JP2002116066A

JP2002116066A - 流量計測装置

Info

Publication number: JP2002116066A
Application number: JP2000307415A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Ipponmatsu; 正道一本松; Hiroshi Matsushita; 博松下; Shigeru Tagawa; 滋田川
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】対流の影響を受けない計測結果に基づいた漏
洩検知を行うことができる流量計測装置を得る。【解決手段】流量計測時点の少なくとも時刻を計測す
る時刻計測手段７と、流体の温度を計測する温度計測手
段８とを備え、前記時刻計測手段７及び前記温度計測手
段８との両方の計測結果に基づいて、所定の時間帯内
で、検出温度が所定の温度より低い場合の流量計測結果
に基づいて、漏洩監視を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計測流路を流れる
流体の流量を計測する流量計測手段を備え、この流量計
測手段による流量計測結果から漏洩監視を行なう流量計
測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスメーターに使用される流量計
測装置としては、膜式のものが主流であるが、その利便
性などとの関係から、超音波や熱伝導式流量センサーを
利用した流量計測装置が提案されている。

【０００３】一例として、超音波を利用した流量計測装
置の主要部の構造を説明すると、このような流量計測装
置は、図１に示すような計測流路の一部に、一対の超音
波振動子を流れの方向に相対して設け、第一振動子から
流れの方向に超音波を送信し、第二振動子で受信される
までの超音波到達時間Ｔ１を計測し、逆に第二振動子か
ら第一振動子に流れに逆らって超音波を送信し、同様に
到達時間Ｔ２を計測して、この時間差から流体の速度を
求め、このようにして求められる流速と流路の断面積等
との関係から、流量を求める。

【０００４】この種の流量計測装置では、流量計測に必
要となる時間が短く、所謂、瞬時流量を求めることがで
きる。

【０００５】さて、従来のガスメーターとして使用され
る膜式流量計測装置においては、保安機能として、漏洩
を監視する機能が搭載されている。

【０００６】これは、安全上の理由から一定の監視期間
（例えば３０日程度）のガスの連続的な漏洩の有無を監
視して警報等を発するものである。

【０００７】この漏洩監視は、メーターの下流側の配管
で微小漏洩が連続的に発生している場合に、これを検知
して警報を発するものであり、この漏洩監視を行う場合
は、一般に微小流量と呼ばれる３〜５リットル／ｈの流
量を、２５％程度の誤差で、例えば、３０日間連続して
測定する。そして、このような微小流量が３０日間連続
して計測される場合に、漏洩が発生しているとして警報
を発する。

【０００８】通常、先に説明した膜式の流量計測装置で
は、３〜５リットル／ｈの漏洩を検知するためには、最
大流量５ｍ³／ｈの流量計測装置において、３５分間程
度の計測時間が必要がある。

【０００９】これに対して、超音波や熱伝導式センサー
を利用した流量計測装置であれば、、この計測時間を大
幅に短縮することとなる。

【００１０】よって、ガス消費者が、例えば２４時間機
器などを使用している場合であっても、数分／日で漏洩
検知を逐次おこなうことが可能となるため、このような
瞬時流量計測型の流量計測構造を採用することが好まし
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】超音波や熱伝導式セン
サー等を利用した流量計測装置においては、瞬時流量が
計測できるが故に、計測対象となるガスが実際に流れて
いない場合でも、測定流路内に何らかの流れがあれば、
計測する可能性が高い。

【００１２】例えば、ガスが実際に流れていないとして
も、計測流路内で温度差が生じたことで対流が生じれ
ば、この対流を計測してしまい、上述の漏洩監視を正し
く行うことができない虞もある。

【００１３】このような対流が発生しやすい状況は、流
量計測装置の一部が日陰に常に配置されており、他方の
部位に直射日光が当たる等の場合、流量計測装置の下側
に排水溝が位置されている場合や、メーター下流側のガ
ス配管の一部が日なたにあり、メーターを含むそれ以外
の配管が日陰にある場合等に起こる。

【００１４】この対流の影響は、計測対象の流量が小さ
ければ小さい程はなはだしく、特に微小流量計測を実行
して漏洩検知を行なう場合は、その影響を受けやすい。

【００１５】本発明の目的は、このような対流の影響を
受けないで漏洩監視を行なうことができる流量計測装置
を得ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による計測流路を流れる流体の流量を計測する
流量計測手段を備え、前記流量計測手段から得られる流
量計測結果に基づいて漏洩監視を行なう流量計測装置の
特徴構成は、請求項１に記載されているように、前記計
測流路内に対流が発生し難い時刻に関する所定の条件を
満たす場合における、前記流量計測結果を選択する漏洩
判定手段を備え、この選択された流量計測結果に基づい
て漏洩監視を行なうことにある。

【００１７】この流量計測装置にあって、漏洩判定手段
により選択される流量計測結果は、時刻が、所定の条件
を満たすものとされる。例えば、定められた時刻（この
時刻は一日の内で対流の発生し難い時刻とする）の計測
結果を選択したり、ある時間帯（この時間帯は一日の内
で対流の発生し難い時間帯とする）内の時刻の計測結果
を選択する。

【００１８】このように、所定の条件を満たす時間帯の
流量計測結果を選択して、漏洩の判定を行なうと、流量
計測結果が対流の影響を受けていないため、信頼性の高
い漏洩検知、さらには漏洩監視をおこなうことができ
る。

【００１９】さらに、請求項２に記載されているよう
に、計測流路内の流体の温度を推定可能な指標温度を計
測する温度計測手段を備え、前記温度計測手段により計
測される指標温度より推定される前記流体の温度が、前
記計測流路内に対流が発生し難い前記流体の温度に関す
る所定の条件を満たす場合における、前記流量計測結果
を選択する漏洩判定手段を備え、選択された流量計測結
果に基づいて漏洩監視をするようにしてもよい。

【００２０】この場合は、請求項１の場合と比較して、
時刻によって対流等の起こり難い状況を判断するのでは
なく、直接的に温度計測手段を備え、この手段により求
まる温度に従って、漏洩監視に使用すべき流量測定結果
を選択する。

【００２１】即ち、漏洩判定手段により、漏洩監視に使
用できる流量計測結果として、例えば、温度が降下して
きて所定の温度を切った時点において計測される流量計
測結果を選択したり、流体の温度が所定の温度未満とな
っている状態での流量計測結果を選択したりする。

【００２２】このようにしても、漏洩監視に、流量計測
結果として、流体温度が相対的に低く、相対的に対流が
発生しにくい状況で計測結果を使用することとなるた
め、正確な漏洩検知、ひいては漏洩監視を行える。

【００２３】また、請求項３に記載されているように、
時刻を計測する時刻計測手段と、前記計測流路内の流体
の温度を推定可能な指標温度を計測する温度計測手段と
を備え、前記時刻計測手段及び前記温度計測手段との両
方の計測結果が、前記計測流路に対流が発生し難い時刻
と流体の温度に関する所定の条件を満たす場合におけ
る、前記流量計測結果を選択する漏洩判定手段を備え、
前記選択された流量計測結果に基づいて漏洩監視を行な
うことが好ましい。

【００２４】この場合、時刻計測手段と温度計測手段と
をともに備え、両者の計測結果に基づいて、これら時刻
及び温度の両方の条件が所定の条件を満たす場合の流量
計測結果を選択流出して漏洩監視を行う。

【００２５】例えば、一日の時間帯の内の所定の時間帯
内で、なおかつ、流体の温度が所定の温度未満となって
いる場合において計測される流量計測結果を選択して漏
洩検知を行ない、監視の用に供するのである。このよう
にすると、時間及び温度の両方の基準に基づいて、漏洩
検知に使用する流量計測結果を選択して、漏洩検知ひい
ては監視を行うこととなり、いずれか一方を基準とする
場合より、さらに細かい条件設定により、真に対流の影
響を受け難い状態で、確実な漏洩検知、漏洩監視を行な
える。

【００２６】さて、これまで説明した構成において、請
求項４に記載されているように、季節または月を認識し
て、前記季節または月毎に、前記計測流量に対流が発生
し難い前記所定の条件を設定する条件設定手段を備える
ことが好ましい。

【００２７】これまで説明してきた発明の基本構造は、
時刻、温度等に従って、漏洩監視の基礎となる流量計測
結果を選択するものであるが、本願のような流量計測装
置の温度、あるいは内部流体の温度は、季節、月等によ
って変化する。

【００２８】この場合、通年に亘って、例えば、温度に
関連した所定の条件を固定したものとしておくと、季
節、月によっては、この所定の条件が不適当となる場合
が発生する。一例として、温度に関して、その上限温度
（この温度より温度が低い場合の流量計測結果を漏洩検
知の対象とする）を固定しておくと、季節、月によって
は、一日の内の最も温度の低い時間帯であっても、この
上限温度以下にならない場合が発生する。

【００２９】これに対して、漏洩検知は、通常、所定の
監視期間内で所定の回数（例えば一日一回）継続的に行
なう必要がある。従って、このような状況に対応するた
めには、条件設定手段を設け、季節、月等に従って、所
定の温度条件（例えば上限温度）を適切に設定しなが
ら、対流の起こる確率の低い状態で、流量計測結果を適
切に選定しながら実行することが好ましい。

【００３０】時刻に対しても同様のことがいえ、時刻も
しくは温度に対する所定の条件の設定を季節、あるいは
月毎に行うのが好ましく、このようにすることで、季
節、月によって、適切な条件下での漏洩検知、監視を行
える。

【００３１】さて、流量計測にあたっては、請求項５に
記載されているように、単位回の流量計測を５秒以内に
実行することができる瞬時流量計測型の流量計測手段で
あることが好ましい。

【００３２】瞬時流量計測型の流量計測装置としては、
超音波を利用する超音波式のもの、流体の流れによって
熱が奪われる現象を利用する熱伝導式のもの等がある
が、このような流量計測装置にあっては、流量測定時間
が短いと共に、その測定流量単位が小さい。その分、本
願が問題とするような測定流量内の流体の対流の影響が
計測結果に出やすい。従って、このような瞬時流量計測
型の流量計測装置における漏洩検知あるいは監視におい
て、対流対策用の本願処理を施すことにより、このよう
な型の流量計測装置での漏洩検知ひいては漏洩監視を、
正確に実行することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本願の実施の形態を図１に基づい
て説明する。この図面は、本願の流量計測装置１の機能
ブロック図であり、超音波を利用して所定の管路内を流
れる流体の流量を計測する流量計測部（流量計測手段２
を構成する）と、この流量計測手段２の計測結果を選択
的に使用するための漏洩判定手段３、さらに、この手段
からの情報により漏洩監視を行なう漏洩監視手段１１を
備えている。結果、この流量計測装置１は、漏洩監視を
行なうものとなっている。

【００３４】この装置１においては、流量計測手段２に
より、常時、流量の計測が行われるる。さらに、前述の
漏洩判定手段３は、例えば、一日に一回といった周期
で、前記流量計測結果を取り込み、その結果を漏洩監視
手段１１に伝達し、この手段に蓄積される結果に従って
漏洩監視が行なわれる。

【００３５】流量計測手段２の構成から、先ず、説明す
る。流量計測手段２は、計測流路４及びこの流路４に付
属の超音波送受信器５等とを備えたハードウェアと、こ
れら付属の機器５からの情報を処理するためのソフトウ
ェアとから構成されており、計測流路４内を流れる流体
の流量を計測する流量計測手段を成すものである。

【００３６】さらに詳細に説明すると、流量計測対象の
流体の流れる計測流路４の上流側と下流側とに超音波を
送受信する一対の超音波送受信器５が備えられると共
に、これらの超音波送受信器５に対する動作制御手段５
０が備えられており、この動作制御手段５０からの動作
指令に基づいて、上流側の超音波送受信器５ａから下流
側の超音波送受信器５ｂ、及び下流側のそれ５ｂから上
流側のそれ５ａへ超音波を伝播させて、超音波が流れ方
向に沿った方向に伝播される順方向、及び流れ方向とは
逆方向に伝播される逆方法、それぞれの超音波伝播時間
Ｔ１、Ｔ２を計測するように構成されている。

【００３７】このようにして計測される順方向および逆
方向の超音波伝播時間Ｔ１、Ｔ２から、流体の流速を求
めて、前記流路内を流れる流量を導出する流量導出手段
６が備えられている。

【００３８】流量導出手段６における処理は、図１に示
すように、順方向の超音波到達時間がＴ１、逆方向の到
達時間がＴ２であり、測定すべき流れと超音波伝播経路
との成す角がθ、流量測定部の長さがＬであるとき、流
速Ｖは、Ｖ＝Ｌ×（１／Ｔ１−１／Ｔ２）／（２×ｃｏｓ
（θ））として求められる。

【００３９】このようにして求められる流速Ｖと流量測
定部の断面積Ｓより、流量Ｑは、Ｑ＝ｋ×Ｖ×Ｓ（ｋ：
流量係数）として求められる。

【００４０】動作制御手段５０は、所定の時間間隔で継
続的に通常流量を計測するように構成されている。

【００４１】さて、本願の流量計測装置１にあっては、
漏洩監視に対する流量計測結果の取り込みが、特定の条
件下で実行される。このために、装置には、タイマー
７、温度センサー８、漏洩判定手段３が備えられてお
り、この手段３に記憶手段９、条件設定手段１０が備え
られている。

【００４２】この特徴構成に関して、以下、説明する。
装置１には、図１に示すように、現時刻を計測するため
のタイマー７（時刻計測手段の一種）が備えられている
と共に、計測流路４内の流体の温度を計測するための温
度センサー８（温度計測手段の一種）が備えられてい
る。この温度センサー８は流体の温度を直接計測する
が、このような流体の温度を知り得る温度情報を本願に
あって指標温度と呼ぶ。

【００４３】従って、装置内において、現在の時刻が得
られると共に、計測流路内を流れる流体の温度を得るこ
とができる。さて、これらの手段により計測された情報
は、漏洩判定手段３に送られる。

【００４４】漏洩判定手段３には記憶手段９が設けられ
ており、この記憶手段９に、漏洩検知の基礎とすべき流
量計測結果の選択を行うべき時間帯（例えば、午前０時
から６時の時間帯）が登録されていると共に、選択を行
う場合に、その上限の温度（この温度より温度センサー
８による検出温度が低くなった場合に漏洩検知の対象す
る温度で、例えば７月に対応して２２℃）が記憶されて
いる。

【００４５】そして、漏洩判定手段３は、時刻計測手段
７から入力されてくる時刻、および温度計測手段８から
入力されてくる温度に基づいて、時刻が前記所定の時間
帯内にあり、温度が前記上限の温度より低い場合に、前
記流量計測手段２から出力される流量計測結果を選択し
て漏洩監視手段１１に送るように構成されている。この
実施例では、この漏洩検知を日毎に実行する。

【００４６】上記の記憶手段９に記憶される所定の条件
としての時間帯、上限温度等は、季節あるいは月毎に、
条件設定手段１０により可変設定されるように構成され
ている。この条件設定手段１０は、例えば、夏場に対応
する７月に対しては、上記のように漏洩監視の対象とす
る時間帯として午前０時から６時を、上限温度として２
２℃を設定し、冬場に対応する１月に対しては、上記の
ように漏洩監視の対象とする時間帯として午後１０時か
ら午前８時を、上限温度として１０℃を設定するもので
ある。

【００４７】図２に、夏場の一日におけるガスメーター
内部での温度の変化を示したが、上記条件を適応するこ
とで、対流が最も発生し難い時間、温度条件において選
択される流量計測結果から漏洩監視を行なうこととなっ
ていることが判る。

【００４８】この構成を採用することで、例えば、流路
内の上下部位で温度差が生じやすく、図３に示すように
計測流路内に下方に向かう対流成分Ｖｃが発生しやすい
場合にあっても、対流の影響を受け難い状態で、流量計
測手段２ら得られてくる流量計測結果を利用して漏洩監
視に役立てることができる。

【００４９】漏洩監視に関してさらに詳細に説明する
と、例えば所定の漏洩監視期間である３０日間に亘っ
て、毎日、所定の条件を満たす（所定の時間帯内に、ガ
ス温度が所定の温度以下となっている条件）で計測され
る流量計測結果が、漏洩監視手段１１におくられ、各日
毎に、流量計測結果が記憶される。

【００５０】ここで、カットオフ値（例えば１．５リッ
トル／ｈ未満）以上の流量が存在している場合には、漏
洩が発生している可能性があると判定される。流量が、
所謂、カットオフ値（例えば１．５リットル／ｈ未満の
流量）より小さい場合は、漏洩はない可能性が高いと判
定する。

【００５１】そして、所定の漏洩監視期間に渡って、そ
の期間中の漏洩監視において連続的に漏洩がある可能性
があるとされる場合（前記、微小流量が連続的に計測さ
れる場合）に、警報（漏洩情報）を生成し、出力手段１
２に出力する。

【００５２】出力手段１２にあっては、漏洩監視手段１
１からの漏洩情報を受けて、これを出力する。

【００５３】従って、本願の流量計測装置１にあって
は、漏洩監視は、所定の時間帯で、流体温度が所定の温
度以下の状態で得られた流量計測結果に基づいて行われ
るため、対流の影響による誤監視を防ぐことができる。

【００５４】〔別実施の形態〕以下本願の別実施の形
態に関して説明する。（１）上記の実施の形態にあっては、記憶手段９に記
憶される時間帯及び所定の温度に従って、漏洩監視を行
うものとしたが、温度計測手段により少なくとも一日分
の温度変化パターンを調べ、そのパターン内で最低温度
となる時間帯及び、その近傍の温度域を求め、このよう
な時間帯、温度域での流量計測結果を使用して、漏洩検
知、漏洩監視を実行するようにしてもよい。さらに、上
記のようにして記憶手段に記憶される、時刻に関する所
定の条件（例えば流量計測結果を使用できる時間帯）、
温度に関する所定の条件（例えば流量計測結果を使用で
きる温度域）は、季節や月毎に更新すると共に、計測装
置の設置先との関係から、これに関連して設定・変更で
きるようにしてもよい。

【００５５】（２）上記の実施の形態にあっては、計
測流路内を流れる流体に対して、その温度を検出するよ
うに温度センサーを設けたが、実質上、流体温度を検出
できるのであれば、流量計測装置自体の温度を計測する
温度センサーを備えてもよい。この場合、流量計測装置
自体の温度を計測する温度センサーと、この温度センサ
ーの計測結果に基づいて、流体の温度を推定する流体温
度推定手段を設けることにより、流体の温度を得ること
ができる。このような場合、流量計測装置自体の温度は
流体の温度を推定するための指標温度となる。（３）上記の実施の形態にあっては、流量を基礎とし
て漏洩の判断する場合を示したが、流量計測部の断面積
等は一定となっているため、流量に相当する物理量（例
えば流速）を利用して漏洩の判断をすることも可能であ
り、このような物理量によっても流量は代表できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の流量計測装置の機能ブロック図

【図２】夏場のガスメーター内のガス温度変化の状況を
示す図

【図３】対流が計測流路横断方向に起こる場合の説明図

【符号の説明】

１流量計測装置２流量計測部３漏洩判定手段４計測流路５超音波送受信器６流量導出手段７タイマー８温度センサー９記憶手段１０条件設定手段１１漏洩監視手段１２出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田川滋大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CB02 CE02 CE04 CE32 CF20 3J071 AA02 BB11 CC11 EE25 EE27 EE35 EE37 FF03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計測流路を流れる流体の流量を計測する
流量計測手段を備え、前記流量計測手段から得られる流
量計測結果に基づいて漏洩監視を行なう流量計測装置で
あって、前記計測流路内に対流が発生し難い時刻に関する所定の
条件を満たす場合における、前記流量計測結果を選択す
る漏洩判定手段を備え、前記選択された前記流量計測結
果に基づいて前記漏洩監視を行なう流量計測装置。
【請求項２】計測流路を流れる流体の流量を計測する
流量計測手段を備え、前記流量計測手段から得られる流
量計測結果に基づいて漏洩監視を行なう流量計測装置で
あって、前記計測流路内の流体の温度を推定可能な指標温度を計
測する温度計測手段を備え、前記温度計測手段により計
測される指標温度より推定される前記流体の温度が、前
記計測流路内に対流が発生し難い流体の温度に関する所
定の条件を満たす場合における、前記流量計測結果を選
択する漏洩判定手段を備え、前記選択された前記流量計
測結果に基づいて前記漏洩監視を行なう流量計測装置。
【請求項３】計測流路を流れる流体の流量を計測する
流量計測手段を備え、前記流量計測手段から得られる流
量計測結果に基づいて漏洩監視を行なう流量計測装置で
あって、時刻を計測する時刻計測手段と、前記計測流路内の流体
の温度を推定可能な指標温度を計測する温度計測手段と
を備え、前記時刻計測手段及び前記温度計測手段との両方の計測
結果が、前記計測流路内に対流が発生し難い時刻及び流
体の温度に関する所定の条件を満たす場合における、前
記流量計測結果を選択する漏洩判定手段を備え、前記選
択された前記流量計測結果に基づいて前記漏洩監視を行
なう流量計測装置。
【請求項４】季節または月を認識して、前記季節また
は月毎に前記所定の条件を設定する条件設定手段を備え
た請求項１〜３の何れか１項記載の流量計測装置。
【請求項５】前記流量計測手段が、単位回の流量計測
を５秒以内に実行する瞬時流量計測型の流量計測手段で
ある請求項１から４のいずれか１項記載の流量計測装
置。