CN104246453A - 流量测量装置 - Google Patents

Abstract

具备：流量测量部(2)，其测量用于向流体使用器具供给流体的流路中的流体的流量；以及测量数据处理部(10)，其根据流量测量部所测量出的流体的流量，计算在单位时间流量差的符号发生了反转的时间点的、该单位时间流量差的经时变化的梯度，根据梯度是否在规定的范围内来判定上述流体使用器具是否为特定的流体使用器具。

Description

流量测量装置

技术领域

本发明涉及一种基于燃气流量来辨别使用燃气器具的流量测量装置。

背景技术

以往，在社会上已知一种根据燃气设备固有的流量值来对器具进行确定的技术(例如，参照专利文献1)。

与该技术有关的燃气表具备：流量测量单元，其与家庭用燃气供给管连接，对燃气流量进行测量；以及器具判定单元，其将存储在登记存储单元中的使用的燃气器具的流量图案与由流量测量单元测量出的燃气流量值进行比较而判定使用燃气器具。

专利文献1：日本特开2006-200802号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于上述以往的燃气器具，在存在燃气器具不同而流量值相同的燃气器具的情况下，难以根据流量图案来判定使用燃气器具。

本发明用于解决上述以往的课题，其目的在于提供一种即使存在流量值相同的流体使用器具也能够辨别出特定的流体使用器具的流量测量装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述以往的课题，本发明的某一方式所涉及的流量测量装置具备：流量测量部，其测量用于向流体使用器具供给流体的流路中的流体的流量；以及测量数据处理部，其根据上述流量测量部所测量出的流体的流量，计算在单位时间流量差的符号发生了反转的时间点的、该单位时间流量差的经时变化的梯度，根据上述梯度是否在规定的范围内来判定上述流体使用器具是否为特定的流体使用器具。

发明的效果

即使存在流量值相同的器具，本发明的流量测量装置也能够辨别出特定的流体使用器具。

附图说明

图1是表示与本发明的实施方式所涉及的流量测量装置连接的燃气炉具的操作旋钮的图。

图2是表示图1的流量测量装置的结构例的框图。

图3是表示图1的流量测量装置的动作例的流程图。

图4是图1的流量测量装置的时序图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的流量测量装置的变形例中的流量测量装置的动作例的流程图。

具体实施方式

第一发明所涉及的流量测量装置具备：流量测量部，其测量用于向流体使用器具供给流体的流路中的流体的流量；以及测量数据处理部，其根据上述流量测量部所测量出的流体的流量，计算在单位时间流量差的符号发生了反转的时间点的、该单位时间流量差的经时变化的梯度，根据上述梯度是否在规定的范围内来判定上述流体使用器具是否为特定的流体使用器具。

根据该结构，能够高精度地判定出特定的流体使用器具正在使用流体。

第二发明所涉及的流量测量装置为，特别是在第一发明所涉及的流量测量装置中，也可以还具备历史记录部，该历史记录部记录上述流量测量部所测量出的上述流量的历史，上述测量数据处理部在判定为上述流体使用器具是上述特定的器具的情况下，根据上述历史记录部中所记录的上述流量的历史来确定上述特定的器具的使用开始时间和使用停止时间中的至少一个。

由此，能够对特定的器具所使用的流体的量进行累计。

第三发明所涉及的流量测量装置为，特别是在第二发明所涉及的流量测量装置中，也可以是上述测量数据处理部基于与上述判定对应的上述流量的历史以从规定的流量起上升的方式开始变化来确定上述特定的器具的使用开始时间。

由此，能够高精度地确定特定的器具的使用开始时间。

第四发明所涉及的流量测量装置为，特别是在第二发明所涉及的流量测量装置中，也可以是上述测量数据处理部基于与上述判定对应的上述流量的历史以下降至规定的流量的方式结束变化来确定上述特定的器具的使用停止时间。在此，“流量下降”是指流量以某个梯度变化为规定的流量。

由此，能够高精度地确定出特定的器具的使用停止时间。

下面，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不限定于该实施方式。另外，下面，在所有的图中对相同或相当的要素附加相同的参照标记，并省略其重复说明。

(作为本发明的基础的知识)

图1是示出表现出规定的特性的燃气炉具的操作旋钮111的图。

本发明基于与下面示出的特定的燃气炉具的特性有关的知识。

如图1所示，该燃气炉具构成为具备与操作轴连结的操作旋钮111，通过转动该操作旋钮111，能够调节向燃烧器供给的燃气量。

而且，该燃气炉具构成为操作旋钮111的小火位置、中火位置、大火位置以及熄火位置沿顺时针方向依次排列。

因而，对于该燃气炉具，当将操作旋钮111从熄火位置沿逆时针方向转动时，开始以最大流量向燃气炉具的燃烧器供给燃气。而且，构成为当将操作旋钮111沿逆时针方向进一步转动时，向燃烧器供给的燃气的流量逐渐减少。另外，当将操作旋钮11从小火位置向熄火位置转动时，向燃烧器供给的燃气量逐渐增加，在操作旋钮111即将到达熄火位置时以最大流量向燃烧器供给燃气。然后，当从该位置起将操作旋钮111沿顺时针方向进一步转动而操作旋钮111到达熄火位置时，向燃烧器供给的燃气被切断。

本发明是基于与表现出这样的特性的燃气炉具有关的知识的发明。

(实施方式)

使用图2～图6说明本发明的实施方式。

(结构)

图2是表示本发明的实施方式所涉及的流量测量装置1的结构例的框图。

如图2所示，流量测量装置1设置在向连接于下游侧的器具A、器具B、器具C(流体使用器具)供给被测流体的流路20上。器具A～C是使用被供给的被测流体的器具，并联连接到流量测量装置1。在本实施方式中，被测流体是城市燃气，但是不限定于此，能够在不变更本发明的宗旨的范围内应用于各种液体和气体。另外，作为使用城市燃气的器具，例示燃气炉具、热水器以及供暖器具，但是不限定于此。

而且，流量测量装置1具有流量测量部2和测量数据处理部10。

流量测量部2测量流路20中的被测流体的流量Q。在本实施方式中，流量测量部2例如是超声波式的测量部，利用超声波的传播时间来测量被测流体的流量Q。此外，流量测量部2的测量方式不限定于此。流量测量部2根据后述的时间测量部3的信号，在规定的时间定时测量流路20的被测流体的流量Q。

测量数据处理部10例如具备具有CPU等运算器的控制部以及具有ROM和RAM等存储器的存储部。测量数据处理部10可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协作地进行分散控制的多个控制器构成。

而且，测量数据处理部10包括时间测量部3、测量信息运算部4、登记信息存储部5、器具辨别部6以及历史记录部11。时间测量部3、测量信息运算部4、器具辨别部6是通过由控制部执行保存在存储部中的规定的控制程序来实现的功能块。

时间测量部3是以规定的时间间隔(采样间隔)发出定时信号的处理部。在本实施方式中，时间测量部3以0.5s的时间间隔发出定时信号。

测量信息运算部4根据流量测量部2以规定的时间间隔测量出的被测流体的流量Q和来自时间测量部3的时间信息来进行各种运算。测量信息运算部4执行的处理中包含计算单位时间流量差m的处理、判定是否存在单位时间流量差m的符号发生了反转的时间点的处理、计算单位时间流量差m的梯度θ的处理以及判定该梯度θ是否在规定的范围内的处理。

在此，单位时间流量差m是带符号的值，根据下式来决定。

m＝ΔQ/Δt

ΔQ：规定的时间间隔Δt前后的流量Q的带符号的变化量

Δt：时间测量部3所发出的定时信号的时间间隔

另外，梯度θ是单位时间流量差m的经时变化的梯度，根据下式来决定。

θ＝Δm/Δt

在登记信息存储部5中预先保存有至少一个器具所涉及的梯度θ的数值范围。该数值范围是通过实验预先求出并设定的值。

器具辨别部6在判定为测量信息运算部4所计算出的梯度θ在登记信息存储部5所存储的梯度θ的数值范围内的情况下，确定出使用器具。

历史记录部11记录流量测量部2所测量出的在时刻t时的流量Q、单位时间流量差m的历史。

此外，图中的箭头表示信号的传递方向。

(动作例)

图3是表示流量测量装置1的动作例的流程图。

首先，被测流体当从箭头A的方向流入流量测量装置1的流量测量部2时，在处理S1中，流量测量部2根据来自时间测量部3的定时信号测量在流路20中流动的被测流体的流量Q。即，流量测量部2每隔由时间测量部3规定的时间Δt测量流路20中的被测流体的流量Q。

接着，在处理S2中，测量数据处理部10的测量信息运算部4根据在处理S1中得到的流量Q，计算与前次得到的流量Q之间的单位时间流量差m。然后，测量数据处理部10将在时刻t时的流量Q、单位时间流量差m的历史记录到历史记录部11。

接着，在处理S3中，测量数据处理部10的测量信息运算部4判定在处理S2中计算出的单位时间流量差m的符号是否发生了反转。

然后，当测量数据处理部10的测量信息运算部4判定为单位时间流量差m的符号未发生反转时(在处理S3中为“否”)，测量数据处理部10再次执行处理S1。

另一方面，当测量数据处理部10的测量信息运算部4判定为在处理S2中计算出的单位时间流量差m的符号发生了反转时(在处理S3中为“是”)，测量数据处理部10的测量信息运算部4在处理S4中计算梯度θ。

接着，在处理S5中，测量数据处理部10的测量信息运算部4判定梯度θ是否在规定的数值范围内。该梯度θ的规定的数值范围被存储在登记信息存储部5中。

然后，当测量数据处理部10的测量信息运算部4判定为梯度θ未进入规定的数值范围时(在处理S5中为“否”)，测量数据处理部10再次执行处理S1。

另一方面，当测量数据处理部10的测量信息运算部4判定为梯度θ在规定的范围内时(在处理S5中为“是”)，测量数据处理部10的器具辨别部6在处理S6中确定为使用器具是与存储在登记信息存储部5中的梯度θ的规定的数值范围对应的特定的流体使用器具。由此，能够确定出具有固有的特性的器具正在运转。

然后，被测流体流入各器具。

(实施例)

下面，参照附图详细说明本发明所涉及的具体实施例。

本实施例是使用了表现出上述规定的特性的燃气炉具的情况下的实施例，器具A是这种类型的器具。另外，器具B和器具C是只具有一个固有流量的类型的器具。

图4是表示使用了表现出上述规定的特性的燃气炉具(器具A)时的流量Q和流量差m的时序图，用细线表示流量Q的时间变化，并且用粗线表示单位时间流量差m。

首先，说明使用者进行了点火操作(器具的使用开始操作)时的动作。

如图4所示，使用者在时间ts点着燃气炉具，因此当使用者将操作旋钮111从熄火位置沿逆时针方向朝向作为点火位置的中火位置转动时，开始以最大流量向燃气炉具的燃烧器供给燃气。因而，由流量测量部2测量出的流路20中的燃气的流量Q如图4的P1部分中用细线表示的那样增加至Qa。之后，当操作旋钮111到达中火位置时，由流量测量部2测量出的燃气的流量Q相比于Qa减少，成为中火位置的设定流量Q1。这样，燃气的流量暂时增加至Qa之后立即变为小于Qa的Q1。

因而，在处理S2中由测量信息运算部4计算出的单位时间流量差m的经时变化如图4中用粗线表示的那样，在以最大流量向燃烧器供给燃气的时间点t1时单位时间流量差m变为0，单位时间流量差m的符号在其前后发生反转。因而，在处理S3中，测量数据处理部10判定为“是”，计算t1时的梯度θ1(处理S4)以及判定该梯度θ1是否进入规定的数值范围(处理S5)。然后，测量数据处理部10判定为梯度θ1进入规定的数值范围(处理S5中的“是”)，测量数据处理部10判定为使用器具是与登记信息存储部5所存储的梯度θ的规定的数值范围对应的特定的流体使用器具A。

即，如上所述，器具B和器具C是只具有一个固有流量的类型的器具，假设在使用了器具B或器具C的情况下，在点火时单位时间流量差m从0变为正的值，当达到器具的固有流量时，单位时间流量差m从正的值变为0。因此，在器具B和器具C中，与器具A不同，单位时间流量差m不会从正的值连续地变为负的值。因此，测量数据处理部10能够判定为使用器具是器具A而非器具B和器具C。

另外，在火力调整操作中，在将操作旋钮111慢慢地沿规定的方向转动之后立即将操作旋钮111沿相反的方向慢慢地转动的情况下，在反转时单位时间流量差m也从正的值连续地变为负的值。但是，在这样的火力调整操作中，流量测量部2所测量出的燃气的流量变化与通常的比较瞬时进行的点火操作所引起的流量变化相比是缓慢的，因此梯度θ与点火操作时相比取小的值。因而，测量数据处理部10的测量信息运算部4判定为梯度θ未进入规定的数值范围(处理S5)，不进行器具辨别部6对使用器具的确定。这样，通过将梯度θ的值决定在规定的范围内，能够高精度地确定使用器具。

接着，说明使用者进行火力调整操作时的动作。

由于使用者将燃气炉具从中火增强至使用火力，因此当将操作旋钮111从中火位置沿顺时针方向朝向大火位置转动时，向燃气炉具的燃烧器供给的燃气的流量Q增大。即，由流量测量部2测量出的流路20中的燃气的流量Q如图4的P2部分所示那样从Q1增加至操作旋钮111位于使用火力位置时的设定流量Q2。

因而，在处理S2中由测量信息运算部4计算出的单位时间流量差m如图4中用粗线所示那样，在将操作旋钮111从中火位置朝向大火位置转动的期间从0变为规定的正值。然后，当使操作旋钮111停止在使用火力位置时，单位时间流量差m从正值变为0。

因此，在使用者进行这样的火力调整操作的期间，单位时间流量差m的符号不发生反转，因此在处理S3中，测量数据处理部10判定为“否”，再次执行处理S1。

即，测量数据处理部10在火力调整操作中不进行使用设备的判定。

接着，说明使用者进行熄火操作(器具的使用停止操作)时的动作。

由于使用者要将燃气炉具熄火，因此当使用者将操作旋钮111从使用火力位置沿顺时针方向朝向熄火位置转动时，暂时以最大流量向燃气炉具的燃烧器供给燃气。因而，由流量测量部2测量出的流路20中的燃气的流量Q如在图4的P3部分中用细线表示的那样增加至Qb。之后，当在时间te操作旋钮111达到熄火位置时，向燃气炉具的燃烧器供给的燃气被切断，由流量测量部2测量出的燃气的流量Q变为0。这样，在流量测量部2中测量出的燃气的流量暂时增加至Qb之后立即变为0。

因而，在处理S2中由测量信息运算部4计算出的单位时间流量差m的经时变化如在图4中用粗线表示的那样，在以最大流量向燃烧器供给燃气的时间点t2时单位时间流量差m变为0，单位时间流量差m的符号在其前后发生反转。因而，在处理S3中，测量数据处理部10判定为“是”，计算t2时的梯度θ2(处理S4)以及判定该梯度θ2是否进入规定的数值范围(处理S5)。然后，测量数据处理部10判定为梯度θ2进入规定的数值范围(处理S5)，测量数据处理部10确定为使用器具是与登记信息存储部5所存储的梯度θ的规定的数值范围对应的特定的流体使用器具A。

如以上说明的那样，在本发明的流量测量装置中，测量数据处理部10计算单位时间流量差m的符号发生了反转的时间点的、单位时间流量差的经时变化的梯度θ，根据该梯度θ是否在规定的范围内来判定流体使用器具是否为特定的流体使用器具。由此，能够高精度地判定是否正在使用与流量测量装置1连接的设备中的特定的流体使用器具。因而，能够检测与微型计算机控制设备相比难以辨别的手动操作器具的使用状态。

<变形例>

在上述实施方式中，如图5所示，测量数据处理部10也可以在处理S6之后的处理中，根据记录在历史记录部11中的流量Q的历史来确定特定的器具的使用开始时间。即，例如当通过使用者进行了器具的使用开始操作而测量数据处理部10判定为正在使用特定的器具A时，也可以基于与该判定对应的流量Q的历史以从规定的流量(例如0)上升的方式开始变化来确定特定的器具的使用开始时间ts。由此，能够对从特定的器具的使用开始时间起的被测流体的使用量进行累计。

另外，如图5所示，在上述实施方式中，测量数据处理部10也可以在处理S6之后的处理中，根据历史记录部11所记录的流量Q的历史来确定特定的器具的使用停止时间。即，例如当通过使用者进行了熄火操作而测量数据处理部10判定为使用了特定的器具A时，也可以基于与该判定对应的流量Q的历史以收敛为规定的流量(例如0)的方式结束变化来确定特定的器具的使用停止时间te。由此，能够对直到特定的器具的使用停止时间为止的被测流体的使用量进行累计。

此外，在本实施方式中，流量测量部2根据从时间测量部3接收到的定时信号，在以间隔为0.5秒的测量定时测量流路20的流量。但是，在无法明确地捕捉如图4的A部分、C部分那样的瞬时的流量变化的情况下，也可以使测量定时的单位时间比上述时间短。

另外，在本实施方式中，说明了同时使用一个使用器具的情况下对使用器具进行确定的动作，但是也能够应用于同时使用多个使用器具的情况下的使用器具的辨别。在这种情况下，也可以根据众所周知的算法来针对各器具计算被测流体的流量，根据其计算结果来确定使用器具。

根据上述说明，对于本领域技术人员来说，本发明的很多改进、其它实施方式是显而易见的。因而，上述说明应该仅被解释为例示，是为了向本领域技术人员教授执行本发明的优选方式而提供的。能够不脱离本发明的精神地在实质上变更其结构和/或功能的详细内容。

产业上的可利用性

如上所述，本发明所涉及的流量测量装置通过判定单位时间流量差的符号变化时的梯度是否在规定的范围内，能够可靠地辨别特定器具，因此能够作为具有这样的特性的器具的辨别技术而进行广泛应用。

附图标记说明

1：流量测量装置；2：流量测量部；3：时间测量部；10：测量数据处理部；11：历史记录部；20：流路。

Claims (4)

1.一种流量测量装置，其具备：

流量测量部，其测量用于向流体使用器具供给流体的流路中的流体的流量；以及

测量数据处理部，其根据上述流量测量部所测量出的流体的流量，计算在单位时间流量差的符号发生了反转的时间点的、该单位时间流量差的经时变化的梯度，根据上述梯度是否在规定的范围内来判定上述流体使用器具是否为特定的流体使用器具。

2.根据权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，

还具备历史记录部，该历史记录部记录上述流量测量部所测量出的上述流量的历史，

上述测量数据处理部在判定为上述流体使用器具是上述特定的器具的情况下，根据上述历史记录部中所记录的上述流量的历史来确定上述特定的器具的使用开始时间和使用停止时间中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的流量测量装置，其特征在于，

上述测量数据处理部基于与上述判定对应的上述流量的历史以从规定的流量起上升的方式开始变化来确定上述特定的器具的使用开始时间。

4.根据权利要求2所述的流量测量装置，其特征在于，

上述测量数据处理部基于与上述判定对应的上述流量的历史以下降至规定的流量的方式结束变化来确定上述特定的器具的使用停止时间。