CN108700446A - 流量测量装置 - Google Patents

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Abstract

流量测量装置(100)具备：流量测量部(104)；运算部(108)，其计算第一流量值与第二流量值之间的差值；以及差值变换部(112)，其基于差值来计算流量比率。另外，还具备器具特征提取部(114)，该器具特征提取部(114)提取表示流量变化的特征的至少一个器具特征量，在流量比率处于基准范围内的情况下，该器具特征提取部(114)提取根据第一流量值和第二流量值求出的值来作为至少一个器具特征量。并且，还具备：器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的一种以上的器具固有特征量；以及器具判别部(116)，其基于器具特征量与器具固有特征量之间的比较来判别燃气器具。

Description

流量测量装置
技术领域
本发明涉及一种通过检测气体的流量的变化来判别已开始使用的燃气器具的技术。
背景技术
已提出有一种基于在配管内流动的气体的流量变化来确定已开始使用的燃气器具是什么燃气器具的燃气表装置。例如，下述的专利文献1公开了如下一种燃气表装置：以固定时间间隔测量气体流量，通过将所得到的流量值的变化的图案与针对各燃气器具预先求出的流量值的变化的图案进行比较，来判别已开始使用的燃气器具。专利文献1中提出了通过将表示燃气器具的特征的流量利用于燃气器具的判别来提高判别的精度。在本说明书中引用日本特开2011-095200号公报的全部的公开内容。
在专利文献1中，作为表示燃气器具的特征的流量之一，例示出中间稳定流量。中间稳定流量是指在以固定时间间隔获取的流量的变化图案中与流量的增加率相对小的区域对应的流量，该区域出现在从紧接燃气器具的开始使用后的流量的升起至流量稳定为大致固定的值为止的期间。换言之，中间稳定流量是流量的变化图案中与出现在流量增加的中途的平缓部分对应的流量。典型的，例如燃气暖风机等进行缓点火动作的燃气器具示出这样的流量的变化图案。缓点火是指在为了防止爆炸点火而抑制了气体压力的状态下进行的点火动作。
但是，即使已开始使用的燃气器具是进行缓点火动作的器具，有时也检测不到流量的变化图案中的平缓部分。例如，根据开始使用燃气器具的定时即流量的上升与获取气体流量的定时之间的时间上的偏移的大小，有时在流量的变化图案中不出现平缓部分，难以计算中间稳定流量。上述的专利文献1中提出了：在这样的情况下，利用基于某一测量定时的流量值Q(n)与前一测量定时的流量值Q(n-1)计算出的“比率”。具体地说，使用以下的式(1)求出该比率P，在比率P处于规定范围内(例如±15％以内)时，获取Q(n)与Q(n-1)的平均值来作为“中间流量”。然后，代替上述的中间稳定流量，使用该中间流量来进行燃气器具的判别。
P＝100*(1-(Q(n)/Q(n-1))) (1)
(式中，“*”表示乘法计算。)。
专利文献1：日本特开2011-095200号公报
发明内容
然而，在单纯地使用上述的比率P进行的燃气器具的判别中，存在在流量比较多的区间偶然产生了流量的增加率小的部分的情况下无法正确地获取中间流量的风险。本发明提供一种能够更可靠地获取表示燃气器具的特征的流量的流量测量装置。
本说明书所涉及的例示性的流量测量装置具备：流量测量部，其以固定时间间隔测量流过流路的气体的流量；运算部，其计算在某一测量定时测量出的第一流量值与在该某一测量定时的前一测量定时测量出的第二流量值之间的差值；以及差值变换部，其基于差值来计算流量比率。另外，还具备器具特征提取部，该器具特征提取部提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的至少一个器具特征量，在流量比率处于基准范围内的情况下，该器具特征提取部提取根据第一流量值和第二流量值求出的值来作为至少一个器具特征量。并且，还具备：器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的一种以上的器具固有特征量；以及器具判别部，其基于由器具特征提取部提取出的器具特征量、与器具固有特征信息保持部中保持的一种以上的器具固有特征量中的同器具特征量对应的器具固有特征量的比较，来判别当前使用的燃气器具。而且，根据流过流路的气体的流量设定有多个流量区间，基准范围是根据第一流量值所属的流量区间而确定的。
通过该结构，根据本发明的流量测量装置能更可靠地获取表示燃气器具的特征的流量。
附图说明
图1是示出基于本发明的实施方式的燃气表的例示性的结构的框图。
图2是示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的一例的曲线图。
图3是示出基于本发明的实施方式的燃气表的变形例的框图。
图4是示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的其它例的曲线图。
图5是示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的另一其它例的曲线图。
图6是示出根据表4所示的流量值Q(n)计算出的流量比率R(n)的随时间的推移的曲线图。
图7是示出纵轴为代码值时的压缩代码列[07140]的曲线图。
图8是基于本发明的实施方式的燃气表的硬件结构的一例的框图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明所涉及的流量测量装置的实施方式。在以下说明的实施方式中，作为流量测量装置的例子，列举燃气表并说明其处理。在附图中，对相同的构成要素标注相同的参照标记，关于已说明的构成要素省略再次的说明。此外，本发明不限定于以下所说明的实施方式。
(流量测量装置的例示性的结构)
图1示出基于本发明的实施方式的燃气表100的结构例。燃气表100在其内部具有流路102，在连接于用于供给气体的气体管10a的状态下使用。燃气表100配置于气体管10a与多个燃气器具(燃气灶、燃气暖风机、热水器等)之间。图1示出燃气表100的流路102的一端与上游侧的气体管10a连接并且流路102的另一端与下游侧的气体管10b连接的状态，在此，在气体管10b上连接有燃气器具13、14及15。
在图1所例示的结构中，燃气表100概略地具有配置于流路的中途的流量测量部104和控制部105。流量测量部104以固定时间间隔(以下，有时称为“采样间隔”。)测量流过流路102的气体的流量。采样间隔例如为0.5秒。作为流量测量部104，例如能够应用超声波流量计。超声波流量计以固定时间间隔对流过流路102的气体发射超声波，求出由于气体流而产生的传播时间差，由此测量气体的瞬时流量。通过获取由流量测量部104检测出的表示固定时间间隔的流量的数据，能够检测气体的使用量的变动。
在图1所例示的结构中，控制部105具有测量流量信息存储部106、运算部108、差值变换部112、器具特征提取部114、器具固有特征信息保持部118以及器具判别部116。在图示的例子中，控制部105还具有基准范围提供部110和差值变换表保持部120。在后文中叙述燃气表100的动作的典型例。
在该例中，燃气表100具有配置于气体管10a与流量测量部104之间的切断部122。切断部122在检测到气体流量的异常增加等时，基于控制部105的控制停止向与气体管10b连接的燃气器具13、14及15供给气体。作为切断部122，例如能够使用切断阀。
运算部108基于由流量测量部104获取到的流量值来计算针对每个采样间隔的差值。即，在将某一测量定时的流量值设为Q(n)、将前一测量定时的流量值设为Q(n-1)时，运算部108计算与各测量定时对应的差值D(n)＝Q(n)-Q(n-1)。
差值变换部112基于上述的差值D(n)来计算流量比率R(n)。关于流量比率R(n)，例如能够由下述的式(2)定义。
R(n)＝100*|(Q(n)-Q(n-1))/Q(n-1)| (2)
下面，说明将式(2)用作流量比率R(n)的定义的例子。不言而喻的是，流量比率R(n)的定义不限定于上述的式(2)。例如，也可以利用下述的式(3)来定义流量比率R(n)。
R(n)＝100*|(Q(n)-Q(n-1))/Q(n)| (3)
测量流量信息存储部106在上述的差值D(n)、流量比率R(n)等的计算中被用作临时的存储器。测量流量信息存储部106既可以配置在控制部105内，也可以配置在控制部105外。
器具特征提取部114提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的器具特征量。作为器具特征量，能够使用根据相邻的两个测量定时的流量值求出的值。在此，作为器具特征量，例示相邻的两个测量定时的流量值的平均值。也就是说，获取某一测量定时的平均值A(n)＝(Q(n)-Q(n-1))/2来作为器具特征量。平均值A(n)的计算可以由运算部108、差值变换部112以及器具特征提取部114中的任一方来执行。此外，器具特征提取部114所提取的器具特征量的数量(种类)不限定于一个。器具特征提取部114能提取两种以上的器具特征量。
在本发明的典型的实施方式中，在利用差值变换部112与各测量定时对应地求出的流量比率R(n)处于基准范围内的情况下，器具特征提取部114提取器具特征量(在此为平均值A(n))。如后文中详细说明的那样，在此处所说明的实施方式中，根据流过流路102的气体的流量设定有多个流量区间。上述的基准范围是根据测量出的流量值所属的流量区间而确定的。
器具判别部116将由器具特征提取部114提取出的器具特征量与表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的器具固有特征量进行比较，由此判别已开始使用的燃气器具。器具固有特征量被预先保存于器具固有特征信息保持部118。例如，在想要检测燃气暖风机的使用开始的情况下，在器具固有特征信息保持部118中预先保存与燃气暖风机对应的一种以上的器具固有特征量。在某一方式中，器具固有特征信息保持部118预先保持想要进行检测的燃气器具的中间流量来作为器具固有特征量。
(判别动作的典型例)
下面，参照附图来说明流量测量装置中的判别动作的典型例。
图2示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的一例。在图2中，描绘出以0.5秒的采样间隔测量出的17个流量值。也就是说，在此示出从开始使用燃气器具起至经过8秒后的气体流量的变化。
在图2所示的例子中，在测量定时“0”～“6”之间，气体流量大体增加，之后在105L/h上下变动。在该例中，在流量的变化图案中，在测量定时“1”与“2”之间(被虚线F1包围的部分)以及测量定时“4”与“5”之间(被虚线F2包围的部分)出现流量的增加率比较小的区域。在此，被虚线F2包围的部分是流量的变化偶然减小的部分，在该例中应被检测为中间流量的是与被虚线F1包围的部分对应的流量。
下述的表1中示出图2所示的曲线图的各测量定时的流量值Q(n)、上述的差值D(n)、基于式(1)求出的比率P以及基于式(2)求出的流量比率R(n)(在此，n＝0～16。)以供参考。根据表1可知，在该例中，流量比率R(n)与比率P的绝对值相等。此外，为了简便，在此例示出最初的测量定时与开始使用燃气器具的定时一致的情况。因而，Q(0)＝0.0，测量定时“1”的比率P及流量比率R(1)的分母为0，因此未示出具体值。
[表1]
测量定时 Q(n)(L/h) D(n)(L/h) P(％) R(n)(％)
0 0.0 - - -
1 30.0 30.00 - -
2 35.0 5.00 -16.67 16.67
3 45.0 10.00 -28.57 28.57
4 75.0 30.00 -66.67 66.67
5 84.0 9.00 -12.00 12.00
6 110.0 26.00 -30.95 30.95
7 103.0 -7.00 6.36 6.36
8 106.0 3.00 -2.91 2.91
9 102.0 -4.00 3.77 3.77
10 107.0 5.00 -4.90 4.90
11 110.0 3.00 -2.80 2.80
12 106.0 -4.00 3.64 3.64
13 108.0 2.00 -1.89 1.89
14 109.0 1.00 -0.93 0.93
15 106.0 -3.00 2.75 2.75
16 106.0 0.00 0.00 0.00
在表1中应关注的点是，在流量比较低的流量区间，即使流量的差值D(n)小，在比率P中，采样间隔期间的流量的变化也反映得大。例如，测量定时“5”的差值D(5)为9.00L/h，相对于此，测量定时“2”的差值D(2)为比9.00L/h小的5.00L/h。然而，测量定时“2”的比率P的绝对值(16.67％)比测量定时“5”的比率P的绝对值(12.00％)大。因此，根据专利文献1的方法，在规定范围被设定为15％的情况下，测量定时“2”的比率P处于规定范围外且测量定时“5”的比率P处于规定范围内，测量定时“5”的流量值84.0L/h与前一测量定时“4”的流量值75.0L/h的平均值79.5L/h被作为中间流量提取出来。也就是说，在流量的变化图案中检测不到应作为与缓点火对应的部分被捕获的部分，从而导致同本应作为中间流量提取的、Q(2)与Q(1)的平均值32.5L/h不同的值被作为中间流量提取出来。
这是因为，在利用基于连续的两个测量定时的流量值的比率的情况下，用于计算该比率的流量值越小，则流量值的变化越强地反映于比率。例如，采样间隔期间的流量值从100L/h变化为120L/h时的比率P的绝对值为20％，相对于此，在流量更少的流量区间，在采样间隔期间流量值仅从10L/h增加至12L/h，比率P的绝对值就成为20％。也就是说，在流量更少的流量区间，仅发生少量的流量变化就能得到绝对值更大的比率。在上述的专利文献1中，未考虑到这样的由于流量区间的不同而引起的、流量变动对比率产生的影响。
对此，如以下详细说明的那样，在本发明的某一实施方式中，进行流量比率R(n)是否处于基准范围内的判定，在判定为流量比率R(n)处于基准范围内的情况下，提取器具特征量。此时，使用根据测量出的流量值所属的流量区间而确定的基准范围，由此能更可靠地捕获流量的变化图案中的与缓点火对应的部分。
再次参照图1。器具特征提取部114从基准范围提供部110获取与测量出的流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据。基准范围提供部110例如预先保持有针对与被测量的流量值的大小相应的多个分区中的每个分区记述有基准范围的流量值变换表110t。基准范围提供部110例如从测量流量信息存储部106获取流量值Q(n)，通过参照流量值变换表110t，来向器具特征提取部114供给与流量值Q(n)所属的流量区间对应的基准范围的数据。在由差值变换部112求出的流量比率R(n)处于基准范围内的情况下，器具特征提取部114例如提取上述的平均值A(n)来作为器具特征量。
下述的表2示出流量值变换表110t的一例。如表2所示，典型的，某一流量区间(例如第一流量以上且小于第二流量)的基准范围比流量多于该流量区间的流量的流量区间(例如第二流量以上且小于第三流量)的基准范围广。此外，在表2所示的例子中，在流量更多的流量区间中基准范围变窄，但无需使基准范围随着流量值的增加而单调地变窄。
[表2]
流量区间 基准范围(％)
O≤Q(n)＜20 25
20≤Q(n)＜40 20
40≤Q(n)＜60 15
60≤Q(n)＜80 13
80≤Q(n)＜90 10
90≤Q(n)＜100 5
100≤Q(n)＜105 2
105≤Q(n) 0.5
在图2所示的例子中，Q(2)＝35.0L/h(参照表1)，此时的基准范围为20％。器具特征提取部114判定测量定时“2”的流量比率R(2)的值是否处于基准范围即20％以内。如表1所示，在此，R(2)的值16.67％处于该基准范围即20％以内。因而，器具特征提取部114提取流量值Q(2)与Q(1)的平均值A(2)＝32.5L/hl来作为器具特征量。
参照表1和表2可知，在测量定时“2”～“15”，流量比率R(n)均处于基准范围外。例如，与Q(5)对应的基准范围为10％，此时的R(5)＝12.00％超出基准范围即10％。因而，不采用平均值A(5)来作为器具特征量。其结果，能够获取A(2)＝32.5L/h来作为器具特征量。能够将该A(2)的值用作中间流量来进行燃气器具的判别。
获得中间流量之后的处理并无特别限定。例如，如果是在燃气暖风机、燃气灶以及热水器之间进行判别的情况下，则能够在器具固有特征信息保持部118中预先保存与燃气暖风机、燃气灶以及热水器分别对应的中间流量(或者中间稳定流量)来作为器具固有特征量。器具特征提取部114将提取出的器具特征量(在此为作为中间流量的平均值A(2))与器具固有特征信息保持部118中保持的器具固有特征量(在此为中间流量或者中间稳定流量)进行比较，由此判别已开始使用的燃气器具。例如，在作为器具特征量的中间流量处于以作为燃气暖风机的器具固有特征量被登记到器具固有特征信息保持部118中的中间流量(或者中间稳定流量)为中心的±10％的范围内时，能够判定为已开始使用的燃气器具是燃气暖风机。
根据在此说明的实施方式，在与各测量定时对应地计算的流量比率R(n)处于同与该测量定时对应的流量值Q(n)相应的基准范围内的情况下，提取器具特征量，因此能够更可靠地获取表示燃气器具的特征的流量(在上述的例子中为作为中间流量的平均值A(i))。这样，通过根据被测量的气体流量所属的流量区间来改变成为是否提取器具特征量的判定基准的基准范围的幅度，能更可靠地提取当前使用的燃气器具的流量变化的特征。
当然，流量值变换表110t中的分区的数量、各分区的流量值的下限和上限、以及与各分区对应的基准范围的值等不限定于在此说明的例子。只要与想要检测的燃气器具相适地任意设定这些数据即可。例如，也可以使流量相对少的流量区间的分区更精细。
此外，也可以在流量值Q(n)为第一规定流量(例如20L/h)以上且第二规定流量(例如60L/h)以下的情况下，执行流量比率R(n)(或者差值D(n))的计算。也就是说，也可以在流量值Q(n)小于第一规定流量(例如20L/h)或者超过第二规定流量(例如60L/h)的情况下，不执行流量比率R(n)(或者差值D(n))的计算。由此，能避免与流量的变化大致固定而稳定的区域(在该例中为测量定时“6”之后)对应的稳定流量被作为中间流量提取出来。例如，在图2所示的例子中，测量定时“15”与测量定时“16”之间的流量的差值D(16)偶然为0.0L/h，R(16)收敛在与Q(16)对应的基准范围、即0.5％以内。通过在流量值Q(n)为第一规定流量(例如20L/h)以上且第二规定流量(例如60L/h)以下的情况下计算流量比率R(n)(或者差值D(n))那样的控制，能防止流量稳定后的平均值A(n)被作为中间流量提取出来。
或者，也可以在获取到作为器具特征量的中间流量的情况下，停止之后的对中间流量的监视。例如，也可以在利用器具特征提取部114提取器具特征量(在上述的例子中为A(2)＝32.5L/h)之后，不计算流量比率R(n)(或者差值D(n))。通过这样的控制，能够期待动作的高速化、省电力化等效果。此外，能暂时停止对中间流量的监视。例如，也可以根据需要再次开始对中间流量的监视。
图3示出燃气表100的变形例。图3所例示的结构与参照图1说明的结构之间的不同点在于，基准范围提供部110保持有校正系数表111t来代替流量值变换表110t。校正系数表111t是针对与被测量的流量值的大小相应的多个分区的每个分区记述有校正系数的表。
在图3所例示的结构中，基准范围提供部110参照校正系数表111t，将与测量出的流量值所属的流量区间相应的校正系数与基准数据相乘，由此确定与测量出的流量值所属的流量区间相应的基准范围。在此，基准数据例如是固定的基准范围(例如15％)。通过这样的控制，器具特征提取部114也能够从基准范围提供部110获取与测量出的流量值所属的流量区间相应的基准范围。
图4示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的其它例。下述的表3中示出图4所示的曲线图的各测量定时的流量值Q(n)、上述的差值D(n)以及基于式(2)求出的流量比率R(n)以供参考。
[表3]
测量定时 Q(n)(L/h) D(n)(L/h) R(n)(％)
0 0.0 - -
1 30.0 30.00 -
2 35.0 5.00 16.67
3 45.0 10.00 28.57
4 48.0 3.00 6.67
5 84.0 36.00 75.00
6 110.0 26.00 30.95
7 103.0 -7.00 6.36
8 106.0 3.00 2.91
9 102.0 -4.00 3.77
10 107.0 5.00 4.90
11 110.0 3.00 2.80
12 106.0 -4.00 3.64
13 108.0 2.00 1.89
14 109.0 1.00 0.93
15 106.0 -3.00 2.75
16 106.0 0.00 0.00
在该例中，在流量的变化图案中，在测量定时“1”与“2”之间(图4中被虚线F3包围的部分)以及测量定时“3”与“4”之间(图4中被虚线F4包围的部分)出现流量的增加率比较小的区域。参照上述的表2可知，在该例中，R(2)的值即16.67％处于与流量值Q(2)对应的基准范围即20％以内。因而，与测量定时“2”对应的平均值A(2)的值是作为器具特征量的中间流量的候选。在该例中，进一步地，R(4)的值即6.67％处于与流量值Q(4)对应的基准范围即15％以内。而且，在此，R(4)的值比R(2)的值更接近零。在该情况下，A(4)比A(2)更合适作为中间流量的可能性高。也就是说，通过采用平均值A(4)来代替平均值A(2)，有可能提高判别的精度。
这样，也可以是，在已经提取出与某一测量定时“k”对应的器具特征量(例如平均值A(k))来作为器具特征量的状态下，在与在测量定时“k”之后测量出的流量值Q(h)对应的流量比率R(h)比与测量定时“k”对应的流量比率R(k)更接近零的情况下，将已经提取出的器具特征量更新为新的值。例如，器具特征提取部114也可以将先前的器具特征量(例如A(k))重写为与测量定时“k”之后的测量定时“h”对应的器具特征量(例如A(h))。此外，也可以在流量值Q(h)为第一规定流量以上且第二规定流量以下的情况下选择性地执行与测量定时“h”对应的流量比率R(h)的计算。
也可以在存在先前的器具特征量的更新的情况下，停止利用差值变换部112进行之后的流量比率R(n)的计算或者停止利用运算部108进行之后的差值D(n)的计算。此外，可以说是，在与测量定时“k”之后的测量定时“h”对应的流量比率R(h)比流量比率R(k)远离零的情况下、流量比率R(h)处于与流量值Q(h)所属的流量区间相应的基准范围外的情况下、以及流量值Q(h)超过第二规定流量等情况下，对已经提取出的器具特征量进行更新的必要性低。因而，也可以在这些情况下，停止器具特征量的提取后的对中间流量的监视。
在此，参照图5和图6来说明流量的变化图案中的与缓点火对应的部分的检测的其它例。图5示出开始使用燃气器具时的流量的变化图案的另一其它例。下述的表4中示出图5所示的曲线图的各测量定时的流量值Q(n)、上述的差值D(n)以及基于式(2)求出的流量比率R(n)以供参考。
[表4]
测量定时 Q(n)(L/h) D(n)(L/h) R(n)(％)
0 0.0 - -
1 90.0 90.00 -
2 145.0 55.00 61.11
3 150.0 5.00 3.45
4 188.0 38.00 25.33
5 208.0 20.00 10.64
6 203.0 -5.00 2.40
7 204.0 1.00 0.49
8 204.0 0.00 0.00
9 204.0 0.00 0.00
10 204.0 0.00 0.00
11 204.0 0.00 0.00
12 204.0 0.00 0.00
13 204.0 0.00 0.00
14 203.0 -1.00 0.49
15 204.0 1.00 0.49
16 204.0 0.00 0.00
在该例中，在测量定时“0”～“5”之间，气体流量大致增加，之后在204L/h上下变动。在测量定时“0”～“5”之间，在测量定时“2”与“3”之间(图5中被虚线F5包围的部分)出现流量的增加率比较小的区域。根据图5可明确，测量定时“2”与测量定时“3”之间的流量的变化率(也可以称为流量比率。)相对小，因而，能够认为流量的变化图案中的该部分是与缓点火对应的部分。
图6示出根据表4所示的流量值Q(n)计算出的流量比率R(n)的随时间的推移。如图6所示，当在气体流量稳定之前的流量值增加的期间(在此为测量定时“0”～“5”之间)存在流量的变化率比较小的区域时，在流量比率R(n)的曲线图中出现减少-增加-减少的推移(图6中被虚线F6包围的部分)。因而，从求出中间流量的观点出发，也可以检测流量比率R(n)的曲线图中的这样的减少-增加-减少的推移(下面有时称为“V字型的推移”。)。
在某一方式中，器具特征提取部114检测流量比率R(n)的图案中的减少-增加-减少的推移。例如，器具特征提取部114判定彼此相邻的两个测量定时之间的流量比率是否减少第一规定值(例如50％)以上。在该例中，测量定时“2”与“3”之间的流量比率减少了50％以上(R(3)-R(2)≥50％)。另外，器具特征提取部114判定在流量比率减少第一规定值以上之后、彼此相邻的两个测量定时之间的流量比率是否增加了第二规定值(例如20％)以上。在该例中，测量定时“3”与“4”之间的流量比率增加了20％以上(R(4)-R(3)≥20％)。根据以上情况可知，在测量定时“2”～“4”之间出现V字型的推移。流量比率的急剧的减少在流量的变化图案中体现为流量的增加率急剧地缓和，流量比率的急剧的增加在流量的变化图案中体现为流量的增加率急剧地增大。也就是说，能够认为在测量定时“2”～“4”之间进行了缓点火动作。
器具特征提取部114例如基于流量比率R(n)的曲线图中夹在两个峰之间的谷的部分的测量定时(在此为测量定时“3”)的流量值Q(3)和前一测量定时(在此为与第一峰对应的测量定时“2”)的流量值Q(2)，来计算作为器具特征量的中间流量。也就是说，在此，计算与测量定时“3”对应的平均值A(3)来作为中间流量。这样，通过检测流量比率R(n)的曲线图中的V字型的推移，也能检测流量的变化图案中的与缓点火对应的部分。
流量比率R(n)的减少-增加-减少的推移中的减少和增加既可以是连续的也可以是非连续的。例如，设想以下情况：在彼此相邻的两个测量定时“a”与“b”之间，流量比率减少了第一规定值以上，在彼此相邻的两个测量定时“x”与“y”之间，流量比率增加了第二规定值以上。此时，作为器具特征量，能利用根据在计算与测量定时“b”～“x”中的至少一个测量定时对应的流量比率中使用的流量值来求出的值。例如，也可以将测量定时“b”～“x”的流量值Q(b)、……、Q(x)的平均值利用为器具特征量。
(利用代码进行的器具判别)
在图1和图3所例示的结构中，控制部105具有差值变换表保持部120。差值变换表保持部120保持针对与上述的差值D(n)的大小相应的多个分区的每个分区记述有不同的代码的差值变换表120t。如以下所说明的那样，还可以在燃气器具的判别中利用基于差值D(n)得到的代码的列。
例如，差值变换部112除了计算上述的流量比率R(n)之外，还能够通过参照差值变换表120t来将各测量定时的差值D(n)变换为对应的代码。由此，得到与多个测量定时对应的代码列。下述的表5示出差值变换表120t的一例。
[表5]
例如，在得到上述的表4所示的流量值的情况下，能得到代码列[07614211000000110](其中，在此将测量定时“0”的代码值设为“0”。)。可以说，该代码列模拟地表现了已开始使用的燃气器具的工作时的流量的变化图案。
能够将生成的代码列利用于已开始使用的燃气器具的判别。器具特征提取部114也可以从差值变换部112获取所生成的代码列来作为器具特征量之一。如果预先针对每个燃气器具求出代码列并将这些代码列作为器具固有特征量事先保存于器具固有特征信息保持部118，则能够将从差值变换部112获取的代码列与器具固有特征信息保持部118中保持的代码列进行比较。例如，器具判别部116除了进行由器具特征提取部114提取出的中间流量与器具固有特征信息保持部118中保持的中间流量(或者中间稳定流量)之间的比较之外，还能够进行作为器具特征量的代码列与作为器具固有特征量的代码列之间的比较。通过进一步地进行代码列的比较，能提高判别的精度。在该例中，使差值的各分区与数字“0”～“9”或者字母“A”～“F”相对应，因此能够将代码列作为十六进制数来处理，与将差值D(n)的值直接使用于判别的情况相比较，能得到节省存储器、提高运算速度等效果。
从差值变换部112获取到的代码列既可以直接使用于判别，也可以如以下所说明的那样，在根据代码列生成压缩代码列后将该压缩代码列利用为器具特征量。
例如，器具特征提取部114也可以生成基于代码列中的极大值和/或极小值的压缩代码列来作为器具特征量之一。例如，器具特征提取部114根据上述的代码列[07614211000000110]生成压缩代码列[07140]。根据表5可知，大的代码值反映出采样间隔期间的流量值的变化大，小的代码值反映出采样间隔期间的流量值的变化小。因而，可以说，压缩代码列[07140]表现了流量值的主要变化。
此时，器具固有特征信息保持部118中除了预先保存有中间流量(或者中间稳定流量)以外，还针对想要进行检测的燃气器具预先保存有表示特征性的流量状态的特征代码列来作为器具固有特征量。在某一方式中，器具判别部116在已开始使用的燃气器具的判别中，除了进行由器具特征提取部114提取出的中间流量与器具固有特征信息保持部118中保持的中间流量(或者中间稳定流量)之间的比较之外，还进行由器具特征提取部114生成的压缩代码列与器具固有特征信息保持部118所保持的特征代码列之间的比较。例如，在由器具特征提取部114提取出的中间流量处于以与燃气暖风机对应的中间流量(或者中间稳定流量)为中心的规定范围内且压缩代码列与燃气暖风机的特征代码列一致的情况下，能够判断为已开始使用的燃气器具是燃气暖风机。
图7示出纵轴取代码值时的压缩代码列[07140]的曲线图。图7与图5所示的流量的曲线图对应。如图7所示，压缩代码列中出现了两个极大值(代码值“7”和“4”)、以及夹在这些极大值之间的极小值(代码值“1”)。
压缩代码列中的代码值的急剧的减少在流量的变化图案中反映流量的增加率急剧地平缓，压缩代码列中的代码值的急剧的增加在流量的变化图案中反映流量的增加率急剧地增大。因而，通过检测压缩代码列的曲线图中的V字型的推移，能检测流量的变化图案中的与缓点火对应的部分。
在某一方式中，器具特征提取部114检测压缩代码列的图案中的减少-增加-减少的推移。例如，器具特征提取部114判定是否压缩代码列中连续的三个代码值中的最初的代码值比中央的代码值大且该最初的代码值与该中央的代码值之间的差值为第一规定值(例如代码值“5”)以上。另外，器具特征提取部114判定是否压缩代码列中连续的三个代码值中的最后的代码值比中央的代码值大且该最后的代码值与中央的代码值之间的差值为第二规定值(例如代码值“2”)以上。在该例中，压缩代码列[07140]中的第二个代码值“7”比下一个代码值“1”大，并且这两个代码值的差为6，是5以上。另外，压缩代码列[07140]中的第三个代码值“4”比前一个代码值“1”大，并且这两个代码值的差为3，是2以上。因而，能够判断为压缩代码列的图案中出现了V字型的推移。
在判定为压缩代码列的图案中出现了V字型的推移的情况下，器具特征提取部114提取根据在生成该连续的三个代码值的中央的代码值时使用的两个流量值而求出的值，来作为器具特征量。在该例中，压缩代码列[07140]中的代码值“1”是基于差值变换表120t将Q(3)与Q(2)的差值D(3)变换为代码而得到的值。因而，器具特征提取部114例如提取Q(3)与Q(2)的平均值A(3)来作为器具特征量。
这样，也可以基于压缩代码列的图案中的V字型的推移来提取器具特征量。在难以使用流量比率R(n)来提取器具特征量的情况下，基于压缩代码列的图案中的V字型的推移来提取器具特征量是有效的。
(硬件结构)
图8示出燃气表100的硬件结构的一例。在图8所例示的结构中，燃气表100具有中央运算电路(CPU)210、存储器220、流量计204以及切断装置222。流量计204为图1和图3所示的流量测量部104的一例，能够为公知的流量计、例如超声波流量计。切断装置222为图1和图3所示的切断部122的一例，能够使用公知的切断装置、例如切断阀。
CPU 210执行存储器220中保存的计算机程序221。计算机程序221中记述有上述的各种处理。CPU 210例如执行图1和图3所示的运算部108、差值变换部112、器具特征提取部114、器具判别部116以及基准范围提供部110的各种处理。典型的，存储器220包括RAM和ROM，例如与图1及图3所示的测量流量信息存储部106、差值变换表保持部120以及器具固有特征信息保持部118对应。基准范围提供部110也可以包括存储器220的一部分。此外，能够在存储器220中保存用于判断气体的切断的基准值。
运算部108、差值变换部112、器具特征提取部114、器具判别部116以及基准范围提供部110各自可以为单一的处理器(CPU 210)的一部分。控制部105也可以由多个处理器的集合来实现。控制部105也可以包括一个以上的存储器、外围电路等。也可以在控制部105的外部配置一个以上的存储器。例如，测量流量信息存储部106也可以配置于控制部105的外部。通过使用CPU210和存储器220来执行上述的各种处理，能够精度良好地判别器具。
以上，说明了本发明的实施方式。上述的实施方式的说明是本发明的例示，而非用于限定本发明。另外，也能够是将上述的实施方式中说明的各构成要素适当组合而成的实施方式。本发明在权利要求书或其均等的范围内能够进行改变、替换、追加以及省略等。
如以上所说明的那样，本发明所涉及的流量测量装置具备：流量测量部，其以固定时间间隔测量流过流路的气体的流量；运算部，其计算在某一测量定时测量出的第一流量值与在某一测量定时的前一测量定时测量出的第二流量值之间的差值；以及差值变换部，其基于差值来计算流量比率。另外，还具备器具特征提取部，其提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的至少一个器具特征量，在流量比率处于基准范围内的情况下，该器具特征提取部提取根据第一流量值和第二流量值求出的值来作为至少一个器具特征量。并且，还具备：器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的一种以上的器具固有特征量；以及器具判别部，其基于由器具特征提取部提取出的器具特征量、与器具固有特征信息保持部中保持的一种以上的器具固有特征量中的同器具特征量对应的器具固有特征量之间的比较，来判别当前使用从燃气器具。而且，根据流过流路的气体的流量设定有多个流量区间，基准范围是根据第一流量值所属的流量区间而确定的。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以是，使第一流量区间中的基准范围比流量多于第一流量区间的流量的第二流量区间中的基准范围大。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以是，还具备基准范围提供部，该基准范围提供部接受第一流量值的输入，将与第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据返回至器具特征提取部。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以构成为，基准范围提供部通过参照将第一流量值所属的流量区间与基准范围对应起来的流量值变换表，来向器具特征提取部供给与第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，基准范围提供部预先保持有基准数据以及根据第一流量值所属的流量区间而不同的校正系数。而且，也可以构成为，通过将校正系数与基准数据相乘来计算与第一流量值所属的流量区间相应的基准范围，向器具特征提取部供给与第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以构成为，在第一流量值为第一规定流量以上且第二规定流量以下的情况下，差值变换部计算流量比率。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以构成为，在由器具特征提取部提取至少一个器具特征量之后，差值变换部停止计算流量比率。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，处于器具特征提取部已经提取至少一个器具特征量来作为器具特征量的状态。另外，是在某一测量定时之后的测量定时测量出的第三流量值为第一规定流量以上且第二规定流量以下、并且与第三流量值对应地计算出的流量比率比与第一流量值对应地计算出的流量比率更接近零的情况。而且，也可以构成为，将器具特征量更新为根据第三流量值以及在第三流量值的测量定时的前一测量定时测量出的流量值求出的值。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，也可以构成为，差值变换部在器具特征量更新之后停止计算流量比率。
另外，本发明所涉及的流量测量装置还具备差值变换表保持部，该差值变换表保持部保持针对与差值的大小相应的多个分区的每个分区记述有不同的代码的差值变换表，差值变换部计算流量比率，还通过参照差值变换表将差值变换为对应的代码。
另外，在本发明所涉及的流量测量装置中，器具特征提取部还从差值变换部获取代码的列，并且生成基于代码的列中的极大值和/或极小值的压缩代码列来作为至少一个器具特征量。另外，器具固有特征信息保持部预先保持有表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的特征代码列来作为一种以上的器具固有特征量中的一种器具固有特征量。而且，也可以构成为，器具判别部还将由器具特征提取部生成的压缩代码列与器具固有特征信息保持部所保持的特征代码列进行比较，由此判别当前使用的燃气器具。
另外，本发明所涉及的流量测量装置具备：流量测量部，其以固定时间间隔测量流过流路的气体的流量；运算部，其计算在某一测量定时测量出的流量值与在某一测量定时的前一测量定时测量出的流量值之间的差值；以及差值变换部，其基于差值来计算流量比率。另外，还具备：器具特征提取部，其提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的器具特征量；以及器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的器具固有特征量。另外，还具备器具判别部，该器具判别部基于器具特征量与器具固有特征量之间的比较来判别当前使用的燃气器具。另外，也可以构成为，在满足以下的条件时，器具特征提取部提取使用用于计算第二流量比率的流量值和用于计算第四流量比率的流量值中的至少任一方求出的值，来作为器具特征量。一个条件是，与第一测量定时对应地求出的第一流量比率比与第一测量定时的后一个定时的第二测量定时对应地求出的第二流量比率大、且第一流量比率与第二流量比率的差值为第一规定值以上。另一个条件是，与第二测量定时之后的第三测量定时对应地求出的第三流量比率比与第三测量定时的前一个定时的第四测量定时对应地求出的第四流量比率大、且第三流量比率与第四流量比率的差值为第二规定值以上。
产业上的可利用性
根据本发明的实施方式，能够更可靠地获取中间流量等表示燃气器具的特征的流量，因此对具有燃气器具的判别功能的燃气表等是有用的。
附图标记说明
13～15：燃气器具；100：燃气表；102：流路；104：流量测量部；105：控制部；106：测量流量信息存储部；108：运算部；110：基准范围提供部；112：差值变换部；114：器具特征提取部；116：器具判别部；118：器具固有特征信息保持部；120：差值变换表保持部；122：切断部。

Claims (12)

1.一种流量测量装置，具备：
流量测量部，其以固定时间间隔测量流过流路的气体的流量；
运算部，其计算在某一测量定时测量出的第一流量值与在所述某一测量定时的前一测量定时测量出的第二流量值之间的差值；
差值变换部，其基于所述差值来计算流量比率；
器具特征提取部，其提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的至少一个器具特征量，在所述流量比率处于基准范围内的情况下，该器具特征提取部提取根据所述第一流量值和所述第二流量值求出的值来作为所述至少一个器具特征量；
器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的一种以上的器具固有特征量；以及
器具判别部，其基于由所述器具特征提取部提取出的所述器具特征量、与所述器具固有特征信息保持部中保持的所述一种以上的器具固有特征量中的同所述器具特征量对应的器具固有特征量之间的比较，来判别所述当前使用的燃气器具，
其中，根据流过所述流路的气体的流量设定有多个流量区间，
所述基准范围是根据所述第一流量值所属的流量区间而确定的。
2.根据权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，
第一流量区间中的基准范围比流量多于所述第一流量区间的流量的第二流量区间中的基准范围大。
3.根据权利要求1或者2所述的流量测量装置，其特征在于，
还具备基准范围提供部，该基准范围提供部接受所述第一流量值的输入，将与所述第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据返回至所述器具特征提取部。
4.根据权利要求3所述的流量测量装置，其特征在于，
所述基准范围提供部通过参照将所述第一流量值所属的流量区间与所述基准范围对应起来的流量值变换表，来向所述器具特征提取部供给与所述第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据。
5.根据权利要求3所述的流量测量装置，其特征在于，
所述基准范围提供部预先保持有基准数据以及根据所述第一流量值所属的流量区间而不同的校正系数，
所述基准范围提供部通过将所述校正系数与所述基准数据相乘来计算与所述第一流量值所属的流量区间相应的基准范围，向所述器具特征提取部供给与所述第一流量值所属的流量区间相应的基准范围的数据。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的流量测量装置，其特征在于，
在所述第一流量值为第一规定流量以上且第二规定流量以下的情况下，所述差值变换部计算所述流量比率。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的流量测量装置，其特征在于，
在利用所述器具特征提取部提取所述至少一个器具特征量之后，所述差值变换部停止计算所述流量比率。
8.根据权利要求6所述的流量测量装置，其特征在于，
在已经提取所述至少一个器具特征量来作为所述器具特征量的状态下，在所述某一测量定时之后的测量定时测量出的第三流量值为所述第一规定流量以上且所述第二规定流量以下、并且与所述第三流量值对应地计算出的流量比率比与所述第一流量值对应地计算出的流量比率更接近零的情况下，所述器具特征提取部将所述器具特征量更新为根据所述第三流量值和在所述第三流量值的测量定时的前一测量定时测量出的流量值求出的值。
9.根据权利要求8所述的流量测量装置，其特征在于，
所述差值变换部在所述器具特征量更新之后停止计算所述流量比率。
10.根据权利要求1～9中的任一项所述的流量测量装置，其特征在于，
还具备差值变换表保持部，该差值变换表保持部保持针对与所述差值的大小相应的多个分区中的每个分区记述有不同的代码的差值变换表，
所述差值变换部计算所述流量比率，还通过参照所述差值变换表来将所述差值变换为对应的代码。
11.根据权利要求10所述的流量测量装置，其特征在于，
所述器具特征提取部还从所述差值变换部获取所述代码的列，生成基于所述代码的列中的极大值和/或极小值的压缩代码列来作为所述至少一个器具特征量，
所述器具固有特征信息保持部预先保持有表示所述特定的燃气器具的特征性的流量状态的特征代码列，来作为所述一种以上的器具固有特征量中的一种器具固有特征量，
所述器具判别部还将由所述器具特征提取部生成的所述压缩代码列与所述器具固有特征信息保持部所保持的特征代码列进行比较，由此判别所述当前使用的燃气器具。
12.一种流量测量装置，具备：
流量测量部，其以固定时间间隔测量流过流路的气体的流量；
运算部，其计算在某一测量定时测量出的流量值与在所述某一测量定时的前一测量定时测量出的流量值之间的差值；
差值变换部，其基于所述差值来计算流量比率；
器具特征提取部，其提取表示当前使用的燃气器具的流量变化的特征的器具特征量；
器具固有特征信息保持部，其保持表示特定的燃气器具的特征性的流量状态的器具固有特征量；以及
器具判别部，其基于所述器具特征量与所述器具固有特征量之间的比较，来判别所述当前使用的燃气器具，
其中，在与第一测量定时对应地求出的第一流量比率比与所述第一测量定时的后一个定时的第二测量定时对应地求出的第二流量比率大、且所述第一流量比率与所述第二流量比率的差值为第一规定值以上，并且与所述第二测量定时之后的第三测量定时对应地求出的第三流量比率比与所述第三测量定时的前一个定时的第四测量定时对应地求出的第四流量比率大、且所述第三流量比率与所述第四流量比率的差值为第二规定值以上时，所述器具特征提取部提取使用用于计算所述第二流量比率的流量值与用于计算所述第四流量比率的流量值中的至少任一方求出的值来作为所述器具特征量。
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