用できる警報状態を経た後、ガスの使用で
きない遮断状態となる。処理装置を用いたガスメータは
ガスメータの交換サイクル１０年と同時に交換されるた
め、電池容量の設計値は１０年間使用可能なように設計
されているが、１０年に満たない間に電圧低下を検出す
る例も少なくないのが実状で、なかでも冬期の気温が下
がる時期が多い。これは、低温時の遮断弁駆動能力の低
下が原因の１つであると考えられている。電池電圧の低
下警報状態から遮断状態となるまでに、仮にガスメータ
が交換されない場合、例えば表示・通報の失敗等、冬期
の電池能力が低下する時期においても、確実に遮断弁を
閉止することが要求される。図６に、電池の使用量と遮
断弁駆動時の電池の端子電圧の温度特性を示す。同図か
ら、遮断弁を駆動したとき周囲温度の高いときの方が電
池の端子電圧が高く、遮断弁を駆動する能力が高いこと
が分かる。

【００１１】しかるに、上述のように電池電圧が低下し
て警報状態となり、それから或る一定時間経過後に遮断
する方法では、冬期の夜間の最も低いときに遮断出力す
る可能性が高い。つまり、従来は２５時間の電圧監視で
あることから、約２４日を掛けて昼，夜の電圧監視をし
ており、さらに電圧低下を検出した場合は７２時間後に
遮断出力するので、夜間のタイミングで電圧低下を検出
したとすると、夜間に遮断出力することになる。仮に、
７２時間から１２時間増減しても、その時間が一定では
低警報状態から遮断出力するタイミングを、冬期でも比
較的気温の上昇する昼間にし得るという保証はない。し
たがって、この発明の課題は、電池の温度特性を考慮
し、電池電圧の低下警報状態においても、より確実に遮
断弁を閉止できるようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、処理装置を用いたガスメー
タの電池電圧が低下警報状態になったら、例えば４８時
間はガスを使用できる状態を保つようにする、つまり、
低下警報状態を検出したら時間の経過を内蔵の時計によ
り監視して４８時間を経過したら、最初の正午１２時に
ガスの使用を停止すべく遮断出力するようにしている。
請求項２の発明では、電池電圧をアナログ値で取り込め
るようなＡ／Ｄコンバータを設け、低下警報状態でも電
池電圧をアナログ値で監視し続け、低下警報状態の４８
時間から７２時間以内に電池電圧が最大となったとき
に、遮断出力するようにしている。また、請求項３の発
明では、温度をアナログ値で監視できる温度センサを設
け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７２時
間以内に、ガスメータの周囲温度が最高となったとき
に、遮断出力するようにしている。

【００１３】さらに、請求項４の発明では、周囲の明る
さを検出できる光センサ、例えばフォトトランジスタと
増幅器およびアナログ値を取り込めるＡ／Ｄコンバータ
を設け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７
２時間以内に、周囲の明るさが最高になったときに、遮
断出力するようにしている。請求項５の発明では、ガス
メータ周囲の音声信号をコンデンサマイク等の集音器と
増幅器およびアナログ値を取り込めるＡ／Ｄコンバータ
を設け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７
２時間以内に、ガスメータ周囲の音声帯の信号が或る一
定値を越えた場合に日中と判断し、遮断出力するように
している。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示すフローチャートである。これは、図７に示した
ような処理装置１による処理動作を示すもので、例えば
１００ｍｓ毎に動作する（ステップＳ１参照）。すなわ
ち、処理装置を用いたガスメータは１００ｍｓ毎に、従
来例と同じように流量センサ，圧力センサおよび感震器
の監視（ステップＳ２〜Ｓ４参照）、表示・通報処理
（ステップＳ５参照）、時計の積算処理（ステップＳ６
参照）等を実行するとともに、２５時間の電池電圧監視
タイミングであれば（ステップＳ７参照）、電池電圧を
チェックする（ステップＳ８参照）。

【００１５】電池電圧をチェックで電圧低下を検出する
と（ステップＳ９のｙｅｓ（Ｙ）参照）、その検出時点
から４８時間をカウントし、その４８時間経過後からは
（ステップＳ１０のＹ参照）処理装置を用いたガスメー
タにある時計を参照して現在時刻を判断し、例えば正午
１２時ならば（ステップＳ１１のＹ参照）遮断出力を出
す（ステップＳ１２参照）。こうすることにより、処理
装置を用いたガスメータが電池電圧の低下を検出したら
表示・通報した後、ガスメータを交換するための猶予期
間として少なくとも４８時間を警報状態として動作さ
せ、この期間を経過してもなおガスメータが交換されな
い場合は、１日のうちで気温の比較的高い、電池にとっ
て条件の良い時刻に、遮断出力することが可能となる。

【００１６】図２はこの発明の第２の実施の形態を示す
構成図である。すなわち、図７で１．８Ｖの１点を検出
する電圧検出回路４に代えて、電池電圧をアナログ量で
処理装置１に取り込むようなＡ／Ｄ変換器１３を設けた
点が特徴である。これは、電池が開放状態でも、図４に
示すような温度特性を持つことが知られていることによ
るもので、例えば１０Ωの遮断弁を駆動する場合、電池
の開放電圧も高いときが有利であることによる。

【００１７】図２の如く構成した場合の、図１のフロー
チャートでの動作は以下のように変更される。すなわ
ち、ステップＳ１〜Ｓ１０までは電圧検出回路の代わり
にＡ／Ｄ変換器によりアナログ量をディジタル量に変換
してマイコンに取り込み、電池低下のしきい値１．８Ｖ
を処理装置で判断すること以外は何ら変わったことはな
い。ただ、ステップＳ１１では電池の開放電圧を監視
し、これが最大となったことを確認してステップＳ１２
で遮断出力を出すようにする。電池の開放状態を監視す
る理由は、電池電圧の低下を既に検出しており、電池の
開放電圧の低い状態で擬似負荷を起動すると、弱った電
池に過大な負担を掛けることになるからである。

【００１８】図３はこの発明の第３の実施の形態を示す
構成図である。すなわち、図７に示す従来のものに対
し、温度センサ１４を設けた点が特徴である。この温度
センサとしては、例えばアナログ値をディジタルパルス
として発振するような、低消費電力型のものを用いるこ
とが望ましい。図３の如く構成した場合の図１のフロー
チャートでの動作については、ステップＳ１〜Ｓ１０ま
では従来の場合と同じであり、ステップＳ１１で温度セ
ンサ１４を駆動し、温度が最大となったとき、ステップ
Ｓ１２で遮断出力を出すようにした点で異なっている。

【００１９】図４，図５はそれぞれ、この発明の第４，
第５の実施の形態を示す構成図である。図４，図５の如
く構成した場合の、図１でのフローチャートの動作もＳ
１〜Ｓ１０までは前述と同様であり、ステップＳ１１で
光センサ部回路を駆動し、周囲の明るさが最大となると
きにステップＳ１２で遮断、またはステップＳ１１で集
音部回路を駆動し、周囲の音声信号が或るしきい値を越
えているときにステップＳ１２で遮断出力するようにし
ている。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、処理装置を用いたガ
スメータの電圧低下検出後のガス使用を停止する遮断
を、電池の温度特性を考慮して行なうようにしたため、
遮断が不能となるおそれを回避でき、保安性を向上させ
ることが可能となる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【図２】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図３】この発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図４】この発明の第４の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図５】この発明の第５の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図６】電池の温度特性例の説明図である。

【図７】処理装置を用いたガスメータの従来例を示す構
成図である。

【図８】図７における電池容量検出方法例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１…処理装置（マイクロコンピュータ）、２…リチウム
電池、３…擬似負荷、４…電圧検出回路、５…遮断弁、
６，７，８，１４，１５…トランジスタ、９…流量セン
サ、１０…圧力センサ、１１…感震器、１２…表示・通
報手段、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…温度センサ、１５
…フォトトランジスタ、１６…増幅器、１７…コンデン
サマイク。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の
   擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計
   と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電す
   ることで前記電池の電圧低下を判断し、電池電圧低下を
   検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を
   考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処
   理装置を用いたガスメータにおいて、 前記或る一定期間を監視する期間監視手段を設け、その
   一定期間を経過した後は、現在時刻を参照して日中の温
   度の高い時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じ
   ることを特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧
   低下時のガス遮断方式。
2. 【請求項２】 前記期間監視手段に代えて、前記電池の
   開放電圧をアナログ量で監視可能な電圧監視手段を設
   け、電池電圧低下検出から処理装置を用いたガスメータ
   の交換期間を考慮した或る一定期間経過後の、電池の開
   放電圧が最大となる時間帯を選び、この時間帯に前記遮
   断弁を閉じることを特徴とする請求項１に記載の処理装
   置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
3. 【請求項３】 前記期間監視手段に代えて、前記処理装
   置を用いたガスメータの周囲温度をアナログ量で監視可
   能な温度センサを設け、電池電圧低下検出から処理装置
   を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間
   経過後の、周囲温度が最高となる時間帯を選び、この時
   間帯に前記遮断弁を閉じることを特徴とする請求項１に
   記載の処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス
   遮断方式。
4. 【請求項４】 前記期間監視手段に代えて、前記処理装
   置を用いたガスメータの周囲の明るさをアナログ量で監
   視可能な光センサおよび増幅回路を設け、電池電圧低下
   検出から処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮
   した或る一定期間経過後の、周囲の明るさが最高となる
   時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じることを
   特徴とする請求項１に記載の処理装置を用いたガスメー
   タの電圧低下時のガス遮断方式。
5. 【請求項５】 前記期間監視手段に代えて、前記処理装
   置を用いたガスメータの周囲の音声信号をアナログ量で
   監視可能なマイクおよび増幅回路を設け、電池電圧低下
   検出から処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮
   した或る一定期間経過後の、周囲の音声信号が最高とな
   る時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じること
   を特徴とする請求項１に記載の処理装置を用いたガスメ
   ータの電圧低下時のガス遮断方式。