JP2005121662A - モニタ流体のリーク検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、水のリークを容易に検出できる廉価な流体リーク検出システムは見出されていない。
【解決手段】 本発明のリーク検出システムは、伝送能力を有する流体モニタ装置とデータ取得装置との使用を含む。流体モニタ装置は、消費量を得るため所定期間における流体の消費量をモニタする。流体モニタ装置では次いであらかじめ設定されたしきい値に対して消費量を比較する。消費量がしきい値より小さいとき流体モニタ装置はリーク指示を出す。流体モニタ装置はリーク指示をデータ取得装置に伝送する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動メータ読取りシステム（ＡＭＲ）、特に、計量システム内のリーク検出に関するものである。

従来、計量点以外でのリークを検出するため必要とする時間を越える間隔でモニタする高価なデータレコーダが用いられている。このデータレコーダは５分のオーダーの短い一連の間隔での水消費を見逃している。データレコーダのポスト解析では、リークが無い場合少なくとも１つの期間で消費零と記録するがリークがある場合には零レベルとはしない考え方を用いて最少消費レベルを求めている。このモデルでは、データレコーダは相当高価なものとなり、測定地点に残すことなくリークの生ずる場所に移動できるポータブルとする必要がある。

ある種のＡＭＲはリーク検出に用いられるが効率が悪い。これらの装置は期間内のデータ全部を記録するのに使用できるが、連絡及び操作コストが高くなる。また、５分間の月毎のデータを記録する付加的メモリが必要があり、このような間隔データを送ることは現在の技術モデルでは不可能で、サービスコールを介して警報フラグを送り得るのみである。従って、警報フラグに応答して間隔内の全データを手動で集める操作コストが必要となる。リークは突然生じ、また、水浸しになるためやっかいである。何れのケースでもリーク検出システムは重要度の等しいレベルに応答する。

或る会社では見たところでは従来既知でない効果的な方法で水のリークを検出するため例えば２５００ドルもの高価なデータレコーダをもちいている。このデータレコーダは初めは１時間毎の水消費を記録するためにセットする。リークが予想される場合には１０秒毎の消費を記録するようにプログラムする。この方法では水の消費の無い少なくとも１つの期間、即ち、水の使用記録零の期間を定める必要がある。このような期間が無い場合にはこのシステムには水のリークがあると結論づける。この方法を用いてこの会社では局地のホスピタルにおける毎分６ガロンの水と、毎月７００ドルを節約している。

水のリーク検出システムの他の例は米国特許第５，１５５，４８１号、第５，６１７，０８４号及び第６，１８１，２５７号に示されている。例えば米国特許第５，１５５，４８１号では水量メータに磁気的に結合したリードスイッチを用いている。この例ではリードスイッチ（または同様の他の機械的素子）の状態を定める必要があり、また、寿命が短い欠点がある。米国特許第５，６１７，０８４号では使用者に対する助けとなるリークレベルの実際の値を示すことなくリークの有無をイエスまたはノーで示すのみである。

上記の会社では水のリークロスは２０％程度あり、大量の水資源が少なくなる傾向と合まって使用が容易で設置コストが低い水リーク検出システムを見出す必要がある。

米国特許第５，１５５，４８１号明細書 米国特許第５，６１７，０８４号明細書 米国特許第６，１８１，２５７号明細書

本発明のリーク検出システムは上記目的を達成するものである。

本発明のリーク検出システムは、伝送能力を有する流体モニタ装置とデータ取得装置との使用を含む。流体モニタ装置は、消費量を得るため所定期間における流体の消費量をモニタする。流体モニタ装置では次いであらかじめ設定されたしきい値に対して消費量を比較する。消費量がしきい値より小さいとき流体モニタ装置はリーク指示を出す。流体モニタ装置はリーク指示をデータ取得装置に伝送する。

本発明の好ましい実施例においては、流体モニタ装置が一方向または双方向伝送装置を有する実用メータを含む。この実施例においてはデータ取得装置は好ましくは自動モータ読取りシステムにおける読取り器とする。リーク指示は実用メータから伝送され、このリーク指示情報は好ましくは、リーク／非リーク指示情報、または上記消費量と上記しきい値間の差の情報、またはその双方の情報を含む。上記所定の時間は好ましくは所定のサンプルウインドウ時間と所定のサンプル周期時間の使用で定められる。

本発明の方法では（１）流体消費量を得るため所定の時間流体の消費量をモニタし、（２）上記消費量をしきい値と比較し、（３）上記消費量が上記しきい値以下のときリーク指示情報を作り、（４）上記リーク指示情報を伝送する。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明は自動メータ読取りシステム（ＡＭＲ）内の水リーク、ガスリーク、液体プロパン等の流体のリークを検出するための方法及び装置に関するものである。

図１は代表的なＡＭＲシステム１０を示す。図１に示すように実用消費量データを伝送し及びまたは受け取るため複数の実用メータ１２をエンコーダ／レシーバ／トランスミッタ装置（好ましくはアイトロン ＥＲＴ）に接続する。実用消費量データは最終的にホストプロセッサ１４に加え、消費量データをモニタし利用する。

図２はＥＲＴのファームウエア内に設けた消費量検出システムのフローチャートである。リーク検出システム内で用いられるパラメータは（１）サンプルウインドウ−分単位で消費量を計算する（８ビットパラメータ０オフ、１〜２５５）、（２）サンプル周期−サンプルウインドウ間の時単位の周期（８ビットパラメータ ０オフ、１〜２５５、毎日同一時刻でのサンプル操作からキープするため２４のファクターではない値を用いることを提案する）、（３）リークテストサイクル−タンパー フィールド内に低しきい値 フラグをセットする前に低しきい値よりも小さいサンプルウインドウ値を有しないで通過する時単位の時間（１２ビットパラメータ ０オフ、〜１０２４）、及び（４）低しきい値−サンプルウインドウ内で得られた消費量と比較される値、低しきい値フラグをセットするためサンプル消費量はこの値より小さくする必要がある（１６ビット パラメータ、０〜６５５３５、０はデフォルト値）。

メータ読み取り器に対するエンドポイントＥＲＴから戻されるパラメータは、（１）低しきい値フラグ（０または１）−“０”は、プログラムされた低しきい値より低いか等しい消費間隔差が最後のリークテストサイクル内で検出されていることを示し、一方、“１”は、プログラムされた低しきい値より低いか等しい消費間隔差が最後のリークテストサイクル内で検出されていないことを示す、及び（２）最小差−最後のリークテストサイクルでサンプルウインドウ内に記録された最低の消費量。最小差は好ましくは８ビットパラメータ（０−２５５、ここで２５５はオフ、２５４は無効値、２５３は実際の指示（オーバーフロー）のためには極めて大きい消費値＞＝２５３を示し、０〜２５２は実際の最小差を示す）である。

一方向伝達ＡＲＭシステムでは低しきい値フラグは、低しきい値フラグを含むタンパーフィールドを有する高出力パルスを介してＥＲＴから戻され、また、最小差は８ビットパラメータを含む、高出力パルスを介して戻される。双方向伝達ＡＭＲでは、低しきい値フラグが消費値内のフラグとしてＥＲＴから戻され、最小差は、最小差を要求する読取り器からの指令に応じてＥＲＴから戻される。

エンドポイントＥＲＴ内のファームウエアによって形成された方法は図２のフローチャートで説明する。操作ブロック１００ではサンプルウインドウ時間と
サンプル周期時間を定める。これらのパラメータは使用現場でプログラムする必要性を除くため工場でプリセットするのが好ましい。

操作ブロック１０４ではエンドポイントＥＲＴからのリーク検出値を推定し、消費量データを各サンプル周期毎にサンプルウインドウの間エンドポイントＥＲＴによって取得する。取得したデータは操作ブロック１０８でメモリに貯蔵する。取得した各消費量データを操作ブロック１１２で低しきい値と比較する。低しきい値より小さいか等しいサンプルウインドウ値が決定ブロック１１６で取得される前にテストサイクル時間が過ぎた場合には操作ブロック１２０で低しきい値フラグをタンパーフィールド内でセットし、低しきい値よりも小さい値が取得される迄セットをそのままとする。

然しながら、低しきい値より小さいか等しいサンプルウインドウ値が決定ブロック１１６で取得される前にテストサイクル時間が過ぎることがなく、また、低しきい値より小さいか等しいサンプルウインドウ値が決定ブロック１２４で実際に取得された場合には、操作ブロック１２８で低しきい値フラグをクリアし、サンプルウインドウ値と低しきい値間の差を操作ブロック１３０で最小値として貯蔵し、操作ブロック１３２でテストサイクルタイマーを初期値にリセットする。制御を操作ブロック１０４に戻し、消費量データの取得を続ける。低しきい値より小さいか等しいサンプルウインドウ値が実際に得られなかった場合（及びタイマーがまだ働いているとき）、制御プログラムを操作ブロック１０４に戻し消費量データの取得を続ける。

最後に、双方向伝送ＡＭＲシステムまたは一方向伝送ＡＭＲシステムによる直接伝送が要求されたときエンドポイントが最小値を取り戻す。この最小値は８ビット２進表示（０−２５５、ここで２５５はオフ、２５４は無効値、２５３は実際の指示（オーバーフロー）のためには極めて大きい消費値＞＝２５３を示し、０〜２５２は実際の最小差を示す）内のエンドポイントから伝送する。更に、エンドポイントは“リークなし”表示を作る。機能が達成されたとき、低しきい値フラグビットを、リークがある（ビットを“０”にセットする）かまたはリークがない（ビットを“１”にセットする）ことを示すタンパーフィールド内にトグル止めする。

上述のようにサンプルウインドウ時間を好ましく前設定し、エンドポイントＥＲＴ内にプログラムする。

然しながらサンプルウインドウ時間は用途によって変化する。以下サンプルウインドウ時間の計算例を示す。実用水量メータは０．０１ガロンの分解能を有し、使用者はリーク量を１日 １ガロンのオーダーで全リーク量をとらえることを考慮する。

カウンタ分解能が０．１ガロンであり、所望のリーク率が１日 １０ガロンとすると

１０ガロン／日＝１０ガロン／１４４０分−０．００６９ガロン／分

となる。

ウインドウのための分数は＝カウンタ分解能／リーク率＝０．１ガロン／０．００６９ガロン／分＝１４．４９分となる。

従って、０．０１ガロンの分解能のカウンタを有する水量メータをモニタし、１日 １ガロンの流速を望むときはウインドウ時間は約１５分となる。

エンドポイントメータ、リーダ及びホストプロセッサを有する、本発明のリーク検出システムを用いた代表的な自動メータ読取りシステム（ＡＭＲ）のレイアウト説明図である。 本発明のリーク検出方法の説明用フローチャートである。

符号の説明

１０ ＡＭＲシステム
１２ 実用メータ
１４ ホストプロセッサ
１００ 操作ブロック
１０４ 操作ブロック
１０８ 操作ブロック
１１２ 操作ブロック
１１６ 決定ブロック
１２０ 操作ブロック
１２４ 決定ブロック
１２８ 操作ブロック
１３０ 操作ブロック
１３２ 操作ブロック

Claims (21)

1. 流体モニタ装置と、データ取得装置とより成り、
   上記流体モニタ装置が、消費量を得るため所定の時間流体の消費量をモニタし、この消費量をしきい値と比較し、上記消費量が上記しきい値以下の場合リーク指示情報を作り、
   上記データ取得装置は、上記流体モニタ装置に連通して上記流体モニタ装置から上記リーク指示情報を受け取る
   ことを特徴とするモニタ流体のリーク検出システム。
2. 上記流体モニタ装置が実用メータデータを伝送する実用メータを有することを特徴とする請求項１記載のモニタ流体のリーク検出システム。
3. 上記実用メータが実用メータデータを一方向で伝送するものであることを特徴とする請求項２記載のモニタ流体のリーク検出システム。
4. 上記実用メータが実用メータデータを双方向で伝送するものであることを特徴とする請求項２記載のモニタ流体のリーク検出システム。
5. 上記データ取得装置が自動メータ読取りシステム内に読取り器を有することを特徴とする請求項１記載のモニタ流体のリーク検出システム。
6. 上記リーク指示情報が、リーク／非リーク指示情報、または上記消費量と上記しきい値間の差の情報、またはリーク／非リーク指示情報及び上記消費量と上記しきい値間の差の情報を有することを特徴とする請求項１記載のモニタ流体のリーク検出システム。
7. 上記所定の時間がサンプルウインドウ時間とサンプル周期時間の設定で定められることを特徴とする請求項１記載のモニタ流体のリーク検出システム。
8. 流体消費量を得るため所定の時間流体の消費量をモニタし、
   上記消費量をしきい値と比較し、
   上記消費量が上記しきい値以下のときリーク指示情報を作り、
   上記リーク指示情報を伝送する
   ことを特徴とするモニタ流体のリーク検出方法。
9. 上記モニタが実用メータによってなされることを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
10. 上記リーク指示情報の上記伝送が一方向伝送であることを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
11. 上記リーク指示情報の上記伝送が双方向伝送であることを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
12. 上記情報の伝送が自動メータ読取りシステム内の読取り器に対してなされることを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
13. 上記リーク指示情報が、リーク／非リーク指示情報、または上記消費量と上記しきい値間の差の情報、またはリーク／非リーク指示情報及び上記消費量と上記しきい値間の差の情報を有することを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
14. 上記所定の時間がサンプルウインドウ時間とサンプル周期時間の設定で定められることを特徴とする請求項８記載のモニタ流体のリーク検出方法。
15. 流体消費量を得るため所定の時間流体の消費量をモニタし、上記消費量をしきい値と比較し、上記消費量が上記しきい値以下のときリーク指示情報を作り、上記リーク指示情報を伝送するためのモニタ手段と、
    上記モニタ手段に連通し、上記モニタ手段から上記リーク指示情報を受け取るためのデータ手段と
    を有することを特徴とするモニタ流体のリーク検出システム。
16. 上記モニタ手段が実用メータを有することを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。
17. 上記モニタ手段が上記リーク指示情報を一方向で伝送するものであることを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。
18. 上記モニタ手段が上記リーク指示情報を双方向で伝送するものであることを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。
19. 上記データ手段が自動メータ読取りシステム内の読取り器であることを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。
20. 上記リーク指示情報が、リーク／非リーク指示情報、または上記消費量と上記しきい値間の差の情報、またはリーク／非リーク指示情報及び上記消費量と上記しきい値間の差の情報を有することを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。
21. 上記所定の時間がサンプルウインドウ時間とサンプル周期時間の設定で定められることを特徴とする請求項１５記載のモニタ流体のリーク検出システム。

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