CN113811745A - 燃气安全装置 - Google Patents

Abstract

具备：流路(101)；切断阀(102)，其用于将流路(101)切断；流量测量部(103)，其测定燃气的流量；燃气侧绝压压力传感器(105)，其测定燃气的绝对压力；大气侧绝压压力传感器(106)，其测定大气压的绝对压力；以及压力值变动探测部(108)，其探测由燃气侧绝压压力传感器(105)测量出的绝对压力的变动状态。另外，具备：传感器驱动控制部(109)，其根据压力值变动探测部(108)中的压力变动的值来控制大气侧绝压压力传感器(106)的驱动；以及燃气压力判定部(110)，其根据2个传感器处于驱动状态时测量出的压力值的差来计算燃气供给压力。还具备控制电路(104)，在通过由流量测量部(103)测定出的流量、或由燃气压力判定部(110)计算出的燃气供给压力判定为异常的情况下，该控制电路(104)利用切断阀(102)将流路(101)切断。

Description

燃气安全装置

技术领域

本公开涉及一种对燃气流量进行测量并在测量到异常流量的情况下将燃气通路切断来确保燃气使用上的安全性的燃气安全装置。

背景技术

以往，提出了一种对燃气的使用量进行测定的燃气表判定出异常并将燃气通路切断来确保安全性的燃气安全装置(参照专利文献1)。该燃气安全装置具备将超声波传感器与构成有超声波传感器驱动电路的电路基板一体化而成的超声波流量测量部、以及测定供给压力侧与大气压的压力差的压力传感器。并且，具有在判断为由压力传感器测定出的供给压力侧与大气压的压力差异常的情况下、将流路切断来停止供给燃气的控制功能以及进行通知的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-98563号公报

发明内容

内置于燃气安全装置的压力传感器是以大气压为基准测定燃气的压力的压差测定型压力传感器，因此具有用于向压力传感器导入燃气的贯通孔，在燃气安全装置周边的温度变得非常高的情况下，存在从贯通孔泄漏燃气的可能性。因此，作为不需要贯通孔的结构，存在如下方法：根据测定大气压的绝压压力传感器与测定燃气的压力的绝压压力传感器的测定值之差来测定燃气供给压力的变化。

然而，存在如下问题：由于驱动2个传感器，因此功耗变多，从而在通常利用电池驱动的燃气安全装置中需要增大电池的容量。

本公开中的燃气安全装置具备：用于供燃气流动的流路；流量测量部，其用于测定流过流路的燃气的流量；第一压力传感器，其配置于流路的内部，测定燃气的绝对压力；第二压力传感器，其配置于流路的外部，测定大气压的绝对压力；以及压力值变动探测部，其探测由第一压力传感器或第二压力传感器测量出的绝对压力的变动状态。另外，具备：传感器驱动控制部，其根据压力值变动探测部的变动的值来控制第一压力传感器或第二压力传感器的驱动；以及燃气压力判定部，其根据第一压力传感器和第二压力传感器均处于驱动状态时第一压力传感器测量出的压力值与第二压力传感器测量出的压力值之差，来计算燃气供给压力。并且，具备：切断阀，其用于将流路切断；以及控制电路，其对流量测量部进行控制，并且在通过由流量测量部测定出的流量或由燃气压力判定部计算出的燃气供给压力判定为异常的情况下，利用切断阀将流路切断。

本公开在即使燃气安全装置周边变为高温也不会喷出燃气的燃气安全装置中，即使是具备2个绝压压力传感器的结构，也能够抑制功耗。

附图说明

图1是第一实施方式中的燃气安全装置的结构图。

图2是第一实施方式中的燃气安全装置的动作说明图。

图3是第二实施方式中的燃气安全装置的结构图。

图4是第二实施方式中的燃气安全装置的动作说明图。

具体实施方式

下面，参照附图来详细地说明实施方式。但是，有时省略不必要的详细说明。

(第一实施方式)

下面，使用图1～图2来说明第一实施方式。

在图1中，燃气安全装置100具备：供燃气流动的流路101；切断阀102，其用于将流路101切断；流量测量部103，其测量流过流路101的燃气的流量；以及控制电路104，其使用由流量测量部103测量出的流量测定数据来对燃气的使用量进行累计。另外，燃气安全装置100具备：作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105，其测定燃气的绝对压力；作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106，其测定大气的绝对压力；电子电路107，其设置在燃气环境中；以及压力值变动探测部108，其探测由燃气侧绝压压力传感器105测量出的绝对压力变动状态。并且，燃气安全装置100具备：传感器驱动控制部109，其根据压力值变动探测部108探测出的压力值的变动状态，来控制大气侧绝压压力传感器106的驱动；以及燃气压力判定部110，其根据由燃气侧绝压压力传感器105与大气侧绝压压力传感器106测量出的2个压力值的差，来计算燃气供给压力。

作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105作为电子部件而被安装于在流路101的内部的燃气环境中设置的电子电路107上，根据来自控制电路104的信号来测定流路101内的燃气的绝对压力。另外，作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106作为电子部件而被安装于在流路101的外部的大气侧设置的控制电路104上，根据来自控制电路104的信号来测定大气的绝对压力。

接着，使用图2来说明压力值变动探测部108和传感器驱动控制部109的具体动作。

图2示出了相同期间内的燃气侧的绝对压力的变化和大气侧的绝对压力的变化、以及作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105的测定时刻和作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106的测定时刻的一例。

如图所示，燃气侧绝压压力传感器105始终以规定间隔(例如2秒至10秒)驱动来进行测定。即，规定间隔是燃气侧绝压压力传感器105的测定时刻的间隔。在燃气侧的压力值变动探测部108探测到由燃气侧绝压压力传感器105测量出的绝对压力变化了规定值(例如2kPa)以上的情况下，通过传感器驱动控制部109驱动大气侧绝压压力传感器106来测定大气侧的压力。而且，在由燃气侧绝压压力传感器105测量出的绝对压力的变化小于规定值的情况下，不进行大气侧绝压压力传感器106的驱动而停止测定。

即，到燃气侧绝压压力传感器105的测定时刻Tn-1为止，每隔规定间隔的压力变化小于2kPa，因此不进行大气侧绝压压力传感器106的驱动。但是，测定时刻Tn-1的绝对压力Pgn-1与测定时刻Tn的绝对压力Pgn的压力差ΔPgn为2kPa以上，在测定时刻Tn驱动大气侧绝压压力传感器106来测定大气侧的绝对压力Pan。然后，在下一测定时刻Tn+1，由燃气侧绝压压力传感器105测定出的测定时刻Tn的绝对压力Pgn与测定时刻Tn+1的绝对压力Pgn+1的压力差ΔPgn+1小于2kPa，因此停止对大气侧绝压压力传感器106的驱动。之后，由于燃气侧绝压压力传感器105的各测定时刻的压力变化小于2kPa，因此成为大气侧绝压压力传感器106的驱动停止的状态。

因而，在测定时刻Tn，通过由燃气侧绝压压力传感器105测定燃气侧的绝对压力Pgn以及由大气侧绝压压力传感器106测定大气侧的绝对压力Pan，由此燃气压力判定部110能够根据测量出的这两个压力值的差来计算燃气供给压力。控制电路104对由流量测量部103测量出的流量测定数据、燃气供给压力、或燃气供给压力的变化进行判定，来判定是否存在燃气泄漏等异常，在判断为异常的情况下，利用切断阀102将流路101切断来停止供给燃气。

如以上那样，在本实施方式中，通常是仅通过作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105测定燃气侧的绝对压力，根据是否探测到规定以上的压力变化来控制作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106的驱动、停止。通过设为这样的结构，能够抑制功耗，并且由于使用2个能够测定绝对压力的绝压压力传感器的差来探测燃气供给压力的波动，因此不需要在使用压差测定型的压力传感器时所需的贯通孔，能够实现安全性高的燃气安全装置。

此外，在本实施方式中，压力值变动探测部108采用了探测燃气侧绝压压力传感器105的在测定时刻之间的压力差的方法，但是也可以采用通过分离开的测定时刻间的压力差、多个测定时刻的平均压力差、或者变化模式等来探测压力变动。

另外，在本实施方式中，使用由燃气侧绝压压力传感器105进行压力的测定来控制大气侧绝压压力传感器106的停止、驱动的结构进行了说明，但是基于大气侧绝压压力传感器106的压力测定来控制燃气侧绝压压力传感器105的停止、驱动的结构也能够等同，这是不言而喻的。

此外，在本实施方式中，使用流量测量部103进行超声波流量测量也能够等同，这是不言而喻的。

此外，在本实施方式中，使用将燃气侧绝压压力传感器105安装于在流路101的内部的燃气环境中设置的电子电路107上的结构进行了说明，但只要是流路内则安装在哪里都可以，这是不言而喻的。另外，使用将大气侧绝压压力传感器106安装于在流路101的外部的大气侧设置的控制电路104上的结构进行了说明，但只要能够测定大气压即可，安装的场所没有限制。

(第二实施方式)

下面，使用图3～图4来说明第二实施方式。此外，在图3中，对图1中已说明过的相同的构成要素标注相同的编号并省略说明。

燃气安全装置200具备：流路101；切断阀102；流量测量部103，其测量流过流路101的燃气的流量；以及控制电路204，其使用由流量测量部103测量出的流量测定数据来对燃气的使用量进行累计。另外，燃气安全装置200具备：作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105；作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106；电子电路107，其设置在燃气环境中；以及传感器驱动控制部209，其对燃气侧绝压压力传感器105和大气侧绝压压力传感器106的驱动进行控制。另外，燃气安全装置200具备：燃气侧压力值提取部201，其进行n次的由燃气侧绝压压力传感器105测定出的压力值的提取；以及大气侧压力值提取部202，其进行n次的由大气侧绝压压力传感器106测定出的压力值的提取。另外，燃气安全装置200具备：燃气侧前次值比较部220，其将由燃气侧压力值提取部201获得的前次的压力值与本次的压力值进行比较；大气侧前次值比较部221，其将由大气侧压力值提取部202获得的前次的压力值与本次的压力值进行比较；以及驱动停止判定部205，其根据燃气侧前次值比较部220和大气侧前次值比较部221的结果，来判断燃气侧绝压压力传感器105和大气侧绝压压力传感器106的驱动停止。并且，燃气安全装置200具备燃气压力判定部110，该燃气压力判定部110根据由燃气侧压力值提取部201提取出的绝对压力值与由大气侧压力值提取部202提取出的绝对压力值的差，来计算燃气供给压力。

接着，使用图4来进行具体的动作说明。此外，对于图1、图3中已说明过的相同的构成要素，用相同的编号进行表示。

如图所示，燃气压力判定部110的压力测定是以预先决定的时间间隔T(例如2秒至10秒)定期执行的。在图4中，压力测定时间T1、T2表示压力测定的定时。在压力测定时间T1，燃气侧压力值提取部201提取由燃气侧绝压压力传感器105每隔规定间隔(例如5ms)测定出的从最初的压力值Pg(1)到最大第n次的压力值Pg(n)为止的绝对压力值。大气侧压力值提取部202提取由大气侧绝压压力传感器106在与燃气侧绝压压力传感器105相同的时刻测定出的从最初的压力值Pa(1)到最大第n次的压力值Pa(n)为止的绝对压力值。

当由燃气侧压力值提取部201提取出第2次的压力值时，燃气侧前次值比较部220将最初的压力值Pg(1)与第2次的压力值Pg(2)进行比较，以后每次提取出测量值时都进行与前次值的比较。同样，当由大气侧压力值提取部202提取出第2次的压力值Pa(2)时，大气侧前次值比较部221将最初的压力值Pa(1)与第2次的压力值Pa(2)进行比较，以后每次提取出压力值时都进行与前次的压力值的比较。

驱动停止判定部205在根据燃气侧前次值比较部220和大气侧前次值比较部221的比较结果判断为燃气侧和大气侧的压力值均能够稳定地测定的情况下，停止对燃气侧绝压压力传感器105和大气侧绝压压力传感器106的驱动。

即，在n次测量的中途，在通过第k次测定的燃气侧的压力值Pg(k)与第k+1次测定的燃气侧的压力值Pg(k+1)的比较判断为燃气侧的压力值稳定、且通过大气侧的第k次测定的大气侧的压力值Pa(k)与第k+1次测定的大气侧的压力值Pa(k+1)的比较判断为大气侧的压力值稳定的情况下，停止第k+2次以后的测量。

此外，通过本次获取到的压力值与前次获取到的压力值之差小于规定的值的情况来判断压力值是否正在被稳定地测定。规定的值在燃气侧与大气侧可以是相同的值，也可以设定为分别的值。

另外，燃气压力判定部110根据在判断为测量出的压力值稳定时的燃气侧压力值提取部201中的第k+1次测定的燃气侧的压力值与由大气侧压力值提取部202获取到的第k+1次测定的大气侧的压力值之差，来计算燃气供给压力。而且，控制电路204对由流量测量部103测量出的流量测定数据、燃气供给压力、或燃气供给压力的变化进行判定，来判定是否存在燃气泄漏等异常，在判断为异常的情况下，利用切断阀102将流路101切断来停止供给燃气。

此外，在压力测定时间T1根据燃气侧前次值比较部220和大气侧前次值比较部221的比较结果判断为即使重复n次而压力值也不稳定的情况下，结果是，在压力测定时间T1，不根据燃气压力判定部110中的2个绝对压力值的差进行燃气供给压力的计算。另外，在压力测定时间T2也进行与上述同样的动作。

如以上那样，在本实施方式中，以预先决定的时间间隔T驱动2个绝压压力传感器(作为第一压力传感器的燃气侧绝压压力传感器105和作为第二压力传感器的大气侧绝压压力传感器106)来进行测量，但是也能够通过判断由2个绝压压力传感器测定出的压力值的稳定状态来控制2个绝压压力传感器的驱动、停止，从而抑制功耗。

也就是说，在因噪声等外在因素而导致测定值不稳定的情况下，通过进行测定直到稳定为止，从而能够测定正确的压力值，并且因外在因素引起的噪声等是暂时产生的，因此在没有噪声等的通常的测定中，能够削减1个压力测定时间内的绝压压力传感器的驱动次数，因此能够大幅地削减功耗。

另外，不需要在使用压差测定型的压力传感器时所需的贯通孔，能够实现安全性更高的燃气安全装置。

此外，在本实施方式中，设为燃气侧前次值比较部220和大气侧前次值比较部221将前次与本次的2个测定结果进行比较的方法进行了说明，但是通过驱动停止判定部205根据到前次为止的多次的平均值与本次的测定值的比较来进行传感器驱动控制也同样可以，这是不言而喻的。

此外，在本实施方式中，使用将燃气侧绝压压力传感器105安装于在流路101的内部的燃气环境中设置的电子电路107上的结构进行了说明，但只要是流路101的内部则安装在哪里都可以，这是不言而喻的。另外，使用将大气侧绝压压力传感器106安装于在流路101的外部的大气侧设置的控制电路104上的结构进行了说明，但只要能够测定大气压即可，安装的场所没有限制。

如以上说明的那样，第一公开具备：用于供燃气流动的流路；流量测量部，其用于测定流过流路的燃气的流量；第一压力传感器，其配置于流路内部，测定燃气的绝对压力；以及第二压力传感器，其配置于流路外部，测定大气压的绝对压力。另外，具备：压力值变动探测部，其探测由第一压力传感器或第二压力传感器测量出的绝对压力的变动状态；以及传感器驱动控制部，其根据压力值变动探测部的变动的值来控制第一压力传感器或第二压力传感器的驱动。并且，具备：燃气压力判定部，其根据第一压力传感器和第二压力传感器均处于驱动状态时第一压力传感器测量出的压力值与第二压力传感器测量出的压力值之差，来计算燃气供给压力；切断阀，其用于将流路切断；以及控制电路，其对流量测量部进行控制，并且在通过由流量测量部测定出的流量或由燃气压力判定部计算出的燃气供给压力判定为异常的情况下，利用切断阀将流路切断。

通过该结构，能够抑制大气侧的绝压压力传感器的驱动并降低功耗。另外，不需要在使用压差测定型的压力传感器时所需的贯通孔，从而即使燃气安全装置的周围变为高温也能够防止燃气喷出，能够实现安全性更高的燃气安全装置。

特别地，根据第一公开，第二公开可以构成为，流量测量部具有配置于流路内部的测量电路，第一压力传感器被构成在测量电路上，控制电路被配置于流路外部，第二压力传感器被配置于控制电路上。

特别地，根据第一或第二公开，第三公开可以构成为，流量测量部具备将超声波传感器与驱动超声波传感器来进行流量测量的测量电路一体化而成的超声波流量测量部，将超声波流量测量部设置在燃气环境中，并且将第一压力传感器设置于超声波流量测量部，通过控制电路对超声波流量测量部进行控制，由此对超声波传感器驱动电路上的第一压力传感器也进行控制。

第四公开具备：用于供燃气流动的流路；流量测量部，其用于测定流过流路的燃气的流量；第一压力传感器，其配置于流路内部，测定燃气的绝对压力；以及第二压力传感器，其配置于流路外部，测定大气压的绝对压力。另外，具备：第一压力值提取部，其提取n个由第一压力传感器测量的绝对压力；以及第二压力值提取部，其提取n个由第二压力传感器测量的绝对压力。另外，具备：第一压力前次值比较部，其将由第一压力值提取部获得的本次的测量值与前次的测量值进行比较；第二压力前次值比较部，其将由第二压力值提取部获得的本次的测量值与前次的测量值进行比较；以及驱动停止判定部，其根据第一压力前次值比较部和第二压力前次值比较部的结果，来判断传感器的驱动停止。并且，具备：燃气压力判定部，其根据由第一压力值提取部测量出的绝对压力与由第二压力值提取部测量出的绝对压力之差，来计算燃气供给压力；切断阀，其用于将流路切断；以及控制电路，其对流量测量部进行控制，并且在通过由流量测量部测定出的流量或由燃气压力判定部计算出的燃气供给压力判定为异常的情况下，利用切断阀将流路切断。

通过该结构，能够抑制2个绝压压力传感器的驱动并降低功耗。另外，不需要在使用压差测定型的压力传感器时所需的贯通孔，从而即使燃气安全装置的周围变为高温也能够防止燃气喷出，能够实现安全性更高的燃气安全装置。

特别地，根据第四公开，第五公开可以构成为，流量测量部具有配置于流路内部的测量电路，第一压力传感器被构成在测量电路上，控制电路被配置于流路外部，第二压力传感器被配置于控制电路上。

特别地，根据第四或第五公开，第六公开可以构成为，流量测量部具备将超声波传感器与驱动超声波传感器来进行流量测量的测量电路一体化而成的超声波流量测量部，将超声波流量测量部设置在燃气环境中，并且将第一压力传感器设置于超声波流量测量部，通过控制电路对超声波流量测量部进行控制，由此对超声波传感器驱动电路上的第一压力传感器也进行控制。

产业上的可利用性

本公开不仅能够进一步提高燃气安全装置的安全性，还能够实现更廉价的燃气安全装置，并能够应用于普通家用燃气表及商用燃气表等用途。

附图标记说明

100、200：燃气安全装置；101：流路；102：切断阀；103：流量测量部；104、204：控制电路；105：燃气侧绝压压力传感器(第一压力传感器)；106：大气侧绝压压力传感器(第二压力传感器)；107：电子电路(测量电路)；108：压力值变动探测部；109、209：传感器驱动控制部；110：燃气压力判定部；201：燃气侧压力值提取部(第一压力值提取部)；202：大气侧压力值提取部(第二压力值提取部)；205：驱动停止判定部；220：燃气侧前次值比较部；221：大气侧前次值比较部。

Claims (6)

1.一种燃气安全装置，具备：

用于供燃气流动的流路；

流量测量部，其测定流过所述流路的燃气的流量；

第一压力传感器，其配置于所述流路的内部，测定所述燃气的绝对压力；

第二压力传感器，其配置于所述流路的外部，测定大气压的绝对压力；

压力值变动探测部，其探测由所述第一压力传感器或所述第二压力传感器测量出的绝对压力的变动状态；

传感器驱动控制部，其根据所述压力值变动探测部的变动的值来控制所述第一压力传感器或所述第二压力传感器的驱动；

燃气压力判定部，其根据所述第一压力传感器和所述第二压力传感器均处于驱动状态时所述第一压力传感器测量出的压力值与所述第二压力传感器测量出的压力值之差，来计算燃气供给压力；

切断阀，其用于将所述流路切断；以及

控制电路，其对所述流量测量部进行控制，并且在通过由所述流量测量部测定出的流量或由所述燃气压力判定部计算出的燃气供给压力判定为异常的情况下，利用所述切断阀将所述流路切断。

2.根据权利要求1所述的燃气安全装置，其中，

所述流量测量部具有配置于所述流路的内部的测量电路，所述第一压力传感器被构成在所述测量电路上，

所述控制电路被配置于所述流路的外部，所述第二压力传感器被配置于所述控制电路上。

3.根据权利要求1或2所述的燃气安全装置，其中，

所述流量测量部具备将超声波传感器与驱动所述超声波传感器来进行流量测量的测量电路一体化而成的超声波流量测量部，

将所述超声波流量测量部设置在燃气环境中，并且将所述第一压力传感器设置于所述超声波流量测量部，通过所述控制电路对所述超声波流量测量部进行控制，由此对超声波传感器驱动电路上的所述第一压力传感器也进行控制。

4.一种燃气安全装置，具备：

用于供燃气流动的流路；

流量测量部，其用于测定流过所述流路的燃气的流量；

第一压力传感器，其配置于所述流路的内部，测定所述燃气的绝对压力；

第二压力传感器，其配置于所述流路的外部，测定大气压的绝对压力；

第一压力值提取部，其提取n个由所述第一压力传感器测量的绝对压力；

第二压力值提取部，其提取n个由所述第二压力传感器测量的绝对压力；

第一压力前次值比较部，其将由所述第一压力值提取部获得的本次的测量值与前次的测量值进行比较；

第二压力前次值比较部，其将由所述第二压力值提取部获得的本次的测量值与前次的测量值进行比较；

驱动停止判定部，其根据所述第一压力前次值比较部和所述第二压力前次值比较部的结果，来判断传感器的驱动停止；

燃气压力判定部，其根据由所述第一压力值提取部测量出的绝对压力与由所述第二压力值提取部测量出的绝对压力之差，来计算燃气供给压力；

切断阀，其用于将所述流路切断；以及

控制电路，其对所述流量测量部进行控制，并且在通过由所述流量测量部测定出的流量或由所述燃气压力判定部测定出的燃气供给压力判定为异常的情况下，利用所述切断阀将所述流路切断。

5.根据权利要求4所述的燃气安全装置，其中，

所述流量测量部具有配置于所述流路的内部的测量电路，所述第一压力传感器被构成在所述测量电路上，

所述控制电路被配置于所述流路的外部，所述第二压力传感器被配置于所述控制电路上。

6.根据权利要求4或5所述的燃气安全装置，其中，

所述流量测量部具备将超声波传感器与驱动所述超声波传感器来进行流量测量的测量电路一体化而成的超声波流量测量部，

将所述超声波流量测量部设置在燃气环境中，并且将所述第一压力传感器设置于所述超声波流量测量部，通过所述控制电路对所述超声波流量测量部进行控制，由此对超声波传感器驱动电路上的所述第一压力传感器也进行控制。

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