JP2004212288A

JP2004212288A - 流量計

Info

Publication number: JP2004212288A
Application number: JP2003001348A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Suzuki; 守鈴木; Kenichiro Yuasa; 健一郎湯浅
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】流体の流量測定に関する信頼性を向上させることが可能な流量計を提供する。
【解決手段】ガスメータ１０の制御ユニット１６が、補正サイクルを繰り返しながら計測時間を補正する。すなわち、（１）流速センサ１１を利用してガスＧの流速Ｖを演算し、（２）その流速Ｖに基づいてガスＧの温度Ｔを演算し、（３）その温度Ｔに基づいて、ガスＧの温度Ｔと計測時間の補正値Ｕとの相関を示す相関テーブルＲを利用して補正値Ｕを取得し、（４）その補正値Ｕ分だけ計測時間を補正する。環境温度の変化に伴って水晶発振子の動作特性に精度誤差が生じたとしても、その精度誤差が相関テーブルＲを利用して把握され、精度誤差に起因する計測時間の遅れや進みを解消するように計測時間が補正される。したがって、計測時間が高精度にカウントされ、ガスＧの流量測定間隔にばらつきが生じることが抑制される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を測定する流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、消費者によるガス（燃料用ガス）の消費量（流量）を測定するために、各消費者宅ごとにガスメータが設置されている。ガス事業者は、一定期間ごとにガスメータからガスの消費量を検針することにより、その検針値に基づいてガスの使用料金を算定している。
【０００３】
従来のガスメータとしては、例えば、時間を計測するためにクロックを搭載し、このクロックから出力されるクロック信号に基づいてガス消費量の測定間隔などを管理している超音波式のガスメータが知られている。このクロックは、例えば、水晶発振子を含んで構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３２７４２０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように、ガスメータにより測定されるガスの消費量は、消費者に請求されることとなるガスの使用料金を算定するために利用されるものであるため、その測定に関する信頼性は可能な限り高いことが望ましい。しかしながら、従来のガスメータでは、クロックの動作特性上の理由に起因して、ガスの消費量測定に関して信頼性の低下を招くおそれがあるという問題があった。すなわち、クロックを構成する水晶発振子の動作特性上の精度誤差は環境温度の変化に伴って大きく変動するため、環境温度によってはクロック信号の出力間隔に誤差が生じ、これによりガス消費量の測定間隔にばらつきが生じ得るのである（例えば、月差＝３分〜４分以上）。最近では、所定の時間帯ごとにガスの使用料金に差を設ける時間帯別料金サービスが普及し始めていることから、この時間帯別料金サービスを公正に実施する上で、上記問題を解決することは急務である。
【０００６】
なお、上記問題を解決するための対策としては、例えば、環境温度の変化に伴う精度誤差の変動範囲が狭い高性能な水晶発振子を使用すればよいが、この種の水晶発振子は一般に高価であり、ガスメータのコストアップを招くこととなるため、上記対策は得策と言えない。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、流体の流量測定に関する信頼性を向上させることが可能な流量計を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の流量計は、所定の計測時間間隔ごとに流体の流速を演算し、その流速に基づいて流体の流量を演算する流量演算手段と、この流量演算手段により演算された流速に基づいて、流体の温度を演算する温度演算手段と、この温度演算手段により演算された温度に基づいて、計測時間の補正値を取得する補正値取得手段と、この補正値取得手段により取得された補正値に基づいて、計測時間を補正する計測時間補正手段とを備えるようにしたものである。
【０００９】
本発明の流量計では、流量演算手段が、流体の流量を演算するためにその流体の流速を演算すると、温度演算手段が、流量演算手段により演算された流速に基づいて流体の温度を演算する。そして、補正値取得手段が、温度演算手段により演算された温度に基づいて計測時間の補正値を取得すると、計測時間補正手段が、補正値取得手段により取得された計測時間の補正値に基づいて計測時間を補正する。これにより、流体の温度に対応した計測時間の補正値に基づいて、計測時間が補正される。
【００１０】
本発明の流量計では、流量演算手段が、流体に対して上流側から下流側へ音波を伝播させたときに要した第１の伝播時間と、下流側から上流側へ音波を伝播させたときに要した第２の伝播時間とを計測し、これらの第１および第２の伝播時間に基づいて流体の流速を演算するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の流量計では、流体が気体であり、温度演算手段が、気体の状態方程式を利用して流体の温度を演算するようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明の流量計では、補正値取得手段が、流体の温度と計測時間の補正値との相関を表す相関テーブルを利用して、流体の温度に対応した計測時間の補正値を取得するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の流量計では、温度演算手段が、所定の温度演算時間間隔ごとに流体の温度を演算するものであり、その温度演算手段が、第１の温度を取得したのち、この第１の温度に続く第２の温度を取得したときに、補正値取得手段が、第１および第２の温度の平均温度を演算し、その平均温度に基づいて計測時間の補正値を取得するようにしてもよいし、あるいは、補正値取得手段が、温度演算手段が流体の温度を演算するときごとにその温度に基づいて計測時間の補正値を取得し、所定の補正値演算時間間隔ごとに一連の補正値の平均補正値を演算するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明の流量計では、さらに、所定の計測時間間隔ごとに所定の処理を実行する外部機器と通信するための外部用通信手段を備え、計測時間補正手段が、外部用通信手段を介して外部機器の計測時間を補正するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の流量計では、さらに、補正値取得手段とは別個に独立して計測時間の補正値を取得して計測時間を統括的に管理する統括機器と通信するための統括用通信手段を備え、計測時間補正手段が、補正値取得手段により取得された計測時間の補正値と、統括用通信手段を介して統括機器から取得した計測時間の補正値とを比較することにより、補正すべき補正値を決定するようにしてもよい。この場合には、補正値取得手段が、統括機器から取得した計測時間の補正値に基づいて、流体の温度と計測時間の補正値との相関を表す相関テーブルを更新するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明の流量計では、計測時間補正手段が、流量演算手段により演算された流体の流量がゼロになったとき、または流量がゼロの状態が所定の期間に渡って継続したときに、計測時間を補正するようにしてもよい。
【００１７】
また、本発明の流量計では、流量演算手段が、ガスの演算を取得し、その流速に基づいてガスの流量を演算するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る流量計としてのガスメータの構成について説明する。図１はガスメータ１０のブロック構成を表し、図２は図１に示したガスメータ１０の要部の断面構成を拡大して表している。
【００２０】
このガスメータ１０は、消費者宅ごとに設置され、消費者により消費されたガスＧの消費量（流量）を測定するものであり、例えば鉄などの金属製の筐体１の内部に、配管Ｈ中を流れるガスＧの流速を計測するために利用される流速センサ１１と、ガスＧの圧力を検出する圧力センサ１２と、時間を計測するために利用されるクロック１３と、各種情報を記憶するメモリ１４と、メータ全体に電力を供給するリチウムバッテリ１５と、メータ全体を制御する制御ユニット１６と、ガスメータ１０よりも下流側へのガスＧの供給状態を切り替える遮断弁１７とを備えている。このガスメータ１０の筐体１には、各種情報を表示する表示パネル１８が取り付けられている。
【００２１】
流速センサ１１は、例えば、超音波を利用してガスＧの流速を計測するために利用されるものであり、図２に示したように、配管Ｈの上流側に設置された上流側超音波送受信器１１Ａと、下流側に設置された下流側超音波送受信器１１Ｂとを含んで構成されている。これらの上流側超音波送受信器１１Ａおよび下流側超音波送受信器１１Ｂは、配管Ｈ中を流れるガスＧ中において交互に超音波Ｗを送受信し、それぞれ送受信時ごとに制御ユニット１６に対して計測信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００２２】
圧力センサ１２は、配管Ｈ中を流れるガスＧの圧力を検出し、制御ユニット１６に対して圧力信号を出力するようになっている。この圧力センサ１２は、例えば、圧力に応じて生じた歪みに対応した電圧を発生させる圧電膜センサなどにより構成されている。
【００２３】
クロック１３は、水晶発振子を含んで構成されており、この水晶発振子の動作特性を利用して制御ユニット１６に対してクロック信号Ｓ２を出力するようになっている。
【００２４】
メモリ１４は、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などにより構成されており、制御ユニット１６により利用される相関テーブルＲなどの情報を記憶している。このメモリ１４は、必要に応じて、制御ユニット１６により演算されたガスＧの瞬時流量ＱＭや積算流量ＱＰなども記憶可能になっている。
【００２５】
制御ユニット１６は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などにより構成されており、主に、以下の機能を実行するようになっている。
【００２６】
（１）流量演算機能
すなわち、制御ユニット１６は、クロック１３から出力されるクロック信号Ｓ２に基づいて時間を計測しながら、流速センサ１１（上流側超音波送受信器１１Ａ、下流側超音波送受信器１１Ｂ）から出力された計測信号Ｓ１に基づいて所定の計測時間間隔ごとに伝播時間Ｈ１，Ｈ２を計測することにより、これらの伝播時間Ｈ１，Ｈ２に基づいてガスＧの流速Ｖを演算している。伝播時間Ｈ１（第１の伝播時間）とは、ガスＧ中で上流側から下流側へ超音波Ｗを伝播させたときに要した時間であり、伝播時間Ｈ２（第２の伝播時間）とは、下流側から上流側へ超音波Ｗを伝播させたときに要した時間である。そして、制御ユニット１６は、ガスＧの流速Ｖに配管Ｈの断面積Ａを乗じることによりガスＧの瞬時流量ＱＭを演算すると共に、その瞬時流量ＱＭを積算することによりガスＧの積算流量ＱＰを演算している。
【００２７】
なお、制御ユニット１６による流速Ｖの演算手順は、以下の通りである。すなわち、図２に示したように、超音波Ｗの伝播距離（上流側超音波送受信器１１Ａと下流側超音波送受信器１１Ｂとの間の距離）をＬとし、超音波Ｗの伝播方向とガスＧの流れる方向とのなす角度をθとすると共に、音速をＣとすると、伝播時間Ｈ１はＨ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）、伝播時間Ｈ２はＨ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ）と表される。これにより、流速ＶはＶ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｈ１）−（１／Ｈ２））と算出される。ガスＧ中を伝播する超音波Ｗの伝播時間Ｈ１，Ｈ２は、そのガスＧの温度Ｔや組成に依存して変化することが知られているが、一般消費者向けのガスＧの組成はほぼ一定であるため、上記したようにガスＧの伝播時間Ｈ１、Ｈ２に基づいて流速Ｖを算出可能となるのである。
【００２８】
（２）計測時間補正機能
また、制御ユニット１６は、クロック１３から出力されるクロック信号Ｓ２に基づいて時間を計測しながら、ガスＧの流速Ｖに基づいて計測時間を補正している。すなわち、制御ユニット１６は、ガスＧの流速Ｖを取得すると、その流速Ｖと共に気体（ガス）の状態方程式とを利用してガスＧの温度Ｔを演算する。このときの温度Ｔは、Ｔ＝ＭＶ^２／γＲ（Ｔは絶対温度、Ｍはガスの分子量、γは定数、Ｒは気体定数＝８．３１４Ｊ／ｍｏｌＫ）と表される。そして、制御ユニット１６は、メモリ１４に記憶されている相関テーブルＲを利用して、ガスＧの温度Ｔに対応した計測時間の補正値Ｕを取得したのち、その補正値Ｕに基づいて計測時間を補正する。
【００２９】
ここで、図３および図４を参照して、制御ユニット１６による補正値Ｕの取得手順の一例について説明する。図３は相関テーブルＲの内容を説明するためのものであり、「横軸」はガスＧの温度Ｔ、「縦軸」はクロック１３を構成する水晶発振子の動作特性上の精度誤差Ｅをそれぞれ示している。図４は計測時間の補正値Ｕの取得手順を説明するためのものであり、「横軸」は計測時間ｔ、「縦軸」はガスＧの温度Ｔをそれぞれ示している。
【００３０】
クロック１３から出力されるクロック信号Ｓ２の出力間隔誤差は、そのクロック１３を構成する水晶発振子の動作特性上の精度誤差Ｅに依存している。この水晶発振子の精度誤差Ｅは、上記したように環境温度の変化に伴って変動し、具体的には、図３に示したように、所定の温度（例えば常温＝約２５℃）において±０となり、かつその温度を頂点として凸状の放物線を描くように変動している。このことから、水晶発振子が晒されている環境温度をガスＧの温度Ｔとして検出すると共に、図３に示した水晶発振子の精度誤差Ｅの温度依存性データを相関テーブルＲとして利用すれば、ガスＧの温度Ｔに対応した水晶発振子の精度誤差Ｅが判るため、その精度誤差Ｅに起因するクロック信号Ｓ２の出力間隔誤差を解消するために必要な計測時間の補正値Ｕが判るのである。
【００３１】
制御ユニット１６は、補正サイクル動作を繰り返すことにより計測時間を補正している。すなわち、制御ユニット１６は、図４に示したように、計測時間ｔ１において温度Ｔ１（第１の温度）を取得し、その温度Ｔ１に基づいて計測時間を一旦補正したのち、所定の温度演算時間間隔ｔＣが経過した計測時間ｔ２において温度Ｔ２（第２の温度）を取得すると、温度Ｔ１，Ｔ２の平均値（平均温度＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２）ＴＡを演算すると共に、図３に示した相関テーブルＲを利用して平均温度ＴＡに対応した精度誤差ＥＡを把握することにより、その精度誤差ＥＡに対応した補正値Ｕ分だけ計測時間を補正する。具体的には、例えば、精度誤差ＥＡ＝−１分の場合（計測時間が１分だけ遅れている場合）には補正値Ｕ＝＋１分となり、制御ユニット１６は計測時間ｔ２において計測時間を１分だけ進めるように補正する。あるいは、例えば、精度誤差ＥＡ＝＋１分の場合（計測時間が１分だけ進んでいる場合）には補正値Ｕ＝−１分となり、制御ユニット１６は計測時間ｔ２において計測時間を１分だけ遅らせるように補正する。なお、上記した温度演算時間間隔ｔＣは、必ずしもガスＧの流量演算時間間隔と一致している必要はなく、適宜設定可能になっている。
【００３２】
（３）保安機能
また、制御ユニット１６は、所定のガスＧの消費状態を検知した場合に、消費者に危険を伴うガスＧの使用状態が生じているものと判断し、遮断弁１７に弁駆動信号Ｓ３を出力している。「所定のガスＧの消費状態を検知した場合」とは、例えば、ガスＧの過大な流量や過大な圧力を検知したり、所定の時間以上の長期に渡ってガスＧが消費されている場合などである。
【００３３】
ここで、制御ユニット１６が本発明における「流量演算手段」、「温度演算手段」、「補正値取得手段」および「計測時間補正手段」の一具体例に対応する。
【００３４】
引き続き、図１を参照して、ガスメータ１０の構成について説明する。
【００３５】
遮断弁１７は、配管Ｈを開閉可能なものであり、制御ユニット１６から出力される弁駆動信号Ｓ３に応じて駆動し、配管Ｈを塞いでガスＧの供給を遮断するようになっている。
【００３６】
表示パネル１８は、例えば、ガスＧの流量などを表示するものであり、ダイヤル式の表示カウンタや液晶表示パネルなどにより構成されている。
【００３７】
次に、図１〜図５を参照して、ガスメータ１０の動作について説明する。図５は、ガスメータ１０の動作の流れを説明するためのものである。なお、以下では、制御ユニット１６による計測時間の補正機構について言及するものとする。
【００３８】
このガスメータ１０では、流速センサ１１の上流側超音波送受信器１１Ａおよび下流側超音波送受信器１１Ｂが、配管Ｈ中を流れるガスＧ中において交互に超音波Ｗを送受信すると（図１，図２参照）、補正サイクル動作を繰り返すことにより計測時間を補正する。
【００３９】
補正サイクルでは、計測時間ｔ１においてガスＧの温度Ｔ１を取得し、その温度Ｔ１に基づいて計測時間を一旦補正したのち、計測時間ｔ２において流速センサ１１から出力された計測信号Ｓ１を取り込むと（図４参照）、この計測信号Ｓ１に基づいて、ガスＧ中で上流側から下流側へ超音波Ｗを伝播させたときに要した伝播時間Ｈ１と、下流側から上流側へ超音波Ｗを伝播させたときに要した伝播時間Ｈ２とを計測したのち（ステップＳ１０１）、これらの２つの伝播時間Ｈ１、Ｈ２に基づいてガスＧの流速Ｖを演算する（ステップＳ１０２）。
【００４０】
続いて、流速Ｖと共に気体（ガス）の状態方程式とを利用してガスＧの温度Ｔ２を演算したのち（ステップＳ１０３）、計測時間ｔ１において取得した温度Ｔ１と計測時間ｔ２において取得した温度Ｔ２との平均温度ＴＡを演算する（ステップＳ１０４）。
【００４１】
最後に、メモリ１４に記憶されている相関テーブルＲ（図３参照）を利用して、平均温度ＴＡに対応した計測時間の補正値Ｕを取得したのち（ステップＳ１０５）、その補正値Ｕ分だけ計測時間を補正する（ステップＳ１０６）。
【００４２】
以上の補正サイクルが温度演算時間間隔ｔＣごとに繰り返されることにより、計測時間の誤差が反復的に補正される。
【００４３】
以上説明したように本実施の形態に係るガスメータ１０では、ガスＧの流速Ｖに基づいてそのガスＧの温度Ｔを演算し、その温度Ｔに基づいて計測時間の補正値Ｕを取得したのち、その補正値Ｕ分だけ計測時間を補正するようにしたので、環境温度の変化に伴って水晶発振子の動作特性に精度誤差Ｅが生じたとしても、その精度誤差Ｅが相関テーブルＲを利用して把握され、精度誤差Ｅに起因する計測時間の遅れや進みを解消するように計測時間が補正される。したがって、計測時間を高精度にカウントし、ガスＧの流量測定間隔にばらつきが生じることを抑制することが可能になるため、ガスＧの流量測定に関する信頼性を向上させることができる。
【００４４】
特に、本実施の形態では、環境温度の変化に伴う精度誤差の変動範囲が狭い高価な水晶発振子を使用することなく、一般的にガスメータ１０に搭載されている安価な水晶発振子を使用して計測時間を高精度にカウントすることが可能になるため、ガスメータ１０のコストアップを招くことなく、ガスＧの流量測定に関する信頼性を向上させることができる。
【００４５】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施の形態において説明したものに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００４６】
具体的には、上記実施の形態では、図４に示したように、計測時間ｔ１において温度Ｔ１を取得したのち、温度演算時間間隔ｔＣが経過した計測時間ｔ２において温度Ｔ２を取得したときに、温度Ｔ１，Ｔ２の平均温度ＴＡを演算し、この平均温度ＴＡに対応した計測時間の補正値Ｕを取得するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、図６に示したように、計測時間ｔ１において温度Ｔ１を演算し、その温度Ｔ１に対応した計測時間の補正値Ｕ１を取得したのち、温度演算時間間隔ｔＣが経過した計測時間ｔ２において温度Ｔ２を演算し、その温度Ｔ２に対応した計測時間の補正値Ｕ２を取得するまでの間に、所定の補正値演算時間間隔ｔＮごとに、計測時間ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７においてそれぞれ温度Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７を演算すると共に計測時間の補正値Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６，Ｕ７を取得し、計測時間ｔ２において一連の補正値Ｕ１〜Ｕ７の平均補正値ＵＡ（ＵＡ＝（Ｕ１＋Ｕ２＋Ｕ３＋Ｕ４＋Ｕ５＋Ｕ６＋Ｕ７）／７）を演算するようにしてもよい。この場合には、計測時間ｔ１〜ｔ２間において取得された一連の補正値Ｕ１〜Ｕ７が随時メモリ１４に記憶されたのち、計測時間ｔ２において平均補正値ＵＡを演算する際に一連の補正値Ｕ１〜Ｕ７がメモリ１４から読み出されるようにすればよい。なお、上記した補正値演算時間間隔ｔＮは、必ずしもガスＧの流量演算間隔と一致している必要はなく、適宜設定可能である。この場合においても、平均補正値ＵＡに基づいて計測時間が補正されるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、ガスメータ１０による計測時間の補正機構を利用すれば、いくつかの有用な補正作業を実施することができる。
【００４８】
具体的には、例えば、図７に示したように、ガスメータ１０に、時間帯別料金サービスなどの付加価値サービスを実施することを目的として、時間を計測しながらガスＧの流量データを収集する外部ユニット２０が通信線３０を介して接続されている場合には、そのガスメータ１０が、定期的または必要に応じて外部ユニット２０の計測時間を補正するようにしてもよい。
【００４９】
このガスメータ１０は、例えば、上記実施の形態において説明した一連の構成要素と共に、外部と通信するために利用される通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１９を備えている。外部ユニット２０は、筐体２の内部に、制御ユニット２１と、クロック２２と、メモリ２３と、通信Ｉ／Ｆ２４とを備えている。この外部ユニット２０は、クロック２２から出力されるクロック信号に基づいて、所定の計測時間間隔（例えば平日昼間，平日夜間，休日昼間，休日夜間等）ごとにガスメータ１０からガスＧの流量データＤ（例えば積算流量ＱＰ等）を取り込み、そのガスＧの流量データＤをメモリ２３に記憶するようになっている。
【００５０】
このガスメータ１０では、制御ユニット１６が計測時間補正機能を利用して自らの計測時間を補正すると共に、通信Ｉ／Ｆ１９を介して制御ユニット２１にアクセスすることにより外部ユニット２０の計測時間も補正することが可能になるため、外部ユニット２０の計測動作を高精度化し、時間帯別料金サービスを公正に運用することができる。
【００５１】
もちろん、ガスメータ１０により計測時間が補正される外部ユニット２０は時間帯別料金サービスを実施するためのものに限らず、時間を計測しながら他の処理を実行するものであってもよい。ここで、外部ユニット２０が本発明における「外部機器」の一具体例に対応し、通信Ｉ／Ｆ１９が本発明における「外部用通信手段」の一具体例に対応する。
【００５２】
また、例えば、図８に示したように、消費者宅１００に設置されたガスメータ１０が、遠隔地に存在する管理センタ５０内に設置されたホストコンピュータ６０と通信線３０を介して接続されている場合には、そのガスメータ１０が、定期的または必要に応じて、ホストコンピュータ６０と通信した結果に基づいて計測時間を補正するようにしてもよい。管理センタ５０は、ガス事業者等が駐留し、ガスＧを消費する消費者やガスメータ１０に関する情報（例えば計測時間）を管理するための管理拠点であり、ホストコンピュータ６０は、管理センタ５０に集約される一連の情報を統括的に管理するものである。
【００５３】
このガスメータ１０は、上記実施の形態において説明した一連の構成要素と共に外部と通信するための通信Ｉ／Ｆ１９を備えており、そのガスメータ１０には通信状態を制御するための通信ユニット４１が接続されている。この通信ユニット４１は、必要に応じて通信線３０（例えば電話回線）の接続先を切り替えるものであり、例えば端末通信網制御装置（Ｔ−ＮＣＵ）などにより構成されている。この通信ユニット４１は、例えば、通常時は通信線３０を電話機４２に接続し、その電話機４２を使用可能にしているが、ガスメータ１０とホストコンピュータ６０とが通信する際には、通信線３０の接続先を電話機４２からガスメータ１０に切り替えるようになっている。
【００５４】
ホストコンピュータ６０は、制御ユニット６１と、クロック６２と、メモリ６３と、通信Ｉ／Ｆ６４とを備えており、このホストコンピュータ６０には通信ユニット４３が接続されている。このホストコンピュータ６０は、ガスメータ１０とは別個に独立して計測時間の補正値Ｕを取得する機能を有しており、特に、ガスメータ１０において実行される演算処理よりも複雑かつ精密な演算処理を実行することにより極めて高精度な補正値ＵＰを取得し、その補正値ＵＰをメモリ６３に記憶するようになっている。
【００５５】
このガスメータ１０では、制御ユニット１６が補正値Ｕを取得すると、通信Ｉ／Ｆ１９，６４および通信ユニット４１，４３を介してホストコンピュータ６０から補正値ＵＰを別個に取得すると共に、これらの補正値Ｕ，ＵＰを比較することにより補正すべき補正値を決定し、その決定した補正値に基づいて計測時間を補正する。具体的には、例えば、制御ユニット１６は、（１）補正値Ｕ，ＵＰが互いに等しい場合に、補正値Ｕに基づいて補正作業を行ったり、（２）補正値Ｕ，ＵＰが互いに異なる場合に、それらの補正値Ｕ，ＵＰの平均値を演算し、その平均値に基づいて補正作業を行ったり、（３）補正値Ｕ，ＵＰが互いに等しいか否かにかかわらず、常に補正値ＵＰに基づいて補正作業を行ったりする。この際、制御ユニット１６は、例えば、計測時間を補正すると共に、補正値ＵＰに基づいて相関テーブルＲの内容、すなわちガスＧの温度Ｔと計測時間の補正値Ｕとの相関データを更新することも可能である。これらのことから、ガスメータ１０では、自ら取得した補正値Ｕと共に、ホストコンピュータ６０から取得したより高精度な補正値ＵＰに基づいて計測時間を補正することが可能になるため、ガスＧの流量測定に関する信頼性をより向上させることができる。特に、制御ユニット１６が補正値ＵＰに基づいて相関テーブルＲを更新するようにすれば、相関テーブルＲに基づいて取得される補正値Ｕの精度が向上するため、この観点においてもガスＧの流量測定に関する信頼性向上に寄与することができる。ここで、ホストコンピュータ６０が本発明における「統括機器」の一具体例に対応し、通信Ｉ／Ｆ１９および通信ユニット４１が本発明における「統括用通信手段」の一具体例に対応する。
【００５６】
また、上記実施の形態では、所定の条件が満たされたときに、制御ユニット１６が補正作業を行うようにしてもよい。この「所定の条件」とは、例えば、制御ユニット１６により演算されたガスＧの瞬時流量ＱＭがゼロになったとき（ＱＭ＝０）や、瞬時流量ＱＭがゼロの状態が所定の期間（例えば１時間。なお、この期間は、円滑な補正作業の実行に関して悪影響を及ぼさない限りにおいて、長いほど好ましい。）に渡って継続したときなどである。この場合には、以下の理由により、計測時間の補正精度を向上させることができる。
【００５７】
すなわち、上記実施の形態では、制御ユニット１６が、クロック１３を構成する水晶振動子の動作特性上の精度誤差ＥをガスＧの温度Ｔに基づいて把握し、その精度誤差Ｅに対応した補正値Ｕを取得している。しかしながら、精度誤差Ｅは、ガスＧの温度Ｔよりも、クロック１３が収納されている筐体１の温度に大きく依存する場合がある。この場合には、例えば、瞬時流量ＱＭが大きくなると、ガスＧの温度Ｔと筐体１の温度との間の温度差が大きくなり、制御ユニット１６により把握される精度誤差Ｅ、言い換えれば制御ユニット１６により取得される補正値Ｕの誤差が大きくなるため、計測時間の補正精度が低下してしまう。この点に関して、制御ユニット１６が、瞬時流量ＱＭがゼロになったときに把握した精度誤差Ｅに基づいて補正値Ｕを取得し、その補正値Ｕに基づいて計測時間を補正するようにすれば、上記したガスＧの温度Ｔと筐体１の温度との間の温度差に起因する補正値Ｕの誤差が小さくなるため、計測時間の補正精度が向上するのである。特に、不慮の要因（例えば制御ユニット１６の故障等）に基づいて瞬時流量ＱＭが瞬間的にゼロになったときに、制御ユニット１６により補正精度の低い補正作業が実行されることを防止するならば、瞬時流量ＱＭがゼロの状態が所定の期間に渡って継続したときに補正作業を実行するようにするのが好ましい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、ガスの流速を取得し、その流速に基づいてガスの流量を測定するガスメータに本発明を適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明を水道メータなどの他のメータに適用するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１１いずれか１項に記載の流量計によれば、流体の流速に基づいてその流体の温度を演算し、その温度に基づいて計測時間の補正値を取得したのち、その補正値分だけ計測時間を補正するようにしたので、環境温度の変化に伴って計測時間の遅れや進みが生じたとしても、それらの計測時間の遅れや進みが補正される。したがって、計測時間を高精度にカウントし、流体の流量測定間隔にばらつきが生じることを抑制することが可能になるため、流体の流量測定に関する信頼性を向上させることができる。
【００６０】
特に、請求項７記載の流量計によれば、計測時間補正手段が外部用通信手段を介して外部機器の計測時間を補正するようにしたので、その外部機器の計測動作を高精度化することができる。
【００６１】
また、請求項８記載の流量計によれば、計測時間補正手段が、補正値取得手段により取得された計測時間の補正値と、統括用通信手段を介して統括機器から取得した計測時間の補正値とを比較することにより、補正すべき補正値を決定するようにしたので、例えば、統括機器が、補正値取得手段よりも複雑かつ精密な演算処理を実行可能なものであり、統括機器から取得した補正値が、補正値取得手段により取得された補正値よりも高精度であるようにすれば、計測動作をより高精度化し、流体の流量測定に関する信頼性をより向上させることができる。
【００６２】
また、請求項９記載の流量計によれば、補正値取得手段が、統括機器から取得した計測時間の補正値に基づいて、流体の温度と計測時間の補正値との相関を表す相関テーブルを更新するようにしたので、その相関テーブルに基づいて取得される補正値の精度が向上する。したがって、この観点においても流体の流量測定に関する信頼性向上に寄与することができる。
【００６３】
また、請求項１０記載の流量計によれば、計測時間補正手段が、流量演算手段により演算された流体の流量がゼロになったとき、または流量がゼロの状態が所定の期間に渡って継続したときに計測時間を補正するようにしたので、補正値取得手段により取得される補正値の誤差が小さくなる。したがって、計測時間の補正精度を向上させることができる。特に、流体の流量がゼロの状態が所定の期間に渡って継続したときに計測時間を補正するようにすれば、流量がゼロになったときに直ちに計測時間を補正する場合とは異なり、不慮の要因（例えば故障等）に基づいて流量が瞬間的にゼロになったときに補正精度の低い補正作業が実行されることが防止されるため、計測時間の補正精度をより向上させることができる。
【００６４】
また、請求項１１記載の流量計によれば、流量取得手段がガスの流速を取得し、その流速に基づいてガスの流量を測定するようにしたので、ガス流量の測定に伴う計測時間の遅れや進みが補正される。したがって、ガスの流量測定に関する信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るガスメータのブロック構成を表す図である。
【図２】図１に示したガスメータの要部の断面構成を拡大して表す断面図である。
【図３】相関テーブルの内容を説明するための図である。
【図４】計測時間の補正値の取得手順を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るガスメータの動作を説明するための流れ図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るガスメータにおける計測時間の補正値の取得手順に関する変形例を説明するための図でる。
【図７】本発明の一実施の形態に係るガスメータによる計測時間の補正機構を利用して実施可能な補正作業を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るガスメータによる計測時間の補正機構を利用して実施可能な他の補正作業を説明するための図である。
【符号の説明】
１，２…筐体、１０…ガスメータ、１１…流速センサ、１１Ａ…上流側超音波送受信器、１１Ｂ…下流側超音波送受信器、１２…圧力センサ、１３，２２，６２…クロック、１４，２３，６３…メモリ、１５…リチウムバッテリ、１６，２１，６１…制御ユニット、１７…遮断弁、１８…表示パネル、１９，２４，６４…通信Ｉ／Ｆ、２０…外部ユニット、３０…通信線、４１，４３…通信ユニット、４２…電話機、５０…管理センタ、６０…ホストコンピュータ、Ｄ…流量データ、Ｅ，ＥＡ…精度誤差、Ｇ…ガス、Ｈ…配管、Ｌ…伝播距離、ＱＭ…瞬時流量、ＱＰ…積算流量、Ｒ…相関テーブル、Ｓ１…計測信号、Ｓ２…クロック信号、Ｓ３…弁駆動信号、ｔ（ｔ１〜ｔ７）…計測時間、ｔＣ…温度演算時間間隔、ｔＮ…補正値演算時間間隔、Ｔ（Ｔ１，Ｔ２）…温度、ＴＡ…平均温度、Ｕ（Ｕ１〜Ｕ７），ＵＰ…補正値、Ｖ…流速、Ｗ…超音波、θ…角度。

Claims

所定の計測時間間隔ごとに流体の流速を演算し、その流速に基づいて流体の流量を演算する流量演算手段と、
この流量演算手段により演算された流速に基づいて、流体の温度を演算する温度演算手段と、
この温度演算手段により演算された温度に基づいて、計測時間の補正値を取得する補正値取得手段と、
この補正値取得手段により取得された補正値に基づいて、計測時間を補正する計測時間補正手段と
を備えたことを特徴とする流量計。
前記流量演算手段が、流体に対して上流側から下流側へ音波を伝播させたときに要した第１の伝播時間と、下流側から上流側へ音波を伝播させたときに要した第２の伝播時間とを計測し、これらの第１および第２の伝播時間に基づいて流体の流速を演算するものである
ことを特徴とする請求項１記載の流量計。
流体が気体であり、
前記温度演算手段が、気体の状態方程式を利用して流体の温度を演算するものである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流量計。
前記補正値取得手段が、流体の温度と計測時間の補正値との相関を表す相関テーブルを利用して、流体の温度に対応した計測時間の補正値を取得するものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の流量計。
前記温度演算手段が、所定の温度演算時間間隔ごとに流体の温度を演算するものであり、
その温度演算手段が、第１の温度を取得したのち、この第１の温度に続く第２の温度を取得したときに、
前記補正値取得手段が、前記第１および第２の温度の平均温度を演算し、その平均温度に基づいて計測時間の補正値を取得する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流量計。
前記温度演算手段が、所定の温度演算時間間隔ごとに流体の温度を演算するものであり、
前記補正値取得手段が、前記温度演算手段が流体の温度を演算するときごとにその温度に基づいて計測時間の補正値を取得し、所定の補正値演算時間間隔ごとに一連の補正値の平均補正値を演算する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流量計。
さらに、
所定の計測時間間隔ごとに所定の処理を実行する外部機器と通信するための外部用通信手段を備え、
前記計測時間補正手段が、前記外部用通信手段を介して前記外部機器の計測時間を補正する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の流量計。
さらに、
前記補正値取得手段とは別個に独立して計測時間の補正値を取得して計測時間を統括的に管理する統括機器と通信するための統括用通信手段を備え、
前記計測時間補正手段が、前記補正値取得手段により取得された計測時間の補正値と、前記統括用通信手段を介して前記統括機器から取得した計測時間の補正値とを比較することにより、補正すべき補正値を決定する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の流量計。
前記補正値取得手段が、前記統括機器から取得した計測時間の補正値に基づいて、流体の温度と計測時間の補正値との相関を表す相関テーブルを更新する
ことを特徴とする請求項８記載の流量計。
前記計測時間補正手段が、前記流量演算手段により演算された流体の流量がゼロになったとき、または流量がゼロの状態が所定の期間に渡って継続したときに、計測時間を補正するものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の流量計。
前記流量演算手段が、ガスの流速を演算し、その流速に基づいてガスの流量を演算するものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の流量計。