JP2003240617A - フローセンサの異常検出方法及び装置並びにフローセンサ式ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス流路中の水等の異物によるフローセンサ
の異常状態を検出することができるフローセンサの異常
検出方法及び装置並びにフローセンサ式ガスメータを提
供すること。 【解決手段】 フローセンサの異常検出装置は、ガスを
加熱するヒータ４と、温度センサ５，８，１１，１３と
を備えたフローセンサ１において、ヒータ４の加熱にか
かわらず温度センサ５，８，１１，１３の検出出力が変
化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度セン
サ５，８，１１，１３またはヒータ４に異物の接触また
は付着ありと判定する判定手段２６からなり、異物が温
度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フローセンサへの
異物の接触や付着によるフローセンサの異常状態を検出
するフローセンサの異常検出方法及び装置並びにこの異
常検出装置を備えたフローセンサ式ガスメータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】雨天時にガス配管工事などを行なったり
した場合、異物として水がガス配管中に混入してしまう
場合がある。ガス配管中に水が混入すると、配管が腐食
したり、燃焼機器が異常燃焼したりする不具合があっ
た。

【０００３】従来、膜式メータにおいては、ガス配管中
に混入した水を検出することはできなかった。もし、ガ
ス配管中に混入した水を検出する必要がある場合は、専
用の水分検出器を用いて調査する必要があった。

【０００４】また、ＬＰガスの場合には、ガス流路中に
おいて再液化現象が発生することがあり、このような場
合に、電子化ガスメータにおいては、再液化したＬＰガ
スの液体が異物となって、正常なガス流量の計量ができ
なくなることがあった。

【０００５】特に、フローセンサを用いたフローセンサ
式ガスメータにおいては、水を含む液体等の異物により
フローセンサが正常に機能しなくなり、正常なガス流量
の計量ができなくなることがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上述
した従来の問題点に鑑み、ガス流路中の水等の異物によ
るフローセンサの異常状態を検出することができるフロ
ーセンサの異常検出方法及び装置並びにフローセンサ式
ガスメータを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の発明は、ガスを加熱するヒー
タと、温度センサとを備えたフローセンサにおいて、上
記ヒータの加熱にかかわらず上記温度センサの検出出力
が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記
温度センサまたは上記ヒータに異物の接触または付着あ
りと判定することを特徴とするフローセンサの異常検出
方法に存する。

【０００８】請求項１記載の発明においては、ガスを加
熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサに
おいて、ヒータの加熱にかかわらず温度センサの検出出
力が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温
度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判
定しているので、水、液体、比較的熱容量が高い物質ま
たは比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサ
またはヒータに接触または付着した異常状態を検出する
ことができる。

【０００９】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、前記温度センサは、前記ヒータに対し
て対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度セン
サであり、前記判定手段は、上記一対の温度センサの検
出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない
場合に上記温度センサまたは前記ヒータに異物の接触ま
たは付着ありと判定することを特徴とする請求項１記載
のフローセンサの異常検出方法に存する。

【００１０】請求項２記載の発明においては、温度セン
サは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置さ
れた一対の温度センサであり、判定手段は、一対の温度
センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変
化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触
または付着ありと判定するので、フローセンサの異常検
出の感度が向上する。

【００１１】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、前記一対の温度センサは、前記ヒータ
に対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴と
する請求項２記載のフローセンサの異常検出方法に存す
る。

【００１２】請求項３記載の発明においては、一対の温
度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向に配置され
ている。

【００１３】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、前記一対の温度センサは、前記ヒータ
に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のフローセンサの異常検
出方法に存する。

【００１４】請求項４記載の発明においては、一対の温
度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方
向に配置されている。

【００１５】請求項２から４記載の発明によれば、温度
センサが一対になっているので、検出感度が向上する。

【００１６】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、ガスを加熱するヒータと、温度センサ
とを備えたフローセンサ１において、上記ヒータの加熱
にかかわらず上記温度センサの検出出力が変化しないも
しくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまた
はヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手
段からなることを特徴とするフローセンサの異常検出装
置に存する。

【００１７】請求項５記載の発明においては、ガスを加
熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサに
おいて、ヒータの加熱にかかわらず温度センサの検出出
力が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温
度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判
定する判定手段からなるので、水、液体、比較的熱容量
が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物
が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常
状態を検出することができる。

【００１８】上記課題を解決するためになされた請求項
６記載の発明は、前記温度センサは、前記ヒータに対し
て対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度セン
サであり、前記判定手段は、上記一対の温度センサの検
出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない
場合に上記温度センサまたは前記ヒータに異物の接触ま
たは付着ありと判定することを特徴とする請求項５記載
のフローセンサの異常検出装置に存する。

【００１９】請求項６記載の発明においては、温度セン
サは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置さ
れた一対の温度センサであり、判定手段は、一対の温度
センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変
化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触
または付着ありと判定する。

【００２０】上記課題を解決するためになされた請求項
７記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータ
に対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴と
する請求項５記載のフローセンサの異常検出装置に存す
る。

【００２１】請求項７記載の発明においては、一対の温
度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置
されている。

【００２２】上記課題を解決するためになされた請求項
８記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータ
に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている
ことを特徴とする請求項５記載のフローセンサの異常検
出装置に存する。

【００２３】請求項８記載の発明においては、一対の温
度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直
交方向に配置されている。

【００２４】請求項６から８記載の発明によれば、温度
センサが一対になっているので、検出感度が向上する。

【００２５】上記課題を解決するためになされた請求項
９記載の発明は、請求項５から８のいずれか１項に記載
のフローセンサの異常検出装置を備えたことを特徴とす
るフローセンサ式ガスメータに存する。

【００２６】請求項９記載の発明においては、請求項５
から８のいずれか１項に記載のフローセンサの異常検出
装置を備えているので、水、液体、比較的熱容量が高い
物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物によるフ
ローセンサの異常状態を検出することができる。

【００２７】上記課題を解決するためになされた請求項
１０記載の発明は、前記異常検出装置による異常検出を
警報する警報手段を含むことを特徴とする請求項９記載
のフローセンサ式ガスメータに存する。

【００２８】請求項１０記載の発明においては、異常検
出装置による異常検出を警報する警報手段を含むので、
異物によるフローセンサの異常状態を、使用者やガス事
業者に警報することができる。

【００２９】上記課題を解決するためになされた請求項
１１記載の発明は、前記異常検出装置による異常検出を
外部に通報する通報手段を含むことを特徴とする請求項
９記載のフローセンサ式ガスメータに存する。

【００３０】請求項１１記載の発明においては、常検出
装置による異常検出を外部に通報する通報手段を含むの
で、異物によるフローセンサの異常状態を、ガス管理セ
ンター等の外部に通報することができる。

【００３１】上記課題を解決するためになされた請求項
１２記載の発明は、前記異常検出装置による異常検出に
基づき、ガス流路を遮断する遮断手段を含むことを特徴
とする請求項９のフローセンサ式ガスメータに存する。

【００３２】請求項１２記載の発明においては、異常検
出装置による異常検出に基づき、ガス流路を遮断する遮
断手段を含むので、異物によるフローセンサの異常状態
の検出時にガス流路を遮断し、燃焼機器機における異常
燃焼を防止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３４】図１は、本発明のフローセンサの異常検出
方法を実施する異常検出装置を組み込んだフローセンサ
式ガスメータの実施の形態を示す構成図である。図１に
おいて、フローセンサ式ガスメータは、ガス流路中に配
置されたフローセンサ１と、差分検出回路２１と、加算
器２２と、スイッチ２３，２４と、Ａ／Ｄコンバータ２
５と、判定手段としてのマイクロコンピュータ（以下、
マイコンという）２６と、警報手段としての表示部２７
と、メモリ２８と、遮断弁２９と、通報手段としての通
報部３０と、ヒータ駆動回路３１とを備えている。

【００３５】フローセンサ１は、ガスを加熱するマイク
ロヒータ４と、マイクロヒータ４に対してガスの上流側
に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力
する上流側温度センサとして働く上流側サーモパイル８
と、マイクロヒータ４に対してガスの下流側に配置さ
れ、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する下流
側温度センサとして働く下流側サーモパイル５と、マイ
クロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配
置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する
右側温度センサとして働く右側サーモパイル１１と、マ
イクロヒータ４をはさんで右側サーモパイル１１と対向
する側に、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と
略直交方向に配置され、ガスの温度を検出して温度検出
信号を出力する左側温度センサとして働く左側サーモパ
イル１３とを備えたマイクロフローセンサである。

【００３６】差分検出回路２１は、非反転入力端子にフ
ローセンサ１の上流側サーモパイル８が接続され、反転
入力端子にフローセンサ１の下流側サーモパイル５が接
続された差動アンプとして働くオペアンプ３２からな
る。なお、上流側サーモパイル８と下流側サーモパイル
５は、それぞれの起電力の同一極性側がオペアンプ３２
の非反転入力端子及び反転入力端子に接続される。

【００３７】加算器２２は、非反転入力端子にフローセ
ンサ１の右側サーモパイル１１が接続され、反転入力端
子にフローセンサ１の左側サーモパイル１３が接続され
たオペアンプ３８からなる。なお、右側サーモパイル１
１と左側サーモパイル１３は、それぞれの起電力の互い
に反対の極性側がオペアンプ３７の非反転入力端子及び
反転入力端子に接続される。

【００３８】スイッチ２３は、リレースイッチや電子ス
イッチ等からなり、マイコン２６からの制御信号によっ
て、一方がオンの時他方がオフとなるように制御され
る。

【００３９】Ａ／Ｄコンバータ２５は、スイッチ２３を
介して入力される差分検出回路２１のオペアンプ３２の
出力電圧、または、スイッチ２４を介して入力される加
算器２２の出力電圧をアナログ／デジタル変換する、た
とえば１２ビットのＡ／Ｄコンバータである。

【００４０】ヒータ駆動回路３１は、そのベースに入力
されるマイコン２６からの制御信号でオン、オフ制御さ
れるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタ３９からな
る。スイッチングトランジスタ３９のエミッタは電源＋
Ｖ_MHに接続され、コレクタはフローセンサ１のマイクロ
ヒータ４に接続されている。

【００４１】図２及び図３は、図１のフローセンサ１の
構成図及び断面図である。図２において、フローセンサ
１は、Ｓｉ基板２と、ダイアフラム３と、ダイアフラム
３上に形成された白金等からなるマイクロヒータ４と、
マイクロヒータ４の下流側に所定の間隔でダイアフラム
３上に形成された下流側サーモパイル５と、マイクロヒ
ータ４に図示しない電源から駆動電流を供給する電源端
子６Ａ，６Ｂと、マイクロヒータ４の上流側に下流側サ
ーモパイル５と同一の所定間隔でダイアフラム３上に形
成された上流側サーモパイル８と、上流側サーモパイル
８から出力される第１温度検出信号を出力する第１出力
端子９Ａ，９Ｂ、下流側サーモパイル５から出力される
第２温度検出信号を出力する第２出力端子７Ａ，７Ｂ、
を備えている。

【００４２】また、マイクロフローセンサ１は、マイク
ロヒータ４に対してガスの流れ方向（図３における矢印
Ｐから矢印Ｑへの方向）と略直交方向に所定の間隔で配
置され、ガスの物性値を検出し、右側温度検出信号を出
力する右側サーモパイル１１と、この右側サーモパイル
１１から出力される右側温度検出信号を出力する第３出
力端子１２Ａ，１２Ｂと、マイクロヒータ４に対してガ
スの流れ方向と略直交方向に右側サーモパイル１１と同
一の所定間隔で配置され、ガスの物性値を検出し、左側
温度検出信号を出力する左側サーモパイル１３と、この
左側サーモパイル１３から出力される左側温度検出信号
を出力する第４出力端子１４Ａ，１４Ｂと、ガス温度を
得るための抵抗１５，１６と、この抵抗１５，１６から
のガス温度信号を出力する出力端子１７Ａ，１７Ｂとを
備える。

【００４３】上流側サーモパイル８、下流側サーモパイ
ル５、右側サーモパイル１１及び左側サーモパイル１３
は、熱電対から構成されている。この熱電対は、ｐ++−
Ｓｉ及びＡｌにより構成され、冷接点と温接点とを有
し、熱を検出し、冷接点と温接点との温度差から熱起電
力が発生することにより、温度検出信号を出力するよう
になっている。

【００４４】また、図３に示すように、Ｓｉ基板２に
は、ダイアフラム３が形成されており、このダイアフラ
ム３には、マイクロヒータ４、上流側サーモパイル８、
下流側サーモパイル５、右側サーモパイル１１及び左側
サーモパイル１３のそれぞれの温接点が形成されてい
る。

【００４５】上述の構成において、図１に戻ってまず流
量計測について説明する。流量計測時、マイコン２６
は、ヒータ駆動回路３１のスイッチングトランジスタ３
９のベースにハイレベルの制御信号を供給してスイッチ
ングトランジスタ３９をオフさせ、マイクロヒータ４を
ヒータオフ状態とする。

【００４６】また、マイコン２６は、スイッチ２３をオ
ンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペア
ンプ３２より出力されるヒータオフ時の上流側サーモパ
イル８の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイ
ル５の温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分（Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ
８ｏｆｆ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介
してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングし
て、サンプリングデータＶｏｆｆ１（＝Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ
８ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納する。

【００４７】次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオ
フかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペ
アンプ３８より出力されるヒータオフ時の右側サーモパ
イル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパ
イル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和（Ｅ１
１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコン
バータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサ
ンプリングして、サンプリングデータＶｏｆｆ２（＝Ｅ
１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納
する。

【００４８】次に、マイコン２６は、ヒータ駆動回路３
１のスイッチングトランジスタ３９のベースにローレベ
ルの制御信号を供給してスイッチングトランジスタ３９
をオンさせ、マイクロヒータ４に駆動電流を供給し、ヒ
ータオン状態とし、ガス流路中のガスを加熱する。

【００４９】また、マイコン２６は、スイッチ２３をオ
ンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペア
ンプ３２より出力されるヒータオン時の上流側サーモパ
イル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル
５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差分（Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏ
ｎ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ
／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングし、サンプ
リングデータＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）を得
て、メモリ２８に格納する。

【００５０】次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオ
フかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペ
アンプ３８より出力されるヒータオン時の右側サーモパ
イル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｎ及び左側サーモパイ
ル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎの第１の和（Ｅ１１ｏ
ｎ＋Ｅ１３ｏｎ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコンバータ２
５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリン
グして、サンプリングデータＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋
Ｅ１３ｏｎ）を得て、メモリ２８に格納する。

【００５１】次いで、マイコン２６は、上述のようにし
て得られたデータＶｏｎ１，Ｖｏｎ２，Ｖｏｆｆ１およ
びＶｏｆｆ２をメモリ２８から読み出し、下記の演算処
理を行って、ガスの流量値を算出する。 Ｖｆ＝｛（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）／（Ｖｏｎ２−Ｖｏ
ｆｆ２）｝×パラメータ ここで、パラメータは、ガス流路の断面積等で決まる係
数である。

【００５２】次いで、マイコン２６は、上述のようにし
て算出されたガス流量値を積算し、その積算値を、表示
部２７に表示させ、メモり２８に格納すると共に、通報
部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に
通報する。

【００５３】図４は、上述の通常の流量計測時の各セン
サ出力データと流量（ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで）
の関係を示すグラフであり、図４（Ａ）は、マイクロヒ
ータ４のオン時の上流側サーモパイル８の温度検出信号
Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５
ｏｎの差分データＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）
と、マイクロヒータ４のオフ時の上流側サーモパイル８
の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイル５の
温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分データＶｏｆｆ１（＝Ｅ
５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）
を示す。なお、計測バイアス値は、Ｖｏｎ１，Ｖｏｆｆ
１および（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）を正領域で扱うため
のバイアス値である（以下、同じ）。

【００５４】また、図４（Ｂ）は、マイクロヒータ４の
オン時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏ
ｎ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎ
の第１の和データＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏ
ｎ）と、マイクロヒータ４のオフ時の右側サーモパイル
１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパイル
１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和データＶｏ
ｆｆ２（＝Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ
２−Ｖｏｆｆ２）を示す。

【００５５】一方、マイコン２６は、流量計測時に流量
異常を検知した場合は、遮断弁２９を遮断させると共
に、異常警報を表示部２７に表示させかつ通報部３０を
介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報す
る。

【００５６】次に、ガス流路中への異物の混入に起因す
るフローセンサの異常検出動作について説明する。ここ
では、異物としてたとえば水が混入した場合について説
明する。

【００５７】まず、差分検出回路２１のオペアンプ３２
より出力される上流側サーモパイル８の温度検出信号及
び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差分出力デー
タに注目すると、マイクロヒータ４のオン時でかつ流量
ゼロ時には、ガス配管中に水の混入がなければ、マイク
ロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果によって上流
側サーモパイル８と下流側サーモパイル５に同等に伝達
されるので、上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８
ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎ
の差が出ず、図４（Ａ）に示すように、Ｖｏｎ１および
Ｖｏｆｆ１は共に計測バイアス値となり、（Ｖｏｎ１−
Ｖｏｆｆ１）＝０となる。

【００５８】一方、ガス配管中に水の混入があった場
合、この水がガス流路中に配置されたマイクロフローセ
ンサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒー
タ４がオンしてもその熱が水に奪われるため、上流側サ
ーモパイル８及び下流側サーモパイル５の熱起電力はほ
とんど発生せず、温度検出信号Ｅ８ｏｎおよびＥ５ｏｎ
がほぼゼロになる。すなわち、Ｅ８ｏｎ≒０，Ｅ５ｏｎ
≒０となり、したがって、図５（Ａ）に示すように、ヒ
ータオン時のＶｏｎ１は上昇せずに、Ｖｏｆｆ１と同様
に、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで計測バイアス値
となる。その結果、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）＝０とな
る。

【００５９】したがって、上流側サーモパイル８の温度
検出信号及び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差
分出力データは、流量ゼロ時も水分混入時も共にゼロに
なるため、この差分出力データでは、流量ゼロなのか水
混入なのかを判別することができず、その結果、水の混
入を検出することができない。

【００６０】一方、加算回路２２のオペアンプ３８より
センサ信号として出力される右側サーモパイル１１の温
度検出信号及び左側サーモパイル１３の温度検出信号の
加算出力に注目すると、ガス配管中に水の混入がない場
合、マイクロヒータ４のオン時には流量ゼロであって
も、マイクロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果に
よって右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に
同等に伝達されるので、ヒータオン時の第１の和Ｖｏｎ
２は、図４（Ｂ）に示すように、計測バイアス値以上の
何らかの値が生じる。その結果、流量ゼロから最大流量
Ｑｍａｘまで、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）は、ゼロ以上
の何らかの値となる（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２
≠０）。

【００６１】一方、ガス配管中に水の混入があった場
合、この水分がガス流路中に配置されたマイクロフロー
センサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒ
ータ４がオンしても、マイクロヒータ４の熱が、水に奪
われて右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に
伝達されなくなるため、右側サーモパイル１１と左側サ
ーモパイル１３において熱起電力がほとんど発生せず、
温度検出信号Ｅ１１ｏｎおよびＥ１３ｏｎがほぼゼロに
なる。すなわち、Ｅ１１ｏｎ≒０，Ｅ１３ｏｎ≒０とな
り、したがって、図５（Ｂ）に示すように、ヒータオン
時の第１の和Ｖｏｎ２は、ほぼ計測バイアス値となる。
その結果、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで、（Ｖｏ
ｎ２−Ｖｏｆｆ２）≒０となる。

【００６２】そこで、マイコン２６は、センサ出力の判
別値（閾値）をゼロよりわずかに大きい値に予め設定
し、流量計測時、加算回路２２のオペアンプ３８より出
力される右側サーモパイル１１の温度検出信号及び左側
サーモパイル１３の温度検出信号の加算出力を監視し、
Ｖｏｎ２が計測バイアス値以上になっており、したがっ
て（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以上の何らかの値
となっていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≠
０）、マイクロヒータ４への水の付着なし（したがっ
て、水の混入なし）、と判定する。

【００６３】一方、Ｖｏｎ２が計測バイアス値になり、
したがって（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以下とな
っていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≦判別
値）、マイコン２６は、マイクロヒータ４への水の付着
あり（したがって、水の混入あり）、と判定する。

【００６４】マイコン２６は、上述のように水の混入あ
りと判定した場合、水混入警報を表示部２７に表示させ
かつ通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理セン
ター）に通報すると共に、遮断弁２９を遮断させる。

【００６５】次に、上述の流量計測装置の一連の動作を
図６に示すフローチャートで説明する。まず、マイコン
２６は、流量計測のサンプリング時間になったか否かを
判定し（ステップＳ１）、その答がイエスならば、ヒー
タ４をオフとし、ヒータオフ時の差分検出回路２１の出
力データＶｏｆｆ１および加算器２２の出力データＶｏ
ｆｆ２を計測する（ステップＳ２）。次いで、ヒータ４
をオンとし、ヒータオン時の差分検出回路２１の出力デ
ータＶｏｎ１および加算器２２の出力データＶｏｎ２を
計測する（ステップＳ３）。

【００６６】次いで、マイコン２６は、ヒータオン時及
びオフ時の差分検出回路２１及び加算器２２からの各出
力データＶｏｆｆ１，Ｖｏｆｆ２，Ｖｏｎ１，Ｖｏｎ２
に基づいて、流量値Ｖｆを演算する（ステップＳ４）。

【００６７】次いで、マイコン２６は、ヒータオン時の
加算器２２の出力データＶｏｎ２を監視し、（Ｖｏｎ２
−Ｖｏｆｆ２）≦判別値となっているか否かを判定する
（ステップＳ５）。その答がノーならば、マイコン２６
は、水の混入なし（マイクロヒータ４への水の付着な
し）と判断し（ステップＳ６）、次にステップＳ１に戻
り、次のサンプリング時間の到来を待ち受ける。

【００６８】一方、ステップＳ５の答がイエスならば、
マイコン２６は、水の混入あり（マイクロヒータ４への
水の付着あり）と判断する（ステップＳ７）。

【００６９】次いで、マイコン２６は、表示器２７に水
混入警報を表示させる（ステップＳ８）と共に通報部３
０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報
し（ステップＳ８）、次いで、流量計測を停止し（ステ
ップＳ９）、次いで、遮断弁３０を遮断させる（ステッ
プＳ１０）。

【００７０】このようにして、従来のように特別に水分
検出装置等を用いることなく、ガス配管中に混入した水
を検出することができる。また、ガス配管中への水の混
入を、使用者やガス事業者に警報したり、ガス管理セン
ター等の外部に通報したり、ガス配管中への水の混入時
にガス流路を遮断して燃焼機器機における異常燃焼を防
止することができる。

【００７１】以上の通り、本発明の実施の形態について
説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用
が可能である。

【００７２】たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２５は、マイ
クロコンピュータ２６に内蔵しても良い。

【００７３】また、水混入の判定は、各サンプリング毎
のデータにて実施しても良くまたは、サンプリング毎で
はなく定期的（たとえば、１時間に１回）にマイコン２
６での水分混入判断ロジックを動作させて確認しても良
い。

【００７４】また、マイコン２６は、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆ
ｆ２≦判別値）となっている場合に、水混入ありと判定
しているが、これに代えて、Ｖｏｎ２の値が判別値以下
のほぼゼロ（すなわち、計測バイアス値を考慮に入れな
い場合の加算器２２の出力）になっている場合に、水の
混入あり、と判定しても良い。

【００７５】また、右側サーモパイル１１の温度検出信
号または左側サーモパイル１３の温度検出信号のどちら
か一方の温度検出信号のみを増幅して判別値と比較し、
水混入を判定するように構成しても良い。

【００７６】また、上流側サーモパイル８１１の温度検
出信号または左側サーモパイル１３の温度検出信号の和
信号またはどちらか一方の温度検出信号のみを増幅して
判別値と比較し、水混入を判定するように構成しても良
い。

【００７７】また、他の実施例として、異物として、水
に限らず、再液化したＬＰガス等の液体や、金属片など
の熱容量の比較的大きい物質（たとえば、測定すべきガ
スの数倍の熱容量を有する物質）または熱伝導率の比較
的高い物質（たとえば、測定すべきガスの数倍の熱伝導
率を有する物質）がフローセンサ１のマイクロヒータ４
に接触または付着した場合に、異物の接触または付着あ
り（したがって、異物の混入有り）を判定するように構
成しても良い。

【００７８】さらに他の実施例として、異物がフローセ
ンサ１のマイクロヒータ４ではなく温度センサのいずれ
かに接触または付着した場合に、異物の接触または付着
あり（したがって、異物の混入有り）を判定するように
構成しても良い。

【００７９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、水、液
体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高
い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触また
は付着した異常状態を検出することができる。

【００８０】請求項２、３、４記載の発明によれば、温
度センサが一対になっているので、フローセンサの異常
検出の感度が向上する。

【００８１】請求項５記載の発明によれば、水、液体、
比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物
質等の異物が温度センサまたはヒータに接触または付着
した異常状態を検出することができる。

【００８２】請求項６から８記載の発明によれば、温度
センサが一対になっているので、検出感度が向上する。

【００８３】請求項９記載の発明によれば、水、液体、
比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物
質等の異物によるフローセンサの異常状態を検出するこ
とができる。

【００８４】請求項１０記載の発明によれば、異物によ
るフローセンサの異常状態を、使用者やガス事業者に警
報することができる。

【００８５】請求項１１記載の発明によれば、異物によ
るフローセンサの異常状態を、ガス管理センター等の外
部に通報することができる。

【００８６】請求項１２記載の発明によれば、異物によ
る異常状態の検出時にガス流路を遮断し、燃焼機器機に
おける異常燃焼を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフローセンサの異常検出方法を実施す
る異常検出装置を組み込んだフローセンサ式ガスメータ
の実施の形態を示す構成図である。

【図２】図１のフローセンサの構成図である。

【図３】図１のフローセンサの断面図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における通常の流
量計測時の各センサ出力データと流量の関係を示すグラ
フである。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における水混入時
の各センサ出力データと流量の関係を示すグラフであ
る。

【図６】図１の流量計測装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ フローセンサ ４ マイクロヒータ（ヒータ） ５ 下流側サーモパイル（下流側温度センサ） ８ 上流側サーモパイル（上流側温度センサ） １１ 右側サーモパイル（右側温度センサ） １３ 左側サーモパイル（左側温度センサ） ２１ 差分検出回路 ２２ 加算器 ２６ マイコン（判定手段） ２７ 表示部（警報手段） ２８ メモリ ２９ 遮断弁（遮断手段） ３０ 通報部（通報手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 鋭博 静岡県天竜市二俣町南鹿島23 矢崎計器株 式会社内 (72)発明者 小林 賢知 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 瀬戸 実 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 酒井 克人 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CB01 CC13 CF05 CF11 2F035 EA05 EA08 EA09

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスを加熱するヒータと、温度センサと
   を備えたフローセンサにおいて、 上記ヒータの加熱にかかわらず上記温度センサの検出出
   力が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上
   記温度センサまたは上記ヒータに異物の接触または付着
   ありと判定することを特徴とするフローセンサの異常検
   出方法。
2. 【請求項２】 前記温度センサは、前記ヒータに対して
   対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサ
   であり、 前記判定手段は、上記一対の温度センサの検出出力の和
   が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記
   温度センサまたは前記ヒータに異物の接触または付着あ
   りと判定することを特徴とする請求項１記載のフローセ
   ンサの異常検出方法。
3. 【請求項３】 前記一対の温度センサは、前記ヒータに
   対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とす
   る請求項２記載のフローセンサの異常検出方法。
4. 【請求項４】 前記一対の温度センサは、前記ヒータに
   対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されているこ
   とを特徴とする請求項２記載のフローセンサの異常検出
   方法。
5. 【請求項５】 ガスを加熱するヒータと、温度センサと
   を備えたフローセンサにおいて、 上記ヒータの加熱にかかわらず上記温度センサの検出出
   力が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上
   記温度センサまたはヒータに異物の接触または付着あり
   と判定する判定手段からなることを特徴とするフローセ
   ンサの異常検出装置。
6. 【請求項６】 前記温度センサは、前記ヒータに対して
   対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサ
   であり判定手段は、一対の温度センサの検出出力の和が
   変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度セ
   ンサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定す
   ることを特徴とする請求項５記載のフローセンサの異常
   検出装置。
7. 【請求項７】 前記一対の温度センサは、前記ヒータに
   対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とす
   る請求項５記載のフローセンサの異常検出装置。
8. 【請求項８】 前記一対の温度センサは、前記ヒータに
   対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されているこ
   とを特徴とする請求項５記載のフローセンサの異常検出
   装置。
9. 【請求項９】 請求項５から８のいずれか１項に記載の
   フローセンサの異常検出装置を備えたことを特徴とする
   フローセンサ式ガスメータ。
10. 【請求項１０】 前記異常検出装置による異常検出を警
    報する警報手段を含むことを特徴とする請求項９記載の
    のフローセンサ式ガスメータ。
11. 【請求項１１】 前記異常検出装置による異常検出を外
    部に通報する通報手段を含むことを特徴とする請求項９
    記載のフローセンサ式ガスメータ。
12. 【請求項１２】 前記異常検出装置による異常検出に基
    づき、ガス流路を遮断する遮断手段を含むことを特徴と
    する請求項９のフローセンサ式ガスメータ。