CN100460832C - 流量测量装置 - Google Patents

Abstract

一种连接于家庭用气体供给管的流量测量装置(1)，包含有：以一定时间间隔测量流量的流量测量器(3)；求出自该流量测量器(3)输出的流量值的差分值的运算器(6)；器具信息储存器(7)；及比较由运算器(6)算出的差分值与登记于器具信息储存器(7)内的启动判定值的大小，对连接于流量测量器(3)下游侧的器具的使用进行判定的器具判别器(8)。

Description

流量测量装置

技术领域

本发明涉及一种设置于各家庭的气体供给管入口部分来测量气体流量的气体流量计，具体涉及为提供按气体器具的费用等与使用器具及其使用方法一致的新费用、服务而对使用中的气体器具进行判别检测的技术。

背景技术

以往，作为各种流量测量装置的例子，例如有日本专利申请特开2002—71421号公报所示的构造。

一般而言，各家庭中会在气体供给线的入口安装内藏有气体流量计的气体计。以往的气体计，在执行按器具的费用的情形下，使用连接于气体计的多个积算装置，求出使用特定时间时的积算流量、使用特定范围的流量时的积算值，即，求出按时间区分流量、按流量区分的流量，以该积算值决定费用体系。

利用图13加以说明费用体系的1例。预先设定预定的折扣流量区分及预定的折扣时间带，以相当于该折扣流量区分及折扣时间带的流量的气体费用为折扣对象。即，图13中以斜线区分的部分为对象。然而，由于此方法中，器具的特定判断是不明确的，进行对特定器具收取费用等更让消费者易懂、方便的费用设定是有困难的。在此，作为用以判别特定器具的方法，例如有日本专利申请特开2003—149027号公报所示的提案。

利用图14说明此种流量测量装置的动作。图14表示当某种气体器具启动时的气体流量变化模式，及依据该模式进行模式匹配的参考值(模式表)。对1个气体器具而言，此模式表必须准备随气体器具的燃烧控制所发生的一连串气体流量变化模式部分，并且，各家庭所使用的气体器具总台数部分是必要的。平常，比较由气体计的流量测量装置所测出的流量值变化与该模式表，一边提取匹配的，一边特别指定器具。

然而，上述现有构造中，为了进行器具判别，必须预先储存维持气体器具一连串的气体流量模式，但使用气体器具多时，其数据量会增加，同时要进行比较判别也很花时间。此外，用以判别的装置也很贵，气体计本身的成本也会增加。除此之外，同时使用多个器具时，必须推定其组合，准备气体流量模式，且由于其组合所产生的量庞大，因而会发生难以进行多个器具的判别的问题。

发明内容

本发明的流量测量装置，包含有：以一定时间间隔测量流量的流量测量器；求出自该流量测量器输出的流量值的差分值的运算器；器具信息储存器；及比较由运算器算出的差分值与登记于器具信息储存器内的启动判定值的大小，以对连接于流量测量器下游侧的器具的使用进行判定的器具判别器。

根据此构造，可提供判别时间很短且在多个器具的情况下也可判别的流量测量装置。

附图说明

图1是本发明实施方式1中流量测量装置的构造图。

图2是图1所示的流量测量装置中流量测量部的构造图。

图3是图1所示的流量测量装置中判别动作的流程图。

图4是图1所示的流量测量装置中的流量及运算值的图。

图5是图1所示的流量测量装置中的流量及运算值的另一图。

图6是本发明实施方式2中判别动作的流程图。

图7是本发明实施方式2中判别动作的另一流程图。

图8是本发明实施方式3中流量测量装置的构造图。

图9是图8所示的流量测量装置中的流量的图。

图10是第8图所示的流量测量装置中的流量的另一图。

图11是本发明实施方式4中的流量的图。

图12是本发明实施方式4中流量测量装置的构造图。

图13是现有流量测量装置中判别方法的概念图。

图14是现有流量测量装置中判别方法的数据构造图。

符号说明

1…流量测量装置

2…气体阻断阀

3…流量测量计

4…显示部

5…感震器

6…运算器

7…器具信息储存器

8…器具判别器

9…控制电路

10…测量流路

11、12…超声波发送接收器

13…器具登记器

14…流量信息储存器

15...按器具的流量算出器

16…信息压缩器

具体实施方式

以下，利用附图来说明本发明的实施方式。

(实施方式1))

图1为本发明实施方式1中流量测量装置的构造图；图2为图1所示的流量测量装置中流量测量部的构造图；图3为图1所示的流量测量装置中判别动作的流程图；图4为图1所示的流量测量装置中的流量及运算值的另一图。

图1中，本实施方式1的流量测量装置，包含有：以一定时间间隔测量流量的流量测量装置3；求出从该流量测量装置3输出的流量值的差分值的运算器6；器具信息储存器7；及比较由运算器6所算出的差分值与登记于器具信息储存器7内的启动判定值的大小，进行连接于流量测量器3下游侧的器具的使用的判定的器具判别器8。

利用图1，进一步详细说明本实施方式1的流量测量装置的构造。图1中，流量测量装置1是设置于气体供给管的途中，且在其下游侧的配管上连接各顾客家中所配置的1台以上的气体器具、气体器具A、气体器具B及气体器具C。

流量测量装置1内藏有设置于与气体管连接的气体流路内的气体阻断阀2与流量测量器3。还有，流量测量装置1内藏有：运算并处理来自流量测量器3的信号，显示使用气体流量的显示部4；及可检测出地震等震动的感震器5。此外，流量测量装置1为了进行与本发明有关的器具判别，内藏有：运算器6；器具信息储存器7；器具判别器8；用以统一控制处理感震器5的作动、器具判断、保安功能及其它功能的控制电路9；及作为它们的动力源的电池(未图示)。

在此，器具储存器7中记录有作为流量变化是否产生的比较判定值的启动判定值，及作为各气体器具燃烧启动时的流量信息的器具判定值。本实施方式1中，用以储存维持业已记录的数据的器具信息储存器7是使用半导体存储器，但只要是可进行记录追加、改写，亦可使用其它磁性记录媒体。

另外，本实施方式中流量测量装置1的流量测量器3，是使用作为瞬时流量测量器的超声波流量计(超声波方式的测量器)。作为测量方式，只要是以射流(fluidic)方式等可在短时间内以一定循环连续测量即可，也可使用其它流量测量方式。

以下，说明本实施方式的流量测量装置1的动作。首先，利用图2说明有关超声波方式的流速测量。图2中，测量流路10的截面为矩形。在与测量流路10的气体流动方向呈直角方向的壁面上，以夹住测量流路10，且在流路的上游测与下游侧具有一角度φ而倾斜对向安装一对超声波接收器11及12。超声波发送接收器11及12的作用是在两者间交互发送接收超声波，并以一定间隔对流体的流动计算顺方向与逆方向超声波的传播时间差，将其作为传播时间差信号而输出。计算器(未图示)接收该传播时间差信号，并算出被测量流体的流速及流量。

其运算式如下。图2中，L为测定距离，且以t1为从上游的传送时间，t2为从下游的传送时间，则流速V可以V＝(L/2cosφ)×(1/t1—1/t2)表示。

测量时间间隔可设定在超声波可发送接收的范围内，但本实施方式1中是以2秒间隔进行测量。此外，缩短时间间隔在测定原理上是可行的。由于也有气体器具在低于2秒的时间内启动的器具，因而缩短测定时间间隔在瞬时进行器具判别方面是有利的，但缩短测量间隔则会发生使电池消耗变大等课题，还有，若与现有气体计所使用的膜式方式同样的测量间隔为2位数量级的秒数间隔，则不易看着本实施方式1中的算法的流量变化的差分来判断测量时间。因此，本实施方式1中，从成本及器具判别的性能方面来看，作为平衡的较佳时间，是以2秒间隔进行测量。

接着，利用图3说明气体器具动作状态的判别顺序。流量测量装置1是如上所述，每2秒间隔测量流量，将该数据送至运算器6，将流量值微分，作为每2秒的流量的差分数据而输出。

该差分数据是逐次送至器具判别器8，再与登记于器具信息储存器7的启动判定值进行比较。当差分值超过比较判定值时，则判断为气体器产生状态变化。由于一旦检测此变化，即可进一步判断怎样的气体器有怎样的状态，故器具判别器8可与登记于器具信息储存器7的各气体器具的按状态的变化值进行比较，来进行器具的判别。

图4中显示实际气体器具使用时的气体流量的变化与差分值的变化。图4的曲线中，实线表示利用流量测量器所测出的气体流量值，虚线为此时的微分值，即，表示每2秒的差分值。气体器具启动时，差分值会以在正数侧维持峰值来表现，停止时会以在负数侧维持峰值来表现。

另外，图5中以曲线显示同时使用3个的器具A、器具B及器具C时的流量值与差分值。可根据此曲线，读取3个器具分别在启动时与停止时的变化。

还有，作为判别所得的信息，只要可确认是把来自器具储存器7的信息通过控制电路9显示于显示部4，或者是向外部终端机(未图示)的数据传送，均可使用。

(实施方式2)

图6是本实施方式2中判别动作的流程图。第2实施方式与第1实施方式的相异点在于可将运算器6所进行的流量值的差分时间变更成测量最短时间间隔(实施方式1中为2秒)的整数(N)倍来进行。基本的流量测量装置1的构造及功能与上述第1实施方式相同。

第2实施方式中，使以运算器6进行差分的时间与登记对应，将其设定变更至2秒的整数倍。由于气体器具的不同，也有启动时的起始时间长的情形，即使靠2秒间的差分可得知变化，但其变化量与怎样的器具对应，因为不进行变化途中过程的流量判别，所以难以判别的情形很多，对于此种器具，可视对应器具信息储存器7的登记信息而改变差分时间，进行判定，就能做出正确的判定。另外，实施方式1及实施方式2中，虽然以测量间隔的基准为2秒来计算差分，但测量间隔及差分运算的基准不是2秒也可执行器具的判别。

图7是本发明实施方式2中判别动作的另一流程图。图7所示的流程图，是在差分值超过比较判定值且气体器具发生状态变化的情形下，为了进一步判断是何种气体器具，器具判别器8可与登记于器具信息储存器7的各气体器具的器具判定值比较，进行器具的判别。此时，具有在没有与此判定一致的登记数据的情形下，增加差分时间，直到获得与登记数据一致的运算值为止，反复与差分值增量进行比较的功能。据此，即使是无法以2秒差分判别的器具数据，也可利用自动增加差分时间使器具的判别成为可能。

(实施方式3)

图8是本发明实施方式3中流量测量装置的构造图，图9是图8所示的流量测量装置中的流量的图。图8所示的实施方式3中的流量测量装置与图1所示的实施方式1中的不同点在于，具有储存流量测量器3的流量值的流量信息储存器14；及把由流量测量器3在一定时间内测量的测量流量信息作为器具流量信息进行登记的器具登记器13。由于基本的流量测量装置1的构造及功能与实施方式1相同，故省略此部分说明。

以下，说明本实施方式3中特有的动作及作用。首先，可通过器具判别器8的动作，判别动作器具的台数。本实施方式3中说明关于判别仅仅1台进行动作的内容。

例如，以流量测量器3测出的流量，从0流量(由于包含接近0流量，故为0±3L/h)，发生预定流量(例如，10L/h以上)的变化时，则判别为1台器具动作。接着，以此时的测量流量时间变化作为测量流量信息，并开始储存。此储存动作，是以在预定时间内(例如，30秒)持续储存，而所储存的数据用作时间系列的流量模式数据。所储存的流量模式数据显示于图9。在此，说明了从0的变化，但也附记0流量略微持续的状态(例如，10秒以上)的变化。

接着，设置流量测量装置1后，设定从1天至1周左右(可变更设定)的预定期间内自动持续动作。此期间可定位为学习期间，器具判别器8判别为在此学习期间仅使用1台器具时，器具登记器13可将气体器具的测量流量信息登记于器具登记器13。

还有，为了储存仅1台进行动作的时间带的测量流量信息作为器具流量信息，而不会几次都储存相同的器具流量信息，根据器具开始使用的起始流量变化及绝对流量值等进行判断、学习，防止双重登记。在此，登记器13动作而自动登记时，不易判断所登记的器具是何种器具，故不执行与器具的种类(例如：热水器或气体灶等)的对应。但是，后续的动作实际上是在器具判别器8动作了时，则以采用与器具的种类对应的方式来进行。

还有，器具登记器13可依需要进行动作，在得知进行动作的器具为何的时候，对于所测出的测量流量信息，可将是何种器具(例如热水器或气体灶等)登记于器具信息储存器7。例如，依照气体灶(小口、大口、格架)、气体热水器的顺序，反复点火、停止，即可依序特别指定已完成动作的器具，且作为测量流量信息的器具流量信息的对应气体器具，可分别与已完成动作的顺序对应起来。并且，也可以并用自动地设定学习期间再登记的方法及依序手动地启动预定气体器具的方法进行学习，进行登记数据的追加或更新。

接着，关于器具判别器8所判别的器具方面，按器具的流量算出器15是随着其所登记的流量算出装置，算出每个器具的流量值。由于通常是同时使用2台以上的气体器具，故要算出每个器具是有困难的，而本实施方式3中，是求出图10所示的每个区段的流量，并以该区段的变化流量幅度为基础，与气体器具对应起来，按器具累计流量。

例如，图10所示的模式中，区段1，若从开始的流量变化判别为气体扇加热器(gas fan heater)，则区段1、区段2与区段3可以作为气体扇加热器的流量来算出。然后，剩下区段4的流量是从全流量中扣除气体扇加热器的流量，即区段1至区段3的流量来求得。还有，其它的方法有，根据使用时间，基于预定计算式来推定流量的推定方式等，不论何种方法，测定精度都会有误差，但均可由器具判别器8特别指定器具，以求出每个器具的流量。

(实施方式4)

图11是说明本发明第4实施方式中流量测量装置1的器具判别器8的数据储存的流量模式的特性图，图12是实施方式4中流量测量装置的构造图。仅说明本实施方式4与实施方式1的不同点。图12中，流量信息储存器14包含对流量值在时间轴方向进行信息压缩、储存的信息压缩器。

即，信息压缩器16，在图11所示的流量模式时，在流量稳定流动的区域，在时间轴方向压缩数据。实施方式1中虽已说明用以判别流量开始模式的方法，但本实施方式4中是参照以器具从开始使用至停止的被压缩的数据来判别器具，且被压缩期间的起点与终点的数据于流量信息储存器7中作为信息被登记，再算出器具的使用流量的情形。

在长时间使用的情形下，由于全流量数据会变成庞大的数据量，故可如上所述，省略稳定时的流量数据并进行时间压缩，以作为少的流量数据。所压缩的流量数据为气体计的时间系列的测量流量值，但亦可将预定时间间隔的差分流量值进行时间压缩。

由上述可清楚地了解，本发明的流量测量装置包含有：以一定时间间隔测量流量的流量测量器；求出自流量测量器输出的流量值的差分值的运算器；器具信息储存器；比较由运算器算出的差分值与登记于器具信息储存器内的启动判定值的大小，判定连接于流量测量器下游侧的器具的使用的器具判别器，据此构造，可以简便的算法，且以与测定器的测量时间对应的速度，判定器具使用状态的变化。

还有，器具判别器是做成比较由运算器算出的差分值与登记于器具信息储存器的多个器具判别值的大小，从多个器具中判别所使用的器具的构造，据此，可掌握动作中的器具的台数、判别多个器具的使用状况。

还有，运算器是做成可对取从流量测量器输出的流量值的差分的时间任意地进行变更的构造，由于可任意改变差分时间，故可对应每个器具的流量变化的时间差异，适当地读取各器具的气体使用的流量变化。

还有，器具判别器是做成当从流量测量器输出的流量的差分值超过登记于器具信息储存器的启动判定值时，可将运算器所计算的差分时间增加至与登记于器具信息储存器的器具判别值一致，并根据一致了的差分时间来判别所使用的器具的构造，据此，可合格地读取使用气体器具的流量变化。

还有，其是做成还包含有：储存流量测量器的流量值与测量时间的测量流量信息的流量信息储存器；及把在一定时间内所测出的测量流量信息作为器具判定值而登记于器具信息储存器的器具登记器，比较器具登记器所登记的器具判定值与以流量测量器测出的测量流量信息，判别连接于流量测量器下游侧的使用器具的构造，据此，储存登记所测出的测量流量信息，就可判别多个器具的使用状况，同时只要预先登记为哪一种的器具(热水器及气体灶等)，就可特别指定所使用的器具。

还有，器具判别器是做成判断为1个器具动作时，把测量流量信息作为预定的器具信息而登记于器具登记器的构造，据此，可测定仅为1台动作时的流量信息，可登记正确的信息，故可提高器具判别精度。

还有，器具登记器是做成可依需要进行动作，靠第2次以后的动作对过去的登记数据进行追加或更新、学习的构造，据此，由于登记数据可追加或更新，因而即使使用新器具，也可进行器具判别。

还有，流量信息储存器是做成包含有对流量值在时间轴方向进行信息压缩、储存的信息压缩器的构造，据此，可在稳定时的流量变动少时，把流量变化上未表现出器具特征时等的信息舍去而进行压缩保存，从而减少数据量，且可减轻微电脑等的处理负荷，因而特别适合以电池驱动的情形。

还有，其是做成还包含有依据器具判别器的结果来算出每个器具的流量的按器具的流量算出器的构造，据此，由于使用器具判别所得的结果算出按器具的流量，故在气体器具的情形下，可建构按器具的费用体系，且在为工厂的情形下，可对每个器具进行流量管理。

还有，流量测量器是做成使用作为瞬时流量测量器的超声波流量计的构造，据此，可在流量变化瞬间进行器具判别动作及学习动作，并且可通过捕捉细微流量变化，提高器具判别精度。

工业实用性

本发明的流量测量装置，可判别流路上连接何种器具，即使在使用多个器具的情形下，也可得知所使用的器具台数，或者只要根据流量信息特别指定器具，就可得知是使用怎样的器具。还有，本发明可逐次运算从测量器输出的瞬时流量的差分值的变化，且以该变化量为基础来判定气体器具的使用状态的变化，可对应测量器的测定速度，在短时间内判定使用器具，同时在测量的算法上也比流量的模式匹配简便，因而判别所需的器具的成本也低。还有，由于气体器具使用中，其它器具动作时的判别也着眼于流量值的差分值，因而较为容易，且器具判别的可靠性提高，器具判别可采用简便的算法而具有高判定能力，可提供与使用设备对应的气体费用的设定等新的服务，或者，可进一步适当地变更使用器具所对应的安全设定值。

Claims (12)

1.一种流量测量装置，包含有：

以一定时间间隔测量流量的流量测量器；

求出自上述流量测量器输出的流量值的差分值的运算器；

器具信息储存器；及

比较由上述运算器算出的差分值与登记于上述器具信息储存器内的启动判定值的大小，对连接于上述流量测量器下游侧的器具的使用进行判定的器具判别器；

上述运算器可对取从上述流量测量器输出的流量值的差分的时间任意地进行变更。

2.根据权利要求1所述的流量测量装置，其中，上述器具判别器比较由上述运算器算出的差分值与登记于上述器具信息储存器的多个器具判别值的大小，从多个器具中判别所使用的器具。

3.根据权利要求1所述的流量测量装置，其中，上述器具判别器当从上述流量测量器输出的流量的差分值超过登记于上述器具信息储存器的启动判定值时，将上述运算器所计算的差分时间增加至与登记于上述器具信息储存器的器具判别值一致，并根据一致了的差分时间来判别所使用的器具。

4.根据权利要求1所述的流量测量装置，其中，还包含有依据器具判别器的结果来算出每个器具的流量的按器具的流量算出器。

5.根据权利要求1所述的流量测量装置，其中，上述流量测量器使用作为瞬时流量测量器的超声波流量计。

6.一种流量测量装置，包含有：

以一定时间间隔测量流量的流量测量器；

求出自上述流量测量器输出的流量值的差分值的运算器；

器具信息储存器；

比较由上述运算器算出的差分值与登记于上述器具信息储存器内的启动判定值的大小，对连接于上述流量计测量器下游侧的器具的使用进行判定的器具判别器；

储存上述流量测量器的流量值与测量时间的测量流量信息的流量信息储存器；及

把在一定时间内所测出的测量流量信息作为器具判定值而登记于上述器具信息储存器的器具登记器；

比较上述器具登记器所登记的器具判定值与以上述流量测量器测出的测量流量信息，判别连接于上述流量测量器下游侧的使用器具；

上述器具判别器判断为1个器具动作时，把上述测量流量信息作为预定的器具信息而登记于上述器具登记器。

7.根据权利要求6所述的流量测量装置，其中，上述器具登记器可依需要进行动作，靠第2次以后的动作对过去的登记数据进行追加或更新、学习。

8.根据权利要求6所述的流量测量装置，其中，还包含有依据器具判别器的结果来算出每个器具的流量的按器具的流量算出器。

9.根据权利要求6所述的流量测量装置，其中，上述流量测量器使用作为瞬时流量测量器的超声波流量计。

10.一种流量测量装置，包含有：

以一定时间间隔测量流量的流量测量器；

求出自上述流量测量器输出的流量值的差分值的运算器；

器具信息储存器；

比较由上述运算器算出的差分值与登记于上述器具信息储存器内的启动判定值的大小，对连接于上述流量计测量器下游侧的器具的使用进行判定的器具判别器；

储存上述流量测量器的流量值与测量时间的测量流量信息的流量信息储存器；及

把在一定时间内所测出的测量流量信息作为器具判定值而登记于上述器具信息储存器的器具登记器；

比较上述器具登记器所登记的器具判定值与以上述流量测量器测出的测量流量信息，判别连接于上述流量测量器下游侧的使用器具；

上述流量信息储存器包含有对流量值在时间轴方向进行信息压缩、储存的信息压缩器。

11.根据权利要求10所述的流量测量装置，其中，还包含有依据器具判别器的结果来算出每个器具的流量的按器具的流量算出器。

12.根据权利要求10所述的流量测量装置，其中，上述流量测量器使用作为瞬时流量测量器的超声波流量计。

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