JP2002181794A - 気体判別装置及びガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配管中を気体が流れた状態でも気体の種類を
判別することができる気体判別装置を提供する。 【解決手段】 配管中を気体が流れた状態で前記気体の
種類の判別を行う気体判別装置であって、超音波信号の
振幅に対応する前記気体の種類を判別するための種類判
別情報を記憶する種類判別情報記憶手段１５と、前記配
管の上流側に設けられ、前記気体の流れる方向に前記超
音波信号を出力する超音波出力手段１２と、超音波出力
手段１２が出力した前記超音波信号を受信する超音波受
信手段１３と、超音波受信手段１３が受信した前記超音
波信号の振幅を検出する振幅検出手段１４ａ１と、振幅
検出手段１４ａ１が検出した前記振幅と前記種類判別情
報記憶手段１５が記憶している前記種類判別情報とに基
づいて、前記気体の種類を判別する種類判別手段１４ａ
２と、を備え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、流量計測装置及び
ガスメータに関し、より詳細には、配管中を気体が流れ
た状態で前記気体の種類の判別を行う気体判別装置、及
び、前記気体判別装置を備えるガスメータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】病院等の施設において、新設または増設
工事、及び、定期点検時などガス供給装置における各種
ガス（空気、酸素、笑気など）供給配管にガスを置換す
る方法として、以下の方法が実施されている。

【０００３】図５は、従来のガス置換方法を実施するガ
ス供給装置の一例を示す概略構成図である。ここでは、
例えば病院に設置されたガス供給装置について説明す
る。

【０００４】図５に示すように、各種ガス（空気、酸
素、笑気など）は、病院５０の適所に配置されたガス供
給源５１から、供給元バルブ５４、階別バルブ５５，６
６、病室別バルブ５６，５７，６７，６８、ベッド別バ
ルブ５８〜６５，６９〜７６等のいくつかのバルブを経
て、ベッド、手術室など末端までガスを供給している。

【０００５】すなわち、ガス供給源５１からのガスは、
ガス供給配管５２、供給元バルブ５４、ガス供給配管５
３を介し、ガス供給配管５３Ａ，５３Ｂに分岐し、それ
ぞれ、階別バルブ５５，６６を介して１階及び２階の病
室１Ｆ−１，１Ｆ―２及び２Ｆ−１，２Ｆ−２に供給さ
れる。

【０００６】階別バルブ５５から分岐する一方のガス供
給配管５３Ａ１は、病室１Ｆ−１において、病室別バル
ブ５６を介して、さらにガス供給配管５３Ａ１−１，５
３Ａ１−２，５３Ａ１−３，５３Ａ１−４に分岐し、そ
れぞれ、ベッド別バルブ５８，５９，６０，６１に接続
される。

【０００７】同様に、階別バルブ５５から分岐する他方
のガス供給配管５３Ａ２は、病室１Ｆ−２において、病
室別バルブ５７を介して、さらにガス供給配管５３Ａ２
−１，５３Ａ２−２，５３Ａ２−３，５３Ａ２−４に分
岐し、それぞれ、ベッド別バルブ６２，６３，６４，６
５に接続される。

【０００８】一方、階別バルブ６６から分岐する一方の
ガス供給配管５３Ｂ１は、病室２Ｆ−１において、病室
別バルブ６７を介して、さらにガス供給配管５３Ｂ１−
１，５３ＡＢ−２，５３Ｂ１−３，５３Ｂ１−４に分岐
し、それぞれ、ベッド別バルブ６９，７０，７１，７２
に接続される。

【０００９】同様に、階別バルブ６６から分岐する他方
のガス供給配管５３Ｂ２は、病室２Ｆ−２において、病
室別バルブ６８を介して、さらにガス供給配管５３Ｂ２
−１，５３Ｂ２−２，５３Ｂ２−３，５３Ｂ２−４に分
岐し、それぞれ、ベッド別バルブ７３，７４，７５，７
６に接続される。

【００１０】図５に示されるガス供給装置においては、
ガス供給源５１から末端までガスを置換する方法とし
て、上流から徐々に各バルブを開いていき、末端のバル
ブ（すなわち、ベッド別バルブ７３，７４，７５，７
６）を開放してガスを放出し、配管容量の数倍を基準と
した大量のガスを流すことで、置換したと判断してい
た。

【００１１】また、場合によっては、放出口（ベッド別
バルブ５８〜６５，６９〜７６の下流）に専用のガス検
知器（図示しない）を近づけ、その検知出力により、ガ
スが完全に置換したかどうかを確認していた。

【００１２】ところで、一般家庭などに設けられるガス
メータにおいても、ガス配管を新設したりガスメータを
交換したりする場合は、ガスを使用する前に配管または
ガスメータ内に存在する空気を供給ガス（ＬＰガス、都
市ガス等）に置換するエアーパージ作業を行う必要があ
った。

【００１３】また、従来のガスメータは、通常、ガス種
類の区別をせずに、単に流れたガス流量を積算するだけ
であった。したがって、エアーパージの間は、実際には
ガスを使用していないにもかかわらず、ガスを消費した
場合と同様にガス流量を積算する。その結果、エアーパ
ージの間に流れた空気量もガス料金として課金してしま
うという問題があった。

【００１４】そのため、ガスメータにガス種類を特開平
１１−５１７２７号公報に示すガスメータのようにガス
種類判別手段を備え、多種類のガス流量を計測すること
ができるガスメータが開示されてきた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たガスメータ等では停止中の気体（ガス）に超音波を伝
搬させ、その超音波の伝搬時間に基づいてガス種類を判
別していたため、遮断弁を駆動させて配管中を気体の流
れのない状態としなければならなかった。そのため、気
体の種類の判別作業が行われている間は、ユーザはガス
を利用することができなかった。さらに、気体の種類の
判別に応じて遮断弁が駆動されると電力が消費されるた
め、特に、電池等を電力供給源とする装置では、判別作
業を頻繁に行うことができなかった。

【００１６】また、エアパージの完了を確認するには、
作業者等が消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正
常に燃焼するか否かを実際に確認しなければならなかっ
た。そのため、確認しなければならない消費者宅が多い
場合は、作業者等の作業負担を増加させていた。

【００１７】よって本発明は、上述した問題点に鑑み、
配管中を気体が流れた状態でも気体の種類を判別するこ
とができる気体判別装置、及び、遮断弁を駆動すること
なく、気体の種類を判別することができるガスメータを
提供することを課題としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明によりなされた請求項１記載の気体判別装置は、
図１の基本構成図に示すように、配管中を気体が流れた
状態で前記気体の種類の判別を行う気体判別装置であっ
て、超音波信号の振幅に対応する前記気体の種類を判別
するための種類判別情報を記憶する種類判別情報記憶手
段１５と、前記配管の上流側に設けられ、前記気体の流
れる方向に前記超音波信号を出力する超音波出力手段１
２と、前記超音波出力手段１２が出力した前記超音波信
号を受信する超音波受信手段１３と、前記超音波受信手
段１３が受信した前記超音波信号の振幅を検出する振幅
検出手段１４ａ１と、前記振幅検出手段１４ａ１が検出
した前記振幅と前記種類判別情報記憶手段１５が記憶し
ている前記種類判別情報とに基づいて、前記気体の種類
を判別する種類判別手段１４ａ２と、を備えることを特
徴とする。

【００１９】上記請求項１に記載した本発明の気体判別
装置によれば、超音波出力手段１２によって出力された
超音波信号を超音波受信手段１３が受信すると、この受
信した超音波信号の振幅が振幅検出手段１４ａ１によっ
て検出される。そして、この検出された振幅と種類判別
情報記憶手段１５が記憶している種類判別情報とに基づ
いて、配管中を流れる気体の種類が判別される。よっ
て、超音波信号の振幅が気体の種類に応じて変化するこ
とに着目することで、配管中に出力した超音波信号の振
幅を検出することができれば、配管中を流れる気体の種
類を判別することができるため、配管中の気体の流れを
停止させる必要がなくなる。従って、配管中を気体が流
れた状態でも気体の判別を行うことができる。

【００２０】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求
項１に記載の気体判別装置において、前記気体の温度を
検出する温度検出手段１７をさらに備え、前記種類判別
情報記憶手段１５は、前記気体の温度毎に対応する前記
種類判別情報を記憶しており、前記種類判別手段１４ａ
２は、前記温度検出手段１７が検出した前記温度に対応
する前記種類判別情報に基づいて前記判別を行うことを
特徴とする。

【００２１】上記請求項２に記載した本発明の気体判別
装置によれば、種類判別情報記憶手段１５には、気体の
温度毎に対応する種類判別情報が記憶される。そして、
温度検出手段１７にて検出された温度に対応する種類判
別情報に基づいて、気体の種類の判別が種類判別手段１
４ａ２によって行われる。よって、超音波信号の振幅は
温度変化の影響を受けるが、気体の温度毎に対応する種
類判別情報を種類判別情報記憶手段１５に複数記憶して
いるので、温度が様々に変化しても検出した温度と振幅
とに基づいて気体の種類を正確に判別することができ
る。従って、温度変化の影響を受けることなく気体の種
類の判別を行うことができる。

【００２２】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求
項１又は２に記載の気体判別装置において、前記種類判
別情報記憶手段１５は、前記超音波出力手段１２に前記
出力を行わせるための印加電圧毎に対応する前記種類判
別情報を記憶しており、前記種類判別手段１４ａ２が前
記振幅に対応する前記種類を判別できないと、前記超音
波出力手段１２は異なる前記印加電圧によって前記出力
を行うことを特徴とする。

【００２３】上記請求項３に記載した本発明の気体判別
装置によれば、種類判別手段１４ａ２が振幅に対応する
種類を判別できないと、超音波出力手段１２によって異
なる印加電圧による超音波信号の出力が行われる。よっ
て、気体の種類によっては超音波受信手段１３が受信す
る超音波信号の振幅が小さすぎるときがあるため、検知
した振幅にて気体の判別を行うことができなかったとき
は、気体の判別ができるまで異なる印加電圧によって超
音波出力手段１２に超音波信号を出力させることができ
る。また、印加電圧は種類判別情報記憶手段１５が記憶
している種類判別情報と対応しているので、例えば判別
対象となる気体の種類に応じた印加電圧を設定すること
ができる。従って、気体の種類に応じた印加電圧で出力
した超音波信号の振幅を検出することができるので、気
体の種類の判別をより一層正確に行うことができる。

【００２４】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求
項１〜３の何れかに記載の気体判別装置において、前記
種類判別手段１４ａ２が判別した前記気体の種類を表示
部１６に表示させる表示制御手段１４ａ３を備えること
を特徴とする。

【００２５】上記請求項４に記載した本発明の気体判別
装置によれば、種類判別手段１４ａ２にて判別された気
体の種類は、表示制御手段１４ａ３によって表示部１６
に表示される。よって、種類判別手段１４ａ２の判別結
果は表示部１６に表示されるので、表示部１６の表示に
基づいて配管中の気体の種類を作業者等に認識させるこ
とができる。従って、作業者は表示部１６の表示内容を
監視することで、配管中の気体の種類を容易に確認させ
ることができるため、作業者の作業負担を低減させるこ
とができる。特に、複数の気体が流れる病院などの配管
などに本装置を用いることで、配管中の気体を容易に確
認することができるため、誤った気体による事故などを
防止することができる。

【００２６】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、請求
項４に記載の気体判別装置において、前記種類判別手段
１４ａ２の判別結果に基づいて、前記配管における前記
気体が空気からガスへ変化したことを検出する変化検出
手段１４ａ４をさらに備え、前記変化検出手段１４ａ４
が前記変化を検出すると、前記表示制御手段１４ａ３は
前記表示部１６にエアパージが完了したことを示すエア
パージ完了情報を表示させることを特徴とする。

【００２７】上記請求項５に記載した本発明の気体判別
装置によれば、種類判別手段１４ａ２の判別結果に基づ
いて配管における気体が空気からガスへ変化したことが
変化検出手段１４ａ４によって検出されると、表示制御
手段１４ａ３によってエアパージ完了情報が表示部１６
に表示される。よって、配管中の気体が空気からガスに
変化したこと、つまり、配管を新設したりする場合など
に行われるエアパージが完了したことを検出すると、エ
アパージ完了情報を表示部１６に表示するので、表示部
１６の表示に基づいてエアパージの完了を作業者等に確
認させることができる。従って、作業者は表示部１６に
表示されるエアパージ完了情報に基づいてエアパージの
完了を容易に確認することができるので、従来のように
作業者等が消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正
常に燃焼するか否かを実際に確認するなどの確認作業が
不要となるため、作業者の作業負担を低減させることが
できる。

【００２８】上記課題を解決するため本発明によりなさ
れた請求項６記載のガスメータは、図１の基本構成図に
示すように、請求項５に記載の気体判別装置を備え、該
気体判別装置の前記変化検出手段１４ａ４による前記変
化の検出に応じて、計測した前記配管における流量の積
算を開始することを特徴とする。

【００２９】上記請求項６に記載した本発明のガスメー
タによれば、気体判別装置の変化検出手段１４ａ４によ
って配管中の気体が空気からガスに変化したことが検出
されると、計測した配管における流量の積算が開始され
る。よって、設置されたガスメータ内を通過する気体が
空気からガスに変化したこと、つまりエアパージが完了
したことを検出すると、計測した流量の積算を開始する
ため、空気の流れをガスの流量として積算されることを
防止することができる。また、エアパージの完了が自動
的に検出されるため、作業者は表示部１６に表示される
エアパージ完了情報に基づいてエアパージの完了を容易
に確認することが可能となり、従来のように作業者等が
消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正常に燃焼す
るか否かを実際に確認するなどの確認作業が不要とな
る。さらに、気体の種類を判別するために、配管中の気
体の流れを停止させる必要がなくなるので、ガスメータ
の遮断弁を弁閉させる必要もなくなるため、ガスメータ
の電力消費量を増加させることもない。従って、自動的
に検出したエアパージの完了に応じて計測した流量の積
算を開始するので、正確なガスの流量を積算することが
できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る気体判別装置
を一般家庭で用いられるガスメータに組み込んだ電子式
ガスメータ（以下、ガスメータという）の一実施の形態
を、図２〜図４の図面を参照して説明する。

【００３１】ここで、図２は本発明に係るガスメータの
概略構成を示す図であり、図３はガスメータで用いる本
発明に係る各種情報を説明するための図であり、図４は
図２のＣＰＵが行う処理概要を示すフローチャートであ
る。

【００３２】図２に示すガスメータは超音波式として構
成されており、気体であるガスを流すガスメータ中の流
路としての配管１０内にガス流方向において距離Ｌだけ
離され、互いに対向して配置された超音波周波数で作動
する例えば圧電式振動子からなる２つの音響トランスジ
ューサＴＤ１及びＴＤ２を有している。配管１０には、
音響トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の上流側に弁開に
よって配管１０を遮断する遮断弁１０ａが設けられてい
る。

【００３３】各トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２はトラ
ンスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１ａ及び
１１ｂをそれぞれ介して送信回路（超音波出力手段に相
当）１２及び受信回路（超音波受信手段に相当）１３に
接続されている。送信回路１２は、マイクロコンピュー
タ（μＣＯＭ）１４の制御の下で、トランスジューサＴ
Ｄ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる
信号をパルスバーストの形で送信し、このための発振回
路（図示せず）を内蔵している。

【００３４】受信回路１３は、ガス流路１０を通過した
超音波信号を受信した他方のトランスジューサＴＤ１、
ＴＤ２からの信号を入力して超音波信号を処理する増幅
器（図示せず）を内蔵している。

【００３５】上述したμＣＯＭ１４は、予め定めたプロ
グラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処
理装置（ＣＰＵ）１４ａ、ＣＰＵ１４ａのためのプログ
ラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１
４ｂ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１４ａの
処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在
のメモリであるＲＡＭ１４ｃ等を有して構成している。

【００３６】また、μＣＯＭ１４には、装置本体がオフ
状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換
え可能な読み出し専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１５を
接続している。このＥＥＰＲＯＭ１５は種類判別情報記
憶手段に相当しており、図３に示す種別判別情報Ｋ、温
度範囲情報Ｔ、印加電圧情報Ｖ等の各種情報を格納する
格納エリアを有している。

【００３７】超音波信号の振幅に対応する気体の種類を
判別するための種類判別情報Ｋは、気体の種類を示す種
類データ、振幅範囲データ等を有して構成している。図
３に示すように、種類データには例えばガスメータ内を
流れる可能性のある種類Ａ、種類Ｂ、種類Ｃ、種類Ｄな
どを示すデータを設定している。また、受信する超音波
信号の振幅は、配管１０の長さ、径によって異なるた
め、それらを考慮して画定した種類データに対応する振
幅の範囲を、振幅範囲データに設定している。例えば、
振幅の範囲は、種類Ａが振幅Ａ１〜振幅Ａ２、種類Ｂが
振幅Ｂ１〜振幅Ｂ２、・・・というように設定されてい
る。

【００３８】また、超音波信号の振幅は温度の影響を受
けるため、上述した種類判別情報Ｋは温度範囲毎に複数
設けている。温度範囲を規定する温度範囲情報Ｔは、温
度の上限と下限を示す範囲データと、その範囲に対応す
る種類判別情報Ｋが格納される先頭アドレスを示す先頭
アドレスデータとを有して構成している。例えば、温度
範囲がａ〜ｂ、ｂ〜ｃ、ｃ〜ｄ、・・・という場合、そ
れぞれの範囲に対応するように温度範囲情報Ｔを設けて
いる。

【００３９】さらに、気体の種類によってはトランスジ
ューサＴＤ１を駆動する電圧が小さいと受信振幅が小さ
すぎる場合があるため、印加電圧を配管１０を流れる可
能性のある気体の種類を考慮して印加電圧情報Ｖに設定
している。印加電圧情報Ｖは、印加電圧を示す電圧デー
タと、その印加電圧に対応する温度範囲情報Ｔが格納さ
れる先頭アドレスを示す先頭アドレスデータとを有して
構成している。

【００４０】例えば、印加電圧がＸ、Ｙ［Ｖ］の場合
は、それぞれの印加電圧に対応する印加電圧情報Ｖを設
けている。なお、本実施の形態では、説明を簡単化する
ために、印加電圧がＸ、Ｙの２つの場合について説明す
るが、設定するはこれに限定するものではなく、判別す
べき気体の種類の受信振幅に対応して画定している。

【００４１】よって、トランスジューサＴＤ１に印加し
た電圧に対応する印加電圧情報Ｖを認識すると、その印
加電圧に対応する温度範囲情報Ｔの格納エリアを認識す
ることができる。そして、その格納エリア内に格納して
いる複数の温度範囲情報Ｔの中から、後述する温度検知
部１７にて計測した気体の温度に対応する温度範囲を示
す温度範囲情報Ｔを検索する。そして、認識した温度範
囲情報Ｔの先頭アドレスデータが示す格納エリア内に格
納している複数の種類判別情報Ｋの中から、検出した振
幅に対応する振幅範囲データが設定された種類判別情報
Ｋを検索する。その検索結果、検出した種類判別情報Ｋ
の種類データが示す種類を、計測した振幅に対応した種
類と見なすことができる。

【００４２】また、μＣＯＭ１４には表示部１６が接続
されており、この表示部１６はＣＰＵ１４ａから入力さ
れる情報に応じた表示を行う。そして、この表示部１６
としてはＬＣＤ、７セグメントのＬＥＤ等を用いること
ができる。

【００４３】また、μＣＯＭ１４内のＣＰＵ１４ａは、
送信回路１２から信号を供給するトランスジューサと受
信回路１３で超音波信号を受信するトランスジューサと
を交互に切り替えるように制御すると共に、ガス流路１
０内を流れているガスの流速に応じて変化する２つのト
ランスジューサ間で交互に送受信した超音波信号の伝搬
時間の差をガス流路１０中のガスの流速に応じて変化す
る物理量として計測する計測処理を行う。

【００４４】μＣＯＭ１４には配管１０を流れる気体の
温度を検出する温度検出部（温度検出手段に相当）１７
を接続している。測温素子、サーミスタ等を用いて構成
する温度検出部１７は、検出した気体の温度に応じた温
度信号をμＣＯＭ１４に出力する。

【００４５】また、μＣＯＭ１４内のＣＰＵ１４ａは、
計測処理により計測した物理量から配管１０内を通過す
るガスの流速を間欠的に求める流速計測処理、この計測
した流速と配管１０の断面積と間欠時間とを乗じて通過
流量を演算する通過流量演算処理、通過流量を積算して
積算流量を求める積算流量処理、この流量積算処理によ
って求めた流量積算値を表示器１５に表示させる表示処
理、配管１０中の通過流量が予め定めた合計流量値（接
続する燃焼器具の消費流量を合計して予め設定される）
を越えた場合、ガスホースの抜けなどによって、燃焼器
具による消費ガス流量以外の異常ガスが配管１０に流れ
ていると判断して、配管１０に設けた遮断弁１０ａを弁
閉して配管１０を遮断させる合計流量遮断処理、通過流
量に基づいて配管１０を通じてガスが供給される燃焼器
具の連続使用時間が使用時間遮断設定値を越えた場合、
燃焼器具の消し忘れ又はガスホースの抜けなどによって
ガス漏れが発生していると判断して、配管１０に設けた
遮断弁１０ａを弁閉してガス流路１０を遮断させる使用
時間遮断処理などを行う。

【００４６】次に、本発明に係るガスメータのＣＰＵ１
４ａが行う処理概要の一例を、図４に示すフローチャー
トを参照して以下に説明する。

【００４７】電源部（不図示）からの電力の供給によっ
てＣＰＵ１４ａが起動されて初期処理が終了すると、ス
テップＳ１において、トランスジューサＴＤ１を印加電
圧Ｘで駆動して超音波信号を出力させる駆動信号を送信
回路１２に出力され、その後ステップＳ２に進む。この
処理によって、トランスジューサＴＤ１によって出力さ
れた超音波信号はトランスジューサＴＤ２で受信される
と、受信回路１３を介してＣＰＵ１４ａに入力される。

【００４８】ステップＳ２において、入力された超音波
信号のピークが検出されると、その検出結果が印加電圧
Ｘに対する振幅情報としてＲＡＭ１４ｃに格納され、そ
の後ステップＳ３に進む。なお、超音波信号のピークに
ついては、０−ピーク、ピーク−ピークなど任意に選択
することができる。

【００４９】ステップＳ３において、温度検出部１７か
らの温度信号が示す温度が温度情報としてＲＡＭ１４ｃ
に格納される。そして、ＥＥＰＲＯＭ１５に記憶してい
る印加電圧Ｘに対応する印加電圧情報Ｖの先頭アドレス
データが示す温度範囲情報Ｔの格納エリアが認識され、
この格納エリア内に格納している複数の温度範囲情報Ｔ
の中から、前記温度情報に対応する温度範囲を示す温度
範囲情報Ｔが特定され、その後ステップＳ４に進む。

【００５０】ステップＳ４において、特定された温度範
囲情報Ｔの先頭アドレスデータが示す格納エリア内に格
納している複数の種類判別情報Ｋの中から、ＲＡＭ１４
ｃの振幅情報に対応する振幅範囲データが設定された種
類判別情報Ｋの検索が実行され、その後ステップＳ５に
進む。

【００５１】ステップＳ５において、ステップＳ４の検
索した結果に基づいて振幅情報に対応する種類判別情報
Ｋが検出されたか否かを判定することで、計測した振幅
に対応する種類が存在するか否かが判定される。振幅情
報に対応する種類判別情報Ｋが検出された、つまり、振
幅に対応する種類が存在すると判定された場合は（ステ
ップＳ５でＹ）、ステップＳ１１に進む。一方、ステッ
プＳ５で振幅情報に対応する種類判別情報Ｋが検出され
なかった、つまり、振幅に対応する種類が存在しないと
判定された場合は（ステップＳ５でＮ）、ステップＳ６
に進む。

【００５２】ステップＳ６において、トランスジューサ
ＴＤ１を印加電圧Ｙで駆動して超音波信号を出力させる
駆動信号が送信回路１２に出力され、その後ステップＳ
７に進む。この処理によって、トランスジューサＴＤ１
によって出力された超音波信号はトランスジューサＴＤ
２で受信されると、受信回路１３を介してＣＰＵ１４ａ
に入力される。

【００５３】ステップＳ７において、入力された超音波
信号のピークが検出されると、その検出結果を印加電圧
Ｙに対する振幅情報としてＲＡＭ１４ｃに格納され、そ
の後ステップＳ８に進む。そして、ステップＳ８におい
て、温度検出部１７からの温度信号が示す温度が温度情
報としてＲＡＭ１４ｃに格納される。そして、ＥＥＰＲ
ＯＭ１５に記憶している印加電圧Ｙに対応する印加電圧
情報Ｖの先頭アドレスデータが示す温度範囲情報Ｔの格
納エリアが認識され、この格納エリア内に格納している
複数の温度範囲情報Ｔの中から、前記温度情報に対応す
る温度範囲を示す温度範囲情報Ｔが特定され、その後ス
テップＳ９に進む。

【００５４】ステップＳ９において、特定された温度範
囲情報Ｔの先頭アドレスデータが示す格納エリア内に格
納している複数の種類判別情報Ｋの中から、ＲＡＭ１４
ｃの振幅情報に対応する振幅範囲データが設定された種
類判別情報Ｋの検索が実行され、その後ステップＳ１０
に進む。

【００５５】ステップＳ１０において、ステップＳ９の
検索した結果に基づいて振幅情報に対応する種類判別情
報Ｋが検出されたか否かを判定することで、計測した振
幅に対応する種類が存在するか否かが判定される。振幅
情報に対応する種類判別情報Ｋが検出された、つまり、
振幅に対応する種類が存在すると判定された場合は（ス
テップＳ１０でＹ）、ステップＳ１１に進む。

【００５６】ステップＳ１１において、検出した種類判
別情報Ｋの種別データとＲＡＭ１４ｃの気体情報とに基
づいて、配管１０の気体が空気からガスに変化したか否
かが判定される。空気からガスに変化していない、つま
り、まだ空気であると判定された場合は（ステップＳ１
１でＮ）、ステップＳ１２に進む。

【００５７】ステップＳ１２において、検出した種類判
別情報Ｋの種別データが気体情報としてＲＡＭ１４ｃに
格納され、その後ステップＳ１３に進む。そして、ステ
ップＳ１３において、この気体情報を表示部１６に表示
させるための表示情報がＲＡＭ１４ｃに生成され、この
表示情報は表示部１６に出力され、その後ステップＳ１
に戻り、一連の処理を繰り返すこととなる。

【００５８】よって、このステップＳ１３の処理にて表
示部１６には気体情報が表示されるため、作業者等は表
示部１６を監視することで、配管１０を流れる気体の種
類を容易に認識することができる。

【００５９】また、ステップＳ１１で空気からガスに変
化したと判定された場合は（ステップＳ１１でＹ）、エ
アパージが完了したものと見なし、ステップＳ１４に進
む。そして、ステップＳ１４において、表示部１６にエ
アパージが完了したことを表示するためのエアパージ完
了情報がＲＡＭ１４ｃに生成され、このエアパージ完了
情報は表示部１６に出力され、その後は上述した各種流
量計測が開始されることとなる。

【００６０】また、ステップＳ１０で振幅情報に対応す
る種類判別情報Ｋが検出されなかった、つまり、振幅に
対応する種類が存在しないと判定された場合は（ステッ
プＳ１０でＮ）、ガスメータの配管１０を流れる可能性
のない気体が流れていると見なし、ステップＳ１５に進
む。

【００６１】ステップＳ１５において、遮断弁１０ａを
弁閉するための駆動信号が出力され、その後ステップＳ
１６に進む。そして、駆動信号に応じて遮断弁１０ａは
弁閉するので、得体の知れない気体、流したくない気体
等が下流側に流れることを防止している。

【００６２】ステップＳ１６において、検出した振幅に
対応する気体の種類が存在しなかったことを表示部１６
にて警報するための警報情報がＲＡＭ１４ｃに生成さ
れ、この警報情報は表示部１６に出力され、その後、Ｃ
ＰＵ１４ａのクロック数を低下させて割り込み等が発生
するまで、μＣＯＭ１４は待機状態に移行することとな
る。

【００６３】上述したように、ステップＳ２及びＳ７に
て超音波信号の振幅を検出していることから、ステップ
Ｓ２及びＳ７がそれぞれ振幅検出手段に相当している。
そして、ステップＳ５及びＳ１０の判定処理によって気
体の種別を判別していることから、ステップＳ５及びＳ
１０が種類判別手段に相当する。そして、ステップＳ１
３にて判別した気体の種類を表示部１６に表示させてい
ることから、ステップＳ１３が表示制御手段に相当す
る。そして、ステップＳ１１の判定処理によって配管１
０における気体が空気からガスへ変化したことを検出し
ているので、ステップＳ１１が変化検出手段に相当す
る。

【００６４】以上の説明からも明らかなように、ＣＰＵ
１４ａが特許請求の範囲に記載の振幅検出手段、種類判
別手段、表示制御手段、並びに変化検出手段としてそれ
ぞれ機能している。

【００６５】次に、上述した構成による本実施の形態の
動作（作用）の一例を参照して説明する。

【００６６】印加電圧Ｘで駆動されてトランスジューサ
ＴＤ１から出力された超音波信号は、トランスジューサ
ＴＤ２で受信されると受信回路１３を介してＣＰＵ１４
ａに入力される（ステップＳ１〜Ｓ２）。そして、印加
電圧Ｘと温度検出部１７で検出した温度とに応じた複数
の種類判別情報Ｋの中から、検出した振幅に対応する種
類判別情報Ｋが検索される（ステップＳ３〜Ｓ４）。そ
して、検索によって検出した種類判別情報Ｋの種類デー
タが示す種類が、振幅に対応する気体の種類と判別され
る（ステップＳ５でＹ）。

【００６７】また、検出した振幅に対応する種類判別情
報Ｋが検索されなかった場合は（ステップＳ５でＮ）、
気体の種類によってはトランスジューサＴＤ１を駆動す
る電圧が小さいと受信振幅が小さすぎる場合があるた
め、トランスジューサＴＤ１の印加電圧が小さかったも
のと見なし、印加電圧Ｘよりも大きい印加電圧Ｙでトラ
ンスジューサＴＤ１が駆動される（ステップＳ６）。

【００６８】トランスジューサＴＤ２で受信した超音波
信号が受信回路１３を介してＣＰＵ１４ａに入力される
と、上述したように、印加電圧Ｙと温度検出部１７で検
出した温度とに応じた複数の種類判別情報Ｋの中から、
検出した振幅に対応する種類判別情報Ｋが検索される
（ステップＳ７〜Ｓ９）。そして、検索によって検出し
た種類判別情報Ｋの種類データが示す種類が、振幅に対
応する気体の種類と判別される（ステップＳ１０で
Ｙ）。

【００６９】振幅に対応する気体の種類が判別される
と、配管中の気体が空気からガスへ変化したか否かが判
定される（ステップＳ１１）。そして、空気からガスへ
変化していないと判定された場合は、今回検出した振幅
に対応する気体の種類を示す気体情報が表示部１６に表
示される（ステップＳ１２〜Ｓ１３）。よって、この表
示部１６に表示される気体情報を作業者は確認すること
で、配管１０中の気体の種類を用意に確認することがで
きる。

【００７０】また、配管１０中の気体が空気からガスへ
変化したと判定された場合は（ステップＳ１１でＹ）、
表示部１６にエアパージ完了情報が表示される（ステッ
プ１４）。そして、計測したガス流量に対する積算が開
始されることになる。よって、設置されたガスメータ内
を通過する気体が空気からガスに変化したこと、つまり
エアパージが完了したことを検出すると、計測した流量
の積算を開始するため、空気の流れをガスの流量として
積算されることを防止することができる。また、エアパ
ージの完了が自動的に検出され、その完了を示すエアパ
ージ完了情報が表示部１６に表示されるので、作業員は
容易にエアパージの完了を確認することができる。

【００７１】一方、超音波信号の振幅に対応する気体の
種類を判別することができなかった場合は（ステップＳ
１０でＮ）、ガスメータの配管１０を流れる可能性のな
い気体が流れていると見なされ、遮断弁１０ａが弁閉さ
れるとともに、警報表示が表示部１６に表示される（ス
テップＳ１５〜１６）。よって、得体の知れない気体、
流したくない気体等が下流側に流れることを防止すると
ともに、作業者、利用者等に気体の異常を通報すること
ができる。

【００７２】以上説明したように、超音波信号の振幅が
気体の種類に応じて変化することに着目することで、配
管１０中に出力した超音波信号の振幅を検出することが
できれば、配管中を流れる気体の種類を判別することが
できるため、配管１０中の気体の流れを停止させる必要
がなくなる。よって、配管１０中を気体が流れた状態で
も気体の判別を行うことができる。

【００７３】また、超音波信号の振幅は温度変化の影響
を受けるが、気体の温度毎に対応する種類判別情報Ｋを
ＥＥＰＲＯＭ（種類判別情報記憶手段）１５に複数記憶
しているので、温度が様々に変化しても検出した温度と
振幅とに基づいて気体の種類を正確に判別することがで
きる。よって、温度変化の影響を受けることなく気体の
種類の判別を行うことができる。

【００７４】さらに、気体の種類によっては受信回路
（超音波受信手段）１３が受信する超音波信号の振幅が
小さすぎるときがあるため、検知した振幅にて気体の判
別を行うことができなかったときは、気体の判別ができ
るまで異なる印加電圧によって送信回路（超音波出力手
段）１２に超音波信号を出力させることができる。ま
た、印加電圧はＥＥＰＲＯＭ（種類判別情報記憶手段）
１５が記憶している種類判別情報Ｋと対応しているの
で、例えば判別対象となる気体の種類に応じた印加電圧
を設定することができる。よって、気体の種類に応じた
印加電圧で出力した超音波信号の振幅を検出することが
できるので、気体の種類の判別をより一層正確に行うこ
とができる。

【００７５】また、配管中の気体が空気からガスに変化
したこと、つまり、配管を新設したりする場合などに行
われるエアパージが完了したことを検出すると、エアパ
ージ完了情報を表示部１６に表示するので、表示部１６
の表示に基づいてエアパージの完了を作業者等に確認さ
せることができる。よって、作業者は表示部１６に表示
されるエアパージ完了情報に基づいてエアパージの完了
を容易に確認することができるので、従来のように作業
者等が消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正常に
燃焼するか否かを実際に確認するなどの確認作業が不要
となるため、作業者の作業負担を低減させることができ
る。

【００７６】なお、上述した本実施の形態では、各種流
量の計測の処理を省略しているが、流量の計測中も、図
４に示すステップＳ１〜Ｓ１０の判別処理に基づいて、
判別した気体の種類を表示部１６に表示するようにして
もよい。また、流量の計測中において気体の変化を検出
した場合は、遮断弁１０ａを弁閉するようにしてもよ
い。

【００７７】また、上述した本実施の形態では、ＣＰＵ
１４ｃに入力した超音波信号の振幅をソフトウェアにて
検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定
するものではなく、ハードウェアにて受信した超音波信
号のピークを検出してＣＰＵ１４ｃに入力し、入力値に
基づいて気体の種類を判別する装置、ハードウェアから
入力された超音波信号の振幅をソフトウェアにて一定に
増幅し、この増幅値に基づいて気体の種類を判別する装
置など種々異なる実施の形態とすることができる。

【００７８】さらに、上述した本実施の形態では、本発
明に係る気体判別装置を一般家庭で用いられるガスメー
タに組み込んだ場合について説明したが、本発明はこれ
に限定するものではなく、気体判別装置を、例えば、従
来の技術で説明したガス供給装置のガス供給配管に組み
込むなど種々異なる実施の形態とすることができる。

【００７９】より詳細には、ガス供給配管に気体判別装
置を組み込むことで、種類判別手段の判別結果は表示部
に表示されるので、表示部の表示に基づいてガス供給配
管中の気体の種類を作業者等に認識させることができ
る。よって、作業者は表示部の表示内容を監視すること
で、配管中の気体の種類を容易に確認させることができ
るため、作業者の作業負担を低減させることができる。
特に、複数の気体が流れる病院などのガス供給配管など
に本装置を組み込むことで、配管中の気体を容易に確認
することができるため、誤った気体による事故などを防
止することができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
本発明の気体判別装置によれば、超音波信号の振幅が気
体の種類に応じて変化することに着目することで、配管
中に出力した超音波信号の振幅を検出することができれ
ば、配管中を流れる気体の種類を判別することができる
ため、配管中の気体の流れを停止させる必要がなくな
る。従って、配管中を気体が流れた状態でも気体の判別
を行うことができるという効果を奏する。

【００８１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、超音波信号の振幅は温度変
化の影響を受けるが、気体の温度毎に対応する種類判別
情報を種類判別情報記憶手段に複数記憶しているので、
温度が様々に変化しても検出した温度と振幅とに基づい
て気体の種類を正確に判別することができる。従って、
温度変化の影響を受けることなく気体の種類の判別を行
うことができるという効果を奏する。

【００８２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加え、気体の種類によって
は超音波受信手段が受信する超音波信号の振幅が小さす
ぎるときがあるため、検知した振幅にて気体の判別を行
うことができなかったときは、気体の判別ができるまで
異なる印加電圧によって超音波出力手段に超音波信号を
出力させることができる。また、印加電圧は種類判別情
報記憶手段が記憶している種類判別情報と対応している
ので、例えば判別対象となる気体の種類に応じた印加電
圧を設定することができる。従って、気体の種類に応じ
た印加電圧で出力した超音波信号の振幅を検出すること
ができるので、気体の種類の判別をより一層正確に行う
ことができるという効果を奏する。

【００８３】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３の何れかに記載の発明の効果に加え、種類判別手段
の判別結果は表示部に表示されるので、表示部の表示に
基づいて配管中の気体の種類を作業者等に認識させるこ
とができる。従って、作業者は表示部の表示内容を監視
することで、配管中の気体の種類を容易に確認させるこ
とができるため、作業者の作業負担を低減させることが
できるという効果を奏する。特に、複数の気体が流れる
病院などの配管などに本装置を用いることで、配管中の
気体を容易に確認することができるため、誤った気体に
よる事故などを防止することができるという効果を奏す
る。

【００８４】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の効果に加え、配管中の気体が空気からガ
スに変化したこと、つまり、配管を新設したりする場合
などに行われるエアパージが完了したことを検出する
と、エアパージ完了情報を表示部に表示するので、表示
部の表示に基づいてエアパージの完了を作業者等に確認
させることができる。従って、作業者は表示部に表示さ
れるエアパージ完了情報に基づいてエアパージの完了を
容易に確認することができるので、従来のように作業者
等が消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正常に燃
焼するか否かを実際に確認するなどの確認作業が不要と
なるため、作業者の作業負担を低減させることができる
という効果を奏する。

【００８５】以上説明したように請求項６に記載した本
発明のガスメータによれば、設置されたガスメータ内を
通過する気体が空気からガスに変化したこと、つまりエ
アパージが完了したことを検出すると、計測した流量の
積算を開始するため、空気の流れをガスの流量として積
算されることを防止することができる。また、エアパー
ジの完了が自動的に検出されるため、作業者は表示部に
表示されるエアパージ完了情報に基づいてエアパージの
完了を容易に確認することが可能となり、従来のように
作業者等が消費者宅のコンロ等の燃焼器具を点火し、正
常に燃焼するか否かを実際に確認するなどの確認作業が
不要となる。さらに、気体の種類を判別するために、配
管中の気体の流れを停止させる必要がなくなるので、ガ
スメータの遮断弁を弁閉させる必要もなくなるため、ガ
スメータの電力消費量を増加させることもない。従っ
て、自動的に検出したエアパージの完了に応じて計測し
た流量の積算を開始するので、正確なガスの流量を積算
することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気体判別装置の基本構成を示す図であ
る。

【図２】本発明に係るガスメータの概略構成を示す図で
ある。

【図３】ガスメータで用いる本発明に係る各種情報を説
明するための図である。

【図４】図２のＣＰＵが行う処理概要を示すフローチャ
ートである。

【図５】従来のガス置換方法を実施するガス供給装置の
一例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１２ 超音波出力手段（送信回路） １３ 超音波受信手段（受信回路） １４ａ１ 振幅検出手段（ＣＰＵ） １４ａ２ 種類判別手段（ＣＰＵ） １４ａ３ 表示制御手段（ＣＰＵ） １４ａ４ 変化検出手段（ＣＰＵ） １５ 種類判別情報記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ） １６ 表示部 １７ 温度検出手段（温度検出部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CB01 CB02 CB10 CC13 CE02 CE04 CE25 CE27 CF05 CF11 2F035 DA14 DA22 2G047 AA01 BC03 EA19 GG19 GG28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管中を気体が流れた状態で前記気体の
   種類の判別を行う気体判別装置であって、 超音波信号の振幅に対応する前記気体の種類を判別する
   ための種類判別情報を記憶する種類判別情報記憶手段
   と、 前記配管の上流側に設けられ、前記気体の流れる方向に
   前記超音波信号を出力する超音波出力手段と、 前記超音波出力手段が出力した前記超音波信号を受信す
   る超音波受信手段と、 前記超音波受信手段が受信した前記超音波信号の振幅を
   検出する振幅検出手段と、 前記振幅検出手段が検出した前記振幅と前記種類判別情
   報記憶手段が記憶している前記種類判別情報とに基づい
   て、前記気体の種類を判別する種類判別手段と、 を備えることを特徴とする気体判別装置。
2. 【請求項２】 前記気体の温度を検出する温度検出手段
   をさらに備え、 前記種類判別情報記憶手段は、前記気体の温度毎に対応
   する前記種類判別情報を記憶しており、 前記種類判別手段は、前記温度検出手段が検出した前記
   温度に対応する前記種類判別情報に基づいて前記判別を
   行うことを特徴とする請求項１に記載の気体判別装置。
3. 【請求項３】 前記種類判別情報記憶手段は、前記超音
   波出力手段に前記出力を行わせるための印加電圧毎に対
   応する前記種類判別情報を記憶しており、 前記種類判別手段が前記振幅に対応する前記種類を判別
   できないと、前記超音波出力手段は異なる前記印加電圧
   によって前記出力を行うことを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の気体判別装置。
4. 【請求項４】 前記種類判別手段が判別した前記気体の
   種類を表示部に表示させる表示制御手段を備えることを
   特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の気体判別装
   置。
5. 【請求項５】 前記種類判別手段の判別結果に基づい
   て、前記配管における前記気体が空気からガスへ変化し
   たことを検出する変化検出手段をさらに備え、 前記変化検出手段が前記変化を検出すると、前記表示制
   御手段は前記表示部にエアパージが完了したことを示す
   エアパージ完了情報を表示させることを特徴とする請求
   項４に記載の気体判別装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の気体判別装置を備え、
   該気体判別装置の前記変化検出手段による前記変化の検
   出に応じて、計測した前記配管における流量の積算を開
   始することを特徴とするガスメータ。