JP2002162280A - ガス計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサにより測定される流量にガスの脈動に
よる誤差が含まれていても、その誤差を即座に補正する
ことができるガス計量装置を提供すること。 【解決手段】 ガスが通過する流路３に設置された熱式
流量センサ５により、流路３を流れるガスの流速に応じ
て変化する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定し
た物理量に基づいて流路３を流れるガスの流量を計量す
るガス計量装置において、熱式流量センサ５が、流路３
におけるガスの流れ方向Ａに一定の距離ずつ間隔をおい
て流路３に複数設置されており、各熱式流量センサ５に
より同時に測定された物理量が異なっていると異同判別
手段１３Ａが判別したときに、平均物理量割出手段１３
Ｂが割り出した各熱式流量センサ５により同時に測定さ
れた物理量の平均に基づいて、流路３を流れるガスの流
量を測定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス消費源に供給
されるガスが通過する流路に設置され、該流路を流れる
ガスの流量を測定するガス計量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にガスを消費する住戸には、消費し
たガスの積算流量を計測するガスメータや、ガス漏れの
状態を監視するためのガス漏れ検査装置といった、ガス
の流量を計量する装置が設けられる。

【０００３】このようなガス計量装置では、ガスの流路
の上流側から分岐して他の住戸に配管された流路にガス
エンジンヒートポンプのような燃焼と停止とを小刻みに
繰り返すものが接続されていると、そこで発生したガス
の脈動が分岐点を経て配管内を伝わり、この脈動が、実
際にはガス消費源を使用していないにも拘わらず、ガス
が使用されて配管内をガスが流れているように、内部の
センサを誤って作動させて流量を計測させてしまう。

【０００４】そこで従来は、センサの複数回分の計測値
を平均する等して、ガスの脈動により誤って計測された
ガスの流量を補正することが行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の補正では、複数回分のセンサの計測値が出揃わ
ないと補正を行うことができないという不具合がある。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、
本発明の目的は、センサにより測定される流量にガスの
脈動による誤差が含まれていても、その誤差を即座に補
正することができるガス計量装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、請求項１に記載
した本発明のガス計量装置は、図１に基本構成図で示す
ように、ガスが通過する流路３に設置された流量センサ
５により、前記流路３を流れるガスの流速に応じて変化
する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定した物理
量に基づいて前記流路３を流れるガスの流量を計量する
ガス計量装置において、前記流量センサ５が、前記流路
３におけるガスの流れ方向Ａに一定の距離ずつ間隔をお
いて前記流路３に複数設置されており、前記各流量セン
サ５により同時に測定された前記物理量の平均を割り出
す平均物理量割出手段１３Ｂを備え、前記平均物理量割
出手段１３Ｂが割り出した前記物理量の平均に基づい
て、前記流路３を流れるガスの流量を測定することを特
徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載した本発明のガス計
量装置は、ガスが通過する流路３に設置された流量セン
サ５により、前記流路３を流れるガスの流速に応じて変
化する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定した物
理量に基づいて前記流路３を流れるガスの流量を計量す
るガス計量装置において、前記流量センサ５が、前記流
路３におけるガスの流れ方向Ａに一定の距離ずつ間隔を
おいて前記流路３に複数設置されており、前記各流量セ
ンサ５により同時に測定された前記物理量の異同を判別
する異同判別手段１３Ａと、前記各流量センサ５により
同時に測定された前記物理量の平均を割り出す平均物理
量割出手段１３Ｂとを備え、前記各流量センサ５により
同時に測定された前記物理量が同じであると前記異同判
別手段１３Ａが判別したときに、前記複数の流量センサ
５のうち単一の流量センサ５により測定された前記物理
量に基づいて、前記流路３を流れるガスの流量を測定
し、前記各流量センサ５により同時に測定された前記物
理量が異なっていると前記異同判別手段１３Ａが判別し
たときに、前記平均物理量割出手段１３Ｂが割り出した
前記物理量の平均に基づいて、前記流路３を流れるガス
の流量を測定することを特徴とする。

【０００９】さらに、請求項３に記載した本発明のガス
計量装置は、請求項１又は２に記載した本発明のガス計
量装置において、前記流れ方向Ａにおける前記各流量セ
ンサ５の設置間隔が、前記流路３を流れるガスに発生し
得る脈動の半周期に音速を乗じた値以下の寸法に設定さ
れているものとした。

【００１０】また、請求項４に記載した本発明のガス計
量装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明のガス
計量装置において、前記流量センサが熱式流量センサ５
であるものとした。

【００１１】請求項１に記載した本発明のガス計量装置
によれば、流路３を流れるガスに脈動が発生すると、各
流量センサ５により同時に測定される物理量に差が生
じ、その差が生じた各流量センサ５による測定物理量が
平均物理量割出手段１３Ｂにより平均される。

【００１２】また、請求項２に記載した本発明のガス計
量装置によれば、流路３を流れるガスに脈動が発生する
と、各流量センサ５により同時に測定される物理量に差
が生じて、各流量センサ５による測定物理量が異なって
いると異同判別手段１３Ａにより判別される一方、流路
３を流れるガスに脈動が発生しないと、各流量センサ５
により同時に測定される物理量に差が生じず、各流量セ
ンサ５による測定物理量が同じであると異同判別手段１
３Ａにより判別されることになる。

【００１３】さらに、請求項３に記載した本発明のガス
計量装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の
ガス計量装置において、流路３を流れるガスに脈動が発
生すると、各流量センサ５により同時に、その脈動の半
周期に１回以上の周期間隔で物理量が測定されることに
なる。

【００１４】また、請求項４に記載した本発明のガス計
量装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明
のガス計量装置において、流路３を流れるガスの流速に
応じて変化する物理量が、流路３を通過するガスによっ
て伝達される熱量の形で、熱式流量センサ５により測定
されることになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるガス計量装置
を電子式ガスメータに適用した場合の実施形態を、図面
を参照して説明する。

【００１６】図２は本発明の一実施形態に係る電子式ガ
スメータの概略構成を示す説明図であり、図２中引用符
号１で示す本実施形態の電子式ガスメータ（以下、ガス
メータと略記する。）は、流路３、マイクロフローセン
サ５₁ 〜５₃ 、電源７、スイッチングトランジスタ９、
Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ 、マイクロコンピュータ
（以下、マイコンと略記する。）１３、並びに、表示部
１５を有している。

【００１７】前記流路３は、ガスメータ１の内部に設け
られており、図３に説明図で示すように、ガスメータ１
を途中に介設したガス配管２１の上流側が他のガス配管
２１ａの上流側と並列に接続されている、不図示の都市
ガス供給源から供給されるガス（図示せず。）が、上流
側から流路３に導入されて、図２中矢印Ａで示す流れ方
向にこの流路３内を流れ、図３に示すように、ガス配管
２１の下流側に接続されたガスコンロ等の通常ガス機器
２７に供給される。

【００１８】また、前記不図示の都市ガス供給源から供
給されるガスは、他のガス配管２１ａの途中に介設され
た他のガスメータ１Ａを介して、他のガス配管２１ａの
下流側に並列接続された他の住戸のガスエンジンヒート
ポンプ（以下、「ＧＨＰ」と略記する。）２５ａや通常
ガス機器２７ａにも分岐供給される。

【００１９】ちなみに、前記ＧＨＰ２５ａは、室内冷暖
房等に用いられる従来公知のもので、具体的には、ガス
メータ１Ａを介して不図示の都市ガス供給源から供給さ
れる不図示のガスを燃焼させて駆動する単気筒又は複数
気筒による２サイクルや４サイクルのエンジンにより、
冷凍サイクル中で冷媒を循環させ、その循環経路を正逆
２方向に適宜切り換えつつ、室内熱交換器側の熱的負荷
の大きさに合わせてスーパーヒート状態となるように冷
媒の循環量を調整することで、室内の冷暖房を行うもの
である。

【００２０】したがって、ＧＨＰ２５ａの使用中には、
エンジンの動作に応じた周波数（実験的に得たデータに
よれば７〜２１Ｈｚ。）の脈動が、ＧＨＰ２５ａへの供
給ガス中に発生する。

【００２１】話をガスメータ１に戻して、前記マイクロ
フローセンサ５₁ 〜５₃ は、図２に示すように、流路３
内に流れ方向Ａに等間隔をおいて配設されており、各マ
イクロフローセンサ５₁ 〜５₃ は、図４に拡大平面図で
示すように、Ｓｉによる基台５１と、この基台５１に異
方性エッチングにより形成されたダイヤフラム５１ａ
と、このダイヤフラム５１ａ上に形成された測温用の上
流側、下流側の各サーモパイル５２，５３及び加熱用の
マイクロヒータ５４とを備えている。

【００２２】前記上流側及び下流側の各サーモパイル５
２，５３は、ｐ⁺⁺−ＳＩ及びＡｌにより構成されてお
り、流路３内を流れるガスの流れ方向Ａにおいてマイク
ロヒータ５４を挟んで上流側の基台５１箇所と下流側の
基台５１箇所とに、マイクロヒータ５４から等間隔で各
々配置されており、各サーモパイル５２，５３の温接点
５２ａ，５３ａはダイヤフラム５１ａ上に、冷接点５２
ｂ，５３ｂはダイヤフラム５１ａ以外の基台５１部分
に、各々配置されている。

【００２３】このように構成されたマイクロフローセン
サ５₁ 〜５₃ では、マイクロヒータ５４が通電により発
した熱が、流路３内のガスを媒体として上流側及び下流
側の各サーモパイル５２，５３の付近に伝わると、それ
ら各サーモパイル５２，５３に、マイクロヒータ５４か
ら伝わった熱に応じた温度となる温接点５２ａ，５３ａ
と、基台５１とほぼ同じ温度となる冷接点５２ｂ，５３
ｂとの温度差に応じた電圧の起電力が生じる。

【００２４】したがって、マイクロヒータ５４が加熱さ
れると、マイクロヒータ５４よりもガスの流れ方向Ａの
上流側に位置する上流側サーモパイル５２には、ガスの
熱伝搬速度からガスの流速を減じた速度で、マイクロヒ
ータ５４から放出される熱が伝達され、マイクロヒータ
５４よりもガスの流れ方向Ａの下流側に位置する下流側
サーモパイル５３には、ガスの熱伝達速度にガスの流速
を加えた速度で、マイクロヒータ５４から放出される熱
が伝達される。

【００２５】そのため、流路３乃至ガス配管２１内をガ
スが流れていなければ、上流側及び下流側の各サーモパ
イル５２，５３がマイクロヒータ５４から等間隔に位置
していることから、マイクロヒータ５４から上流側及び
下流側の各サーモパイル５２，５３に同じ温度で熱が伝
わり、上流側及び下流側の各サーモパイル５２，５３に
は同じ電圧の起電力が生じる。

【００２６】しかし、流路３乃至ガス配管２１内をガス
流れていると、マイクロヒータ５４から放出される熱
が、下流側サーモパイル５３への伝達速度よりも低い速
度で上流側サーモパイル５２に伝達されて、その速度差
分だけ上流側サーモパイル５２には、マイクロヒータ５
４からの熱が下流側サーモパイル５３よりも冷却されて
伝達されるので、上流側及び下流側の各サーモパイル５
２，５３に生じる起電力の電圧は、流路３内を流れるガ
スによりマイクロヒータ５４から伝達される熱の温度差
に応じて、即ち、流路３乃至ガス配管２１内を流れるガ
スの流速に応じて異なることになる。

【００２７】よって、各サーモパイル５２，５３に生じ
る起電力の電圧差に応じてマイクロフローセンサ５の出
力端子３９から出力される熱起電力信号の大きさは、マ
イクロヒータ５４が放出する熱の温度と、流路３乃至ガ
ス配管２１内を流れるガスの流速とに応じたものとな
る。

【００２８】そして、前記各マイクロフローセンサ５₁
〜５₃ は、図５にガスメータ１の電気的な概略構成のブ
ロック図に示すように、上流側及び下流側の各サーモパ
イル５２，５３に生じた起電力の差分を差動アンプ５８
で取って、この差動アンプ５８の出力を、流路３内を流
れるガスの流速に対応する熱起電力信号として出力端子
５９から出力するように構成されている。

【００２９】尚、前記各マイクロフローセンサ５₁ 〜５
₃ の相互間隔は、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガス
の脈動の半周期以下の寸法に設定されている。

【００３０】前記電源７は、ガスメータ１に内蔵された
電池からなり、この電源７からの電力は、不図示の定電
圧回路により所定の定電圧とされた後に、スイッチング
トランジスタ９を介してマイクロヒータ５４に供給され
る。

【００３１】前記スイッチングトランジスタ９は、コレ
クタを電源７に接続しエミッタをマイクロヒータ５４に
接続したｎｐｎトランジスタにより構成されており、マ
イコン１３からのヒータ駆動信号によりベースにバイア
スがかけられることで、コレクターエミッタ間が導通し
て電源７からの定電圧化された電力をマイクロヒータ５
４に供給させるように構成されている。

【００３２】前記各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ は、対
応する前記各マイクロフローセンサ５₁ 〜５₃ の出力端
子５９から、前記流路３内を流れるガスの流速に対応し
て出力されるアナログの熱起電力信号を、所定のサンプ
リング周期毎にデジタル信号に変換するものである。

【００３３】前記マイコン１３は、ＣＰＵ１３ａ、ＲＡ
Ｍ１３ｂ、及び、ＲＯＭ１３ｃを有しており、このう
ち、ＣＰＵ１３ａには、ＲＡＭ１３ｂ及びＲＯＭ１３ｃ
の他、前記スイッチングトランジスタ９のベース、Ａ／
Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ 、並びに、表示部１５が各々接
続されている。

【００３４】前記ＲＡＭ１３ｂは、各種データ記憶用の
データエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを
有しており、前記ＲＯＭ１３ｃには、ＣＰＵ１３ａに各
種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納され
ている。

【００３５】そして、前記マイコン１３は、ＲＯＭ１３
ｃに格納された制御プログラムに従いＣＰＵ１３ａが行
うガスの流量測定処理によって、Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜
１１ ₃ から出力されるデジタル信号を基にして、前記流
路３内を流れるガスの瞬時的な流速Ｖを求める。

【００３６】また、マイコン１３は、上述のようにして
求めた瞬時的な流速Ｖに、流路３の断面積及び流路３の
構造に依存する所定の係数等を乗じて、流路３内を流れ
るガスの瞬時流量を求め、さらに、この瞬時流量に、ヒ
ータ駆動信号を間欠的に出力するサンプリング周期時間
Ｔを乗じることで、ヒータ駆動信号が１回出力されてか
ら次にヒータ駆動信号が出力されるまでのサンプリング
周期時間Ｔの間に、流路３乃至これに連なるガス配管２
１内を流れるガスの流量を求め、これを積算すること
で、ガス配管２１内を流れるガスの積算流量を求めて、
表示部１５に表示させる。

【００３７】次に、前記ＲＯＭ１３ｃに格納された制御
プログラムに従いＣＰＵ１３ａが行う、特に、流路３内
を流れるガスの瞬時的な流速Ｖの測定処理を、図６のフ
ローチャートを参照して説明する。

【００３８】マイクロフローセンサ５のマイクロヒータ
５４とは別系統で電源７が接続されてマイコン１３が起
動し、プログラムがスタートすると、ＣＰＵ１３ａは、
まず、図６に示すように、ＲＡＭ１３ｂのワークエリア
内に設けられた各種フラグエリアのフラグやタイマエリ
アのタイマ値のリセット、及び、バッファエリアのクリ
ア等を行う初期設定を実行する（ステップＳ１）。

【００３９】そして、ステップＳ１の初期設定が済んだ
ならば、次に、ＲＡＭ１３ｂの周期タイマエリアにおけ
るタイムカウントを開始し（ステップＳ３）、続いて、
周期タイマエリアにおけるタイムカウントのタイマ値Ｔ
ａが、サンプリング周期時間Ｔに達したか否かを確認す
る（ステップＳ５）。

【００４０】周期タイマエリアのタイマ値Ｔａがサンプ
リング周期時間Ｔに達していない場合は（ステップＳ５
でＮ）、達するまでステップＳ５をリピートし、達した
場合は（ステップＳ５でＹ）、所定の通電時間Ｔ₁ の間
ヒータ駆動信号をスイッチングトランジスタ９に出力し
（ステップＳ７）、続いて、Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１
₃ により各々変換されたデジタル信号を取り込んだ後
（ステップＳ９）、ステップＳ１１に進む。

【００４１】ステップＳ１１では、ステップＳ９で各Ａ
／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取り込んだデジタル信号
の値が同じか否かを確認し、同じでない場合は（ステッ
プＳ１１でＮ）、後述するステップＳ１５に進み、同じ
である場合は（ステップＳ１１でＹ）、Ａ／Ｄ変換器１
１₁ 〜１１₃ から取り込んだデジタル信号のうち１つを
用いて、流路３内を流れるガスの流速Ｖを算出した後
（ステップＳ１３）、後述するステップＳ１９に進む。

【００４２】一方、ステップＳ１１において、ステップ
Ｓ９で各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１ ₃ から取り込んだデ
ジタル信号の値が同じでない場合（Ｎ）に進むステップ
Ｓ１５では、各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取り込
んだデジタル信号の平均を割り出し、この平均を用いて
流路３内を流れるガスの流速Ｖを算出して（ステップＳ
１７）、ステップＳ１９に進む。

【００４３】ステップＳ１９では、ステップＳ１３やス
テップＳ１７で算出した流路３内を流れるガスの流速Ｖ
に、サンプリング周期時間Ｔや、流路３の断面積及び流
路３の構造に依存する所定の係数等を乗じて、サンプリ
ング周期時間Ｔの間に流路３乃至これに連なるガス配管
２１内を流れたガスの流量Ｑｔを算出し、続いて、表示
部１５の表示を、現在表示されている積算流量Ｑにステ
ップＳ１９で算出したガスの流量Ｑｔを加えた最新の積
算流量Ｑに更新した後（ステップＳ２１）、ステップＳ
３にリターンする。

【００４４】以上の説明からも明らかなように、本実施
形態のガスメータ１では、図６のフローチャートにおけ
るステップＳ１１が請求項中の異同判別手段１３Ａに対
応する処理となっており、また、ステップＳ１５が請求
項中の平均物理量割出手段１３Ｂに対応する処理となっ
ている。

【００４５】次に、上述のように構成された本実施形態
のガスメータ１の動作（作用）について説明する。

【００４６】本実施形態のガスメータ１では、サンプリ
ング周期時間Ｔが到来する毎に、マイコン１３からスイ
ッチングトランジスタ９にヒータ駆動信号が出力され、
電源７からの定電圧化された電力が各マイクロフローセ
ンサ５₁ 〜５₃ のマイクロヒータ５４に各々連続供給さ
れて、マイクロヒータ５４が加熱される。

【００４７】そして、マイクロヒータ５４が加熱される
度に、各マイクロフローセンサ５₁〜５₃ に対応する各
Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ により各々取り込まれるデ
ジタル信号を基に、流路３乃至ガス配管２１内を流れる
ガスの流速Ｖが求められる。

【００４８】このとき、他の住戸がＧＨＰ２５ａを使用
していなければ、他のガス配管２１ａ内を流れるガスに
脈動が生じていないので、ガス配管２１を経て流路３内
を流れるガスにも脈動は発生せず、ガス配管２１の下流
側に接続された通常ガス機器２７の使用、不使用に拘わ
らず、流路３内を流れるガスの流速は流れ方向Ａのどこ
においても均一となる。

【００４９】したがって、マイクロヒータ５４の通電に
伴って発生する上流側サーモパイル５２の起電力と下流
側サーモパイル５３の起電力との電圧差は、各マイクロ
フローセンサ５₁ 〜５₃ とも同じ値になり、そのため、
対応する各Ａ／Ｄ変換器１１ ₁ 〜１１₃ によりマイコン
１３に各々取り込まれるデジタル信号も同じ値となる。

【００５０】よって、他の住戸がＧＨＰ２５ａを使用し
ておらず流路３内を流れるガスに脈動が発生していない
場合は、各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ によりマイコン
１３に取り込まれるデジタル信号のうち１つを用いて、
サンプリング周期時間Ｔの間に流路３内を流れるガスの
流速Ｖが算出される。

【００５１】一方、他の住戸がＧＨＰ２５ａを使用して
いて、他のガス配管２１ａ内を流れるガスに脈動が生
じ、この脈動がガス配管２１を経て流路３内を流れるガ
スに伝搬すると、ガス配管２１の下流側に接続された通
常ガス機器２７の使用、不使用に拘わらず、流路３内を
流れるガスの流速は流れ方向Ａにおいてばらつき、その
ばらつきは、本来の流速を振幅の中心として、ガス配管
２１ａ，２１乃至流路３を伝わるガスの脈動の速度、即
ち、音速を、脈動の周期に乗じた正弦波状に分布するこ
とになる。

【００５２】したがって、マイクロヒータ５４の通電に
伴って発生する上流側サーモパイル５２の起電力と下流
側サーモパイル５３の起電力との電圧差は、各マイクロ
フローセンサ５₁ 〜５₃ とも同じ値にはならない。

【００５３】そして、各マイクロフローセンサ５₁ 〜５
₃ の相互間隔が、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガス
の脈動の半周期に音速を乗じた値以下であって、かつ、
ガスの脈動の四半周期に音速を乗じた値を上回る寸法に
設定されていることから、流路３の各マイクロフローセ
ンサ５₁ 〜５₃ が配置された箇所のどれかに、本来の流
速を上回る流速の部分が常に位置し、かつ、他のどれか
に、本来の流速を下回る流速の部分が常に位置すること
になる。

【００５４】よって、各マイクロフローセンサ５₁ 〜５
₃ の上流側サーモパイル５２の起電力と下流側サーモパ
イル５３の起電力との電圧差は、あるものはガスの脈動
によって本来よりも高くなった流速に応じた値となり、
他のあるものはガスの脈動によって本来よりも低くなっ
た流速に応じた値となる。

【００５５】そこで、他の住戸がＧＨＰ２５ａを使用し
ており流路３内を流れるガスに脈動が発生している場合
は、各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ によりマイコン１３
に取り込まれるデジタル信号の平均を用いて、サンプリ
ング周期時間Ｔの間に流路３内を流れるガスの流速Ｖが
算出される。

【００５６】このように本実施形態によれば、不図示の
都市ガス供給源に上流側が接続され下流側にＧＨＰ２５
が単独で接続されたガス配管２１の途中に介設したガス
メータ１の流路３に、３つのマイクロフローセンサ５₁
〜５₃ を、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガスの脈動
の半周期に音速を乗じた値以下であって、かつ、ＧＨＰ
２５ａの使用中に発生するガスの脈動の四半周期に音速
を乗じた値を上回る寸法だけ、流路３のガスの流れ方向
Ａに相互に間隔をおいて配置し、各マイクロフローセン
サ５₁ 〜５₃ から対応するＡ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃
を介してマイコン１３に取り込まれるデジタル信号の値
が同じである場合は、Ａ／Ｄ変換器１１ ₁ 〜１１₃ から
取り込んだデジタル信号のうち１つを用いて流路３内を
流れるガスの流速Ｖを算出し、同じでない場合は、Ａ／
Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取り込んだデジタル信号の
平均を用いて流路３内を流れるガスの流速Ｖを算出する
構成とした。

【００５７】このため、ＧＨＰ２５ａの使用により流路
３内のガスに脈動が発生して本来の流速とは異なる誤差
を持った流速となっても、マイクロフローセンサ５₁ 〜
５₃による流速Ｖの測定を複数回行ってその平均が求め
られるのを待つことなく、誤差の補正を即座に行うこと
ができる。

【００５８】そして、本実施形態のガスメータ１では、
流路３のガスの流れ方向Ａにおけるマイクロフローセン
サの相互間隔を、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガス
の脈動の半周期以下の寸法としているので、いかなる瞬
間であっても、ガスの脈動によって本来よりも高くなっ
た流速に応じた値と低くなった流速に応じた値とをもれ
なく、複数のマイクロフローセンサによってマイコン１
３に取り込んで、複数のマイクロフローセンサによる複
数の測定値の平均化による測定流速の誤差補正を、より
精度良く行うことができる。

【００５９】尚、流路３に配置するマイクロフローセン
サの数は、３つに限らず２つ以上の複数であればよく、
また、流路３のガスの流れ方向Ａにおけるマイクロフロ
ーセンサの相互間隔は、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生す
るガスの脈動の四半周期に音速を乗じた値以下の寸法で
あっても、或は、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガス
の脈動の半周期に音速を乗じた値を上回る寸法であって
もよい。

【００６０】しかし、本実施形態のガスメータ１のよう
に、流路３のガスの流れ方向Ａにおけるマイクロフロー
センサの相互間隔を、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生する
ガスの脈動の半周期に音速を乗じた値以下であって、か
つ、ＧＨＰ２５ａの使用中に発生するガスの脈動の四半
周期に音速を乗じた値を上回る寸法とすれば、いかなる
瞬間であっても、ガスの脈動によって本来よりも高くな
った流速に応じた値と低くなった流速に応じた値とをも
れなく、複数のマイクロフローセンサによってマイコン
１３に取り込んで、複数のマイクロフローセンサによる
複数の測定値の平均化による測定流速の誤差補正を、よ
り精度良く行うことができるので、有利である。

【００６１】また、本実施形態では、マイクロフローセ
ンサによりガスの流速Ｖを測定する場合について説明し
たが、流量や圧力等、ガスの流れに生じた脈動に応じて
変化する物理量を測定するのであれば、測定するのは流
速に限らず任意である。

【００６２】さらに、本実施形態では、ガスの流速に応
じた起電力を発生するサーモパイルを有するマイクロフ
ローセンサを用いた場合を例に取って説明したが、ガス
の流速に応じて変化する物理量を測定するセンサは、特
にマイクロフローセンサに限らず、熱抵抗素子を用いて
流速に応じた電気信号を発生させる熱線フロー式センサ
等の他の熱式流量センサであってもよく、或は、ガスの
流速に応じて変化する物理量を熱以外の形で測定しうる
他の流量センサであってもよい。

【００６３】また、本実施形態では、各Ａ／Ｄ変換器１
１₁ 〜１１₃ から取り込んだデジタル信号の値が同じで
ある場合に、Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取り込ん
だデジタル信号のうち１つを用いて、流路３内を流れる
ガスの流速Ｖを算出する構成としたが、図６のフローチ
ャートにおけるステップＳ１１及びステップＳ１３を省
略し、ステップＳ９に続いてステップＳ１５を実行する
ように構成して、各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取
り込んだデジタル信号の値が同じであるか否かに拘わら
ず、各Ａ／Ｄ変換器１１₁ 〜１１₃ から取り込んだデジ
タル信号の平均を割り出し、この平均を用いて流路３内
を流れるガスの流速Ｖを算出する構成としてもよい。

【００６４】さらに、本実施形態では、ガスメータ１を
例に取って説明したが、本発明は、ガス漏れの状態を監
視するために流量計測を行うガス漏れ検査装置等、ガス
の流量を計量するガス計量装置に広く適用可能であるこ
とはいうまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上に説明したように請求項１に記載し
た本発明のガス計量装置によれば、ガスが通過する流路
に設置された流量センサにより、前記流路を流れるガス
の流速に応じて変化する物理量を周期的に測定し、該周
期的に測定した物理量に基づいて前記流路を流れるガス
の流量を計量するガス計量装置において、前記流量セン
サが、前記流路におけるガスの流れ方向に一定の距離ず
つ間隔をおいて前記流路に複数設置されており、前記各
流量センサにより同時に測定された前記物理量の平均を
割り出す平均物理量割出手段を備え、前記平均物理量割
出手段が割り出した前記物理量の平均に基づいて、前記
流路を流れるガスの流量を測定する構成とした。

【００６６】このため、各流量センサにより同時に測定
された、流路を流れるガスの流速に応じて変化する物理
量の、平均物理量割出手段によって割り出された平均に
基づいて、流路を流れるガスの流量が測定されるように
して、流路を流れるガスに脈動が発生した場合に、流量
センサによる測定物理量に含まれる脈動による誤差を、
物理量が複数回測定されるまで待つことなく、物理量の
平均化により即座に補正することができる。

【００６７】また、請求項２に記載した本発明のガス計
量装置によれば、ガスが通過する流路に設置された流量
センサにより、前記流路を流れるガスの流速に応じて変
化する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定した物
理量に基づいて前記流路を流れるガスの流量を計量する
ガス計量装置において、前記流量センサが、前記流路に
おけるガスの流れ方向に一定の距離ずつ間隔をおいて前
記流路に複数設置されており、前記各流量センサにより
同時に測定された前記物理量の異同を判別する異同判別
手段と、前記各流量センサにより同時に測定された前記
物理量の平均を割り出す平均物理量割出手段とを備え、
前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量が
同じであると前記異同判別手段が判別したときに、前記
複数の流量センサのうち単一の流量センサにより測定さ
れた前記物理量に基づいて、前記流路を流れるガスの流
量を測定し、前記各流量センサにより同時に測定された
前記物理量が異なっていると前記異同判別手段が判別し
たときに、前記平均物理量割出手段が割り出した前記物
理量の平均に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を
測定する構成とした。

【００６８】このため、流路を流れるガスに脈動が発生
した場合に、各流量センサにより同時に測定された、流
路を流れるガスの流速に応じて変化する物理量の、平均
物理量割出手段によって割り出された平均に基づいて、
流路を流れるガスの流量が測定されるようにして、流量
センサによる測定物理量に脈動による誤差が含まれてい
ても、物理量が複数回測定されるまで待つことなく、物
理量の平均化により測定流量の誤差を即座に補正するこ
とができる。

【００６９】さらに、請求項３に記載した本発明のガス
計量装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の
ガス計量装置において、前記流れ方向における前記各流
量センサの設置間隔が、前記流路を流れるガスに発生し
得る脈動の半周期に音速を乗じた値以下の寸法に設定さ
れている構成とした。

【００７０】このため、複数の流量センサにより各々測
定される物理量に、脈動の影響で本来の速度よりも高い
速度となった流路箇所の物理量と、脈動の影響で本来の
速度よりも低い速度となった流路箇所の物理量とがもれ
なく含まれるようにして、測定流量の誤差補正をより精
度良く行うことができる。

【００７１】また、請求項４に記載した本発明のガス計
量装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明
のガス計量装置において、前記流量センサが熱式流量セ
ンサである構成とした。

【００７２】このため、流路を通過するガスによって伝
達される熱量の形で、流路を流れるガスの流速に応じて
変化する物理量を確実に測定し、物理量の平均化により
行われる測定流量の誤差補正をより高精度に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス計量装置の基本構成図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの
概略構成を示す説明図である。

【図３】図２の電子式ガスメータの設置状況を示す説明
図である。

【図４】図２のマイクロフローセンサの拡大平面図であ
る。

【図５】図２の電子式ガスメータの電気的な概略構成を
示すブロック図である。

【図６】図５のマイクロコンピュータのＲＯＭに格納さ
れた制御プログラムに従いＣＰＵが行う、特に、流路内
を流れるガスの瞬時的な流速の測定処理を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

３ 流路 ５ 熱式流量センサ（流量センサ） １３ マイクロコンピュータ １３ａ ＣＰＵ １３ｂ ＲＡＭ １３ｃ ＲＯＭ １３Ａ 異同判別手段 １３Ｂ 平均物理量割出手段 Ａ 流れ方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安齋 光芳 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 Ｆターム(参考） 2F030 CC13 CD20 2F035 EA02 EA05 EA08 EA09 GA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスが通過する流路に設置された流量セ
   ンサにより、前記流路を流れるガスの流速に応じて変化
   する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定した物理
   量に基づいて前記流路を流れるガスの流量を計量するガ
   ス計量装置において、 前記流量センサは、前記流路におけるガスの流れ方向に
   一定の距離ずつ間隔をおいて前記流路に複数設置されて
   おり、 前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量の
   平均を割り出す平均物理量割出手段を備え、 前記平均物理量割出手段が割り出した前記物理量の平均
   に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を測定する、 ことを特徴とするガス計量装置。
2. 【請求項２】 ガスが通過する流路に設置された流量セ
   ンサにより、前記流路を流れるガスの流速に応じて変化
   する物理量を周期的に測定し、該周期的に測定した物理
   量に基づいて前記流路を流れるガスの流量を計量するガ
   ス計量装置において、 前記流量センサは、前記流路におけるガスの流れ方向に
   一定の距離ずつ間隔をおいて前記流路に複数設置されて
   おり、 前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量の
   異同を判別する異同判別手段と、 前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量の
   平均を割り出す平均物理量割出手段とを備え、 前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量が
   同じであると前記異同判別手段が判別したときに、前記
   複数の流量センサのうち単一の流量センサにより測定さ
   れた前記物理量に基づいて、前記流路を流れるガスの流
   量を測定し、 前記各流量センサにより同時に測定された前記物理量が
   異なっていると前記異同判別手段が判別したときに、前
   記平均物理量割出手段が割り出した前記物理量の平均に
   基づいて、前記流路を流れるガスの流量を測定する、 ことを特徴とするガス計量装置。
3. 【請求項３】 前記流れ方向における前記各流量センサ
   の設置間隔は、前記流路を流れるガスに発生し得る脈動
   の半周期に音速を乗じた値以下の寸法に設定されている
   請求項１又は２記載のガス計量装置。
4. 【請求項４】 前記流量センサは熱式流量センサである
   請求項１、２又は３記載のガス計量装置。