JP2003177071A - ガス配管漏洩検査装置 - Google Patents

ガス配管漏洩検査装置

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JP2003177071A
JP2003177071A JP2001376910A JP2001376910A JP2003177071A JP 2003177071 A JP2003177071 A JP 2003177071A JP 2001376910 A JP2001376910 A JP 2001376910A JP 2001376910 A JP2001376910 A JP 2001376910A JP 2003177071 A JP2003177071 A JP 2003177071A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスメータの近くにある他の機器の影響で圧
力変動がある場合に、その影響を避けてガス配管の漏洩
を検知する。漏洩検知の精度を上げる。漏洩検査中にガ
スが使用されたら自動的に検査を中断し、ガス使用を可
能にする。 【解決手段】 ガスメータ1の入口2から入るガスは、
モータ式開閉弁3の弁体4と弁座5の間を矢印Aのよう
に通過し、超音波方式の流量計測手段6を通って出口7
から下流へ流れる。流量計測手段6は一定間隔3秒毎に
流量をサンプリングし、一定値以下なら開閉弁3を9
0%閉じる。閉じた状態でサンプリングした流量の平均
値に基づいて、ガスメータ1の下流のガス配管の漏洩の
有無を判定する。検査中流量が一定以上に増大したら開
閉弁3を100%閉に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガス配管の微小漏れ
の有無を判定するガス配管漏洩検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガス流量を内蔵のマイコンで常時
監視し、異常流量などの緊急時に内蔵の遮断弁を閉じ
て、ガスの供給を停止する安全機能付ガスメータ(マイ
コンメータともいう)が公知で、家庭用の小型マイコン
メータでは3〔L/H〕の配管漏洩を検知してLEDを
点滅させて警告する機能を備えている。そして、業務用
の大型ガスメータでは5〔L/H〕の配管漏洩を検知し
て警告する機能を備えている。この従来技術では膜式ガ
スメータが使われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、膜
式ガスメータの寸法が大きいため、超音波流量計の原理
による小型の推測式ガスメータの開発・実用化の検討が
進められている。超音波流量計の原理による推測式ガス
メータでは、一定時間間隔でサンプリング計測した流量
計測値の平均値を求めるようにしているが、推測式ガス
メータの近隣に設置されたGHP、給湯器、膜式ガスメ
ータ等の機器によりガス配管内のガスに圧力変動(脈
動)が生じ、これが流速変動となって超音波方式の推測
式ガスメータの計測誤差が大きくなり、ガス配管の微小
漏洩検知のための流量測定に弊害となるという問題点が
あった。
【0004】例えば、微小漏洩検査時の流量変動が図7
(a)又は(b)のように正弦波形に近い符号Qで示す
ようであるとする。なお同図で横軸は時間、縦軸は流量
である。このときの流量変動の周期が仮に3秒弱とす
る。そして、超音波方式の推測式ガスメータで仮に3秒
間隔でサンプリングする点を黒点で示すと、同図(a)
のように約10回のサンプリングで計測した流量の平均
値は破線Bとなり、実線で示す真の平均流量Aに対して
符号Δで示すような大きな測定誤差を生じることがあ
る。同じ流量変動とサンプリング間隔でも、サンプリン
グ(即ち測定)時点が同図(b)のようになると、サン
プリング計測した流量の平均値はB′となり真の平均流
量Aに対して大きな誤差Δ′を生じる。そして、この誤
差Δ′は前記誤差Δと比較して符号がたまたまプラス・
マイナス逆になっている。
【0005】このように、超音波式のガスメータでサン
プリング方式の計測では、サンプリングのタイミングに
よっては大きな測定誤差を生じて、ガス配管の微小漏洩
検査を正確にできないという問題点があった。
【0006】そこで本発明は、これらの問題点を解消で
きるガス配管漏洩検査装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1のガス配管漏洩検査装置において、ガス流
量を常時監視し、異常流量などの緊急時に内蔵の開閉弁
を閉じてガスの供給を停止する安全機能付ガスメータ
で、かつサンプリング方式の超音波ガスメータであっ
て、前記開閉弁をモータ式開閉弁で構成すると共に、ガ
ス流量が一定流量以下のときにモータ式開閉弁の開度を
小さくした状態でガス流量を計測し、計測したガス流量
に基づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とする
ものである。
【0008】請求項2の発明は、請求項1のガス配管漏
洩検査装置において、モータ式開閉弁の開度を小さくし
た状態でガス流量を計測するに当り、連続してサンプリ
ングした複数の計測値の平均に基づいて微小漏洩の有無
を判定することを特徴とするものである。
【0009】請求項3の発明は、請求項1又は2のガス
配管漏洩検査装置において、モータ式開閉弁の開度を小
さくした状態でガス流量を計測しているときに、ガス流
量が第2の規定値を超えたら、モータ式開閉弁の開度
を100%開に戻して漏洩検査を中断することを特徴と
するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
を図1〜図4の実施例に従って説明する。なお、図1は
ガスメータの前面カバーを取り外した状態である。
【0011】ガスメータ1は、いわゆる安全機能付ガス
メータを構成している。入口2からガスメータに入った
ガスは、モータ式開閉弁(電動弁ともいう)3の弁体4
と弁座5の間の流路を矢印Aのように通り、流量計測手
段6を通過して出口7からガスメータ下流の図示されて
ないガス配管へと流れる。モータ式開閉弁3のモータは
ステップモータが使われている。流量計測手段6は超音
波流量計からなり、ガスメータを流れるガス流量を一定
時間間隔でサンプリングして測定する。
【0012】流量計測手段6は電子基板8に搭載された
マイクロコンピュータからなる演算・制御手段9に駆動
制御され、ガス流量をサンプリングして測定し、流量信
号を演算・制御手段9に伝える。演算・制御手段9は通
常のガス使用量計測モード時には、流量計測手段6から
の前記流量信号を積算してガス使用量を演算し、液晶表
示器からなる表示手段10にガス使用量を表示する。ガ
ス流量のサンプリングは数秒の時間間隔で行うことがで
きる。流量計測手段6は超音波方式の流量計で、ガスの
流れ中の超音波の伝搬時間からガスの流速を求め、これ
に流路断面積を乗じて流量を求めるものである。
【0013】電動弁駆動手段11を構成する電子回路
は、演算・制御手段9と共に前記電子基板8に搭載さ
れ、演算・制御手段9からの電圧駆動信号を受けて電流
出力の駆動信号に変換してモータ式開閉弁3を駆動す
る。演算・制御手段9は周知のマイコンメータと同様に
ガス使用時における様々な異常使用状態がプログラムさ
れており、流量異常や長時間にわたるガスの異常使用が
発生すると、内蔵のマイコンが緊急事態が発生したと判
断して、モータ式開閉弁3を全閉してガスの供給を止
め、通信手段12から図示されない電話回線を介して検
針センターへ緊急事態の発生を通報する。このような安
全機能や通報機能は、周知のマイコンメータと同じ機能
である。異常事態が回復すると、モータ式開閉弁3は全
開されて、ガスの供給を再開する。
【0014】図1で13は電源用の電池である。
【0015】ガスメータ下流のガス配管漏洩検査を行う
ときは、演算・制御手段9をガス使用量計測モードから
ガス配管漏洩検査モードに切り替える。ガス配管漏洩検
査はガス使用頻度の低い夜間等の帯に実施する。図5は
ガス配管漏洩検査時の手順を示すフローチャートであ
る。同図において、ステップ101で現在の流量が第1
の規定値以下かどうかを判断する。流量が第1の規定
値以下でないときはガス使用中と見なしてENDへ移
る。第1の規定値以下のときはステップ103に移
り、モータ式開閉弁(電動弁)を90%閉とする。次に
ステップ105でサンプリングカウンタをクリアし、ス
テップ107で流量加算器の内容QSAM をクリアする。
次にステップ109で流量計測タイミングになったら、
ステップ111で流量計測を実行する。
【0016】次にステップ113で、計測流量が前記第
1の規定値より小さい第2の規定値以下かどうか判
断し、以下でないときはガス使用中であるとして電動
弁(モータ式開閉弁)を100%開に戻して漏洩検査を
中断し、ガスが使用できるようにする(ステップ11
5)。ステップ113で計測流量が第2の規定値以下
のとき(即ち、ガスが使われていないとき)は、流量加
算器の内容QSAM に今回サンプリングした計測流量を加
算し(ステップ117)、ステップ119でサンプリン
グカウンタをインクリメントする。次にステップ121
でサンプリングカウンタの内容、即ちサンプリング回数
Nが所定の回数になったかどうかを判断し、所定の回数
になったら電動弁を100%開に戻し(ステップ12
3)、ステップ125で平均流量をQSAM /Nとして算
出する。
【0017】こうして求めた平均流量QSAM /Nは、今
回のN回のサンプリングで計測した流量の平均であるた
め、この平均流量が前記規定値より小さい所定の第3
の規定値−この規定値は漏洩あり・なしの判定基準
である−以下かどうかをステップ127で判断し、規定
値以下であれば漏洩なしと判定する(ステップ12
9)。漏洩なしとの判定が30日間にわたって1回もな
いときは「内管漏洩確定」として図1,図2(b)及び
図4に示す表示部に「漏れあり」等の所定の警告表示を
行うと共に、図4の通信手段12を介して検針センター
へ通報する。なお上記規定値は、互いに>>
の大小関係に定められている。
【0018】上述の手順で、ガス配管の漏洩を検査する
が、最初にステップ101でガスが使用されているかい
ないかを判断し、使用されていないときに、電動弁(モ
ータ式開閉弁)を90%閉じてガス流量を複数回サンプ
リング計測し、その平均値に基づいて、ガス配管漏洩の
有無を判定する。モータ式開閉弁を90%閉じること
で、ガスの圧力変動による流量変動が大幅に低下する。
前述のように、図7(a)(b)のような流量変動がモ
ータ式開閉弁(電動弁)3を100%開とした状態であ
ったとしても、90%閉とすることで、流量変動は図6
(a)又は(b)の符号Q′のように大幅に小さくな
る。したがって、黒点で示すサンプリング時点で計測し
た約10回の測定値の平均と真の平均流量との差は同図
(a)ではΔΔとなり、同図(b)ではΔ′Δ′とな
り、前記図7の(a)(b)の場合のΔ,Δ′と比較し
て数分の1以下に低減し、漏洩検知時の測定誤差を実用
上問題にならない程度に減少できる。その結果、漏洩の
有無を正確に判定できる。
【0019】上述の実施例で、図5で説明した一連の処
理は、演算・制御手段9が所定の時刻になったことを判
定して、フローチャートで示した漏洩判定処理を開始す
る。このとき、時刻の基準となる時計機構は、内蔵する
プログラム(ソフトウェア)で構成しても良いし、別に
図示しない専用に時計ICを追加して用いてもよい。漏
洩判定処理のフローを開始する所定の時刻は、毎日同じ
時刻とすることでもよいし、また、「漏洩なし」と判定
した時刻を記憶しておき、次回からはその時刻に実行す
るようにしてもよい。また、24時間の倍数や約数にな
っていない間隔で行い、毎日実行する時刻が少しずつず
れるようにすることもできる。その結果、所定の期間、
例えば30日間にわたり、1回も「漏洩なし」と判定さ
れないときに「内管漏洩確定」として前述のように表示
手段で警告したり、通報手段を介して警報したりする。
なお、漏洩確定時の表示手段による警告や通報手段によ
る警報は何れか一方だけもよい。
【0020】図5のステップ103の前に、一定期間の
流量変動幅を監視して、変動幅が所定の値を超えている
場合のみ電動弁(モータ式開閉弁)の開度を小さくする
ように、例えば90%閉としてもよい。
【0021】また、ステップ109から始まる一連の平
均流量算出処理において、流量計測のサンプリング間隔
を短くして単位時間当りの流量計測回数を増やし、平均
値の精度を上げることもできる。
【0022】サンプリング間隔は通常3秒とし、繰り返
し測定回数(N)を100回位にするが、測定を素早く
行って精度向上を図るため、漏洩検査判定時には、サン
プリング間隔をより短くして、繰り返し回数を数百回に
してもよい。測定時間中の平均流量が求まるので、測定
時間が長くなれば流量変動に関して、より平均化が得ら
れる。
【0023】サンプリング間隔を極端に短くした場合、
例えば1回のサンプリングでの測定時間が40msで、
サンプリング間隔を実質的に零とし、1秒間に25回の
サンプリングを行うと、ほぼ連続測定と同じになり、数
Hz以上の流量変動周波数に対して平均化ができること
になる。
【0024】漏洩検査は上述のように通常1日に1回の
判定で良いが、ガスの使用状況を学習して、各需要家に
好適な漏洩検査時間や、漏洩検査時のモータ式開閉弁の
開度を演算・制御手段に設定しておくこともできる。
【0025】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、近隣の機器の影響によって圧力変動が大きい場合で
も、流量変動を軽減させて漏洩の有無を判定するため、
圧力変動の大きい現場においても漏洩検知が可能であ
る。
【0026】また、流量変動が小さくできるので、微小
漏洩流量まで精度良く測定でき、1回の測定で漏洩の有
無が判定できる。
【0027】そして、請求項2の発明では、多数回のサ
ンプリングの平均で判定するので、判定の間違いが無く
なる。
【0028】更にまた、請求項3の発明では、漏洩検査
中にガスが使用されると、自動的に100%開弁するの
で、支障なくガスが使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の前面カバーを外した正面図。
【図2】(a)は図1の実施例のA−A断面視図、
(b)は図1の実施例のB−B断面視図。
【図3】本発明の実施例の平面図。
【図4】本発明の実施例のブロック図。
【図5】本発明の実施例のフローチャート。
【図6】本発明の実施例の流量変動と測定誤差を説明す
る模式図で、(a)と(b)はそれぞれ異なる態様のも
のである。
【図7】従来技術の流量変動と測定誤差を説明する模式
図で、(a)と(b)はそれぞれ異なる態様のものであ
る。
【符号の説明】
1 ガスメータ 2 入口 3 モータ式開閉弁(電動弁) 6 流量計測手段 7 出口 9 演算・制御手段
───────────────────────────────────────────────────── 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) G01M 3/28 G01M 3/28 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス流量を常時監視し、異常流量などの
    緊急時に内蔵の開閉弁を閉じてガスの供給を停止する安
    全機能付ガスメータで、かつサンプリング方式の超音波
    ガスメータであって、 前記開閉弁をモータ式開閉弁で構成すると共に、ガス流
    量が一定流量以下のときにモータ式開閉弁の開度を小さ
    くした状態でガス流量を計測し、計測したガス流量に基
    づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とするガス
    配管漏洩検査装置。
  2. 【請求項2】 モータ式開閉弁の開度を小さくした状態
    でガス流量を計測するに当り、連続してサンプリングし
    た複数の計測値の平均に基づいて微小漏洩の有無を判定
    することを特徴とする請求項1記載のガス配管漏洩検査
    装置。
  3. 【請求項3】 モータ式開閉弁の開度を小さくした状態
    でガス流量を計測しているときに、ガス流量が第2の規
    定値を超えたら、モータ式開閉弁の開度を100%開
    に戻して漏洩検査を中断することを特徴とする請求項1
    又は2記載のガス配管漏洩検査装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007107896A (ja) * 2005-10-11 2007-04-26 High Pressure Gas Safety Institute Of Japan ガス漏洩検知装置
JP2008076114A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Yazaki Corp ガスメータ
JP2008232996A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス器具監視装置

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