JP2002131170A - 漏水監視システム - Google Patents

漏水監視システム

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JP2002131170A
JP2002131170A JP2000320589A JP2000320589A JP2002131170A JP 2002131170 A JP2002131170 A JP 2002131170A JP 2000320589 A JP2000320589 A JP 2000320589A JP 2000320589 A JP2000320589 A JP 2000320589A JP 2002131170 A JP2002131170 A JP 2002131170A
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ultrasonic
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Yasuhiro Umekage
康裕 梅景
Yukinori Ozaki
行則 尾崎
Bunichi Shiba
文一 芝
Kenji Koshiga
健二 越賀
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水道の水を輸送する給水管の漏水の有無を自
動的に検知する。 【解決手段】 超音波式流量計測手段の超音波受発振素
子27a、227b、28a、28bを用いて信号の送
受信を行ない情報伝達を行なっている。これによって、
通信手段を別途も設ける必要がなく、それぞれの流量情
報を収集して漏水を検出するすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道水を給水する
給水管の漏水を自動的に検出する漏水監視システムに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、流体を輸送する配管の監視システ
ムは、特開平4−363638号公報に示すようなガス
供給配管の漏洩監視装置の構成が知られていた。また、
通信手段としては特開平8−263782号公報に示す
ような水道メータ自動検針システムの構成が知られてい
た。以下、その構成について図3と図4を参照しながら
説明する。
【0003】まず、図3に示す従来例では、ガス供給源
1と、ガス供給管2と、供給ガス全体を積算する親ガス
メーター3と、各供給先の個別ガスメーター4を経てガ
ス器具5に供給するとともに、親ガスメーター3および
個別ガスメーター4は、流量発信機能6を有し、各ガス
メーター3、4を管理する管理装置7との間に流量情報
の交換自在なガス供給漏洩監視装置としていた。ここ
で、8は微小漏洩監視メーター、9は圧力調整器、10
は遮断装置である。
【0004】このような構成において、所定時間になれ
ばガス流量を各ガスメーター別に管理装置に流量発信機
能により集め、親ガスメーター3の流量値Nsと、各個
別ガスメーター4の流量値N1,N2,N3,N4の和
N1+N2+N3+N4とを比較し、Ns≦N1+N2
+N3+N4の場合は漏洩無しと見なし、Ns>N1+
N2+N3+N4の場合は漏洩ありとする漏洩判断方法
を有する構成としていた。
【0005】また、図4に示す第2の従来例では、水道
メーター11と、伝搬信号発生手段12と、信号受信中
継手段13と、検針センタ14で構成としていた。ここ
で、15は水道管、16は水道水供給先、17の矢印は
伝搬信号の様子を示すものである。
【0006】このような構成において、水道メーターが
検出した水道使用量を表すとともに、水道管内の水を媒
体として伝搬する超音波による管内伝搬信号を発生する
伝搬信号発生手段と、水道管内を伝搬してきた超音波の
管内伝搬信号を受信して検針センタに中継する信号受信
中継手段を備えた構成としていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例よ
うな漏水監視システムでは、各個別ガスメータにそれぞ
れ流量発振機能を備えなければならないという問題があ
った。また、別の従来例では、水道メーターとは別に超
音波による伝搬信号発生手段を設けなければならないと
いう問題があった。そして、2つの従来例を組み合わせ
ても、流量計測手段に別途伝搬信号発生手段を設ける必
要があった。
【0008】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、流量計測手段の超音波送受発振素子で情報伝達を行
う通信手段を別途設ける必要なく、それぞれの流量情報
を収集して漏水を瞬時に検出することを目的としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、水道水を配水する配水管と、前記配水管を分岐して
各家庭へ給水する少なくとも1管路以上の給水管と、前
記配水管の途中に設けた第1の超音波式流量計測手段
と、前記給水管のそれぞれ途中に設けた第2の超音波式
流量計測手段と、前記第1の超音波式流量計測手段で得
られた第1の流量情報と、前記第2の超音波式流量計測
手段で得られた第2の流量情報と、前記第1の流量情報
を送受信する第1の通信手段と、前記第2の流量情報の
流量情報を送受信する第2の通信手段と、前記第1の流
量情報と前記第2の流量情報とを比較して前記給水管か
らの漏水を判別する漏水判定手段と、前記第1の通信手
段と第2の通信手段はそれぞれ前記第1の超音波式流量
計測手段と前記第2の超音波式流量計測手段の超音波受
発振素子が送受信する超音波信号によって流量情報を通
信する構成とすることにより、流量計測手段の信号送受
信手段で情報伝達を行い通信手段を別途設ける必要なく
それぞれの流量情報を収集して漏水を検出することがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、水道水
を配水する配水管と、前記配水管を分岐して各家庭へ給
水する少なくとも1管路以上の給水管と、前記配水管の
途中に設けた第1の超音波式流量計測手段と、前記給水
管のそれぞれ途中に設けた第2の超音波式流量計測手段
と、前記第1の超音波式流量計測手段で得られた第1の
流量情報と、前記第2の超音波式流量計測手段で得られ
た第2の流量情報と、前記第1の流量情報を送受信する
第1の通信手段と、前記第2の流量情報の流量情報を送
受信する第2の通信手段と、前記第1の流量情報と前記
第2の流量情報とを比較して前記給水管からの漏水を判
別する漏水判定手段と、前記第1の通信手段と第2の通
信手段はそれぞれ前記第1の超音波式流量計測手段と前
記第2の超音波式流量計測手段の超音波受発振素子が送
受信する超音波信号によって流量情報を通信する構成と
することにより、流量計測手段の信号送受信手段で情報
伝達を行い通信手段を別途設ける必要なくそれぞれの流
量情報を収集して漏水を検出することができる。
【0011】請求項2に記載の発明は、超音波式流量計
測手段は1対の超音波受発振素子を備え、流量情報を通
信する時に、前記1対の超音波受発振動子の両方でそれ
ぞれ送受信を行い、それぞれの送受信情報が一致してい
ることを確認する通信確認手段を備えることにより、2
回の通信データを比較することにより通信情報の正確差
を確認することができ、精度の高い通信を行うことがで
きる。
【0012】請求項3に記載の発明は、流量情報を通信
する時に、第1通信手段と第2通信手段の通信情報か
ら、超音波式流量計測手段の故障を自動的に診断する自
己診断手段を備えることにより、異なる流量計測手段の
通信手段で通信情報を確認することにより故障を発見す
ることができ、誤作動などを防止することができる。
【0013】請求項4に記載の発明は、通信確認手段で
不一致を確認したとき、および自己診断手段で故障を検
出したときには、流量計測と漏水判別の機能を停止する
構成とすることにより、通信異常や故障の発見により機
能を停止することで2次的な誤作動を防止することがで
き、被害を最低限に食い止めることができる。
【0014】請求項5に記載の発明は、第1の流量情報
または第2の流量情報のいずれか一方の流量値が所定流
量以下の時に漏水判別を行う漏水判定手段を備える構成
とすることで、低流量時に漏水判別を行うことで低流量
までの漏水を精度よく判別することができる。
【0015】請求項6に記載の発明は、漏水判定手段
は、時刻情報と流量情報を一対にした第1の流量情報と
第2の流量情報によって判定を行う構成とすることで、
時刻情報と流量情報を一対にした流量情報によって計測
時刻と計測時間を一致させて比較することによって判定
精度を向上させることができる。
【0016】請求項7に記載の発明は、第1の流量情報
の第1流量値と、それぞれの第2の流量情報の第2流量
値の総和との流量差をとり、前記流量差が所定値より大
きい時は、漏水であると判定する漏水判定手段を各第2
の超音波式流量計測手段側にそれぞれ備えることで、上
流側の流量と下流側の流量を比較することでその間での
流量差を計測することができ、漏水を検出することがで
きる。
【0017】請求項8に記載の発明は、流量情報のひと
つである漏水情報を外部の水道管理センターへ通信する
第3の通信手段を各第2の超音波式流量計測手段側にそ
れぞれ備えることで、各家庭側に備えた第2の超音波式
流量計測手段にそれぞれ備えることで、1台に異常が発
生しても他家の第3の通信手段で通報することができ
る。
【0018】請求項9の記載の発明は、第3の通信手段
は、各家庭の有線または無線の電話回線または光ケーブ
ルなどの通信回線を用いて通信する構成とすることで、
各家庭に既設された通信回線を使用することでシステム
の構築を容易にすることができる。
【0019】請求項10に記載の発明は、第1と第2の
超音波式流量計測手段と第1から第3の通信手段は、電
池を駆動電源に用いて動作する構成とすることで、電気
配線を省くことができるとともに、災害時のように電気
がストップしても水道管理センサーへ通報することかで
きる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の漏水監視システムの実施例
を、を参照して説明する。
【0021】(実施例1)図1と図2に示すように、水
道水を配水する配水管18と、配水管18を分岐して各
家庭へ給水する2つの給水管19a,19bと、配水管
18の途中に設けた第1の超音波式流量計測手段として
の第1の超音波流量計20と、給水管19a,19bの
それぞれ途中に設けた第2の超音波式流量計測手段とし
ての第2の超音波流量計21a,21bと、第1の超音
波流量計20で得られた第1の流量情報と、第2の超音
波流量計21a,21bで得られた第2の流量情報と、
第1の流量情報を送受信する第1の通信手段22と、第
2の流量情報の流量情報を送受信する第2の通信手段2
3a,23bと、第1の流量情報と前記第2の流量情報
とを比較して給水管19a,19bからの漏水を判別す
る漏水判定手段24a,24bと、第1の通信手段22
と第2の通信手段23a,23bはそれぞれ第1の超音
波流量計20の1対の超音波受発振素子25、26と第
2の超音波流量計21a,21bの1対の超音波受発振
素子27a、28a,27b,28bが送受信する超音
波信号によって流量情報を通信する構成とした。
【0022】ここで、図1に示す29は水道管理センタ
としての水道局、30は貯水槽、31は各住居、32
a,32bはそれぞれ第3の通信手段、33a,33b
は各家庭に既設されている無線の電話通信回線としての
第4の通信手段、34a,34bは遮断弁、35は電池
である。
【0023】そして、異なる超音波受発振素子の組み合
わせで通信した受信情報が、それぞれ一致していること
を確認する通信確認手段36a,36bと、通信確認手
段の確認結果が不一致のときに、超音波流量計20,2
1a,21bの故障を自動的に診断する自己診断手段3
7a,37bを第2の超音波流量計21a,21bに設
置する構成とした。そして、図2に示す38は通信の切
換え手段、39は流量計測手段、40は流量計測時の送
受信信号のやり取りを模式的に示す矢印、41は通信時
の送受信信号のやり取りを模式的に示す矢印、42は水
の流れを示す矢印である。
【0024】このような構成において、第1の超音波流
量計20の流量情報または第2の超音波流量計21a,
21bのいずれか1つ以上の流量情報が所定流量以下
(例えば、100L/h以下)になれば、流量情報を互
いに通信しあうようにする。
【0025】そして、各第2の超音波流量計21a,2
1bに備えられた漏水判定手段24a,24bが漏水の
有無を判定する。例えば、流量情報が所定流量以下にな
れば、測定した現在の瞬時流量を各超音波流量計20、
21a,21bに内設された通信手段22、23a,2
3bを用いて送信する。
【0026】そして、第1の超音波流量計20の流量値
Q0は、2台の第2の超音波流量計21a,21bがそ
れぞれ受信する。また、2台の第2の超音波流量計21
a,21bの流量値Qa、Qbは、それぞれ互いに他の
第2の超音波流量計が受信する。すなわち、第2の超音
波流量計21aの流量情報は第2の超音波流量計21b
が受信し、、第2の超音波流量計21bの流量情報は第
2の超音波流量計21aが受信する。
【0027】そして、第2の超音波流量計21a,21
bに内設した漏水判定手段24a,24bが、それぞれ
別々にQaとQbの和とQ0を比較し、Q0−(Qa+
Qb)≦ΔQの場合は漏水無しと見なし、Q0−(Qa
+Qb)>ΔQの場合は漏水ありとする漏水判別方法を
有する構成とした。ここで、所定値ΔQは、1〜10L
/hで設定でき、1L/hを最適としている。そして、
所定流量以下の時に行うことで、比較する流量が小さい
ので低流量の漏水を判別することができる。
【0028】なお、瞬時流量は、所定時間内の平均値を
用いることでも可能である。また、道路下に設置される
配水管に設けた第1の超音波流量計では、水道局と連絡
をとるにも、有線の回線配備や無線アンテナの配置など
の様々な課題があり困難であるが、漏水判定手段を第2
の超音波流量計に備えるようにすることで、各家庭で既
設された通信回線を利用することができ、インフラの構
築を最小限に抑えることができる。さらに、複数台のシ
ステムが同じ情報をもとに漏水判定するので誤動作を防
止することができる。
【0029】ここで、流量情報の通信は、第1の超音波
流量計20の第1の超音波受発振素子25からの超音波
のパルス信号送信と第2の超音波受発振素子26からの
超音波のパルス信号送信を連続して行う。そして、この
流量情報を第2の超音波流量計21aの第1の超音波受
発振素子27aと第2の超音波受発振素子28aで連続
して受信することとした。そして、その連続した2回の
流量情報を比較して両者が一致している場合は、データ
を成立させ、不一致の場合は、次回の送受信の機会まで
漏水判別は行わないようにする通信確認手段36aを備
えた。ここで、第2の超音波流量計21aと他の第2の
超音波流量計21bの通信においても同様に、一方の第
2の超音波流量計21aの第1の超音波受発振素子27
aからの超音波のパルス信号送信と第2の超音波受発振
素子28aからの超音波のパルス信号送信を連続して行
い、他方の第2の超音波流量計21bの第1の超音波受
発振素子27bと第2の超音波受発振素子28bで連続
して受信することとした。
【0030】このように超音波流量計であるがために、
その超音波受発振素子を用いて情報の通信を行うことが
できる。なお、流量計測においては、第1の超音波受発
振素子と第2の超音波受発振素子で送受信を切換えなが
ら行うが、通信の場合は、第1の超音波受発振素子と第
2の超音波受発振素子が同時に送信状態になったり、受
信状態になったりするように切換え手段38で切換え
る。また、流量計測時と通信時において超音波の周波数
を変えるようにすることで、送受信の誤動作を防止する
ことができ、送受信の方向を切換えることもできる。特
に、通信時は流量計測時に比べ伝搬距離が長いので低い
周波数に変化させて行うことが望ましい。例えば、20
KHzから100KHzの範囲で、波長が給水管の内径より大
きくなる周波数を使用するとよい。
【0031】そして、通信確認手段で通信確認を行い不
一致となった時は、超音波受発振素子の故障と判定する
自己診断手段を備えた構成とした。1回の不一致情報で
すぐに故障を判定せずに、連続したときに判定したり、
複数の所定回数になったときに故障判定とすることで精
度を向上することができる。
【0032】また、通信確認手段で不一致を確認したと
き、または自己診断手段が故障を検出した時は、流量計
測と漏水判別の機能を停止することとした。そして、停
止したことを他の超音波流量計に通信手段を用いて連絡
することとした。よって、1台でもこのような異常状態
になれば、他の超音波流量計も漏水判別の機能を停止す
ることができる。さらに、停止中は電池の消費を抑える
ことができる。
【0033】また、このような場合には、異常が確認さ
れた超音波流量計の上流側の遮断弁34aまたは34b
を閉止するようにすることで、水道料金の徴収ミスを防
止することができる。
【0034】さらに、計測時刻の時刻情報と流量情報が
一対となった情報となっているため、瞬時流量の履歴が
明確であるため、時間を合わせて漏水判別の比較するこ
とができる。このように、時刻を合わせて漏水判定する
ことで、流量計測を行ったときの時差が解消され判定精
度を向上することができるのである。
【0035】そして、漏水が発生した時、または故障が
発見された時、あるいは通信異常が発見された時は、第
3の通信手段32aまたは32bから既設の電話回線3
3a,33bから公衆電話回線38を用いて水道管理セ
ンターとしての水道局29へ通報することができる。そ
して、異常を早期に発見できるので修復することができ
る。
【0036】そして、駆動電源を電池とすることで、配
水管や供給管に設置する水道メーターのように電源設備
のない場所にでも設置ができる。
【0037】なお、上流の流量計が1台、下流の流量計
が2台で説明したが、下流の流量計が多くの台数になっ
ても基本的な処理は同じ方法で可能であるが、現実問題
数十台以上の流量情報を交錯させると情報過多になるの
で、特定の台数で認証番号を付与してグループ化し制限
された範囲で行うようにするとよい。
【0038】また、本発明は、下流側に、通信確認手段
と自己診断手段と第3の通信手段を設けた構成で説明し
たが、それぞれ上流側に設けた場合でも漏水判別は行え
ることは明白である。また、第3の通信手段は、無線手
段による構成で図示して説明したが、ここは有線の電話
回線や光ケーブルを用いて構築するようにしても、公衆
回線を使用することは容易に行えることは明白である。
また、マンションのような集合住宅においても、集合住
宅への入口に第1の超音波式流量計測手段を設け、各戸
の入口に第2の超音波式流量計測手段を設けることで同
様の効果が得られる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように請求項1から10記
載の発明によれば、次の効果がある。
【0040】超音波式流量計測手段の超音波受発振素子
を用いて信号の送受信を行うことで情報伝達を行い、通
信手段を別途も受ける必要なくそれぞれの流量情報を収
集して漏水を検出するすることができる。
【0041】また、1対の超音波受発振動子の両方でそ
れぞれ送受信を行い、それぞれ2回の送受信情報が一致
していることを確認することで、通信情報の正確差を確
認することができ、精度の高い通信を行うことができ
る。
【0042】また、第1通信手段と第2通信手段の通信
情報から、超音波式流量計測手段の故障を自動的に診断
する自己診断手段を備えることにより、異なる流量計測
手段の通信手段で通信情報を確認することにより故障を
発見することができ、誤作動などを防止することができ
る。
【0043】また、通信異常や故障の発見により機能を
停止することで2次的な誤作動を防止することができ、
被害を最低限に食い止めることができる。
【0044】また、第1の流量情報または第2の流量情
報のいずれか一方の流量値が所定流量以下の時に漏水判
別を行う漏水判定手段を備える構成とすることで、低流
量時に漏水判別を行うことで低流量までの漏水を精度よ
く判別することができる。
【0045】また、漏水判定手段は、時刻情報と流量情
報を一対にした第1の流量情報と第2の流量情報によっ
て判定を行う構成とすることで、時刻情報と流量情報を
一対にした流量情報によって計測時刻と計測時間を一致
させて比較することによって判定精度を向上させること
ができる。
【0046】また、第1の流量情報の第1流量値と、そ
れぞれの第2の流量情報の第2流量値の総和との流量差
をとり、前記流量差が所定値より大きい時は、漏水であ
ると判定することができるとともに、漏水判定手段を各
第2の超音波式流量計測手段側にそれぞれ備えること
で、既設の通信回線と容易に接続することかできる。
【0047】また、各家庭側に備えた第2の超音波式流
量計測手段に第3の通信手段をそれぞれ備えることで、
1台に異常が発生しても他家の第3の通信手段で通報す
ることができる。
【0048】また、各家庭の無線の電話回線を用いて通
信する構成とすることで、各家庭に既設された通信回線
や公衆回線を使用することでシステムの構築を容易にす
ることができる。
【0049】また、電池を駆動電源に用いて動作する構
成とすることで、電気配線を省くことができるととも
に、災害時のように電気がストップしても水道管理セン
サーへ通報することかできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す漏水監視システムの構
成図
【図2】同システムの流量計測手段のブロック図
【図3】従来の漏洩監視装置の構成図
【図4】他の従来例を示す水道メータ自動検針システム
の構成図
【符号の説明】
18 配水管 19a、19b 給水管 20 第1の超音波流量計(第1の超音波式流量計測手
段) 21a、20b 第2の超音波流量計(第2の超音波式
流量計測手段) 22 第1の通信手段 23a、23b 第2の通信手段 24a、24b 漏水判定手段 25、26 超音波受発振素子 27a、27b、28a、28b 超音波受発振素子 32a、32b 第3の通信手段 33 既設の通信回線 35 電池 36 通信確認手段 37 自己診断手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F16L 55/00 F16L 55/00 D (72)発明者 芝 文一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 越賀 健二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2F030 CA03 CB02 CC02 CD08 CE02 CE09 2F031 AA01 AE07 AE09 2F073 AA40 AB02 AB03 AB04 BB20 BC05 CC01 DD02 GG01 2G067 AA13 BB11 CC02 DD04 EE12 EE13

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水道水を配水する配水管と、前記配水管
    を分岐して各家庭へ給水する少なくとも1管路以上の給
    水管と、前記配水管の途中に設けた第1の超音波式流量
    計測手段と、前記給水管のそれぞれ途中に設けた第2の
    超音波式流量計測手段と、前記第1の超音波式流量計測
    手段で得られた第1の流量情報と、前記第2の超音波式
    流量計測手段で得られた第2の流量情報と、前記第1の
    流量情報を送受信する第1の通信手段と、前記第2の流
    量情報の流量情報を送受信する第2の通信手段と、前記
    第1の流量情報と前記第2の流量情報とを比較して前記
    給水管からの漏水を判別する漏水判定手段と、前記第1
    の通信手段と第2の通信手段はそれぞれ前記第1の超音
    波式流量計測手段と前記第2の超音波式流量計測手段の
    超音波受発振素子が送受信する超音波信号によって流量
    情報を通信する漏水監視システム。
  2. 【請求項2】 超音波式流量計測手段は1対の超音波受
    発振素子を備え、流量情報を通信する時に、前記1対の
    超音波受発振動子の両方でそれぞれ送受信を行い、それ
    ぞれの送受信情報が一致していることを確認する通信確
    認手段を備えた請求項1記載の漏水監視システム。
  3. 【請求項3】 流量情報を通信する時に、第1通信手段
    と第2通信手段の通信情報から、超音波式流量計測手段
    の故障を自動的に診断する自己診断手段を備えた請求項
    1又は2記載の漏水監視システム。
  4. 【請求項4】 通信確認手段で不一致を確認したとき、
    および自己診断手段で故障を検出したときには、流量計
    測と漏水判別の機能を停止する請求項2又は3記載の漏
    水監視システム。
  5. 【請求項5】 第1の流量情報または第2の流量情報の
    いずれか一方の流量値が所定流量以下の時に漏水判別を
    行う漏水判定手段を備えた請求項1〜4のいずれか1項
    記載の漏水監視システム。
  6. 【請求項6】 漏水判定手段は、時刻情報と流量情報を
    一対にした第1の流量情報と第2の流量情報によって判
    定を行う請求項1〜5のいずれか1項記載の漏水監視シ
    ステム。
  7. 【請求項7】 第1の流量情報の第1流量値と、それぞ
    れの第2の流量情報の第2流量値の総和との流量差をと
    り、前記流量差が所定値より大きい時は、漏水であると
    判定する漏水判定手段を各第2の超音波式流量計測手段
    側にそれぞれ備えた請求項1〜6のいずれか1項記載の
    漏水監視システム。
  8. 【請求項8】 流量情報のひとつである漏水情報を外部
    の水道管理センターへ通信する第3の通信手段を各第2
    の超音波式流量計測手段側にそれぞれ備えた請求項1〜
    7のいずれか1項記載の漏水監視システム。
  9. 【請求項9】 第3の通信手段は、各家庭の有線または
    無線の電話回線または光ケーブルなどの通信回線を用い
    て通信する請求項1から8のいずれか1項記載の漏水監
    視システム。
  10. 【請求項10】 第1と第2の超音波式流量計測手段と
    第1から第3の通信手段は、電池を駆動電源に用いて動
    作する請求項1〜9のいずれか1項記載の漏水監視シス
    テム。
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