CN101344409B - 气体设备判别装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气体设备判别装置及其方法。由流量数据噪声去除单元(21)去除由流量测量单元(11)测量出的瞬时流量数据的噪声，由流量数据对象切出单元(22)切出流量的变化部分和平坦部分的数据。由气流特征抽出单元(31)抽出流量的变化部分的特征和流量的平坦部分的特征。设备判定单元(41)的规则一致检索·点加法单元(43)检索出特征数据与流量的变化部分、平坦部分的特征一致的规则，针对每个气体设备种类或气体泄漏相加点。使用设备决定单元(44)在所相加的点成为预先设定的阈值以上的情况下，决定成该种类的气体设备为正在使用中，并作为判定结果输出设备种类信息。

Description

气体设备判别装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种设置在向各家庭的气体供给线路中、且具有气体流量计的气体计量计等中利用的气体设备判别装置以及判别方法，特别涉及可以通过确定正在使用的气体设备的种类或气体泄漏的有无来提供与气体设备对应的更高的保护功能和服务的技术。

背景技术

在向各家庭的气体供给线路的输入口上安装有内置了气体流量计的气体计量计。气体计量计对通过气体供给线路的气体流量进行测量，所测量到的气体流量利用于定期的请求气体费用的计算。上述的气体计量计除了气体流量的测量那样的基本功能以外，还具有在发生异常状态时切断气体供给那样的保护功能。该保护功能是响应于检测到地震、检测到气体泄漏或忘关设备等异常的使用状态，而利用设在气体计量计的气体流路内的切断阀来切断气体的功能。

图14是示出作为上述保护功能之一的安全继续使用时间超时时的切断功能中利用的安全继续使用时间设定值的图。该功能是如下的功能：在检测到气体流量的发生后继续使用该气体流量的情况下，当继续时间变得过长时，视为发生了气体泄漏等某种异常的使用状态，而切断气体。

如图14所示，气体流量大的大型的热水器充其量只持续利用30分钟左右，另一方面气体流量小的加热器被长时间继续使用，在这样的前提下，将气体流量大时的安全继续使用时间设定得较短，而将气体流量小时的安全继续使用时间设定得较长。

另外，气体计量计在发生气体流量或在增加侧变化的时间点，判断为开始使用某种气体设备，对该流量所继续的时间进行测量，在该流量继续而超过了图14所示的安全继续使用时间的情况下，根据保护上的理由而进行气体切断。因此，不确定正在使用的气体设备，而根据使用气体流量，进行安全继续使用时间超时切断。

但是，如图14所示，在少的气体流量范围(流量的大小的范围)中，存在比较长时间使用的加热器和仅使用比较短时间的小炉子和小型热水器等使用时间较大地不同的多种气体设备。在以往的气体计量计中，无法确定正在使用的气体设备的种类，所以与长时间使用的加热器相一致地将其流量范围的安全继续使用时间设定得相当长。这样的被设定成长时间的安全继续使用时间对于存在于相同流量范围中的小炉子和小型热水器来说过长，未必是最佳的安全继续使用时间。即，该手法没有确定正在使用的气体设备的种类，所以难以提供适合于气体设备的种类的保护功能。

从克服这样的问题点的观点出发，以往以来例如如专利文献1～3那样提出了与气体设备判别装置相关的技术。在这些以往技术中，为了根据使用了气体设备时的气体流量的变化来判定正在使用的气体设备的种类，使用针对每个燃烧控制步骤分割了复杂的一连串的气体流量的变化的部分流量模型那样的概念，利用如下那样的手法来判别气体设备的种类。

即，首先，对于存在使用可能性的多种气体设备，针对每个控制步骤分类部分流量模型而登记到流量模型表中。进而，将与多种气体设备对应的部分流量模型的组合登记到设备表中。然后，从流量模型表抽出与气体流量计检测出的气体流量模型匹配的部分流量模型，进而从设备表抽出与所抽出的部分流量模型的组合匹配的气体设备。

在该以往技术中，将与气体设备的燃烧控制相伴的复杂的一连串的气体流量模型简化成针对每个控制步骤分割的部分流量模型，易于进行与所检测到的气体流量模型的匹配，可以判定气体设备的种类。

特别，在专利文献1～3记载的发明中，作为燃烧控制步骤，根据“点火时”、“之后的初始过渡期”、“流量稳定的稳定期”这样的至少3个流量模型来判定气体设备。另外，除了该流量模型以外，还可以针对每个控制步骤对流量范围(流量的大小的范围)进行监视，而考虑所检测出的气体流量模型的流量是否相应于预先登记在设备表中的流量范围内，来判别设备。

专利文献1：日本特开2003-149019号公报

专利文献2：日本特开2003-149027号公报

专利文献3：日本特开2003-149075号公报

专利文献4：日本特开2005-331373号公报

确实，上述那样的专利文献1～3记载的以往技术适合于具有明显的流量模型的特征的某种设备的判别，但由于都仅根据气体的部分流量模型(或部分流量模型和流量范围)来判别气体设备，所以在如当前那样使用多种气体设备的状况下，不能说是适当的判别技术。

特别，在如以往以来在一般家庭中广泛使用的气体小炉子和烧水器、热水器那样的、流量的变动大的设备的情况下，可以简单地仅通过监视流量模型或范围来判别设备，但在如最近的住宅中使用的地暖那样的、在长时间范围内流量的变动少的设备的情况下，难以简单地仅通过监视流量来判定设备或判别泄漏。

另外，即使是气体设备，如小炉子那样仅进行基于手动的调整而无自动地进行流量和压力的调整的调节器(压力调整器)的设备、和暖风机等带调节器的设备中，使用时的流量的模型也较大地不同，难以简单地仅通过监视流量范围和变化来判别设备。以往，还提出了根据压力降低时的流量变化的模型和与过去测量到的流量值的比较，来判定是带调节器的设备还是无调节器的设备或气体泄漏的手法等(例如参照专利文献4)，但即使在使用了这样的手法的情况下，在气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用中，无流量范围和模型的变化的状态继续，所以难以区别两者。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的以往技术的问题点而提出的，其第1目的在于提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行正在使用的气体设备的种类以及气体泄漏的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

本发明的第2目的在于提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行有无正在使用的调节器的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

为了达到上述的第1目的，第1方面记载的气体设备判别装置的特征在于，具备：流量测量单元，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量进行测量；噪声去除单元，去除由上述流量测量单元测量出的瞬时流量数据的噪声；对象切出单元，从由上述噪声去除单元进行噪声去除后的瞬时流量数据切出流量的变化部分和平坦部分的数据；特征抽出单元，将由上述对象切出单元切出的流量的变化部分和平坦部分的数据的特征作为气流的特征而抽出；规则存储单元，存储针对每个气体设备种类或气体泄漏分别包括流量的变化部分和平坦部分的特征数据的各规则；以及设备判定单元，对存储在上述规则存储单元的规则中包含的特征数据和由上述特征抽出单元抽出的气流的特征进行比较，来判定正在使用的气体设备种类或气体泄漏的有无，并输出判定结果，其中，上述特征抽出单元构成为作为上述流量的变化部分的特征，抽出包括瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的特征。

为了达成上述的第2目的，第13方面记载的气体设备判别装置的特征在于，具备：流量测量单元以及压力测量单元，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量以及压力进行测量；噪声去除单元，去除由上述流量测量单元以及上述压力测量单元测量出的瞬时流量数据以及压力数据的噪声；对象切出单元，从由上述噪声去除单元进行噪声去除后的瞬时流量数据以及压力数据分别切出各采样定时下的一定时间范围的数据；特征抽出单元，作为由上述对象切出单元切出的一定时间范围的数据的特征，抽出包括关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的离差的特征；以及调节器有无判定单元，根据由上述特征抽出单元抽出的一定时间范围的数据的特征，来判定有无正在使用的调节器，并输出判定结果。

另外，第18、第19方面记载的气体设备判别方法是从方法的观点分别掌握了第1、第13方面记载的气体设备判别装置的功能的方法。

根据第1、第18方面记载的气体设备判别装置及其方法，通过根据气体的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合，来进行气体设备的种类以及气体泄漏的判别，从而即使是无法简单地仅通过流量模型及其范围来进行判别的设备，也可以进行该判别。其结果，不会出现由于无法判别气体设备而胡乱地判定为气体泄漏的那样的不合理情况，保护性也提高。

特别，通过在设备判别中利用瞬时流量的时间微分值，与仅利用流量模型的匹配来判定设备的情况相比，可以实现比较对象模型的简化，可以自由地采用特征抽出的手法。其结果，可以仅通过抽出包括瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的特征，并与单纯的比较对象模型进行比较，来进行有效且高精度的设备判别。另外，由于可以根据瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合来判定气体设备的起动时间点以及结束时间点，所以还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

因此，根据第1、第18方面记载的气体设备判别装置及其方法，可以提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行正在使用的气体设备的种类以及气体泄漏的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

另外，作为与瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合相关的特征抽出的手法，例如考虑采用如下(1)、(2)所示那样的利用了区域分割的手法。

(1)通过将所测量出的瞬时流量和瞬时流量时间微分值平面状地表示并进行区域分割，来抽出其特征(第5方面)。

(2)通过将所测量出的瞬时流量和瞬时流量时间微分值平面状地表示并进行区域分割，求出在该分割出的区域内按照时间序列移动的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的迁移，来进行特征抽出(第6方面，第7方面)。

根据第5方面至第7方面记载的气体设备判别装置，通过采用使用了这样的区域分割的手法，与将流量模型本身图形化来进行模型匹配的手法相比，可以仅通过进行是否包括与比较对象模型相同的区域那样的简单的比较·检索、运算，来进行有效且高精度的设备判别。

根据第13方面、第19方面记载的气体设备判别装置及其方法，通过在调节器有无的判别中利用流量和压力的平方根的比或其代用值，可以掌握气体设备的气体喷出喷嘴开口量的状态。即，如果求出了流量和压力的平方根的比，则由于该值相当于气体设备的气体喷出喷嘴部分的开口量，所以在使气体喷出喷嘴开口量变化以使流量相对于压力变动成为恒定的情况下，判定为有调节器、气体喷出喷嘴开口量恒定且流量正在变化的情况下，判定为无调节器。

在无调节器的情况下，是小炉子等无调节器的气体设备或气体泄漏，在有调节器的情况下，是暖风机等带调节器的气体设备，所以可以准确地判别保护功能中特别要求切断的气体泄漏或小炉子、和要求防止不合理的切断的暖风机等设备。由此，可以防止暖风机等带调节器的气体设备中的长时间利用时的误切断。另外，由于可以根据流量和压力的平方根的比或其代用值来判定气体设备的起动时间点以及结束时间点，所以还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

另外，在气体的压力变化比较小的情况下，也可以仅通过作为压力的平方根的代用值使用无平方根的压力来求出流量和压力的比，来进行误差少的调节器有无判定。这样，在求出流量和压力的比来进行调节器有无判定的情况下，与求出流量和压力的平方根的比的情况相比，可以降低计算量，所以可以提高效率。另一方面，在气体的压力变化比较大的情况下，如果求出流量和压力的平方根的比，则可以提高精度。

因此，根据第13、第19方面记载的气体设备判别装置及其方法，可以提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行有无正在使用的调节器的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

附图说明

图1是示出应用了本发明的第1实施方式的气体设备判别装置的结构的功能框图。

图2是示出基于第1实施方式的气体设备判别装置的气体设备判别步骤的一个例子的流程图。

图3是示出第1实施方式中的噪声去除处理的手法的一个例子的图。

图4是示出第1实施方式中的对象切出处理的手法的一个例子的图。

图5是示出在第1实施方式中的气流特征抽出处理中抽出流量的变化部分的“长度”、“初始流量”的手法的一个例子的图。

图6是示出在第1实施方式中的气流特征抽出处理中抽出流量的变化部分的“所迁移的区域的排列”的手法的一个例子的图。

图7是示出在第1实施方式中的气流特征抽出处理中使用的区分表的一个例子的图。

图8示出在第1实施方式中的规则一致检索·点加法处理中使用的流量的变化部分和平坦部分的规则的一个例子的图。

图9是示出第1实施方式中的基于规则一致检索·点加法处理的累计点的合计结果的一个例子的图。

图10是示出应用了本发明的第2实施方式的气体设备判别装置的结构的功能框图。

图11是示出基于第2实施方式的气体设备判别装置的气体设备判别步骤的一个例子的流程图。

图12是示出第2实施方式中的对象切出处理的手法的一个例子的图。

图13是示出第2实施方式中的调节器有无判定处理的手法的一个例子的图。

图14是示出以往的安全继续使用时间超时时的判定中使用的限制时间设定值的图。

(标号说明)

10、10a测量单元

11流量测量单元

12压力测量单元

20、20a预处理单元

21流量数据噪声去除单元

22流量数据对象切出单元

23流量·压力数据噪声去除单元

24流量·压力数据对象切出单元

30、30a特征抽出单元

31气流特征抽出单元

32区分表存储单元

33压力关联特征抽出单元

40、40a判定单元

41设备判定单元

42规则存储单元

43规则一致检索·点加法单元

44使用设备决定单元

45规则生成单元

46调节器有无判定单元

50判定结果输出单元

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的多个实施方式进行具体说明。

(第1实施方式)

(结构)

图1是示出应用了本发明的第1实施方式的气体设备判别装置的结构的功能框图。如该图1所示，本实施方式的气体设备判别装置由测量单元10、预处理单元20、特征抽出单元30、设备判定单元40、判定结果输出单元50构成。各单元10～50的详细内容如下所述。

测量单元10具备对在气体供给流路(气体配管)内流动的气体的瞬时流量q[t]进行测量的流量测量单元11。作为该流量测量单元11，可以使用各种测量单元，但在本实施方式中，设为使用超声波流量计。

该超声波流量计作为一个例子具有气流入口、气体流路、气流出口、切断阀、显示部、以及控制部。在气体流路内部，在气体流路的上游部和下游部分别设有超声波振子。在上游部的超声波振子和下游部的超声波振子之间，重复进行沿着流体的流动的顺向以及逆向相互发送接收超声波的动作，求出各方向上的超声波的传播累计时间。然后，根据所取得的传播时间的差来计算出瞬时流量。

预处理单元20具备：流量数据噪声去除单元21，去除由流量测量单元11测量到的瞬时流量数据的噪声；以及流量数据对象切出单元22，从噪声去除后的瞬时流量数据，切出流量的变化部分和平坦部分的数据。

特征抽出单元30具备：气流特征抽出单元31，将由流量数据对象切出单元22切出的流量的变化部分和平坦部分的数据的特征作为气流的特征而抽出；以及区分表存储单元32，预先存储有将表示各特征项目的指标值的假定范围区分成多个并使表示各区分的区分编号相对应而成的区分表。

气流特征抽出单元31针对由流量数据对象切出单元22切出的数据中的流量的变化部分，抽出其“长度”、“初始流量”、“所迁移的区域的排列”，针对流量的平坦部分，抽出其“长度”、“平均值”、“倾斜度”，针对“所迁移的区域的排列”以外的各特征项目的值，转换成存储在区分表存储单元32中的区分表的区分编号。

此处，对“所迁移的区域的排列”进行简单说明。在本实施方式中，通过利用气流特征抽出单元31平面状地表示瞬时流量和瞬时流量时间微分值并进行区域分割，从而瞬时流量和瞬时流量时间微分值在该分割出的区域内按照时间序列移动。“所迁移的区域的排列”在该情况下，意味着瞬时流量和瞬时流量时间微分值所迁移的区域的排列。

判定单元40具备判定正在使用的气体设备种类或气体泄漏的有无的设备判定单元41。

设备判定单元41由规则存储单元42、规则一致检索·点加法单元43、使用设备决定单元44、规则生成单元45构成。

规则存储单元42预先存储有针对每个气体设备种类或气体泄漏，将表示这些气体设备种类的设备编号或设备名等信息、和流量的变化部分和平坦部分的特征数据分别相对应而成的各规则。

规则一致检索·点加法单元43从存储在规则存储单元42中的规则中，检索出特征数据与由气流特征抽出单元31抽出的流量的变化部分、平坦部分的特征一致的规则，针对每个气体设备种类或气体泄漏相加表示是利用该规则表示的气体设备种类或气体泄漏的准确度的点。在进行该点相加时，规则一致检索·点加法单元43在规则的整体一致的情况和一部分一致的情况下相加不同的点。

使用设备决定单元44在由规则一致检索·点加法单元43针对每个气体设备种类或气体泄漏相加的点成为预先设定的阈值以上的情况下，决定成正在使用该种类的气体设备，将表示该气体设备种类的设备编号或设备名等设备种类信息作为判定结果输出。另外，在针对气体泄漏相加的点成为阈值以上的情况下，决定为气体泄漏，将表示气体泄漏的消息等气体泄漏警告信息作为判定结果输出。

规则生成单元45根据由气流特征抽出单元31抽出的气流的特征和另外取得的与气体设备种类或气体泄漏的有无相关的信息，生成包括每个该气体设备种类或气体泄漏的流量的变化部分和平坦部分的特征数据的新的规则，并存储到规则存储单元42。

另外，构成本实施方式的气体设备判别装置的以上那样的各单元中的预处理单元20、特征抽出单元30、判定单元40一般可以利用各种电子电路或计算机和为了实现这些单元的功能而特化的程序的组合来实现。另外，特征抽出单元30的区分表存储单元32、设备判定单元41的规则存储单元42可以利用计算机通常具备的存储器或各种存储装置来实现。

判定结果输出单元50是以可以对人类系统提示·通报的形式输出由使用设备决定单元44取得的判定结果的单元。该判定结果输出单元50可以利用设在气体计量计上的LCD等显示装置、设在外部的通报装置、其他显示器、打印机或气体泄漏警报装置等各种输出单元来实现。

(气体设备判别步骤的概要)

图2是示出基于第1实施方式的气体设备判别装置的气体设备判别步骤的一个例子的流程图。在本实施方式的气体设备判别装置中，在流量测量单元11中，以一定的采样周期(例如每2秒)常时对在气体供给流路(气体配管)内流动的气体的瞬时流量进行测量，所测量出的瞬时流量数据q[t]送到流量数据噪声去除单元21。

在流量数据噪声去除单元21中，针对每个预先设定的瞬时流量数据q[t]的处理定时(S101的“是”)，去除所收集到的瞬时流量数据q[t]的噪声(S102：噪声去除处理)。在流量数据对象切出单元22中，从去除了噪声的瞬时流量数据q[t]切出流量的变化部分和平坦部分的数据(S103：对象切出处理)。

在气流特征抽出单元31中，从流量的变化部分和平坦部分的数据，作为流量的变化部分的特征，抽出其“长度”、“初始流量”、“所迁移的区域的排列”，作为流量的平坦部分的特征，抽出其“长度”、“平均值”、“倾斜度”(S104：气流特征抽出处理)。在该气流特征抽出处理中，“所迁移的区域的排列”以外的各特征项目的值、即变化部分的“长度”、“初始流量”、和平坦部分的“长度”、“平均值”、“倾斜度”被分别转换成存储在区分表存储单元32中的区分表的区分编号。

另外，本实施方式的气体设备判别装置以由设备判定单元41进行气体设备种类或气体泄漏的判定的判定模式、由规则生成单元45生成新的规则或进行既存的规则的修改的规则生成模式这2个模式来动作。这些2个模式间的模式切换的手法没有任何限定，但例如可以考虑通常设为判定模式，在被提供模式切换指令信号的情况、向规则生成单元45提供了表示设备种类或发生气体泄漏的信息的情况下，切换到规则生成模式等手法。

在判定模式(S105的“是”)下，由气流特征抽出单元31抽出的流量的变化部分和平坦部分的特征被送到规则一致检索·点加法单元43。在规则一致检索·点加法单元43中，从存储在规则存储单元42中的规则中，检索出特征数据与所接收到的流量的变化部分、平坦部分的特征一致的规则，针对每个气体设备种类或气体泄漏，相加表示是利用该规则表示的气体设备种类或气体泄漏的准确度的点(S106：规则一致检索·点加法处理)。另外，在该规则一致检索·点加法处理中，在规则的整体一致的情况和一部分一致的情况下相加不同的点。

在使用设备决定单元44中，在由规则一致检索·点加法单元43针对每个气体设备种类相加的点成为预先设定的阈值以上的情况下，决定成正在使用该种类的气体设备，作为判定结果输出表示该气体设备种类的设备编号或设备名等设备种类信息(S107：使用设备决定处理)。另外，在该使用设备决定处理中，在针对气体泄漏相加的点成为阈值以上的情况下，决定成气体泄漏，作为判定结果输出表示气体泄漏的消息等气体泄漏警告信息。

由此，如果由使用设备决定单元44取得并输出了气体设备种类或气体泄漏的有无的判定结果，则该判定结果通过后级的判定结果输出单元50，以图像显示等可以对人类系统提示·通报判定结果的形式输出(S108：判定结果输出处理)。

另一方面，在规则生成模式(S105的“否”)下，由气流特征抽出单元31抽出的流量的变化部分和平坦部分的特征被送到规则生成单元45。在规则生成单元43中，根据从气流特征抽出单元31接收到的流量的变化部分、平坦部分的特征、和另外取得的表示气体设备种类或气体泄漏的信息，来生成包括每个气体设备种类或气体泄漏的流量的变化部分和平坦部分的特征数据的新的规则，并存储到规则存储单元42(S109：规则生成处理)。

(气体设备判别步骤的详细内容)

以下，依次对图2所示的气体设备判别步骤中的从噪声去除处理(S102)到判定结果输出处理(S108)的各处理、以及规则生成处理(S109)进行详细说明。

(噪声去除处理)

作为基于流量数据噪声去除单元21的噪声去除处理(图2的S102)的手法，考虑例如在设为q：原流量数据、Q：噪声去除后的流量数据的情况下，用如下的条件式(1)或(2)来表现的手法。

if    |q[t+1]-q[t-1]|＜阈值

then  Q[t]＝(q[t+1]+q[t]+q[t-1])/3

else  Q[t]＝q[t]                      (式1)

或者

if    |q[t+1]-q[t-1]|＜q[t]*一定比率

then  Q[t]＝(q[t+1]+q[t]+q[t-1])/3

else  Q[t]＝q[t]                      (式2)

在该手法中，在由流量测量单元11测量出的瞬时流量数据中相对于某时间点t的采样流量q[t]其前后的采样流量q[t-1]、q[t+1]的差为一定值(阈值)以内或该时间点的流量q[t]的一定比例以内的情况下，将前后合起来的3个点q[t-1]、q[t]、q[t+1]的平均流量设为该时间点t的流量。另外，在本说明书中，“一定值”、“阈值”、“一定比率”意味着作为范围限定或比较判定用而预先设定的各种边界值或基准值。

图3是用于说明这样的条件式(1)或(2)的手法的原理的图，表示在时间-流量平面上描绘出的瞬时流量数据中的、某时间点t的流量q[t]与其前后的流量q[t-1]、q[t+1]相比突出的情况的一个例子。在该图3中，原流量q[t]如用虚线所示那样被修改成噪声去除后的流量Q[t]，从而该部分的噪声被去除。

这样，通过去除瞬时流量数据的噪声，可以加工成在后级的对象切出处理和气流特征抽出处理中易于处理的数据。特别，根据该手法，具有可以使用时间条件和流量变化范围条件来提高瞬时流量数据的噪声去除的精度的优点。

另外，作为基于流量数据噪声去除单元21的噪声去除处理(图2的S102)的手法的其他例子，考虑针对某时间点的瞬时流量数据，利用以该时间点为起点的一定长度的采样流量的移动平均来求出该时间点的流量的手法。该手法例如在设为一定长度＝4的情况下用下式(3)来表现。

移动平均值M0＝(Q0+Q1+Q2+Q3)/4

移动平均值M1＝(Q1+Q2+Q3+Q4)/4(式3)

根据该手法，通过与上述的条件式(1)或(2)的手法同样地去除瞬时流量数据的噪声，可以加工成在后级的对象切出处理和气流特征抽出处理中易于处理的数据。特别，该手法是仅求出移动平均的极其简单的运算，所以具有可以提高瞬时流量数据的噪声去除的效率的优点。

(对象切出处理)

如上所述，在基于流量数据对象切出单元22的对象切出处理(图2的S103)中，从基于前级的噪声去除处理的噪声去除后的瞬时流量数据q[t]切出了流量的变化部分和平坦部分的数据。作为基于流量数据对象切出处理22的对象切出处理(图2的S103)的手法的一个例子，例如考虑用以下的条件式(4)表现的手法。

if

|q[t+3]+q[t+2]+q[t+1]-q[t-3]-q[t-2]-q[t-1]|

＞阈值或q[t]^＊一定比率

then

变化部分＝时间点t和其前后各3个时间点的数据       (式4)

另外，在满足该条件式(4)的部分连续的情况下，将这些集中而设为变化部分。然后，利用该条件式(4)决定所有的变化部分，将剩余的部分设为平坦部分。

图4是说明这样的条件式(4)的手法的图，示出在时间-流量平面上描绘出的瞬时流量数据中的、除了某时间点t和其前后各3个时间点的数据以外满足条件式(4)的部分在此以后也连续的情况下决定出的变化部分的一个例子。

根据该手法，在满足条件式(4)的部分连续的情况下，通过将这些集中而设为变化部分，无需过度地细分化变化部分和平坦部分，而可以准确且有效地切出，可以加工成在后级的特征抽出处理中易于处理的数据。

[气流特征抽出处理]

如上所述，在基于气流特征抽出单元31的气流特征抽出处理(图2的S104)中，首先，从利用前级的对象切出处理切出的流量的变化部分和平坦部分的数据，作为流量的变化部分的特征，抽出其“长度”、“初始流量”、“所迁移的区域的排列”，作为流量的平坦部分的特征，抽出其“长度”、“平均值”、“倾斜度”。图5是示出抽出流量的变化部分的“长度”、“初始流量”的一个例子的图。

另外，图6作为抽出流量的变化部分的“所迁移的区域的排列”的手法的一个例子，示出如下的手法：在Q-ΔQ平面上描绘出瞬时流量Q和瞬时流量时间微分值ΔQ(ΔQ[t]＝Q[t]-Q[t-1])并进行区域分割，并附加了分别确定所分割出的各区域的固有的区域编号的情况下，通过求出该Q、ΔQ的迁移，来抽出表示“所迁移的区域的排列”的区域编号。

如图6所示，在进行区域分割时，特别通过利用瞬时流量Q的值微细地分割瞬时流量时间微分值ΔQ接近于零的部分的区域，可以详细地掌握初始流量或稳定燃烧时的流量。即，变化部分的初始流量和平坦部分的平均流量由于具有与气体设备种类对应的特征，所以利用Q的值仅微细分割ΔQ接近于零的部分，从而可以高精度地抽出这些的特征。

另外，在暖风机等比例控制设备的情况下，由于从最大燃烧到稳定燃烧之前阶梯状地控制燃烧量，所以对于这样的比例控制设备，也如图6所示利用Q的值仅微细地分割ΔQ接近于零的部分，从而可以高精度地抽出其燃烧量的迁移的特征。

在图6的例子中，对瞬时流量时间微分值ΔQ接近于零的部分的多个区域附加[46]～[54]这样的2位的连续的区域编号，对瞬时流量时间微分值ΔQ夹着这些区域成为负侧以及正侧的区域附加[149]～[147]、[151]～[153]这样的3位的连续的区域编号。在该图6的例子中，作为与用粗线表示的“流量的变化部分的Q、ΔQ的迁移”相关的“所迁移的区域的排列”，在抽出区域编号列的情况下，成为[50、151、152、151、54]。

另外，作为使用了同样的Q-ΔQ平面的其他的手法，还可以采用如下的手法：通过求出直到瞬时流量时间微分值ΔQ收敛于一定值以下为止、或者直到瞬时流量时间微分值ΔQ的正负的符号变化为止的范围中的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的迁移，抽出表示“所迁移的区域的排列”的通过点的采样数和端点的区域编号。

在图6的例子中，在作为与用粗线表示的“流量的变化部分的Q、ΔQ的组合的迁移”相关的“所迁移的区域的排列”，抽出直到时间微分值ΔQ收敛于一定值以下(包括零的区域内)为止的通过点的采样数、以及始点和终点的区域编号的情况下，成为包括零的区域的端点的区域编号为“50”和“54”，通过点的采样数为“3”。因此，在作为此时的“所迁移的区域的排列”，抽出“由始点的区域编号、采样数、终点的区域编号构成的编号列”的情况下，成为“50、3、54”。

在基于气流特征抽出单元31的气流特征抽出处理(图2的S104)中，接下来，流量的变化部分的“长度”、“初始流量”、和流量的平坦部分的“长度”、“平均值”、“倾斜度”分别被转换成存储在区分表存储单元32中的区分表的区分编号。此处，区分表是针对流量的变化部分和平坦部分将表示数量上的大小的以上那样的各指标值的假定范围区分成多个，并使表示各区分的区分编号相对应而成的表。

在图7中，作为这样的区分表的一个例子，示出流量区分表的一个例子，该表是针对每10L/h区分流量，并使表示各流量区分的流量区分编号相对应而成的。另外，对于长度和倾斜度，也同样地使用使表示各长度区分的长度区分编号相对应的长度区分表、以及使表示各倾斜度区分的倾斜度区分编号相对应的倾斜度区分表。通过使用这样的区分表，在气流特征抽出处理中，根据这些区分表，流量的变化部分的“长度”、“初始流量”被分别转换成“长度区分编号”、“初始流量区分编号”，流量的平坦部分的“长度”、“平均值”、“倾斜度”被分别转换成“长度区分编号”、“平均值区分编号”、“倾斜度区分编号”。

基于上述的气流特征抽出单元31的气流特征抽出处理(图2的S104)的结果，作为气流的特征而最终取得的数据成为流量的变化部分的“长度区分编号”、“初始流量区分编号”、“(表示)所迁移的区域的排列(的编号列)”、以及流量的平坦部分的“长度区分编号”、“平均值区分编号”、“倾斜度区分编号”。

根据以上那样的气流特征抽出处理，通过使用区域分割，抽出流量的变化部分的“长度”、“初始流量”、“所迁移的区域的排列”，并抽出流量的平坦部分的“长度”、“平均值”、“倾斜度”，可以准确且有效地抽出流量的变化部分和平坦部分的特征。然后，通过将这些特征最终作为区分编号或区域编号这样的“利用编号的组合来表示的特征”而抽出，可以将表示特征的数据简化为编号列数据，所以可以使表示特征的整体的数据变成少量。

特别，在采用了作为“所迁移的区域的排列”，抽出“由始点的区域编号、采样数、终点的区域编号构成的编号列”的手法的情况下，与抽出区域编号列的手法相比，可以使编号列数据更简化，所以可以进一步削减表示特征的整体的数据量。

(规则一致检索·点加法处理以及使用设备决定处理)

如上所述，在判定模式的情况下(图2的S105的“是”)，通过气流特征抽出处理(图2的S104)抽出的流量的变化部分和平坦部分的特征被送到规则一致检索·点加法单元43，进行基于规则一致检索·点加法单元43的规则一致检索·点加法处理(图2的S106)。

在基于规则一致检索·点加法单元43的规则一致检索·点加法处理中，从存储在规则存储单元42中的规则中，检索出特征数据与所接收到的流量的变化部分、平坦部分的特征一致的规则，针对每个气体设备种类或气体泄漏相加表示是利用该规则表示的气体设备种类或气体泄漏的准确度的点。此时的相加点是和与规则的一致度相对应地根据预先设定的条件来决定，但在本实施方式中，如上所述，在规则的整体一致的情况和一部分一致的情况下相加不同的点。

另外，存储在规则存储单元42中的规则是针对每个气体设备种类或气体泄漏包括变化部分的特征数据的规则和包括平坦部分的特征数据的规则，但在本实施方式中，根据通过上述的气流特征抽出处理取得的“利用编号的组合来表示的特征”，例如预先准备图8的(A)(B)所示那样的、包括利用编号的组合来表示的特征数据的变化部分和平坦部分的规则。

在该图8所示的规则的例子中，整体一致的情况和部分一致的情况的各相加点也包含在规则的一部分中，但作为变形例，也可以将相加点准备成与规则独立的相加点表。

基于以上那样的规则一致检索·点加法单元43的规则一致检索·点加法处理(图2的S106)的结果，针对每个气体设备种类或气体泄漏，合计出最终的累计点。图9示出这样的累计点的合计结果的一个例子。

如该图9所示，作为规则一致检索·点加法处理的结果而取得的累计点在基于使用设备决定单元44的使用设备决定处理(图2的S107)中，与预先设定的阈值进行比较，决定成累计点为阈值以上的气体设备是正在使用中，作为判定结果输出表示该气体设备种类的设备编号或设备名等设备种类信息。例如，在阈值为“90”的情况下，在表4的例子中，设备编号“设备4”的累计点为“90”，所以决定成“设备4”为正在使用中，作为判定结果输出该设备编号“设备4”。

另外，在针对气体泄漏的累计点成为阈值以上的情况下，决定成气体泄漏，作为判定结果输出表示气体泄漏的消息等气体泄漏警告信息。

根据以上那样的规则一致检索·点加法处理以及使用设备决定处理，可以进行“利用编号的组合来表示的特征”是否包括与使用了同样的编号的规则相同的编号这样的极其简单的比较·检索，可以仅通过进行与该结果对应的单纯的点相加来进行有效且高精度的设备判别。

另外，在规则一致检索·点加法处理以及使用设备决定处理的另一方面，考虑在以下的某一个定时进行使每个设备的相加点成为零或做减法的处理。

·在决定成某设备为正在使用中的情况下，使该设备的点成为零。

·对于所有的设备的点，每隔一定时间设为零。

·对于用某特定的规则来相加的点，在一定时间之后做减法。

·在流量成为零的情况下，使所有的设备的点成为零。

通过在这些定时使每个设备的相加点成为零或做减法，可以进行与设备的实际的使用状况对应的更灵活且精度更高的设备判别。

(判定结果输出处理)

如上所述，在基于判定结果输出单元50的判定结果输出处理(图2的S108)中，以画面显示等可以对人类系统提示·通报判定结果的形式输出利用基于使用设备决定单元44的使用设备决定处理(图2的S107)取得的气体设备种类信息或气体泄漏警告信息等判定结果。根据该判定结果输出处理，相关人员可以及时且容易地掌握正在使用的气体设备种类或气体泄漏警告消息等，特别在发生气体泄漏时，可以迅速地实施切断气体供给等对应。

(规则生成处理)

如上所述，在规则生成模式的情况下(图2的S105的“否”)，通过气流特征抽出处理(图2的S104)抽出的流量的变化部分和平坦部分的特征被送到规则生成单元45，而进行基于规则生成单元43的规则生成处理(图2的S109)。

在基于规则生成单元43的规则生成处理中，根据通过气流特征抽出处理取得的流量的变化部分、平坦部分的特征、和另外取得的表示气体设备种类或气体泄漏的信息，生成包括每个气体设备种类或气体泄漏的流量的变化部分和平坦部分的特征数据的新的规则，并存储到规则存储单元42。该规则生成处理是例如在本实施方式的气体设备判别装置的设置前判明出气体供给目的地的气体设备种类的情况、或者希望生成气体泄漏的特征数据时等，向规则生成单元提供气体设备种类信息或气体泄漏信息并设为规则生成模式来实施的。

在该规则生成处理中，例如使用如下那样的条件来生成图8的(A)(B)所示那样的包括利用编号的组合来表示的特征数据的变化部分和平坦部分的规则。

·整体一致的点设为部分一致的点以上的点。

·在生成了多个规则的情况下，由于设备编号和整体的特征一致的规则是重复规则，所以设为1个规则。

·设备编号不同且整体或一部分的特征一致的规则由于在不同的设备中具有相似的特征，所以降低点。

·对于长度长的变化部分的规则，由于考虑为包括较多的特征，所以提高点。

通过使气体设备判别装置具有这样的规则生成功能，即使在设置了无既存的规则的新气体设备那样的情况下，也可以容易且高精度地生成针对该气体设备的规则，所以实用性优良。

(效果)

根据以上那样的第1实施方式，取得如下那样的效果。

首先，通过根据气体的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合，来进行气体设备的种类以及气体泄漏的判别，从而即使是无法简单地仅通过流量模型及其范围来进行判别的设备，也可以进行该判别。其结果，不会出现由于无法判别气体设备而胡乱地判定为气体泄漏的不合理情况，保护性也提高。

特别，通过在设备判别中利用瞬时流量的时间微分值，与仅利用流量模型的匹配来判定设备的情况相比，可以实现比较对象模型的简化，可以自由地采用特征抽出的手法。其结果，可以仅通过抽出包括瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的特征，并与单纯的比较对象模型进行比较，来进行有效且高精度的设备判别。

另外，由于可以根据瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合来判定气体设备的起动时间点以及结束时间点，所以还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。与其关联地，还可以进行气体设备的连续使用时间的测量，所以可以执行针对气体设备的长时间使用进行适当的警告等运用。

因此，根据第1实施方式，可以提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行正在使用的气体设备的种类以及气体泄漏的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

进而，作为特征抽出的手法，通过采用将所测量出的瞬时流量和瞬时流量时间微分值平面状地表示并进行区域分割的手法，与将流量模型本身图形化来进行模型匹配的手法相比，可以仅通过进行是否包括与比较对象模型相同的区域的那样的简单的比较·检索、运算，来进行有效且高精度的设备判别。

特别，通过用一个编号来表示各区域，并且将表示数量的大小的各指标值区分成多个范围并用表示各区分的编号来表示，可以仅通过进行该“利用编号的组合来表示的特征”是否包括与使用了同样的编号的规则相同的编号的那样的极其简单的比较·检索，并进行与该结果对应的单纯的点相加，来进行有效且高精度的设备判别。

(第2实施方式)

(结构)

图10是示出应用了本发明的第2实施方式的气体设备判别装置的结构的功能框图。如该图10所示，本实施方式的气体设备判别装置变更第1实施方式中的测量单元10、预处理单元20、特征抽出单元30、设备判定单元40的结构，而设为测量单元10a、预处理单元20a、特征抽出单元30a、设备判定单元40a。各单元10a～40a的详细内容如下所述。

测量单元10a除了与上述第1实施方式相同的流量测量单元11以外，还具备对在气体供给流路(气体配管)内流动的气体的压力p[t]进行测量的压力测量单元12。作为该压力测量单元12，可以使用各种压力计或压力传感器。

预处理单元20a具备：流量·压力数据噪声去除单元23，去除由流量测量单元11以及压力测量单元12测量出的瞬时流量数据以及压力数据的噪声；以及流量·压力数据对象切出单元24，从进行了噪声去除后的瞬时流量数据以及压力数据，分别切出各采样定时下的一定时间范围的数据。

特征抽出单元30a具备作为由流量·压力数据对象切出单元24切出的一定时间范围的数据的特征，抽出包括关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的离差的特征的压力关联特征抽出单元33。该压力关联特征抽出单元33通过针对由流量·压力数据对象切出单元24切出的一定时间范围的数据中的流量求出其标准偏差和平均，来抽出“标准化流量离差”和“流量平均”，通过针对流量和压力的平方根的比或流量和压力的比求出其标准偏差和平均，来抽出气体喷出喷嘴开口量的“标准化喷嘴离差”。

判定单元40a具备根据由压力关联特征抽出单元33抽出的一定时间范围的数据的特征来判定有无正在使用的调节器的调节器有无判定单元46。该调节器有无判定单元46根据由压力关联特征抽出单元33抽出的“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”、以及“平均流量”，判定有无正在使用的调节器，并且即使对于无法判定调节器的有无的情况，也进而通过判定压力变化的有无，最终判定为“有调节器”、“无调节器”、“无法判定”、“无压力变化”中的某一个，并作为判定结果输出。

(气体设备判别步骤的概要)

图11是示出基于第2实施方式的气体设备判别装置的气体设备判别步骤的一个例子的流程图。在本实施方式的气体设备判别装置中，在流量测量单元11和压力测量单元12中，分别以一定的采样周期(例如都为每2秒)常时对在气体供给流路(气体配管)内流动的气体的瞬时流量和压力进行测量，所测量出的瞬时流量数据q[t]和压力数据p[t]被送到流量·压力数据噪声去除单元23。

在流量·压力数据噪声去除单元23中，针对每个预先设定的瞬时流量·压力数据q[t]、p[t]的处理定时(S201的“是”)，去除所收集到的瞬时流量数据q[t]以及压力数据p[t]的噪声(S202：噪声去除处理)。在流量·压力数据对象切出单元24中，从去除了噪声的瞬时流量数据q[t]以及压力数据p[t]，切出各采样定时下的一定时间范围的数据(S203：对象切出处理)。

在压力关联特征抽出单元33中，作为由流量·压力数据对象切出单元24切出的一定时间范围的数据的特征，抽出“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”、“流量平均”(S204：压力关联特征抽出处理)。

在调节器有无判定单元46中，根据由压力关联特征抽出单元33抽出的一定时间范围的数据的特征、即“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”、“流量平均”，判定为“有调节器”、“无调节器”、“无法判定”、“无压力变化”中的某一个，输出判定结果(S205：调节器有无判定处理)。

由此，如果由调节器有无判定单元46取得并输出了调节器的有无的判定结果，则该判定结果通过后级的判定结果输出单元50，以画面显示等可以对人类系统提示·通报判定结果的形式输出(S206：判定结果输出处理)。

(气体设备判别步骤的详细内容)

以下，依次对图11所示的气体设备判别步骤中的从噪声去除处理(S202)到判定结果输出处理(S206)的各处理进行详细说明。

(噪声去除处理)

在基于流量·压力数据噪声去除单元23的噪声去除处理(图11的S202)中，从所测量出的瞬时流量数据q[t]以及压力数据p[t]中，去除与

·流量为一定值以下

·流量变化为一定值(一定比率)以上

·压力平方根或压力的变化为一定值(一定比率)以上

这样的3个条件中的任意一个相符的数据。

该噪声去除处理的手法例如在设为q[t]：原流量数据、p[t]：原压力数据的情况下，用如下的条件式(5)来表现。

if

min(q[t-1]、q[t]、q[t+1])＜一定值

或者

max(q[t-1]，q[t]，q[t+1])-min(q[t-1]，q[t]，q[t+1])

＜  一定值  或 q[t]^＊一定比率

或者

$\max \left(\sqrt{\mathrm{}}p\right[t-1],\sqrt{\mathrm{}}p[t],\sqrt{\mathrm{}}p[t+1\left]\right)-\min \left(\sqrt{\mathrm{}}p\right[t-1],\sqrt{\mathrm{}}p[t],\sqrt{\mathrm{}}p[t+1\left]\right)$

＜  一定值  或

^＊一定比率

then

去除q[t]、p[t](在以后的处理中不使用)        (式5)

根据这样的噪声去除处理，通过去除瞬时流量数据以及压力数据的噪声，可以加工成在后级的对象切出处理和压力关联特征抽出处理中易于处理的数据。特别，具有通过针对流量和流量变化、压力平方根的变化分别使用各范围的条件，可以提高瞬时流量数据以及压力数据的噪声去除的精度的优点。

另外，为了减少计算量，还可以用压力p来代用上述的条件式(5)的压力平方根

。即，由于考虑到在气体的压力变化比较小的情况下，即使作为压力平方根的代用值而使用了压力，误差也较少，所以通过用压力代用而减少计算量，从而可以提高噪声去除处理的效率。

(对象切出处理)

如上所述，在基于流量·压力数据对象切出单元24的对象切出处理(图11的S203)中，从基于前级的噪声去除处理的噪声去除后的瞬时流量数据q[t]以及压力数据p[t]分别切出各采样定时下的一定时间范围的数据。

此处，一定时间范围可以适当设定，例如设为120秒钟。在该情况下，如果瞬时流量数据q[t]和压力数据p[t]的采样周期都例如被设为2秒，则切出120秒钟的60次量的采样数据。另外，瞬时流量数据q[t]和压力数据p[t]的采样周期未必是相同的周期，即使在不同的采样周期的情况下，通过对齐

中的q和p的定时，也可以分别切出一定时间范围的数据。

图12是说明这样的对象切出处理的手法的图，示出作为相同的一定时间范围的数据而切出的处于对应关系的瞬时流量数据以及压力数据的一个例子。

(压力关联特征抽出处理)

如上所述，在基于压力关联特征抽出单元33的压力关联特征抽出处理(图11的S204)中，作为利用前级的对象切出处理切出的一定时间范围的数据的特征，抽出“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”、“流量平均”。这些特征具体而言例如利用如下的手法来抽出。

·标准化流量离差σq[t]

通过针对所切出的一定时间范围的流量数据q[t-n]～q[t]，求出标准偏差和平均，设为σq[t]＝标准偏差/平均＊100。利用噪声去除处理去除的结果，在一定时间范围的流量数据数少于一定数的情况下，设为σq[t]＝零。

·标准化喷嘴离差σNz[t]

使用所切出的一定时间范围的流量数据q[t-n]～q[t]以及压力数据p[t-n]～p[t]，计算出 $\mathrm{Nz}\left[t\right]=q\left[t\right]/\sqrt{p}\left[t\right],$ 针对所求出的一定时间范围的喷嘴开口量数据Nz[t-n]～Nz[t]，求出标准偏差和平均，求出σNz[t]＝标准偏差/平均＊100。利用噪声去除处理去除的结果，在一定时间范围的喷嘴开口量数据数少于一定数的情况下，设为标准化喷嘴离差σNz[t]＝零。另外，为了减少计算量，也可以用压力p来代用压力平方根。其理由如上述的噪声去除处理那样。

·流量平均ave q[t]

针对所切出的一定时间范围的流量数据q[t-n]～q[t]，求出平均，设为ave q[t]＝平均。利用噪声去除处理去除的结果，在一定时间范围的流量数据数少于一定数的情况下，设为流量平均ave q[t]＝零。

根据以上那样的压力关联特征抽出处理，通过从一定时间范围的流量·压力数据，针对流量和压力的平方根的比或流量和压力的比求出标准偏差和平均，从而求出气体设备的气体喷出喷嘴部分的开口量，抽出作为喷嘴开口量的离差的“标准化喷嘴离差”，从而可以准确且有效地抽出与调节器的有无对应的特征。

(调节器有无判定处理)

如上所述，在基于调节器有无判定单元46的调节器有无判定处理(图11的S205)中，根据作为利用前级的压力关联特征抽出处理抽出的一定时间范围的数据的特征的“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”、“流量平均”，判定为“有调节器”、“无调节器”、“无法判定”、“无压力变化”中的某一个，输出判定结果。

图13作为该调节器有无判定处理的手法的一个例子示出如下的手法：根据“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”，用minσG[t]＝min(σq[t]、σNz[t])来求出标准化流量·喷嘴离差最小值minσG[t]，用ΔσG[t]＝σNz[t]-σq[t]来求出标准化流量·喷嘴离差之差ΔσG[t]，在minσG-ΔσG平面上描绘出所取得的值，与所描绘出的区域对应地判定调节器的有无。

在该情况下，如果“流量平均”为阈值以上，则与图13中描绘出的区域对应地，判定为“有调节器”、“无调节器”、“无法判定”、“无压力变化”中的某一个。图13中的粗线是表示判定区域的边界的线，这样的判定区域是根据充分的实验数据等来预先设定的。

在图13中，“有调节器”区域是喷嘴的离差大而流量的离差小的区域。即，相对于压力变化，调整喷嘴而将流量保持成恒定。另外，“无调节器”区域是喷嘴的离差小而流量的离差大的区域。即，相对于压力变化，喷嘴恒定而流量变化。

另外，“无法判定”区域是喷嘴的离差和流量的离差都大的区域，“无压力变化”区域是喷嘴的离差和流量的离差都小且压力变化接近于零的区域。这些“无法判定”区域以及“无压力变化”区域可利用于气体泄漏的判定等中。

根据以上那样的调节器有无判定处理，仅通过平面状地描绘出从利用前级的压力关联特征抽出处理抽出的“标准化流量离差”、“标准化喷嘴离差”简单地求出的“流量·喷嘴离差最小值”和“流量·喷嘴离差之差”的组合，可以有效且高精度地判定调节器的有无。

(判定结果输出处理)

如上所述，在基于判定结果输出单元50的判定结果输出处理(图11的S206)中，以画面显示等可以对人类系统提示·通报判定结果的形式输出利用基于调节器有无判定单元46的调节器有无判定处理(图11的S205)取得的“有调节器”、“无调节器”、“无法判定”、“无压力变化”中的某一个判定结果。根据该判定结果输出处理，相关人员可以及时且容易地掌握是否为正在使用带调节器的气体设备。

(效果)

根据以上那样的第2实施方式，取得如下那样的效果。

首先，通过在调节器有无的判别中利用流量和压力的平方根的比或其代用值，可以掌握气体设备的气体喷出喷嘴开口量的状态。即，如果求出了流量和压力的平方根的比，则由于该值相当于气体设备的气体喷出喷嘴部分的开口量，所以在使气体喷出喷嘴开口量变化以使流量相对于压力变动成为恒定的情况下，判定为有调节器、气体喷出喷嘴开口量恒定且流量正在变化的情况下，判定为无调节器。

在无调节器的情况下，是小炉子等无调节器的气体设备或气体泄漏，在有调节器的情况下，是暖风机等带调节器的气体设备，所以可以准确地判别保护功能中特别要求切断的气体泄漏或小炉子、和要求防止不合理的切断的暖风机等设备。由此，可以防止暖风机等带调节器的气体设备中的长时间利用时的误切断。

另外，由于可以根据流量和压力的平方根的比或其代用值来判定气体设备的起动时间点以及结束时间点，所以还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。与其关联地，还可以测量气体设备的连续使用时间，所以可以执行针对气体设备的长时间使用进行适当的警告等运用。

另外，在气体的压力变化比较小的情况下，也可以仅通过作为压力的平方根的代用值而使用无平方根的压力来求出流量和压力的比，来进行误差少的调节器有无判定。这样，在求出流量和压力的比来进行调节器有无判定的情况下，与求出流量和压力的平方根的比的情况相比，可以降低计算量，所以可以提高效率。另一方面，在气体的压力变化比较大的情况下，如果求出流量和压力的平方根的比，则可以提高精度。

因此，根据第2实施方式，可以提供一种气体设备判别装置及其方法，可以有效且高精度地执行有无正在使用的调节器的判别，并且还可以有效且高精度地执行气体泄漏的情况和无调节器的气体设备的连续使用的判别。

(其他实施方式)

另外，本发明不限于上述的实施方式，除此以外还可以在本发明的范围内实现各种变形例。例如，考虑将第1和第2实施方式组合的结构等，在该情况下，取得两方的实施方式的相乘的效果。另外，实施方式中示出的装置的结构只不过是一个例子，具体的装置结构和各单元的结构可以自由地选择，与其对应，具体的处理步骤和各处理的详细内容也可以自由地选择。

Claims (15)

1.一种气体设备判别装置，其特征在于，具备：

流量测量单元，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量进行测量；

噪声去除单元，去除由上述流量测量单元测量出的瞬时流量数据的噪声；

对象切出单元，从由上述噪声去除单元进行噪声去除后的瞬时流量数据切出流量的变化部分和平坦部分的数据；

特征抽出单元，将由上述对象切出单元切出的流量的变化部分和平坦部分的数据的特征作为气流的特征而抽出；

规则存储单元，存储针对每个气体设备种类或气体泄漏分别包括流量的变化部分和平坦部分的特征数据的各规则；以及

设备判定单元，对存储在上述规则存储单元的规则中包含的特征数据和由上述特征抽出单元抽出的气流的特征进行比较，来判定正在使用的气体设备种类或气体泄漏的有无，并输出判定结果，其中，

上述特征抽出单元构成为针对由上述对象切出单元切出的数据中的流量的变化部分，抽出其“长度”、“初始流量”、以及将瞬时流量和瞬时流量时间微分值平面状地表示并进行区域分割时的“区域的特征”，针对流量的平坦部分，抽出其“长度”、“平均值”、“倾斜度”。

2.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述噪声去除单元构成为在由上述流量测量单元测量出的瞬时流量数据中，在相对于某时间点的采样流量其前后的采样流量的差为一定值以内或该时间点的流量的一定比率以内的情况下，将前后合起来的3个点的平均流量设为该时间点的流量。

3.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述噪声去除单元构成为针对某时间点的瞬时流量数据，利用将该时间点设为起点的一定长度的采样流量的移动平均来求出该时间点的流量。

4.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述对象切出单元构成为将流量变化为一定值以上或一定的变化比率以上的部分设为变化部分，将流量变化小于该一定值或小于该一定的变化比率的部分设为平坦部分。

5.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述特征抽出单元构成为在附加有分别确定利用上述区域分割所分割出的各区域的固有的区域编号的情况下，作为由上述对象切出单元切出的流量的变化部分的“区域的特征”，求出在所分割出的区域内按照时间序列移动的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的迁移，从而抽出表示“所迁移的区域的排列”的区域编号。

6.根据权利要求5所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述特征抽出单元构成为作为由上述对象切出单元切出的流量的变化部分的“所迁移的区域的排列”，求出直到瞬时流量的时间微分值收敛于一定值以下为止、或直到瞬时流量的时间微分值的正负的符号变化为止的范围中的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的迁移，从而抽出表示“所迁移的区域的排列”的通过点的采样数和端点的区域编号。

7.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述特征抽出单元构成为预先具备针对由上述对象切出单元切出的流量的变化部分和平坦部分将表示数量上的大小的各指标值的假设范围区分成多个，并使表示各区分的区分编号相对应而成的区分表，使用该区分表，作为流量的变化部分的“长度”、“初始流量”，抽出“长度区分编号”、“初始流量区分编号”，作为流量的平坦部分的“长度”、“平均值”、“倾斜度”，抽出“长度区分编号”、“平均值区分编号”、“倾斜度区分编号”。

8.根据权利要求1所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述设备判定单元具备规则一致检索·点加法单元，该规则一致检索·点加法单元从存储在上述规则存储单元中的规则中，检索出特征数据与由上述特征抽出单元抽出的流量的变化部分、平坦部分的特征一致的规则，针对每个气体设备种类或者气体泄漏，相加表示是利用该规则表示的气体设备种类或气体泄漏的准确度的点，该规则一致检索·点加法单元构成为在规则的整体一致的情况和一部分一致的情况下相加不同的点。

9.根据权利要求8所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述设备判定单元具备决定单元，该决定单元在由上述规则一致检索·点加法单元针对每个气体设备种类或气体泄漏相加的点成为预先设定的阈值以上的情况下，决定成该种类的气体设备为正在使用中并作为判定结果输出表示该气体设备种类的设备种类信息，或者决定成气体泄漏并作为判定结果输出表示气体泄漏的气体泄漏警告信息。

10.根据权利要求1述的气体设备判别装置，其特征在于，具备规则生成单元，该规则生成单元根据由上述特征抽出单元抽出的气流的特征和另外取得的表示气体设备种类或气体泄漏的信息，生成包括每个该气体设备种类或气体泄漏的流量的变化部分和平坦部分的特征数据的新的规则，并存储到上述规则存储单元。

11.根据权利要求10所述的气体设备判别装置，其特征在于，构成为以如下的2个模式来动作：

判定模式，根据由上述特征抽出单元抽出的特征和存储在上述规则存储单元中的既存的规则，由上述设备判别单元进行设备判别；以及

规则生成模式，根据由上述特征抽出单元抽出的特征和另外取得的表示气体设备种类或气体泄漏的信息，由上述规则生成单元生成包括与该气体设备种类或气体泄漏相对应的特征数据的新的规则。

12.一种气体设备判别装置，其特征在于，具备：

流量测量单元以及压力测量单元，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量以及压力进行测量；

噪声去除单元，去除由上述流量测量单元以及上述压力测量单元测量出的瞬时流量数据以及压力数据的噪声；

对象切出单元，从由上述噪声去除单元进行噪声去除后的瞬时流量数据以及压力数据分别切出各采样定时下的一定时间范围的数据；

特征抽出单元，作为由上述对象切出单元切出的一定时间范围的数据的特征，抽出包括关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的离差的特征；以及

调节器有无判定单元，根据由上述特征抽出单元抽出的一定时间范围的数据的特征，来判定有无正在使用的调节器，并输出判定结果，

上述噪声去除单元构成为在由上述流量测量单元以及上述压力测量单元测量出的瞬时流量数据以及压力数据中，去除与流量为一定值以下、流量变化为一定值或一定比率以上、压力平方根或压力的变化为一定值或一定比率以上这样的3个条件中的任意一个相符的数据，

上述特征抽出单元构成为针对由上述对象切出单元切出的数据中的流量，求出其标准偏差和平均，并且针对流量和压力的平方根的比或流量和压力的比，求出其标准偏差和平均，

上述调节器有无判定单元构成为根据由上述特征抽出单元抽出的流量的标准偏差和平均、以及关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的标准偏差和平均，判定有无正在使用的调节器。

13.根据权利要求12所述的气体设备判别装置，其特征在于，上述调节器有无判定单元构成为通过平面状地表示利用由上述特征抽出单元抽出的流量的标准偏差和平均来提供的流量的离差、利用关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的标准偏差和平均来提供的气体喷出喷嘴开口量的离差的组合，而根据所表示出的区域判定为有调节器、无调节器、无法判定、无压力变化中的某一个。

14.一种气体设备判别方法，其特征在于，具备如下的步骤：

流量测量步骤，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量进行测量；

噪声去除步骤，去除利用上述流量测量步骤测量出的瞬时流量数据的噪声；

对象切出步骤，从利用上述噪声去除步骤进行噪声去除后的瞬时流量数据切出流量的变化部分和平坦部分的数据；

特征抽出步骤，将利用上述对象切出步骤切出的流量的变化部分和平坦部分的数据的特征作为气流的特征而抽出；以及

设备判定步骤，使用存储针对每个气体设备种类或气体泄漏分别包括流量的变化部分和平坦部分的特征数据的各规则的规则存储单元，对存储在该规则存储单元的规则中包含的特征数据和利用上述特征抽出步骤抽出的气流的特征进行比较，来判定正在使用的气体设备种类或气体泄漏的有无，并输出判定结果，其中，

在上述特征抽出步骤中，针对通过上述对象切出步骤切出的数据中的流量的变化部分，抽出其“长度”、“初始流量”、以及将瞬时流量和瞬时流量时间微分值平面状地表示并进行区域分割时的“区域的特征”，针对流量的平坦部分，抽出其“长度”、“平均值”、“倾斜度”。

15.一种气体设备判别方法，其特征在于，具备如下的步骤：

测量步骤，对在气体流路内流动的气体的瞬时流量以及压力进行测量；

噪声去除步骤，去除利用上述测量步骤测量出的瞬时流量数据以及压力数据的噪声；

对象切出步骤，从利用上述噪声去除步骤进行噪声去除后的瞬时流量数据以及压力数据分别切出各采样定时下的一定时间范围的数据；

特征抽出步骤，作为利用上述对象切出步骤切出的一定时间范围的数据的特征，抽出包括关于流量和压力的平方根的比的离差或关于流量和压力的比的离差的特征；以及

调节器有无判定步骤，根据利用上述特征抽出步骤抽出的一定时间范围的数据的特征，来判定有无正在使用的调节器，并输出判定结果，

在上述噪声去除步骤中，在通过上述测量步骤测量出的瞬时流量数据以及压力数据中，去除与流量为一定值以下、流量变化为一定值或一定比率以上、压力平方根或压力的变化为一定值或一定比率以上这样的3个条件中的任意一个相符的数据，

在上述特征抽出步骤中，针对通过上述对象切出步骤切出的数据中的流量，求出其标准偏差和平均，并且针对流量和压力的平方根的比或流量和压力的比，求出其标准偏差和平均，

在上述调节器有无判定步骤中，根据通过上述特征抽出步骤抽出的流量的标准偏差和平均、以及关于流量和压力的平方根的比或流量和压力的比的标准偏差和平均，判定有无正在使用的调节器。

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