JP2004333202A

JP2004333202A - Gas meter

Info

Publication number: JP2004333202A
Application number: JP2003126513A
Authority: JP
Inventors: Jiro Mizukoshi; 二郎水越; Fujio Hori; 富士雄堀; Kazuhiro Yoshino; 一博吉野; Tatsuo Fujimoto; 龍雄藤本; Mamoru Suzuki; 守鈴木; Kenichiro Yuasa; 健一郎湯浅; Tomio Inoue; 富美夫井上; Yasuhiro Fujii; 泰宏藤井; Toru Hiroyama; 徹廣山
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd; Toyo Gas Meter Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd; Toyo Gas Meter Co Ltd
Priority date: 2003-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas meter capable of acquiring stable and accurate measurement through the use of an ultrasonic flow measuring means. <P>SOLUTION: The gas meter is provided with a source inflow opening 1a in which gas flows, a facility outflow opening 1b out of which the gas flows, and the measuring means 50 provided between the source inflow opening 1a and the facility outflow opening 1b. A rectifying member for rectifying the flow of the gas is provided at at least either a measuring inflow opening 50a corresponding to an entrance of the measuring means, or a measuring outflow opening 50b corresponding to an exit of the measuring means. In the gas meter; a first channel forming member 40, the measuring means, and a second channel forming member 48 are constituted in an approximately U-shape. The measuring inflow opening is protruded. An inflow-side turbulence suppressing member 42 is provided above the measuring inflow opening at a first prescribed distance. The rectifying member is constituted in such a way that the gas, which reaches the measuring inflow opening through the first channel forming member, may turn around the inflow-side turbulence suppressing member 42 and the protruded measuring inflow opening and reach the measuring inflow opening. The gas meter is provided with a flange part F outside at least either the measuring inflow opening or the measuring outflow opening. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスの流量を計測するガスメータに関し、特にガスメータの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスメータ１０１（住宅等にて一般的に用いられているガスメータ）の外観を図１０に示す。従来のガスメータ１０１は、流量積算部１２０と流量計測部１３０とで構成されている。流量計測部１３０は、機械式である膜式流量計測手段が一般的に用いられている。流量積算部１２０には、ガスの供給元（ガス会社等）から供給されるガスが流入する供給元流入口１２１と、ガスを使用する設備にガスを流出する設備流出口１２２と、流量表示手段１２３とが設けられている。また、流量表示手段は、機械式のカウンタが一般的に用いられている。
また、流量積算部１２０内には、ＣＰＵ等の制御手段が設けられており、安全装置等を働かせている。
【０００３】
なお、上記に説明したガスメータ１０１は、従来より一般的に用いられているので、あえて先行技術文献を記載しない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガスメータ１０１は、流量積算部１２０及び流量計測部１３０の各々を機械式カウンタ及び機械式流量計測手段（膜式流量計測手段等）を用いているため、サイズが非常に大きく、且つ重量も大きい。ガスメータに必要な密閉性（安全性等）、計測精度等を備えれば、小型化及び軽量化が可能である。
ここで、必要な計測精度を備えた計測手段として、超音波式流量計測手段を用いた場合、従来のガスメータ１０１に対して小型化及び軽量化を大きく向上させることが期待できる。しかし、超音波式流量計測手段は非常に繊細な計測手段であるため、安定した計測精度を得るためには、種々の工夫が必要である。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、超音波式流量計測手段を用いて、安定した計測精度を得ることができるガスメータを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのガスメータである。
請求項１に記載のガスメータは、ガスの供給元から供給されるガスが流入する供給元流入口と、ガスを使用する設備に向けてガスを流出する設備流出口と、供給元流入口と設備流出口との間に連通されて超音波を用いてガスの流量を計測する計測手段とを備えたガスメータであって、計測手段におけるガスの入り口に対応する計測流入口と、計測手段におけるガスの出口に対応する計測流出口との少なくとも一方に、ガスの流れを整える整流部材を設ける。
整流部材を用いてガスの流れを整えることでガスの脈流等を抑制し、超音波式流量計測手段を用いて安定した計測精度を得ることができる。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのガスメータである。
請求項２に記載のガスメータは、請求項１に記載のガスメータであって、供給元流入口と計測流入口とを連通する第１流路形成部材と、計測流出口と設備流出口とを連通する第２流路形成部材とを備え、計測手段をほぼ水平に配置し、第１流路形成部材と第２流路形成部材をほぼ垂直に配置し、第１流路形成部材と計測手段と第２流路形成部材にて略Ｕ字型に構成する。そして、計測流入口を、第１流路形成部材における計測手段側の壁面よりも第１所定長さにて突出させ、第１流路形成部材における計測手段と反対側の壁面に第２所定長さを有する流入側乱流抑制部材を、計測流入口から第１所定距離だけ離れた上方にほぼ水平方向に設ける。このように、第１流路形成部材を流れて計測流入口に到達するガスが、流入側乱流抑制部材と突出した計測流入口とで、回り込むように計測流入口に到達するように整流部材を構成する。
乱流抑制部材を用いて、第１流路形成部材から流れてきたガスが一気に計測流入口に到達してガスの流れが乱れることを抑制し、ガスの流れを整えることができ、安定した計測精度を得ることができる。
【０００７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのガスメータである。
請求項３に記載のガスメータは、請求項１または２に記載のガスメータであって、供給元流入口と計測流入口とを連通する第１流路形成部材と、計測流出口と設備流出口とを連通する第２流路形成部材とを備え、計測手段をほぼ水平に配置し、第１流路形成部材と第２流路形成部材をほぼ垂直に配置し、第１流路形成部材と計測手段と第２流路形成部材にて略Ｕ字型に構成する。そして、計測流出口を、第２流路形成部材における計測手段側の壁面よりも第３所定長さにて突出させ、第２流路形成部材における計測手段と反対側の壁面に第４所定長さを有する流出側乱流抑制部材を、計測流出口から第２所定距離だけ離れた上方にほぼ水平方向に設ける。このように、計測流出口から第２流路形成部材に流出するガスが、突出した計測流出口と流出側乱流抑制部材とで、回り込むように第２流路形成部材に流出するように整流部材を構成する。
乱流抑制部材を用いて、計測流出口から流出したガスが一気に第２流路形成部材に抜けて、揺り戻し等によりガスの流れが乱れることを抑制し、ガスの流れをより整えることができ、安定した計測精度を得ることができる。
【０００８】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのガスメータである。
請求項４に記載のガスメータは、請求項２または３に記載のガスメータであって、整流部材として、更に、計測流入口または計測流出口の少なくとも一方の外側にフランジ部を設ける。
このように、計測流入口または計測流出口の少なくとも一方の外側にフランジ部を設けることで、ガスの流れを更に整えることができ、更に安定した計測精度を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のガスメータ１の一実施の形態の概略外観図を示している。
●［外観（図１）］
図１を用いて、本実施の形態のガスメータ１の外観を説明する。図１（Ａ）は正面を含む斜視図を示しており、図１（Ｂ）は背面を含む斜視図を示している。なお、各図のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸が水平方向を示す軸であり、Ｚ軸が垂直方向を示す軸である。また、表示手段１ｃを含む面が正面である。
ガスメータ１の上部には、ガスの供給元（ガス会社等）から供給されるガスが流入する供給元流入口１ａと、ガスを使用する設備等にガスを流出する設備流出口１ｂを備えている。また、ガスメータ１の内部には、ガスの流量を計測する計測手段５０を備えており（図２を参照）、供給元流入口１ａから流入して設備流出口１ｂから流出されるガスの流量を計測する。
【００１０】
ガスメータ１の正面には表示手段１ｃが設けられており、ガスの積算値等を表示させることが可能である。なお、表示手段１ｃの近傍に表示内容を切替えるための表示操作部（表示切替えスイッチ等）を設け、表示操作部を操作することで、表示手段１ｃへの表示内容を切替え可能とすることもできる。
また、ガスメータ１には異常検出時にガスの供給を遮断するための遮断弁６０（図２を参照）が設けられており、異常を検出してガスを遮断している状態から復帰するための復帰操作部１ｄが設けられている。遮断弁６０にてガスが遮断された場合、復帰操作部１ｄを押す等することで遮断弁６０を復帰させて、遮断状態からガスの供給を復帰させることができる。なお、復帰操作部１ｄと表示操作部を共通の操作部とすることも可能である。例えば、１秒未満の操作（スイッチのＯＮ継続時間が１秒未満）の場合は表示操作が行われたと判断し、５秒以上継続した操作の場合は復帰操作が行われたと判断することも可能である。
また、端子カバー１ｅを取り外すと、通信装置を接続可能な通信端子（図示せず）が現れる。この通信端子に通信回線及び通信装置を接続すれば、ガスメータ１と通信装置との間で通信を行うことが可能になる。
【００１１】
●［内部構造（図２）］
次に、図２を用いて、ガスメータ１の内部構造について説明する。供給元流入口１ａから流入するガスは、例えば、供給元流入口１ａ−第１流路形成部材４０（遮断弁６０を含む）−計測手段５０−第２流路形成部材４８（圧力センサ６２を含む）−設備流出口１ｂ、の経路を通過する。
計測手段５０には、例えば超音波送受信センサが設けられており、計測手段５０内を通過するガスの流量は、当該超音波送受信センサの信号に基づいて検出される。超音波送受信センサを用いることで、従来のガスメータと同等以上の計測精度を備えるとともに、小型・軽量化を促進している。計測手段５０内のガスの流路ＧＲは略直方体の形状であり、ガスの流れが乱れることを抑制する。
また、圧力センサ６２は、第２流路形成部材４８を通過するガスの圧力を検出する。例えば、検出した圧力が所定圧力範囲から逸脱した場合、制御手段（ＣＰＵ等を備えた制御手段であり、図示せず）は、遮断弁６０を駆動して、第１流路形成部材４０の内部を閉鎖し、供給元流入口１ａから流入するガスを遮断する。
【００１２】
第１流路形成部材４０は供給元流入口１ａと計測流入口５０ａとを連通しており、第２流路形成部材４８は設備流出口１ｂと計測流出口５０ｂとを連通している。
また、計測手段５０はほぼ水平に配置され、第１流路形成部材４０と第２流路形成部材４８はほぼ垂直に配置されている。そして、第１流路形成部材４０と計測手段５０と第２流路形成部材４８にて略Ｕ字型に構成されている。
ガスメータ１内におけるガスの流路は、略Ｕ字型に構成された内部を最短距離で通過するようには構成されていない。計測流入口５０ａに流入する直前、及び計測流出口５０ｂから流出した直後の部分で、ガスが比較的長距離を回り込むように構成している。この回り込むように構成している部材が、ガスの流れを整える整流部材である。
【００１３】
まず、計測流入口５０ａ側の整流部材について構成を説明する。
計測流入口５０ａは、第１流路形成部材４０における計測手段５０側の壁面Ｈｉｎよりも第１所定長さＳｘにて突出している。また、第２所定長さＪｘを有する流入側乱流抑制部材４２は、第１流路形成部材４０における計測手段５０と反対側の壁面Ｈｅｘに、計測流入口５０ａから第１所定距離Ｄ１だけ離れた上方にほぼ水平に設けられている。
また、第１流路形成部材４０内の水平方向の流路の幅をＭｘとした場合、Ｍｘ＜Ｓｘ＋Ｊｘの関係が成立するように構成する。これにより、第１流路形成部材４０を流れて計測流入口５０ａに到達するガスが、流入側乱流抑制部材４２と突出した計測流入口５０ａとで、回り込むように計測流入口５０ａに到達するように構成している。
更に、計測流入口５０ａの外側に広がるように、Ｚ軸方向への長さＦｚを有するフランジ部Ｆを設け、ガスが更に回り込むように構成している。
【００１４】
次に、計測流出口５０ｂ側の整流部材について構成を説明する。
計測流出口５０ｂは、第２流路形成部材４８における計測手段５０側の壁面Ｈｉｎよりも第３所定長さＴｘにて突出している。また、第４所定長さＫｘを有する流出側乱流抑制部材４６は、第２流路形成部材４８における計測手段５０と反対側の壁面Ｈｅｘに、計測流出口５０ｂから第２所定距離Ｄ２だけ離れた上方にほぼ水平に設けられている。
また、第２流路形成部材４８内の水平方向の流路の幅をＮｘとした場合、Ｎｘ＜Ｔｘ＋Ｋｘの関係が成立するように構成する。これにより、計測流出口５０ｂから第２流路形成部材４８に流出するガスが、突出した計測流出口５０ｂと流出側乱流抑制部材４６とで、回り込むように第２流路形成部材４８に流出するように構成している。
更に、計測流出口５０ｂの外側に広がるように、Ｚ軸方向への長さＦｚを有するフランジ部Ｆを設け、ガスが更に回り込むように構成している。
【００１５】
本実施の形態では、流入側乱流抑制部材４２における第２所定長さＪｘをＭｘの約１／２に設定し、計測流入口５０ａにおける突出している第１所定長さＳｘをＭｘの約４／５に設定した。また、計測流入口５０ａと流入側乱流抑制部材４２との間隔を表す第１所定距離Ｄ１をＭｘの約１／３に設定し、フランジ部ＦのＺ軸方向の長さＦｚをＭｘの約１／１２に設定した。計測流出口５０ｂ側も同様に、ＫｘをＭｘの約１／２に設定し、ＴｘをＭｘの約４／５に設定し、Ｄ２をＭｘの約１／３に設定し、ＦｚをＭｘの約１／１２に設定した。
なお、上記に説明した設定値は、計測手段５０の長さＬｘ、高さＬｚ、及び幅Ｌｙ（図示せず）や、ガス流量のダイナミックレンジ等に応じて最適値が種々変化する。したがって、使用環境に応じた設定値を求めることが好ましい。
【００１６】
●［計測手段の構造（図３）］
次に、図３を用いて計測手段５０の構造について説明する。
計測手段５０は、例えば図３に示すように、計測筐体５２と、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）及び５８Ｌ（下流側）と、計測流路５４と、蓋部材５６とで構成されている。なお、計測筐体５２と計測流路５４と蓋部材５６とを一体整形して構成してもよい。
計測筐体５２には、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌを取り付けるセンサ孔５２ａが設けられており、計測流路５４には、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌが発信した超音波が通過する超音波透過部５４ａが設けられている。
【００１７】
超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌは、図３（Ｃ）の例に示す位置に配置され、例えば超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）から超音波を発信させて、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）にて超音波を受信して、上流から下流に向けて発信した超音波の到達時間を検出する。更に、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）から超音波を発信させて、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）にて超音波を受信して、下流から上流に向けて発信した超音波の到達時間を検出する。このような相互の送受信を、例えば数１０回〜数１００回程度繰り返し、ガスの速度を検出し、計測流路５４内の流路の断面積と検出したガスの速度等からガスの流量を検出する。また、本実施の形態のガスメータ１では、流量の検出を例えば２秒毎に行う。この場合、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌは、２秒毎に数１０回〜数１００回程度の超音波の送受信を行う。
【００１８】
計測流路５４は、ガスが流入する計測流入口５０ａと、ガスが流出する計測流出口５０ｂとを有しており、計測流入口５０ａから計測流出口５０ｂに略直線状の流路を有している。計測流路５４は、ガスの流れる方向に垂直な面（図中のＹＺ平面）で切断した場合の断面積が一定であり、かつ直線状であるため、ガスの速度の変化が発生しにくく、渦等の発生も抑制され、安定した速度を計測することができる。
【００１９】
●［計測流路における、計測流入口と計測流出口の構造（図４）］
次に、図４（Ａ）〜（Ｄ）を用いて、計測流路５４における、計測流入口５０ａと計測流出口５０ｂの構造について説明する。
図４（Ａ）の例に示すように、計測流路５４における計測流入口５０ａ及び計測流出口５０ｂには、外側に広がるフランジ部Ｆが設けられている。なお、このフランジ部Ｆは、計測流入口５０ａまたは計測流出口５０ｂの少なくとも一方に設けるようにしてもよい。このフランジ部Ｆを設けることで、計測流路５４内を通過するガスの乱流等を抑制し、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌにて安定した計測精度を得ることができる。
計測流入口５０ａにフランジ部Ｆを設けた場合、計測流路５４に流入するガスの流れを整えるので、安定した計測精度を得ることができる。また、計測流出口５０ｂにフランジ部Ｆを設けた場合、ガスの脈動が比較的大きい時の揺り戻し現象を抑制し、安定した計測精度を得ることができる。
【００２０】
なお、フランジ部Ｆにおける、Ｘ軸方向の厚さＦｘ、Ｙ軸方向の幅Ｆｙ、Ｚ軸方向の長さＦｚは、計測流路５４の断面積のサイズ等、種々の要因で最適値が変わる可能性があるため、種々の実験を重ねて最適な寸法を選定する。
また、フランジ部Ｆの形状は、図４（Ｂ）〜（Ｄ）の例に示すように、種々の形状が考えられる。
図４（Ｂ）の例に示す形状は、フランジ部Ｆの外側が直角であり、計測流入口５０ａ及び計測流出口５０ｂに曲率Ｒを設けた例である。
図４（Ｃ）の例に示す形状は、図４（Ｂ）に対して、計測流入口５０ａ及び計測流出口５０ｂに曲率Ｒを設けることを省略した例である。
図４（Ｄ）の例に示す形状は、図４（Ｃ）に対して、フランジ部Ｆの外側に曲率Ｒを設けた例である。なお、他にも種々の形状が考えられる。
また、フランジ部Ｆは、計測流入口５０ａまたは計測流出口５０ｂの外周全部に構成することなく、外周の少なくとも一部に構成するようにしてもよい。
【００２１】
●［フランジ部の効果（図５）］
次に、図５（Ａ）〜（Ｃ）を用いて、フランジ部Ｆの効果について説明する。
図５（Ａ）は流入側乱流抑制部材４２もフランジ部Ｆも設けていない例を示し、
図５（Ｂ）は図５（Ａ）に対して流入側乱流抑制部材４２を追加した例を示し、
図５（Ｃ）は図５（Ｂ）に対してフランジ部Ｆを設けた本実施の形態の例を示している。
図２に示すように、供給元流入口１ａから計測流入口５０ａに至る流路の方向は、ほぼ重力の方向である。また、計測流入口５０ａから計測流出口５０ｂに至る流路の方向は、ほぼ水平の方向である。また、計測流出口５０ｂから設備流出口１ｂに至る流路の方向は、ほぼ重力と反対の方向である。
そして、図２及び図５に示すように、計測流入口５０ａ及び計測流出口５０ｂは、流路内で突出した構造を有している。計測流入口５０ａ及び計測流出口５０ｂが突出している部分近傍の空間部を示すサージタンク部５０ｃは、ガスの脈動等を抑制するサージタンクの役目を果たす。
【００２２】
以下、計測流入口５０ａ側を例にして説明し、計測流出口５０ｂ側は同様であるので説明を省略する。
図５（Ａ）に示す構造（計測流入口５０ａに流入側乱流抑制部材４２もフランジ部Ｆも設けていない構造）では、サージタンク部５０ｃに流れ込んだガスが計測流入口５０ａに到達した時点で、重力方向から流れてきたガスが一気に計測流入口５０ａに到達し、流入したガスの各経路の距離の違い等から、計測流入口５０ａにおいて乱流、渦等を発生させる場合が考えられる。このとき、計測流路５４内にもその影響が現れ、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌでの計測結果がばらつく場合がある。
なお、計測流出口５０ｂ側の場合は、計測流出口５０ｂから流出したガスが一気に第２流路形成部材４８に流れ込み、脈動の揺り戻し等から、計測流出口５０ｂにおいて乱流、渦等を発生させる場合が考えられる。このとき、計測流路５４内にもその影響が現れる場合がある。
【００２３】
図５（Ｂ）に示す構造（計測流入口５０ａの上方に流入側乱流抑制部材４２を設け、フランジ部Ｆは設けていない構造）では、流入側乱流抑制部材４２を避けてサージタンク部５０ｃに流れ込んだガスが計測流入口５０ａに到達した時点で、図５（Ａ）に示す構造と比較して乱流が抑制される。しかし、流入したガスの各経路の距離の違い等が多少残っており、計測流入口５０ａにおいて図５（Ａ）の場合より少ない乱流、渦等が発生する場合が考えられる。この場合、計測流路５４内にもその影響が現れ、超音波送受信センサ５８Ｈ及び５８Ｌでの計測結果がばらつく場合もある。ただし、ばらつきは図５（Ａ）と比較して非常に少なくなっている。
図５（Ｃ）に示す本実施の形態の構造（計測流入口５０ａの上方に流入側乱流抑制部材４２を設け、計測流入口５０ａにフランジ部Ｆを設けた構造）では、流入側乱流抑制部材４２を避けてサージタンク部５０ｃに流れ込んだガスが計測流入口５０ａに到達した時点で、計測流入口５０ａにおいて乱流、渦等が充分抑制される。この抑制の効果を、図６〜図９に示す実験データを用いて説明する。
【００２４】
●［図５（Ｂ）の構造の実験データ（図６、図７）］
図６及び図７に、図５（Ｂ）に示した構造における実験データを示す。
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）から超音波を発信して、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）にて超音波を受信した場合の電圧波形を示している。
図６（Ａ）は、横軸が時間［μｓｅｃ］であり、縦軸が受信電圧［Ｖ］を示している。図６（Ａ）は、２発の超音波を発信した場合の受信側の時間と電圧の様子をグラフで示しており、例えば数１０回〜数１００回程度の複数回の受発信を行った場合の最大受信信号と、最小受信信号を示している（振動している波形において振幅の大きい方が最大受信信号であり、振幅の小さい方が最小受信信号である）。このグラフにおいて、１つ目の山を「１波」、２つ目の山を「２波」、以降「３波」、「４波」、「５波」と命名する。なお、２発の超音波を発信しても共鳴等の影響により、実際には３発以上の超音波が検出されている。
【００２５】
また、受信側の超音波送受信センサでは比較電圧を設定し、最初に比較電圧を越えた山までの時間を検出することで、送信側の超音波送受信センサから発信した超音波が、受信側の超音波送受信センサに到達するまでの時間を検出する。図６（Ａ）に示す例では、「３波」を検出するように比較電圧を設定しており、この例ではｔ０［μｓｅｃ］（数μｓｅｃ〜数１０μｓｅｃ程度）が到達時間であることがわかる。
しかし、図６（Ａ）に示す例では比較電圧のレベルに対し、「３波」の最小受信信号のマージンが少なく、「３波」が比較電圧を越えない場合がある。この様子を図６（Ｂ）に示す。
図６（Ｂ）は、横軸がサンプリング回数（この場合、数１０回〜数１００回程度）であり、縦軸が「１波」〜「５波」及び比較電圧の電圧［Ｖ］を示している。図６（Ｂ）において、サンプリング回数がｎ０１回目、ｎ０２回目、ｎ０３回目では、「３波」が比較電圧を越えていない（図６（Ｂ）中の「検出エラー」部）ので、この場合「４波」を「３波」と誤検出してしまう。この場合、真の到達時間よりも長い時間を計測してしまう。数１０回〜数１００回程度のサンプリング結果を平均化等することで、図５（Ａ）に示す構造よりも安定した計測精度を得ることができるが、多少の誤差を含んでいることになる。
【００２６】
また、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に対して、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）から超音波を発信して、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）にて超音波を受信した場合の電圧波形を示している点が異なる。
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフの軸、波形の意味等は同じであるので、説明を省略する。なお、比較電圧のレベルは図６（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。
図７（Ｂ）から判断できるように、サンプリング回数がｎ１１回目、ｎ１２回目、ｎ１３回目、ｎ１４回目、ｎ１５回目、ｎ１６回目、ｎ１７回目では、「２波」が比較電圧を越えてしまう（図７（Ｂ）中の「検出エラー」部）ので、この場合「２波」を「３波」と誤検出してしまう。この場合、真の計測時間よりも短い時間を計測してしまう。数１０回〜数１００回程度のサンプリング結果を平均化等することで、図５（Ａ）に示す構造よりも安定した計測精度を得ることができるが、多少の誤差を含んでいることになる。
【００２７】
●［図５（Ｃ）の構造の実験データ（図８、図９）］
図８及び図９に、図５（Ｃ）に示した構造（本実施の形態の構造）における実験データを示す。発明者は、図５（Ｃ）に示した構造にて、図５（Ｂ）に示した構造における計測誤差（上記）を解消できることを確認した。以下図８及び図９を用いて説明する。これにより、より安定した計測精度を得ることができる。
図８（Ａ）及び（Ｂ）は、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）から超音波を発信して、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）にて超音波を受信した場合の電圧波形を示している。
図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフの軸、波形の意味等は同じであるので、説明を省略する。なお、比較電圧のレベルは図６（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。
図８（Ｂ）から判断できるように、本実施の形態の構造では、「３波」が比較電圧を常に越えており、「２波」が比較電圧を常に下回っている。したがって、どのサンプリングタイミングにおいても、「３波」を確実に検出することができ、安定した計測精度を得ることができる。
【００２８】
また、図９（Ａ）及び（Ｂ）は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に対して、超音波送受信センサ５８Ｌ（下流側）から超音波を発信して、超音波送受信センサ５８Ｈ（上流側）にて超音波を受信した場合の電圧波形を示している点が異なる。
図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフの軸、波形の意味等は同じであるので、説明を省略する。なお、比較電圧のレベルは図６（Ａ）及び（Ｂ）と同じである。
図９（Ｂ）から判断できるように、本実施の形態の構造では（図８（Ｂ）と同様に）「３波」が比較電圧を常に越えており、「２波」が比較電圧を常に下回っている。したがって、どのサンプリングタイミングにおいても、「３波」を確実に検出することができ、安定した計測精度を得ることができる。
【００２９】
本発明のガスメータ１は、本実施の形態で説明した構成、構造、外観、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、本発明のガスメータ１の外観は、本実施の形態に示す図及び説明に限定されるものではない。
また、ガス流量の計測手段は、本実施の形態に説明した超音波送受信センサに限定されず、種々の計測手段を用いることが可能である。また、計測には、ＣＰＵ、タイマ素子等、種々の部品を用いて計測することが可能である。
本実施の形態では、流入側乱流抑制部材４２と流出側乱流抑制部材４６を水平方向に設けてガスが水平方向に回り込むように構成したが、流入側乱流抑制部材４２と流出側乱流抑制部材４６を垂直方向に設けてガスが垂直方向に回り込むように構成してもよい。
流入側乱流抑制部材４２、流出側乱流抑制部材４６、計測流入口５０ａの突出部（第１所定長さＳｘ部分）、計測流出口５０ｂの突出部（第３所定長さＴｘ部分）、フランジ部Ｆの形状、構造、寸法、配置位置、方向等は、種々変更が可能である。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きいまたは越える（＞）、未満または下回る（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載のガスメータを用いれば、超音波式流量計測手段を用いて、安定した計測精度を得ることができるガスメータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスメータ１の一実施の形態の概略外観図を説明する図である。
【図２】本発明のガスメータ１の内部構造について説明する図である。
【図３】計測手段５０の構造について説明する図である。
【図４】計測流路５４における、計測流入口５０ａと計測流出口５０ｂのフランジ部Ｆの構造について説明する図である。
【図５】フランジ部Ｆの効果、及び流入側乱流抑制部材４２の効果について説明する図である。
【図６】図５（Ｂ）に示した構造における実験データ（上流側から下流側に超音波を発信した場合）を説明する図である。
【図７】図５（Ｂ）に示した構造における実験データ（下流側から上流側に超音波を発信した場合）を説明する図である。
【図８】本実施の形態の構造における実験データ（上流側から下流側に超音波を発信した場合）を説明する図である。
【図９】本実施の形態の構造における実験データ（下流側から上流側に超音波を発信した場合）を説明する図である。
【図１０】従来のガスメータを説明する図である。
【符号の説明】
１ガスメータ
１ａ供給元流入口
１ｂ設備流出口
１ｃ表示手段
１ｄ復帰操作部
１ｅ端子カバー
１１前カバー（第１カバー部）
１２後カバー（第２カバー部）
４０、４８第１流路形成部材、第２流路形成部材
４２、４６流入側乱流抑制部材、流出側乱流抑制部材
５０計測手段
５０ａ計測流入口
５０ｂ計測流出口
５２計測筐体
５４計測流路
５６蓋部材
５８Ｈ、５８Ｌ超音波送受信センサ
Ｆフランジ部
６０遮断弁
６２圧力センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas meter for measuring a gas flow rate, and particularly to a structure of a gas meter.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows the appearance of a conventional gas meter 101 (a gas meter generally used in houses and the like). The conventional gas meter 101 includes a flow rate integrating unit 120 and a flow rate measuring unit 130. As the flow rate measuring unit 130, a mechanical type film type flow rate measuring means is generally used. The flow rate integrating unit 120 includes a supply source inlet 121 into which gas supplied from a gas supply source (a gas company or the like) flows, a facility outlet 122 through which gas flows out to a facility using gas, and a flow rate display unit. 123 are provided. A mechanical counter is generally used as the flow rate display means.
Further, a control unit such as a CPU is provided in the flow rate integrating unit 120 to operate a safety device or the like.
[0003]
Since the gas meter 101 described above is generally used conventionally, no prior art document will be described.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional gas meter 101 uses a mechanical counter and a mechanical flow measuring unit (such as a membrane flow measuring unit) for each of the flow integrating unit 120 and the flow measuring unit 130, the size is very large and the weight is large. large. If the gas meter has the tightness (safety, etc.) and measurement accuracy required for the gas meter, it is possible to reduce the size and weight.
Here, when the ultrasonic flow rate measuring means is used as the measuring means having the required measuring accuracy, it is expected that the size and weight of the conventional gas meter 101 can be greatly improved. However, since the ultrasonic flow rate measuring means is a very delicate measuring means, various measures are required to obtain stable measurement accuracy.
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a gas meter that can obtain stable measurement accuracy by using an ultrasonic flow rate measuring unit.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above problems, a first invention of the present invention is a gas meter as described in claim 1.
The gas meter according to claim 1, wherein a supply source inlet through which gas supplied from a gas supply source flows in, a facility outlet through which gas flows out toward a facility using the gas, a supply source inlet, and equipment. A measuring means connected to the outlet and measuring the flow rate of the gas using ultrasonic waves, comprising: a measuring inlet corresponding to an inlet of the gas in the measuring means; A rectifying member that regulates the flow of gas is provided at at least one of the measurement outlets corresponding to the outlet.
By adjusting the gas flow using the rectifying member, the pulsating flow of the gas can be suppressed, and stable measurement accuracy can be obtained using the ultrasonic flow rate measuring means.
[0006]
A second aspect of the present invention is a gas meter as set forth in claim 2.
The gas meter according to claim 2 is the gas meter according to claim 1, wherein the first flow path forming member that connects the supply source inlet and the measurement inlet, and the measurement outlet and the facility outlet communicate. A first flow path forming member and a second flow path forming member are disposed substantially vertically, and the first flow path forming member and the measuring means are disposed substantially vertically. The second flow path forming member has a substantially U-shape. The measurement inflow port is made to protrude by a first predetermined length from a wall surface of the first flow path forming member on the side of the measurement means, and a second predetermined length is formed on a wall surface of the first flow path formation member opposite to the measurement means. An inflow-side turbulence suppressing member having a height is provided in a substantially horizontal direction above a measurement inlet by a first predetermined distance. In this way, the gas flowing through the first flow path forming member and reaching the measurement inflow port is rectified by the inflow side turbulence suppression member and the protruding measurement inflow port so as to reach the measurement inflow port. Is composed.
By using the turbulence suppression member, the gas flowing from the first flow path forming member can be prevented from arriving at the measurement inlet at a stretch and the gas flow can be prevented from being disturbed. Accuracy can be obtained.
[0007]
A third invention of the present invention is a gas meter as described in claim 3.
The gas meter according to claim 3 is the gas meter according to claim 1 or 2, wherein the first flow path forming member that communicates the supply inlet and the measurement inlet, the measurement outlet and the facility outlet. And a second flow path forming member that communicates with the first flow path forming member. The measuring means is disposed substantially horizontally, and the first flow path forming member and the second flow path forming member are disposed substantially vertically. The device and the second flow path forming member form a substantially U-shape. Then, the measurement outlet is made to protrude by a third predetermined length from a wall surface of the second flow path forming member on the side of the measuring means, and a fourth predetermined length is formed on a wall surface of the second flow path forming member opposite to the measuring means. An outflow-side turbulence suppression member having a height is provided in a substantially horizontal direction above a measurement outlet by a second predetermined distance. In this way, the gas flowing out of the measurement outlet into the second flow path forming member is rectified by the protruding measurement outlet and the outflow-side turbulence suppressing member so as to flow out to the second flow path forming member. Configure the member.
By using the turbulence suppression member, the gas flowing out of the measurement outlet can be prevented from escaping to the second flow path forming member at once, and the gas flow can be prevented from being disturbed due to swing back, and the gas flow can be further adjusted. And stable measurement accuracy can be obtained.
[0008]
A fourth invention of the present invention is a gas meter as described in claim 4.
A gas meter according to a fourth aspect is the gas meter according to the second or third aspect, wherein a flange portion is further provided outside at least one of the measurement inlet and the measurement outlet as the rectifying member.
By providing the flange portion outside at least one of the measurement inflow port and the measurement outflow port, the gas flow can be further adjusted, and more stable measurement accuracy can be obtained.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic external view of a gas meter 1 according to an embodiment of the present invention.
● [Appearance (Fig. 1)]
The appearance of the gas meter 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a perspective view including a front surface, and FIG. 1B is a perspective view including a rear surface. In the drawings, the X axis, Y axis, and Z axis are axes in which the X axis and the Y axis indicate the horizontal direction, and the Z axis indicates the vertical direction. The surface including the display means 1c is the front surface.
The upper part of the gas meter 1 is provided with a supply source inlet 1a into which gas supplied from a gas supply source (a gas company or the like) flows, and a facility outlet 1b through which gas flows out to facilities using gas. . The gas meter 1 is provided with a measuring means 50 for measuring the flow rate of gas (see FIG. 2), and measures the flow rate of gas flowing in from the supply source inlet 1a and flowing out from the facility outlet 1b. measure.
[0010]
Display means 1c is provided on the front of the gas meter 1, and can display an integrated value of gas and the like. A display operation unit (display changeover switch or the like) for switching the display content is provided near the display unit 1c, and the display content on the display unit 1c can be switched by operating the display operation unit. .
Further, the gas meter 1 is provided with a shut-off valve 60 (see FIG. 2) for shutting off the gas supply when an abnormality is detected. An operation unit 1d is provided. When the gas is shut off by the shut-off valve 60, the shut-off valve 60 is returned by pressing the return operation unit 1d or the like, and the supply of gas can be returned from the shut-off state. Note that the return operation unit 1d and the display operation unit may be a common operation unit. For example, when the operation is performed for less than 1 second (the switch ON duration is less than 1 second), it is determined that the display operation is performed, and when the operation is performed for 5 seconds or more, it is determined that the return operation is performed. It is.
When the terminal cover 1e is removed, a communication terminal (not shown) to which a communication device can be connected appears. If a communication line and a communication device are connected to the communication terminal, communication can be performed between the gas meter 1 and the communication device.
[0011]
● [Internal structure (Fig. 2)]
Next, the internal structure of the gas meter 1 will be described with reference to FIG. The gas flowing in from the supply source inlet 1a is, for example, the supply source inlet 1a-the first flow path forming member 40 (including the shutoff valve 60)-the measuring means 50-the second flow path forming member 48 (the pressure sensor 62 Including)-equipment outlet 1b.
The measuring means 50 is provided with, for example, an ultrasonic transmitting / receiving sensor, and the flow rate of the gas passing through the measuring means 50 is detected based on a signal from the ultrasonic transmitting / receiving sensor. The use of an ultrasonic transmission / reception sensor provides measurement accuracy equal to or higher than that of a conventional gas meter, and promotes downsizing and weight reduction. The gas flow path GR in the measuring means 50 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and suppresses the gas flow from being disturbed.
The pressure sensor 62 detects the pressure of the gas passing through the second flow path forming member 48. For example, when the detected pressure deviates from the predetermined pressure range, the control unit (a control unit including a CPU and the like, not shown) drives the shut-off valve 60 to And shut off the gas flowing from the supply inlet 1a.
[0012]
The first flow path forming member 40 communicates the supply source inlet 1a and the measurement flow inlet 50a, and the second flow path forming member 48 communicates the facility outlet 1b and the measurement flow outlet 50b.
The measuring means 50 is disposed substantially horizontally, and the first flow path forming member 40 and the second flow path forming member 48 are disposed substantially vertically. The first flow path forming member 40, the measuring means 50, and the second flow path forming member 48 are formed in a substantially U-shape.
The gas flow path in the gas meter 1 is not configured to pass through a substantially U-shaped inside at the shortest distance. The gas flows around a relatively long distance immediately before flowing into the measurement inlet 50a and immediately after flowing out from the measurement outlet 50b. The member configured to wrap around is a rectifying member that regulates the flow of gas.
[0013]
First, the configuration of the rectifying member on the measurement inlet 50a side will be described.
The measurement inflow port 50a protrudes by a first predetermined length Sx from a wall surface Hin of the first flow path forming member 40 on the measurement unit 50 side. Further, the inflow-side turbulence suppression member 42 having the second predetermined length Jx is separated from the measurement inflow port 50a by a first predetermined distance D1 on a wall Hex opposite to the measurement unit 50 in the first flow path forming member 40. It is provided almost horizontally above.
When the width of the flow path in the horizontal direction in the first flow path forming member 40 is Mx, the relationship of Mx <Sx + Jx is established. As a result, the gas that flows through the first flow path forming member 40 and reaches the measurement inlet 50a reaches the measurement inlet 50a so as to wrap around the inflow-side turbulence suppression member 42 and the protruding measurement inlet 50a. It is configured as follows.
Further, a flange portion F having a length Fz in the Z-axis direction is provided so as to extend outside the measurement inflow port 50a, so that the gas further flows around.
[0014]
Next, the configuration of the rectifying member on the measurement outlet 50b side will be described.
The measurement outlet 50b protrudes by a third predetermined length Tx from the wall surface Hin of the second flow path forming member 48 on the measurement unit 50 side. Further, the outflow-side turbulence suppression member 46 having the fourth predetermined length Kx is separated from the measurement outlet 50b by a second predetermined distance D2 on the wall Hex opposite to the measurement unit 50 in the second flow path forming member 48. It is provided almost horizontally above.
When the width of the flow path in the horizontal direction in the second flow path forming member 48 is Nx, the configuration is such that the relationship of Nx <Tx + Kx is established. Thereby, the gas flowing out from the measurement outlet 50b to the second flow path forming member 48 flows out to the second flow path forming member 48 so as to flow around by the projecting measurement outlet 50b and the outflow side turbulence suppressing member 46. It is configured to
Further, a flange portion F having a length Fz in the Z-axis direction is provided so as to spread outside the measurement outlet 50b, so that the gas further flows around.
[0015]
In the present embodiment, the second predetermined length Jx of the inflow-side turbulence suppression member 42 is set to about の of Mx, and the first predetermined length Sx protruding at the measurement inlet 50a is set to about 4 of Mx. / 5. Also, the first predetermined distance D1 representing the distance between the measurement inlet 50a and the inflow-side turbulence suppression member 42 is set to about 1/3 of Mx, and the length Fz of the flange portion F in the Z-axis direction is set to about Mx. It was set to 1/12. Similarly, on the measurement outlet 50b side, Kx is set to about 1/2 of Mx, Tx is set to about 4/5 of Mx, D2 is set to about 1/3 of Mx, and Fz is set to about 1/3 of Mx. It was set to 1/12.
The optimum values of the above-described set values vary in accordance with the length Lx, the height Lz, and the width Ly (not shown) of the measuring unit 50, the dynamic range of the gas flow rate, and the like. Therefore, it is preferable to determine a set value according to the use environment.
[0016]
● [Measurement structure (Fig. 3)]
Next, the structure of the measuring means 50 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, for example, the measuring unit 50 includes a measuring housing 52, ultrasonic transmission / reception sensors 58H (upstream side) and 58L (downstream side), a measurement channel 54, and a lid member 56. I have. The measurement housing 52, the measurement channel 54, and the lid member 56 may be integrally formed and configured.
The measurement housing 52 is provided with a sensor hole 52a for mounting the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L, and the measurement passage 54 is provided with an ultrasonic transmission through which the ultrasonic waves transmitted by the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L pass. A portion 54a is provided.
[0017]
The ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L are arranged at the positions shown in the example of FIG. 3C. For example, the ultrasonic transmission / reception sensors 58H (upstream side) transmit ultrasonic waves, and the ultrasonic transmission / reception sensors 58L (downstream side). And detects the arrival time of the ultrasonic wave transmitted from upstream to downstream. Further, the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmission / reception sensor 58L (downstream side), the ultrasonic wave is received by the ultrasonic transmission / reception sensor 58H (upstream side), and the arrival time of the ultrasonic wave transmitted from downstream to upstream. Is detected. Such mutual transmission and reception is repeated, for example, about several tens to several hundred times, and the velocity of the gas is detected, and the flow rate of the gas is detected from the cross-sectional area of the flow path in the measurement flow path 54 and the detected velocity of the gas. I do. In the gas meter 1 according to the present embodiment, the flow rate is detected, for example, every two seconds. In this case, the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L transmit and receive ultrasonic waves several tens to several hundred times every two seconds.
[0018]
The measurement flow path 54 has a measurement inflow port 50a into which gas flows, and a measurement outflow port 50b from which gas flows out, and has a substantially linear flow path from the measurement inflow port 50a to the measurement outflow port 50b. ing. The measurement flow channel 54 has a constant cross-sectional area when cut along a plane (YZ plane in the figure) perpendicular to the gas flow direction, and is linear, so that the gas velocity hardly changes. Generation of eddies and the like is also suppressed, and a stable speed can be measured.
[0019]
● [Structure of the measurement inlet and the measurement outlet in the measurement channel (Fig. 4)]
Next, the structure of the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b in the measurement channel 54 will be described with reference to FIGS.
As shown in the example of FIG. 4A, the measurement flow inlet 54a and the measurement flow outlet 50b in the measurement flow path 54 are provided with flange portions F that spread outward. The flange portion F may be provided at at least one of the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b. By providing the flange portion F, turbulent flow of the gas passing through the inside of the measurement flow path 54 is suppressed, and stable measurement accuracy can be obtained by the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L.
When the flange portion F is provided in the measurement inlet 50a, the flow of the gas flowing into the measurement channel 54 is adjusted, so that stable measurement accuracy can be obtained. Further, when the flange portion F is provided at the measurement outlet 50b, it is possible to suppress the swing back phenomenon when the gas pulsation is relatively large, and to obtain stable measurement accuracy.
[0020]
The optimum values of the thickness Fx in the X-axis direction, the width Fy in the Y-axis direction, and the length Fz in the Z-axis direction of the flange portion F vary depending on various factors such as the size of the cross-sectional area of the measurement channel 54. Since there is a possibility, various experiments are repeated to select an optimal size.
Further, as shown in the examples of FIGS. 4B to 4D, various shapes can be considered for the shape of the flange portion F.
The shape shown in the example of FIG. 4 (B) is an example in which the outside of the flange portion F is a right angle, and the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b are provided with a curvature R.
The shape shown in the example of FIG. 4C is an example in which the curvature R is not provided in the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b with respect to FIG. 4B.
The shape shown in the example of FIG. 4D is an example in which a curvature R is provided outside the flange portion F with respect to FIG. Various other shapes are also conceivable.
Further, the flange portion F may not be formed on the entire outer periphery of the measurement inlet 50a or the measurement outlet 50b, but may be formed on at least a part of the outer periphery.
[0021]
● [Effect of flange (Fig. 5)]
Next, an effect of the flange portion F will be described with reference to FIGS.
FIG. 5A shows an example in which neither the inflow-side turbulence suppression member 42 nor the flange portion F is provided.
FIG. 5B shows an example in which an inflow-side turbulence suppression member 42 is added to FIG.
FIG. 5C shows an example of the present embodiment in which a flange portion F is provided in FIG. 5B.
As shown in FIG. 2, the direction of the flow path from the supply inlet 1a to the measurement inlet 50a is substantially the direction of gravity. The direction of the flow path from the measurement inlet 50a to the measurement outlet 50b is a substantially horizontal direction. The direction of the flow path from the measurement outlet 50b to the equipment outlet 1b is substantially opposite to the direction of gravity.
And as shown in FIG.2 and FIG.5, the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b have the structure which protruded in the flow path. The surge tank 50c, which indicates a space near the portion where the measurement inlet 50a and the measurement outlet 50b protrude, serves as a surge tank that suppresses gas pulsation and the like.
[0022]
Hereinafter, the measurement inlet 50a side will be described as an example, and the measurement outlet 50b side will be the same, so description will be omitted.
In the structure shown in FIG. 5A (the structure in which neither the inflow-side turbulence suppressing member 42 nor the flange portion F is provided in the measurement inlet 50a), when the gas flowing into the surge tank 50c reaches the measurement inlet 50a. Thus, it is conceivable that the gas flowing from the direction of gravity reaches the measurement inlet 50a at a stretch, and a turbulent flow, a vortex, or the like is generated at the measurement inlet 50a due to a difference in the distance of each path of the flowing gas. At this time, the influence also appears in the measurement channel 54, and the measurement results of the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L may vary.
In the case of the measurement outlet 50b side, the gas flowing out of the measurement outlet 50b flows into the second flow path forming member 48 at a stretch, and turbulence, eddies, etc. are generated in the measurement outlet 50b due to pulsation swingback and the like. It is possible to make it. At this time, the influence may appear in the measurement channel 54.
[0023]
In the structure shown in FIG. 5B (the structure in which the inflow-side turbulence suppression member 42 is provided above the measurement inflow port 50a and the flange portion F is not provided), the surge tank portion is arranged to avoid the inflow-side turbulence suppression member 42. When the gas flowing into 50c reaches the measurement inlet 50a, turbulence is suppressed as compared with the structure shown in FIG. However, there is a slight difference in the distance between the paths of the gas that has flowed in, and turbulence, vortices, and the like may be generated at the measurement inlet 50a less than in the case of FIG. 5A. In this case, the effect appears in the measurement flow path 54, and the measurement results of the ultrasonic transmission / reception sensors 58H and 58L may vary. However, the variation is very small as compared with FIG.
In the structure of the present embodiment shown in FIG. 5C (the structure in which the inflow-side turbulence suppression member 42 is provided above the measurement inflow port 50a and the flange portion F is provided in the measurement inflow port 50a), the inflow-side turbulence When the gas that has flowed into the surge tank portion 50c while avoiding the suppression member 42 reaches the measurement inlet 50a, turbulence, eddies, and the like are sufficiently suppressed at the measurement inlet 50a. The effect of this suppression will be described using experimental data shown in FIGS.
[0024]
● [Experimental data of the structure of FIG. 5B (FIGS. 6 and 7)]
6 and 7 show experimental data of the structure shown in FIG. 5B.
FIGS. 6A and 6B show voltage waveforms when an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmission / reception sensor 58H (upstream side) and the ultrasonic wave is received by the ultrasonic transmission / reception sensor 58L (downstream side). ing.
In FIG. 6A, the horizontal axis represents time [μsec], and the vertical axis represents received voltage [V]. FIG. 6A is a graph showing the state of time and voltage on the receiving side when two ultrasonic waves are transmitted. For example, several tens to hundreds of times of receiving and transmitting are performed. In this case, the maximum reception signal and the minimum reception signal are shown (in the oscillating waveform, the one with the larger amplitude is the maximum reception signal, and the one with the smaller amplitude is the minimum reception signal). In this graph, the first mountain is named “1 wave”, the second mountain is named “2 wave”, and hereinafter “3 waves”, “4 waves”, and “5 waves”. Even when two ultrasonic waves are transmitted, three or more ultrasonic waves are actually detected due to the influence of resonance or the like.
[0025]
In addition, the ultrasonic transmission / reception sensor on the receiving side sets a comparison voltage, and first detects the time to a peak that exceeds the comparison voltage, so that the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmission / reception sensor on the transmission side receives the ultrasonic wave from the reception side. Detects the time to reach the ultrasonic transmission / reception sensor. In the example shown in FIG. 6A, the comparison voltage is set so as to detect “three waves”. In this example, it can be seen that t0 [μsec] (about several μsec to several tens of μsec) is the arrival time. .
However, in the example shown in FIG. 6A, the margin of the minimum reception signal of “three waves” is small with respect to the level of the comparison voltage, and “three waves” may not exceed the comparison voltage. This is shown in FIG.
In FIG. 6B, the horizontal axis represents the number of samplings (in this case, about several tens to several hundreds), and the vertical axis represents “1 wave” to “5 waves” and the voltage [V] of the comparison voltage. ing. In FIG. 6B, when the number of samplings is n01, n02, and n03, “three waves” do not exceed the comparison voltage (the “detection error” portion in FIG. 6B). Four waves are erroneously detected as three waves. In this case, a time longer than the true arrival time is measured. By averaging the sampling results of about several tens to several hundreds of times, it is possible to obtain more stable measurement accuracy than the structure shown in FIG. 5A, but this involves some errors. .
[0026]
FIGS. 7A and 7B show an example in which the ultrasonic transmission / reception sensor 58L (downstream side) transmits an ultrasonic wave to the ultrasonic transmission / reception sensor 58H (upstream) with respect to FIGS. 6A and 6B. 2) shows a voltage waveform when an ultrasonic wave is received.
The axes and meanings of the waveforms in the graphs shown in FIGS. 7A and 7B are the same, and a description thereof will be omitted. Note that the level of the comparison voltage is the same as in FIGS. 6A and 6B.
As can be determined from FIG. 7B, when the number of times of sampling is n11, n12, n13, n14, n15, n16, and n17, “two waves” exceed the comparison voltage (FIG. 7). (“Detection error” section in (B)), so “2 waves” is erroneously detected as “3 waves” in this case. In this case, a time shorter than the true measurement time is measured. By averaging the sampling results of about several tens to several hundreds of times, it is possible to obtain more stable measurement accuracy than the structure shown in FIG. 5A, but this involves some errors. .
[0027]
● [Experimental data of the structure of FIG. 5 (C) (FIGS. 8 and 9)]
8 and 9 show experimental data of the structure shown in FIG. 5C (the structure of the present embodiment). The inventor has confirmed that the measurement error (described above) in the structure shown in FIG. 5B can be eliminated by the structure shown in FIG. 5C. This will be described below with reference to FIGS. Thereby, more stable measurement accuracy can be obtained.
FIGS. 8A and 8B show voltage waveforms when an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmission / reception sensor 58H (upstream side) and is received by the ultrasonic transmission / reception sensor 58L (downstream side). ing.
The axes and meanings of the waveforms in the graphs shown in FIGS. Note that the level of the comparison voltage is the same as in FIGS. 6A and 6B.
As can be determined from FIG. 8B, in the structure of the present embodiment, “three waves” always exceed the comparison voltage, and “two waves” always fall below the comparison voltage. Therefore, "3 waves" can be reliably detected at any sampling timing, and stable measurement accuracy can be obtained.
[0028]
9 (A) and 9 (B) show an example in which the ultrasonic transmission / reception sensor 58L (downstream side) transmits an ultrasonic wave to the ultrasonic transmission / reception sensor 58H (upstream) with respect to FIGS. 8 (A) and 8 (B). 2) shows a voltage waveform when an ultrasonic wave is received.
The axes and meanings of the waveforms in the graphs shown in FIGS. Note that the level of the comparison voltage is the same as in FIGS. 6A and 6B.
As can be determined from FIG. 9B, in the structure of the present embodiment (similar to FIG. 8B), “three waves” always exceed the comparison voltage, and “two waves” always exceed the comparison voltage. Below. Therefore, "3 waves" can be reliably detected at any sampling timing, and stable measurement accuracy can be obtained.
[0029]
The gas meter 1 of the present invention is not limited to the configuration, structure, appearance, shape, and the like described in the present embodiment, and various changes, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example, the appearance of the gas meter 1 of the present invention is not limited to the drawings and description shown in the present embodiment.
Further, the gas flow rate measuring means is not limited to the ultrasonic transmission / reception sensor described in the present embodiment, and various measuring means can be used. The measurement can be performed using various components such as a CPU and a timer element.
In the present embodiment, the inflow-side turbulence suppression member 42 and the outflow-side turbulence suppression member 46 are provided in the horizontal direction so that the gas flows around in the horizontal direction. The flow suppressing member 46 may be provided in the vertical direction so that the gas flows in the vertical direction.
An inflow-side turbulence suppression member 42, an outflow-side turbulence suppression member 46, a protruding portion of the measurement inlet 50a (a first predetermined length Sx portion), a protruding portion of the measurement outlet 50b (a third predetermined length Tx portion), The shape, structure, dimensions, arrangement position, direction, and the like of the flange portion F can be variously changed.
Above (≧), below (≦), larger or larger (>), smaller or smaller (<), etc. may or may not include an equal sign.
The numerical values used in the description of the present embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, by using the gas meter according to any one of claims 1 to 4, it is possible to provide a gas meter that can obtain stable measurement accuracy by using an ultrasonic flow rate measuring unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic external view of an embodiment of a gas meter 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal structure of the gas meter 1 of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a structure of a measuring unit 50.
FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a flange portion F of a measurement inflow port 50a and a measurement outflow port 50b in the measurement flow path 54.
FIG. 5 is a diagram illustrating an effect of a flange portion F and an effect of an inflow-side turbulence suppressing member 42.
FIG. 6 is a view for explaining experimental data (in a case where ultrasonic waves are transmitted from the upstream side to the downstream side) in the structure shown in FIG. 5 (B).
FIG. 7 is a diagram illustrating experimental data (in a case where ultrasonic waves are transmitted from a downstream side to an upstream side) in the structure illustrated in FIG. 5B.
FIG. 8 is a diagram illustrating experimental data (in a case where ultrasonic waves are transmitted from the upstream side to the downstream side) in the structure of the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating experimental data (in a case where ultrasonic waves are transmitted from a downstream side to an upstream side) in the structure of the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional gas meter.
[Explanation of symbols]
1 gas meter
1a Supply source inlet
1b Equipment outlet
1c Display means
1d Return operation unit
1e Terminal cover
11 Front cover (first cover part)
12 Rear cover (second cover part)
40, 48 First flow path forming member, second flow path forming member
42, 46 Inflow-side turbulence suppression member, outflow-side turbulence suppression member
50 measuring means
50a Measurement inlet
50b Measurement outlet
52 Measurement case
54 Measurement channel
56 Lid member
58H, 58L ultrasonic transmission / reception sensor
F flange
60 shut-off valve
62 pressure sensor

Claims

A gas supply source from which a gas supplied from a gas supply source flows in, a gas supply outlet for gas flowing out to the equipment using the gas, and a gas supply passage between the gas supply source and the gas supply outlet. A gas meter including a measuring unit that measures a gas flow rate using ultrasonic waves,
A measurement flow inlet corresponding to the gas inlet in the measurement means, and at least one of the measurement flow outlet corresponding to the gas outlet in the measurement means, a rectifying member for adjusting the gas flow is provided.
A gas meter, characterized in that:

The gas meter according to claim 1, wherein
A first flow path forming member that communicates the supply source inlet and the measurement flow port, and a second flow path formation member that communicates the measurement flow port and the facility flow port,
The measuring means is disposed substantially horizontally, the first flow path forming member and the second flow path forming member are disposed substantially vertically, and the first flow path forming member, the measuring means and the second flow path forming member are substantially U-shaped. Composed into a type,
The measurement inflow port is made to protrude by a first predetermined length from the wall surface of the first flow path forming member on the measurement means side, and the second predetermined length is formed on the wall surface of the first flow path formation member opposite to the measurement means. An inflow-side turbulence suppressing member having a substantially horizontal direction above the measurement inlet by a first predetermined distance,
The gas flowing through the first flow path forming member and arriving at the measurement inlet is constituted by a rectifying member so that the gas reaches the measurement inlet so as to wrap around the inflow-side turbulence suppression member and the protruding measurement inlet.
A gas meter, characterized in that:

The gas meter according to claim 1 or 2,
A first flow path forming member that communicates the supply source inlet and the measurement flow port, and a second flow path formation member that communicates the measurement flow port and the facility flow port,
The measuring means is disposed substantially horizontally, the first flow path forming member and the second flow path forming member are disposed substantially vertically, and the first flow path forming member, the measuring means and the second flow path forming member are substantially U-shaped. Composed into a type,
The measurement outlet is protruded by a third predetermined length from the wall surface of the second flow path forming member on the side of the measuring means, and the fourth predetermined length is formed on the wall surface of the second flow path forming member opposite to the measuring means. An outflow-side turbulence suppression member having a substantially horizontal direction above the measurement outlet by a second predetermined distance,
The rectifying member is configured such that the gas flowing out from the measurement outlet to the second flow path forming member flows out to the second flow path forming member so as to flow around the protruding measurement outlet and the outflow-side turbulence suppressing member. ,
A gas meter, characterized in that:

The gas meter according to claim 2 or 3, wherein
As a rectifying member, further, a flange portion is provided outside at least one of the measurement inlet and the measurement outlet,
A gas meter, characterized in that: