JP2000146662A

JP2000146662A - 流量計測装置

Info

Publication number: JP2000146662A
Application number: JP10320546A
Authority: JP
Inventors: 文一 ▲しば▼; Bunichi Shiba; Yuji Nakabayashi; 裕治中林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: JP4174878B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の流路を有する流量計測装置において流
路の開閉状態を調べる。【解決手段】制御手段７は流路３の下流にある総流量
検出手段６にて計測した総合流量Ｑと、開閉手段４が開
成している流路３ａ，３ｂ，３ｃに設置した流量検出手
段５ａ，５ｂ、５ｃで求めて演算した流量ｑａ，ｑｂ，
ｑｃの合計流量Σｑとの差を演算する。そして予め定め
た流量偏差以下であるときは開閉手段４がすべて正常に
動作していると判断し流量計測を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスなどの流体の
流量を測定する流量計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】気体や液体などの流体を流量や流速を測
定する装置には多くの方式が知られているが、特にエレ
クトロニクス技術の進歩により信頼性の高い超音波を利
用する流速・流量測定装置の開発が目覚しい。そして超
音波を利用した流速・流量測定装置は燃料ガスのメー
タ、工業用計測器、医療用の血流計、海洋や大気中の流
速の測定など多方面にわたる活用分野がある。この超音
波を利用する流速・流量測定装置には直接超音波を利用
する場合のみならず、多の測定原理に基づく測定装置の
検出部として間接的に利用する場合がある。

【０００３】また、超音波利用流速・流量測定装置に限
らず流速・流量測定装置には流量センサ、抵抗値セン
サ、温度センサ、電圧センサなど多くのセンサが利用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流量計測装置では大流量から小流量までを測定しよ
うとすると各流量域で精度を出すために複数流路を並列
に用いて構成することがある。そのような場合は各流路
の開成状態について流量センサだけでは感知できない。
機械式であればメータ内の計量室にダイアフラム膜が設
けられ、計量室の容量と膜の往復動作の回数によってガ
スの流量の計量が行われているが、超音波式では可動部
の無い構成でシンプルな反面、流路の開閉についての判
断が難しいことがある。

【０００５】そこで、本発明は前記従来例の問題点に鑑
み、複数の流路の流量状態やその変化量、流量比を測
定、または演算で求めることにより流路の開閉や測定装
置の異常を的確に判断することを課題とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、流入口と流出口の間に設けた複数の流体流
路と、前記複数の流体流路を個々に開閉する複数の開閉
手段と、前記複数の流体流路の内少なくとも１つの流路
の流量を計測する流量計測手段と、流入路から流出路を
通過する総流量を計測する総流量計測手段と、前記開閉
手段と前記計測手段と前記総流量計測手段とを制御する
制御手段とを備えた流量計測装置としたものである。

【０００７】本発明によれば、総流量と個々の流路の流
量の差から流路の稼動状態、または開閉手段の開成状
態、閉止状態を確認することが可能になり、開閉手段の
異常を流量から判断することでより確実でかつ安全に流
量計測装置を構成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に係る発明は、流入口と
流出口の間に設けた複数の流体流路と、前記複数の流体
流路を個々に開閉する複数の開閉手段と、前記複数の流
体流路の内少なくとも１つの流路の流量を計測する流量
計測手段と、流入路から流出路を通過する総流量を計測
する総流量計測手段と、前記開閉手段と前記計測手段と
前記総流量計測手段とを制御する制御手段とを備えたも
のである。

【０００９】本発明によれば、総流量と個々の流路の流
量の差から流路の稼動状態、または開閉手段の開成状
態、閉止状態を確認することが可能になり、開閉手段の
異常を流量から判断することでより確実でかつ安全に流
量計測装置を構成することができる。

【００１０】また、請求項２記載のように、制御手段
は、複数の流体流路の開成時に各流路の流量比率が予め
定めた値以上である場合は開閉手段または流量計測手段
の少なくともいずれか一方が異常と判定する異常判定手
段を有することにより、複数の個々の流路の流量を測定
して、その測定した流量の比率が予め定めた比率より外
れている場合は流路の開度が完全でない場合など開閉手
段または計測手段の少なくともいずれか一方が正常でな
いと判定でき異常状態を認識することが可能になる。

【００１１】また、請求項３記載のように制御手段は、
少なくとも２つ以上の流体流路を開成し、総流量計測手
段にて合計流量を検出した後、開閉手段を介して流体流
路を順次閉止し流体流量計測手段による総合流量の変化
量が予め定めた値以上を連続して検出する場合は異常値
を示したと判定する流路判定手段を有することにより、
最初に総流量計測手段で流路を流れる合計流量を計測し
てから、複数の個々の流路を順次閉止していき、総合流
量の変化量が予め定めた値以上を連続して検出する場合
は閉止信号に応じて開閉手段が完全に閉止せずその流路
は抵抗分となり総合流量は減少することを判定でき異常
状態を認識することが可能になる。反対に総合流量が予
め定めた値以上変化しない場合は開閉手段が正常に閉止
できたと判定でき開閉手段の状態を認識することが可能
になる。

【００１２】また、請求項４記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を開成する動作信号を送
出した場合、総合流量が予め定めた値以上変化しない場
合は正常値と判定する流路判定手段を有することによ
り、制御手段が開閉手段を開成する信号を発信したにも
かかわらずその開閉手段が完全に開成しない場合はその
流路は抵抗分となり総合流量は減少するが、反対に総合
流量が予め定めた値以上変化しない場合は開閉手段が正
常に開成できたと判定でき異常状態を認識することが可
能になる。

【００１３】また、請求項５記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を開成する動作信号を送
出した場合、その開成信号を受けた開閉手段を有する流
体流路の流量が他の流体流路に比べて著しく少ない場合
は、その流体流路の測定流量は無効とする総合流量計測
手段を有することにより、制御手段が開閉手段を開成す
る信号を発信してその開閉手段が完全に開成した場合は
総合流量を維持するため他の流路とほぼ同等の流量がそ
の流路に流れるはずである。それが実現しない場合は開
成信号を受けた開閉手段は完全に開成されていない可能
性が高く正確に総合流量を判定できない。このため総合
流量計測手段は測定している流量を無効と判定し異常状
態を認識することが可能になる。

【００１４】また、請求項６記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を開成する動作信号を送
出した場合、その開成信号を受けた開閉手段を有する流
体流路の流量が他の流体流路に比べて著しく少ない場合
は、開成信号を送出した開閉手段を閉止した後、その流
体流路の測定値は無効とする総合流量計測手段を有する
ことにより、制御手段が開閉手段を開成する信号を発信
してその開閉手段が完全に開成した場合は総合流量を維
持するため他の流路とほぼ同等の流量がその流路に流れ
るはずである。それが実現しない場合は開成信号を受け
た開閉手段は完全に開成されていない可能性が高く正確
に総合流量を判定できない。このため制御手段は再度開
閉手段を閉止しその流路に流量を流さずに他の正常な流
路を用いて総合流量を計測することが可能になる。

【００１５】また、請求項７記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を閉止する動作信号を送
出した場合、その閉止信号を受けた開成手段を有する流
体流路以外の各流体流路の流量検出手段で検出した流体
流量が増加しない場合は異常値と判定する流路判定手段
を有することにより、制御手段が開閉手段を閉止する信
号を発信してその開閉手段が完全に閉止した場合は総合
流量を維持するため他の流路の流量が増加する。それが
実現しない場合は閉止信号を受けた開閉手段は完全に閉
止されていないという判定でき異常状態を認識すること
が可能になる。

【００１６】また、請求項８記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を閉止する動作信号を送
出した場合、他の流体流路の流量計測手段の流量が変化
しない場合は、閉止信号を受けた開閉手段は閉止動作し
たと認めず、その測定した流量値は有効とする総合流量
計測手段を有することにより、制御手段が開閉手段を閉
止する信号を発信してその開閉手段が完全に閉止した場
合は総合流量を維持するため他の流路の流量は増加する
はずである。それが実現しない場合は閉止信号を受けた
開閉手段は完全に閉止されていない可能性が高く、その
流路にも流体が流れている。このため制御手段は開閉手
段を閉止する信号を発信したにもかかわらずその流路の
検出している流量を有効にして総合流量を計測すること
が可能になる。

【００１７】また、請求項９記載のように制御手段は流
体流量を計測中に他の開閉手段を閉止する動作信号を送
出した場合、他の流体流路の流量が変化しないと異常値
と判定し、閉止信号を受けた開閉手段を再度開成方向に
駆動した後、測定した流量値は有効とする総合流量計測
手段を有することにより、制御手段が開閉手段を閉止す
る信号を発信してその開閉手段が完全に閉止した場合は
総合流量を維持するため他の流路の流量は増加するはず
である。それが実現しない場合は閉止信号を受けた開閉
手段は完全に閉止されていない可能性が高く、その流路
にも流体が流れている。このため制御手段は再度開閉手
段を開成しその流路に完全に流体が流れるようにして総
合流量を計測することが可能になる。

【００１８】また、請求項１０記載のように制御手段は
開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を一定時間毎
に行うことにより、開閉手段の異常を一定時間以内に検
出することが可能になる。

【００１９】また、請求項１１記載のように制御手段は
開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を総合流量値
が予め定めた流量以上である場合に行うことにより、流
量変化を確実に検出することができ開閉手段の異常を精
度良く検出することが可能になる。

【００２０】また、請求項１２記載のように制御手段は
開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を予め定めた
値以上の流量が一定時間継続して流れている場合に行う
ことにより、総合流量の変化の少ない時に開閉手段の異
常を検出することで正確度を上げることが可能になる。

【００２１】また、請求項１３記載のように制御手段は
計時手段を有し、開閉手段の開成、閉止による動作確認
操作を前記計時手段により、予め定めた時刻に行うこと
により、そのシステム特有の流量状態を予め測定し、変
化の少ない時刻に安定した流量時に測定をすることがで
き、正確な流量変化を検出し開閉弁の異常を精度良く検
出することが可能になる。

【００２２】また、請求項１４記載のように制御手段は
計時手段を有し、開閉手段の開成、閉止による動作確認
操作を前記計時手段により、測定時刻を一日に少なくと
も２回以上行うことにより、そのシステム特有の例えば
流量状態の大きく異なる状態を１日に別々の複数回測定
することで流路状態を精度良く検出することが可能にな
る。

【００２３】また、請求項１５記載のように制御手段は
計時手段と記憶手段を有し、前記計時手段により一定の
安定した流量が継続して存在する時刻を前記記憶手段に
記憶しておき、開閉手段の開成、閉止による動作確認操
作を前記記憶手段に記憶した時刻に行うことにより、そ
のシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態を予
め記憶しておき、安定した状態の時間に開閉手段の状態
を調べることでより精度良く異常を検出することが可能
になる。

【００２４】また、請求項１６記載のように制御手段は
通信手段を有し外部からの信号により開閉手段の開成、
閉止による動作確認操作を行うことにより、外部から開
閉手段の動作を行い、流路の異常を検出することが可能
になる。

【００２５】また、請求項１７記載のように外部信号は
計測手段の下流側の機器によるものとすることにより、
下流側の流路が一定以上ある等の条件が満足した場合に
開閉手段の動作を行い、流路の異常を検出することが可
能になる。

【００２６】また、請求項１８記載のように外部信号は
計測手段の上流側の機器によるものとすることにより、
上流側の流路が一定以上ある等の条件が満足した場合に
開閉手段の動作を行い、流路の異常を検出することが可
能になる。

【００２７】また、請求項１９記載のように外部信号は
計時手段を有する機器からなり、一定時間毎に要求が送
られてくるものとすることにより、外部信号による検出
を一定時間毎に行うことができ、外部に異常を一定時間
以内に知らせることが可能になる。

【００２８】また、請求項２０記載のように外部信号は
計時手段を有する機器集中検針盤からなり、定時刻に開
閉手段を開成、閉止により動作確認する操作を行う要求
が送られてくるものとすることにより、定時刻に流路の
状態を検出することができ、異常状態等を正確な時刻精
度で報知することが可能になる。

【００２９】また、請求項２１記載のように複数の流体
流路に個々に設けた開閉手段と、流路を介在して相互に
対向して配設された第１振動子と第２振動子とを備えて
いて、前記第１振動子と第２振動子との間の信号伝搬時
間を計測する計測回路と、前記計測回路の信号に基づい
て流量を算出する流量演算手段と、前記流量演算手段の
値を集めて総合流量とし、総合流量計測手段の値との差
を調べる制御手段により開閉手段の動作確認操作を行う
ようにすることにより、高い流量計測精度を保ちつつ、
開閉手段もしくは流量計測手段の異常を全体の流量変化
により確実に検出することは可能になる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００３１】（実施例１）図１（ａ）は請求項１および
請求項２に係る実施例１に関する流量計測装置の構成ブ
ロック図、図１（ｂ）は流量検出手段の模式図である。

【００３２】図において１は流入路、２は流出路、３は
流路、４は流路を開閉する開閉手段、５は流路の流量を
計測する計測手段、６は流入路から流出路までの総合流
量を測定する総流量計測手段、７は前記開閉手段４、計
測手段５および総流量計測手段６を制御する制御手段で
ある。制御手段の内部には異常判定手段８を有してい
る。

【００３３】図１において、白抜矢印で示す流路Ａにお
ける流量検出手段１は同図（ｂ）に示すように流体流路
３の一部に第１超音波振動子１０と第２超音波振動子１
１とを流体の流れの方向に相対して設けて構成されてい
る。第１超音波振動子１０から流れ方向に超音波を発生
し、この超音波を第２超音波振動子１１で検出すると再
び第１超音波振動子１０から超音波を発生させ、この繰
り返しを行ってその時間を計測する。次いで逆に第２超
音波振動子１１から流体の流れに逆らって超音波を発生
し同様の繰り返し時間を計測する。そして両者の時間の
差から流体の速度を演算し、流体流路３の断面積と前記
流体の速度より制御手段７内部の流量演算手段９によっ
て流量を演算する。

【００３４】一方複数の流路からなる流量検出手段の動
作としては、上記の流量演算を各流路で行うとともに全
体を流れている流体流路３の下流で全体の流量が測定で
きる場所にに設置した総流量検出手段６にて同様の流量
計測を行う。ここで求めた総合流量をＱとして、前記開
閉弁が開成している流路３ａ，３ｂ，３ｃに設置した流
量検出手段５ａ，５ｂ、５ｃで求めて演算した流量をそ
れぞれｑａ，ｑｂ，ｑｃとする。制御手段７はｑａ，ｑ
ｂ，ｑｃの合計流量とＱとの差を演算し、予め定めた流
量偏差以下であるときは前記開閉手段４がすべて正常に
動作していると判断し流量計測を継続する。

【００３５】また、制御手段７はｑａ，ｑｂ，ｑｃの合
計流量とＱとの差を演算するとともに、開成している流
路の数で総合流量Ｑを除算した各流路を流れる平均流量
（ｑａｖと略す）を求め各流路の流量ｑａ，ｑｂ，ｑｃ
とｑａｖの差を各々調べる。ここでその差が予め定めた
値以下であると各流路に平均して流体の流れが分散し正
常に動作していると判断し流量計測を継続する。

【００３６】逆に流量比率が予め定めた値以上である場
合は流路に流れる流量バランスは崩れている。これは特
定の流路にゴミ等が付着して流体が流れにくくなってい
るような現象が考えられる。したがって、異常判定手段
８は開閉手段４または計測手段５の少なくともいずれか
一方が異常と判定する。この際、報知手段等を用いて使
用者にその異常を知らせることも有効である。さらに通
信手段等を利用して外部の管理者に報知するとさらに異
常状態の復旧を早く行うことが可能になり有用である。

【００３７】なお、流路３は均等な断面積の流路を複数
本組み合わせることで汎用性を高めメンテナンスを容易
にしてもよいし、また断面積を異なるようにし流量等に
よってその流路の最適な選択を行う構成としてもよい。
本発明では流路を３本としているが別に取りたてて数字
に意味があるわけでもない。２本以上であれば何本でも
良い。

【００３８】（実施例２）以下、請求項３請求項４請求
項５及び請求項６に係る実施例２に関する本発明の流量
計測装置について図面を参照しながら説明する。

【００３９】本実施例の構成を示すブロック図は実施例
１と同じ図１を用いる。なお、実施例１と同じ構成要素
には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図２に
制御手段のブロック図、図３に動作のタイミングチャー
トを示す。

【００４０】そして実施例２は異常を判断する方法とし
て制御手段内部に流路の異常を判定する流路判定手段を
備えている点が実施例１とは異なる。

【００４１】実施例２では、最初に制御手段７は図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）のように複数の開閉手段４を開
成する。そして総合流量計測手段６で合計流量Ｑを計測
した後、先ほど開成した開閉手段４の１つを閉止する信
号を送出する。（ここでは図３（ａ）の開閉手段４ａお
よび、図３時刻ｔ１）その際、総合流量Ｑの変化が図３
（ｄ）の予め定めた値Δｑより大きくなると閉止信号を
送出した開閉手段４が完全に閉止せず、単に流路抵抗に
なって流れが悪くなっているなどの原因が考えられるた
め、前記流路判定手段１３は異常と判定する。

【００４２】さらに開閉手段４を用い複数の他の個々の
流路３を順次閉止していき、総合流量Ｑの変化量が予め
定めた値以上を連続して検出する場合は閉止信号に応じ
て流路が完全に閉止していないことを判定でき異常状態
を認識することが可能になる。

【００４３】この操作は１つの流路に対応する開閉手段
４ａ等を閉止した後、また開成し再度別の流路に対応す
る開閉手段４ｂ等を閉止する等してすべての開閉手段４
について閉止状態が完全かの確認をとることができる。

【００４４】また、制御手段は少なくとも１つ以上の開
閉手段４が開成し、流体が流れている場合において（図
３時刻ｔ２）、図３（ａ）のように閉止している開閉手
段４ａを開成する信号を送出する。図３（ｄ）のように
開閉手段４ａを開成する前の総合流量Ｑに比べ、開成後
の総合流量が予め定めた値以上変化しない場合は流路判
定手段１３が正常と判定する。反対に予め定めた値Δｑ
ｘ以上変化した場合ΔＱ２は制御手段７が開閉手段４ａ
を開成する信号を発信したにもかかわらずその開閉手段
４ａが完全に開成しないなどの現象により、その流路は
抵抗分となり総合流量は減少していることが考えられる
ため、前記流路判定手段は異常と判定する。この操作は
１つの開閉手段を介して流路を開成した後また閉止し再
度開閉手段を介して別の流路を開成する等してすべての
開閉手段について開成状態を確実に実現できるかの確認
をとることができる。

【００４５】また、制御手段７は総合流量計測手段１４
を有し、少なくとも１つ以上の開閉手段が開成し、流体
が流れて流体流量を計測中において（図３時刻ｔ２）、
閉止している開閉手段４ａを開成する信号を送出する。
その開閉手段４ａが完全に開成した場合は総合流量Ｑを
維持するため流路３ａには他の流路とほぼ同等の流量が
その流路に流れるはずである。

【００４６】開成した流路３ａにおいて計測手段５ａで
検出した検出流量が総合流量を開成している流路の数で
除した平均値（ここではＱ／３）以下もしくは他の流路
の流量に比べて著しく少ない（予め定めた偏差より大き
い）場合は、開成信号を受けた開閉手段４ａは完全に開
成されていない可能性が高く正確に総合流量を判定でき
ない。（図３（ｅ）ｑａｅｒ）このため総合流量計測手
段は測定している流量を無効と判定し異常状態を認識す
ることが可能になる。この際、異常を認識した総合流量
計測手段１４は報知手段等を介して利用者にその状態を
知らしめることは容易に実現できる。

【００４７】また、制御手段は図３時刻ｔ２において、
閉止している開閉手段４ａを開成する信号を送出した
際、開成した流路３ａにおける計測手段５ａで検出した
検出流量ｑａが総合流量Ｑを開成している流路の数で除
した平均値以下もしくは他の流路の流量に比べて著しく
少ない（予め定めた偏差より大きい）場合は、開成信号
を受けた開閉手段４ａは完全に開成されていない可能性
が高く正確に総合流量を判定できない。このため制御手
段７は確実に開成しなかったと判断できる開閉手段４ａ
を再度閉止するよう制御信号を送信し、その流路で検出
された検出流量ｑａは無効とする。

【００４８】これにより異常と考えられる開閉手段４ａ
を再度閉止しその開閉手段４ａを有する流路３ａに流量
を流さずに他の正常な流路を用いて総合流量を計測する
ことが可能になる。

【００４９】（実施例３）以下、請求項７、請求項８及
び請求項９に係る実施例３に関する本発明の流量計測装
置について図面を参照しながら説明する。

【００５０】本実施例の構成を示すブロック図は実施例
１と同じ図１、制御手段のブロック図は実施例２と同じ
図２を用いる。なお、実施例１と同じ構成要素には同一
番号を付与して詳細な説明を省略する。図４に動作のタ
イミングチャートを示す。

【００５１】次に動作を説明する。制御手段７は少なく
とも２つ以上の開閉手段４が開成し、流体が流れて流体
流量を計測している場合において（図４時刻ｔ１）、図
４（ａ）のように開閉手段４を１つ閉止する信号を送出
する。この場合、流路判定手段１３は開成している開閉
手段４を有する各流路の流量検出手段５で検出した流量
が流路を１つ閉止した分だけ増加しない場合は異常値と
判定する。（例えば図４（ｅ）におけるｑｂの破線部
等）例えば３本開成していて総合流量がＱ１の場合、１
つの流路が閉止すると他の流路はｑがＱ１／３からＱ１
／２に変化することから Δｑ＝Ｑ１／２−Ｑ１／３だけ流量が増加するはずである。

【００５２】通常は制御手段７が開閉手段４ａを閉止す
る信号を発信してその開閉手段４ａが完全に閉止した場
合は総合流量Ｑを維持するため他の流路の流量が増加す
る。それが実現しない場合は閉止信号を受けた開閉手段
４ａは完全に閉止されていない（図４（ｄ）破線部）と
いう判定でき異常状態を認識することが可能になる。

【００５３】また、同様に図４時刻ｔ１において、１つ
の開閉手段４ａを閉止するよう信号を送出した際、その
開閉手段４ａが完全に閉止した場合は総合流量Ｑを維持
するため他の流路の流量は増加するはずである。しか
し、他の流路の流量計測手段５の流量があらかじめ定め
た値（例えば総合流量Ｑと開成している流路の数から求
める図４（ｅ）におけるΔｑ）以上変化しない場合は、
総合流量計測手段１４は閉止動作した流路は閉止処理し
たがまだ開成していると判断し、その流路にある流量計
測手段５ａで計測した流量値（測定値）は有効とする。

【００５４】このため制御手段７は開閉手段４ａを閉止
する信号を発信したにもかかわらずその流路５ａの検出
している流量を有効にして総合流量を計測することが可
能になる。

【００５５】また、制御手段７は、少なくとも２つ以上
の開閉手段４が開成し、流体が流れて流体流量を計測中
において（図４時刻ｔ１）、開成している開閉手段（例
えば４ａ）を閉止する信号を送出する。その開閉手段４
ａが完全に閉止した場合は総合流量Ｑを維持するため残
っている他の流路の流量は増加するはずである。

【００５６】開成している他の流路の検出流量ｑｂ＋ｑ
ｃが総合流量Ｑを最初開成していた流路の数で除した平
均値（ここではＱ／３）以上でない場合は、閉止信号を
受けた開閉手段４ａは完全に閉止されていない可能性が
高く、その流路３ａにも流体が流れている。このため制
御手段７は再度開閉手段を開成し（図４時刻ｔ２）その
流路に完全に流体が流れるようにして総合流量を計測す
る。これにより継続して総合流量を計測し続けることが
可能になる。

【００５７】（実施例４）以下、請求項１０〜１５に係
る実施例４に関する本発明の流量計測装置について図面
を参照しながら説明する。

【００５８】本実施例の構成を示すブロック図は実施例
１と同じ図１を用いる。なお、実施例１と同じ構成要素
には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図５に
制御手段のブロック図、図６に動作のタイミングチャー
トを示す。

【００５９】そして実施例４は制御手段に計時手段、記
憶手段を備えている点が実施例１と実施例２および実施
例３とは異なる。

【００６０】実施例４では制御手段４にタイマ手段１５
ａを備えている。動作を説明する。制御手段７は複数の
開閉手段４を開成し流体を流している。（図６（ａ），
（ｂ），（ｃ））そして総合流量計測手段６で合計流量
を計測した後、開成している開閉手段４を閉止したり、
まだ開成していない開閉手段４を開成したりして、流量
の変化や流量値の比率を調べ開閉手段４の動作が支障無
く行われているかを判断する。この判断は例えば図６の
時刻ｔ１で少なくとも１つの開閉手段４が開成し流体が
流れて流量測定が開始されると制御手段内部にあるタイ
マ手段１５ａが動作を始め、予め定めた時間間隔Ｔ１で
タイマ手段１５ａは制御手段７に信号を送出する。制御
手段７はこのタイマ手段１５ａからの信号により順次上
記の開閉手段４の動作確認を一定時間毎に行うことが可
能になる。

【００６１】このように制御手段は開閉弁の開成、閉止
による動作確認操作を一定時間毎に行うことにより、開
閉手段の異常を一定時間以内に検出することが可能にな
る。

【００６２】また、制御手段７は総合流量検出手段６や
各流路の合計流量が予め定めた一定値以上（図６（ｅ）
のＱａ）になると制御手段内部に設けたタイマ手段１５
ａが図６（ｆ）のように動作を開始し、一定時間毎に開
閉手段の動作確認を行うことが可能になる。

【００６３】これにより流量がある程度流れている時に
流量値を測定することから、流量変化を確実に検出する
ことができ開閉手段の異常を精度良く検出することが可
能になる。

【００６４】また、制御手段７はタイマ手段を複数個有
し、総合流量Ｑや各流路の合計流量Σｑが予め定めた一
定値（図６においてＱａ）以上になると第１のタイマ手
段１５ａが動作を開始し、第１のタイマ手段１５ａが予
め定めた時間以上に一定値以上の流量が継続して流れて
いる場合は総合流量Ｑが大きく変化する可能性が少ない
と判断し、図６（ｇ）のように第２のタイマ手段１５ｂ
が動作を開始する。そしてこの第２のタイマ手段１５ｂ
が定めた時間間隔で信号を送出し制御手段７はこの信号
により開閉手段４の動作確認を行う。

【００６５】これにより、総合流量の変化の少ない時に
開閉弁の異常を検出することで正確度を上げることが可
能になる。

【００６６】また、制御手段７は計時手段１６を有し、
この計時手段が予め定めた時刻において開閉手段４の開
成、閉止による動作確認操作を行う。

【００６７】これによりそのシステム特有の流量状態を
予め測定し、変化の少ない時刻に安定した流量時に測定
をすることができ、正確な流量変化を検出し開閉弁の異
常を精度良く検出することが可能になる。

【００６８】また、制御手段７は計時手段１６を有する
ことにより、開閉手段４の開成、閉止による動作確認操
作を前記計時手段１６を用いて測定時刻を一日に少なく
とも２回以上行うことができる。

【００６９】これにより、計時手段１６はその時刻にな
ると制御手段７に信号を送出し、制御手段７は開閉手段
４の動作確認を行う。そして、予め定める時刻は統計的
に定めても良いし、家庭用のガス流量手段であれば朝、
昼の食事時や夕方から夜にかけての風呂、シャワー使用
時の設定しておけば、被検出流体であるガスがよく流れ
る時間であり、その回数と時刻を予め設定しておくこと
で、検出誤差も少なく流路状態を精度良く検出すること
が可能になる。

【００７０】また、制御手段７は計時手段１６と記憶手
段１７を有することにより、前記計時手段１６により一
定の安定した流量Ｑが継続して存在する時刻を前記記憶
手段１７に記憶しておき、開閉手段４の開成、閉止によ
る動作確認操作を前記記憶手段１７に記憶した時刻に行
うことで、そのシステムの取り付けられた固有の使用条
件、状態を予め記憶しておき、安定した状態の時間に開
閉手段４の状態を調べることでより精度良く異常を検出
することが可能になる。

【００７１】例えば、家庭用のガス流量計に利用すると
朝、昼の食事時、夕方から夜中にかけての風呂利用時、
また暖房使用時刻等は各家庭の生活様式により一定して
いない。これを計測手段５により流量が予め定めて値以
上になる時刻を測定し、それを繰り返して記憶しながら
学習することにより、制御手段７は開閉手段４の動作確
認する時刻を計時手段１６を用いて判断する。

【００７２】またカレンダ機能を有すると平日と週末で
はガスの使用時間が大きく異なることがあり、それも記
憶手段で判定材料として組み立てることが可能となる。

【００７３】（実施例５）以下、請求項１６〜２０に係
る実施例５に関する本発明の流量計測装置について図面
を参照しながら説明する。

【００７４】本実施例の構成を示すブロック図は実施例
１と同じ図１を用いる。なお、実施例１と同じ構成要素
には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図７に
制御手段のブロック図を示す。

【００７５】そして実施例５は制御手段に通信手段を備
えている点が実施例１、実施例２、実施例３および実施
例４とは異なる。

【００７６】実施例５では制御手段７に通信手段１８を
備えている。通常、制御手段７は複数の開閉手段４を開
成し流体を流している。そして総合流量計測手段６で合
計流量Ｑを計測した後、開成している開閉手段４を閉止
したり、まだ開成していない開閉手段４を開成したりし
て、流量の変化や流量値の比率を調べ開閉手段４の動作
が支障無く行われているかを判断する。この判断は例え
ば制御手段７内部のタイマ手段１５等を用いて自動制御
しても良いが利用者や外部の機関が任意の時間に確認動
作を行いたい場合がある。その時のため図７の通信手段
１８を用いて流量計測装置は外部と通信ができるように
しておく。利用者は外部から例えばスイッチやリモコ
ン、設定手段を用いて確認動作開始を指示し、制御手段
７はこの信号により少なくとも１つの開閉手段４が開成
し流体が流れて流量測定が開始されていると開閉手段４
の動作確認を行う。この時、開成している流路が１つの
場合は閉止して確認する動作をするために最初開閉手段
４を開成し、複数の流路が有効にしてから確認動作を行
う。

【００７７】これにより、外部から開閉弁の動作を行い
流路の異常を検出することが可能になる。

【００７８】また、制御手段７に開閉手段４の動作確認
を要求する信号を発生する外部信号源としては流出路の
下流側に設置してある機器、例えばガス器具であればガ
ス給湯機１９等としても良い。

【００７９】そうすると、ガス給湯機１９にあるガス流
量計測手段や燃焼量判定手段によりガス流量を推定し、
一定以上の流体（ここではガス）が流れていると判定し
た場合に流量計測装置の制御手段７に通信手段１８を介
して開閉手段４の動作確認を要求する。これにより確実
に流体が流れている場合に外部からの信号で流路の異常
を検定することが可能になる。

【００８０】また、同様に制御手段７に開閉手段４の動
作確認を要求する信号を発生する外部信号源としては流
入路１の上流側に設置してある機器、例えば大型供給施
設における出力部の流量計測手段２０等としても良い。

【００８１】そうすると、この流量計測手段２０はそれ
自体が一定以上の流体が流れていると判定した場合に通
信手段１８を介して流量計測装置の制御手段７に開閉手
段４の動作確認を要求する。これにより確実に流体が流
れている場合に外部からの信号で流路の異常を検定する
ことが可能になる。

【００８２】また、外部信号源はそれ自体内部において
計時手段２１を有する機器、例えば定期的に決まった時
刻に流体を使用する燃焼機器等としても良い。

【００８３】そうすると、この燃焼機器１９は一定時刻
毎に流量計測装置の制御手段７に対し通信手段１８を介
して開閉手段４の動作確認を要求し、異常かどうかの判
定を一定時間以内に知らせることができるようになる。
これにより燃焼機器はいつまでは正常に動作していたか
を検出することも可能になるため、異常が発生した場合
の対応や解析時の有用なデータを残すことになる。

【００８４】また、外部信号源はそれ自体内部において
計時手段を有する機器集中検針盤としても良い。そう
すると、この機器集中検針盤は一定時刻毎に流量計測装
置の通信手段１８を介して制御手段７に対し開閉手段４
の動作確認を要求し、異常かどうかの判定を一定時間以
内に知らせることができるようになる。これにより機器
集中検針盤はいつまでは正常に動作していたかを検出す
ることも可能になるため、異常が発生した場合の対応や
解析時の有用なデータを残すことになる。

【００８５】また、定時刻に流路の状態を検出すること
ができると共に、異常状態等を正確な時刻精度で報知す
ることが可能になる。

【００８６】（実施例６）以下、請求項２１に係る実施
例６に関する本発明の流量計測装置について図面を参照
しながら説明する。

【００８７】本実施例の構成を示すブロック図は実施例
１と同じ図１を用いる。なお、実施例１と同じ構成要素
には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図８に
制御手段のブロック図を示す。

【００８８】そして実施例６は流体計測手段として計測
回路を備えている点が実施例１、実施例２、実施例３、
実施例４および実施例５とは異なる。

【００８９】実施例６では計測回路５ｇは図１の（ｂ）
に示すように流路Ａを間に介在させてお互いに対向して
いる第１振動子（これは超音波振動子であっても構わな
い）と第２振動子とを備えていて、その振動子間の電気
信号の伝搬時間を計測する計測回路であり、、この計測
回路を各流路に設置している。そして複数の計測回路５
ｇで計測した値は流量演算手段２２で流量値に換算し、
各流路の流量Σｑ＝ｑａ＋ｑｂ＋ｑｃを求める。制御手
段７では総合流量計測手段６で求めた流量Ｑと流量演算
手段２２で求めたΣｑの差を調べ開閉手段４の動作確認
を行う。

【００９０】なお、本発明についての実施例１ないし６
例にわたって説明したが、これらの実施例は複数組み合
わせることができることは言うまでもない。

【００９１】開閉手段４の状態はマイクロスイッチ等の
機構的な手段で知る方法も一般的に考えられるが、配線
の増加、制御手段のポート不足、コスト高の要因が発生
し、信頼性も含めると必ずしも優位とは言えない。

【００９２】流量の変化で調べると、これらの課題は解
消され有用である。また、定期的に開閉手段を動作する
ことは開閉手段の流路への固着等を防止することもで
き、さらに信頼性も向上することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上のように本発明の流量計測装置によ
れば次の効果が得られる。

【００９４】（１）開閉手段の異常を流量から判断する
ことでより確実でかつ安全に流量計測装置を構成するこ
とができる。

【００９５】（２）複数の個々の流路の比率が予め定め
た比率より外れている場合は流路の開度が完全でなく、
開閉手段または計測手段の少なくともいずれか一方が異
常状態と認識することが可能になる。

【００９６】（３）最初に合計流量を計測してから、複
数の個々の流路を順次閉止していき、総合流量の変化量
が予め定めた値以上を連続して検出する場合は開閉手段
が完全に閉止していない異常状態と認識することが可能
になる。

【００９７】（４）制御手段が開閉手段を開成する信号
を発信したにもかかわらずその開閉手段が完全に開成し
ない場合、その流路は抵抗分となり総合流量は減少し異
常状態を認識することが可能になる。

【００９８】（５）流量測定中に他の開閉手段が開成
し、その開成した流路がそれまで開成していた流路とほ
ぼ同等の流量が流れない場合は、開閉手段は完全に開成
されていない可能性が高いため測定している流量を無効
と判定し異常状態を認識することが可能になる。

【００９９】（６）流量測定中に他の開閉手段が開成
し、その開成した流路がそれまで開成していた流路とほ
ぼ同等の流量が流れない場合は、開閉手段は完全に開成
されていない可能性が高いため、再度その開閉手段を閉
止し他の正常な流路を用いて総合流量を計測することが
可能になる。

【０１００】（７）１つの開閉手段に閉止する信号を発
信しても他の流路の流量が増加しない場合は閉止信号を
受けた開閉手段は完全に閉止されていないという判定で
き異常状態を認識することが可能になる。

【０１０１】（８）流量測定中に他の開閉手段が閉止
し、その閉止した流路の分だけ他の流路の流量が増加し
ない場合は、開閉手段は完全に閉止されていない可能性
が高いため、その流路の検出している流量を有効にして
総合流量を計測することが可能になる。

【０１０２】（９）流量測定中に他の開閉手段が閉止
し、その閉止した流路の分だけ他の流路の流量が増加し
ない場合は、開閉手段は完全に閉止されていない可能性
が高いため、再度その開閉手段を開成しその流路に完全
に流体が流れるようにして総合流量を計測することが可
能になる。

【０１０３】（１０）動作確認操作を一定時間毎に行う
ことにより、開閉手段の異常を一定時間以内に検出する
ことが可能になる。

【０１０４】（１１）総合流量値が予め定めた流量以上
で開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を行うこと
により、流量変化を確実に検出することができ開閉手段
の異常を精度良く検出することが可能になる。

【０１０５】（１２）予め定めた値以上の流量が一定時
間継続して流れている場合に開閉手段の開成、閉止によ
る動作確認操作をに行うことにより、総合流量の変化の
少ない時に開閉手段の異常を検出することで正確度を上
げることが可能になる。

【０１０６】（１３）予め定めた時刻に開閉手段の開
成、閉止による動作確認操作を行うことにより、そのシ
ステム特有の流量状態を予め測定し、変化の少ない時刻
に安定した流量時に測定をすることができ、正確な流量
変化を検出し開閉弁の異常を精度良く検出することが可
能になる。

【０１０７】（１４）開閉手段の開成、閉止による動作
確認操作を少なくとも１日に２回以上行うことにより、
そのシステム特有の例えば流量状態の大きく異なる状態
を１日に別々の複数回測定することで流路状態を精度良
く検出することが可能になる。

【０１０８】（１５）計時手段により一定の安定した流
量が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶し、そのシ
ステムの取り付けられた固有の使用条件、状態のうち安
定した状態の時間に開閉手段の状態を調べることでより
精度良く異常を検出することが可能になる。

【０１０９】（１６）通信手段を用いて外部からの信号
により開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を行な
い、流路の異常を検出することが可能になる。

【０１１０】（１７）下流側の流路が一定以上ある等の
条件が満足した場合の外部信号で開閉手段の動作を行
い、流路の異常を検出することが可能になる。

【０１１１】（１８）上流側の流路が一定以上ある等の
条件が満足した場合の外部信号で開閉手段の動作を行
い、流路の異常を検出することが可能になる。

【０１１２】（１９）計時手段を有する機器からに外部
信号により、一定時間毎に検出を行うことで外部に異常
を一定時間以内に知らせることが可能になる。

【０１１３】（２０）計時手段を有する機器集中検針盤
からの外部信号により、定時刻に開閉手段の動作確認を
行うことで定時刻に流路の状態を検出することができ、
異常状態等を正確な時刻精度で報知することが可能にな
る。

【０１１４】（２１）複数の個々の流路において相互に
対向して配設された第１振動子と第２振動子とを備えて
いて、前記第１振動子と第２振動子との間の信号伝搬時
間から流量を算出し、総合流量との差を調べることで高
い流量計測精度を保ちつつ、開閉手段もしくは流量計測
手段の異常を全体の流量変化により確実に検出すること
は可能になる。さらに、開閉手段の状態を流量の変化で
調べると、配線の増加等が無く有用である。また、定期
的に開閉手段を動作することは開閉手段の流路への固着
等を防止することもでき、さらに信頼性も向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例１の流量計測装置を示す
ブロック図（ｂ）同装置の流量検出手段の模式図

【図２】本発明の実施例２における流量計測装置の制御
手段を示すブロック図

【図３】（ａ）同装置の開閉手段４ａの動作を示すタイ
ミングチャート（ｂ）同装置開閉手段４ｂの動作を示すタイミングチャ
ート（ｃ）同装置開閉手段４ｃの動作を示すタイミングチャ
ート（ｄ）同装置総流量計測手段の動作を示すタイミングチ
ャート（ｅ）同装置計測手段５ａの動作を示すタイミングチャ
ート

【図４】（ａ）本発明の実施例３における流量計測装置
の開閉手段４ａの動作を示すタイミングチャート（ｂ）同装置開閉手段４ｂの動作を示すタイミングチャ
ート（ｃ）同装置開閉手段４ｃの動作を示すタイミングチャ
ート（ｄ）同装置計測手段５ａの動作を示すタイミングチャ
ート（ｅ）同装置計測手段５ｂの動作を示すタイミングチャ
ート（ｆ）同装置計測手段５ｃの動作を示すタイミングチャ
ート

【図５】本発明の実施例４における流量計測装置の制御
手段を示すブロック図

【図６】（ａ）本発明の実施例４における流量計測装置
の開閉手段４ａの動作を示すタイミングチャート（ｂ）同装置開閉手段４ｂの動作を示すタイミングチャ
ート（ｃ）同装置開閉手段４ｃの動作を示すタイミングチャ
ート（ｄ）同装置タイマ手段１５ａの動作を示すタイミング
チャート（ｅ）同装置総流量の動作を示すタイミングチャート（ｆ）同装置タイマ手段１５ａの動作を示すタイミング
チャート（ｇ）同装置第２のタイマ手段１５ｂの動作を示すタイ
ミングチャート

【図７】本発明の実施例５における流量計測装置の制御
手段を示すブロック図

【図８】本発明の実施例６における流量計測装置の制御
手段を示すブロック図

【符号の説明】

１流入路２流出路３流路４開閉手段５計測手段６総流量計測手段７制御手段８異常判定手段１３流路判定手段１４総合流量計測手段１５ａタイマ手段１５ｂ第２のタイマ手段１６計時手段１７記憶手段１８通信手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入口と流出口の間に設けた複数の流体流
路と、前記複数の流体流路を個々に開閉する複数の開閉
手段と、前記複数の流体流路の内少なくとも１つの流路
の流量を計測する流量計測手段と、流入路から流出路を
通過する総流量を計測する総流量計測手段と、前記開閉
手段と前記計測手段と前記総流量計測手段とを制御する
制御手段とを備えた流量計測装置。
【請求項２】制御手段は、複数の流体流路の開成時に各
流路の流量比率が予め定めた値以上である場合は開閉手
段または流量計測手段の少なくともいずれか一方が異常
と判定する異常判定手段を有する請求項１記載の流量計
測装置。
【請求項３】制御手段は、少なくとも２つ以上の流体流
路を開成し、総流量計測手段にて合計流量を検出した
後、開閉手段を介して流体流路を順次閉止し流体流量計
測手段による総合流量の変化量が予め定めた値以上を連
続して検出する場合は異常値を示したと判定する流路判
定手段を有する請求項１記載の流量計測装置。
【請求項４】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を開成する動作信号を送出した場合、総合流量が予
め定めた値以上変化しない場合は正常値と判定する流路
判定手段を有する請求項１記載の流量計測装置。
【請求項５】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を開成する動作信号を送出した場合、その開成信号
を受けた開閉手段を有する流体流路の流量が他の流体流
路に比べて著しく少ない場合は、その流体流路の測定流
量は無効とする総合流量計測手段を有する請求項１記載
の流量計測装置。
【請求項６】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を開成する動作信号を送出した場合、その開成信号
を受けた開閉手段を有する流体流路の流量が他の流体流
路に比べて著しく少ない場合は、開成信号を送出した開
閉手段を閉止した後、その流体流路の測定値は無効とす
る総合流量計測手段を有する請求項１記載の流量計測装
置。
【請求項７】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を閉止する動作信号を送出した場合、その閉止信号
を受けた開成手段を有する流体流路以外の各流体流路の
流量検出手段で検出した流体流量が増加しない場合は異
常値と判定する流路判定手段を有する請求項１記載の流
量計測装置。
【請求項８】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を閉止する動作信号を送出した場合、他の流体流路
の流量計測手段の流量が変化しない場合は、閉止信号を
受けた開閉手段は閉止動作したと認めず、その測定した
流量値は有効とする総合流量計測手段を有する請求項１
記載の流量計測装置。
【請求項９】制御手段は、流体流量を計測中に他の開閉
手段を閉止する動作信号を送出した場合、他の流体流路
の流量が変化しないと異常値と判定し、閉止信号を受け
た開閉手段を再度開成方向に駆動した後、測定した流量
値は有効とする総合流量計測手段を有する請求項１記載
の流量計測装置。
【請求項１０】制御手段は、開閉手段の開成、閉止によ
る動作確認操作を一定時間毎に行う請求項１記載の流量
計測装置。
【請求項１１】制御手段は、開閉手段の開成、閉止によ
る動作確認操作を総合流量値が予め定めた流量以上であ
る場合に行う請求項１記載の流量計測装置。
【請求項１２】制御手段は、開閉手段の開成、閉止によ
る動作確認操作を予め定めた値以上の流量が一定時間継
続して流れている場合に行う請求項１記載の流量計測装
置。
【請求項１３】制御手段は、計時手段を有し、開閉手段
の開成、閉止による動作確認操作を前記計時手段によ
り、予め定めた時刻に行う請求項１記載の流量計測装
置。
【請求項１４】制御手段は、計時手段を有し、開閉手段
の開成、閉止による動作確認操作を前記計時手段によ
り、測定時刻を一日に少なくとも２回以上行う請求項１
記載の流量計測装置。
【請求項１５】制御手段は、計時手段と記憶手段を有
し、前記計時手段により一定の安定した流量が継続して
存在する時刻を前記記憶手段に記憶しておき、開閉手段
の開成、閉止による動作確認操作を前記記憶手段に記憶
した時刻に行う請求項１記載の流量計測装置。
【請求項１６】制御手段は、通信手段を有し外部からの
信号により開閉手段の開成、閉止による動作確認操作を
行う請求項１記載の流量計測装置。
【請求項１７】外部信号は、計測手段の下流側の機器に
よるものとする請求項１６記載の流量計測装置。
【請求項１８】外部信号は、計測手段の上流側の機器に
よるものとする請求項１６記載の流量計測装置。
【請求項１９】外部信号は、計時手段を有する機器から
なり、一定時間毎に要求が送られてくる請求項１６記載
の流量計測装置。
【請求項２０】外部信号は、計時手段を有する機器集中
検針盤からなり、定時刻に開閉手段を開成、閉止により
動作確認する操作を行う要求が送られてくる請求項１６
記載の流量計測装置。
【請求項２１】複数の流体流路に個々に設けた開閉手段
と、流路を介在して相互に対向して配設された第１振動
子と第２振動子とを備え、前記第１振動子と第２振動子
との間の信号伝搬時間を計測する計測回路と、前記計測
回路の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段と、
前記流量演算手段の値を集めて総合流量とし、総合流量
計測手段の値との差を調べる制御手段により開閉手段の
動作確認操作を行う流量計測装置。