JP2005214895A - 流体計測装置及びガスメータ - Google Patents

Abstract

【課題】設置環境の適正判断を支援することができる流体計測装置を提供する。
【解決手段】通常モード及び脈動発生時モードにより流量をサンプリングした全ての回数を計数するサンプリング回数計数手段Ｐ１と、脈動発生時モードにより流量をサンプリングした回数を計数する脈動発生時モード計数手段Ｐ２と、サンプリング回数計数手段Ｐ１の回数に対する脈動発生時モード計数手段Ｐ２の回数の割合を算出する割合算出手段Ｐ３と、割合算出手段Ｐ３が算出した割合と設置環境が適しているか否かを判定するための予め定められた設置環境適正条件とを比較し、該比較結果に基づいて前記設置環境に適しているか否かを判定する設置環境判定手段Ｐ４と、設置環境判定手段Ｐ４が適していないと判定したことを警報する警報情報を生成する警報情報生成手段Ｐ５と、警報情報生成手段Ｐ５が生成した警報情報を前記警告を行うために出力する警報情報出力手段Ｐ６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体計測装置及びガスメータに関し、より詳細には、流体の流量を通常モードと脈動発生時モードとで異なる周期でサンプリングして計測する流体計測装置及びガスメータに関するものである。

ガスメータは、定期的なサンプリングによって内部の流路を流れるガスの瞬時流量を計測し、その単位時間を乗じることで体積値を算出し、ガスの使用量として計測する流量計測手段、この流量計測手段の測定結果から測定結果の時系列変化に基づいてガス供給路にガスの漏洩が発生しているか否かを判定するガス漏洩検出手段、並びに、ガスの漏洩が発生しているとガス漏洩検出手段が判定した際に駆動されて前記流路を遮断弁により強制的に遮断する遮断手段等を有しており、これらの流量計測手段、ガス漏洩検出手段、遮断弁等は、ガスメータに内蔵されたリチウム電池等の電池により駆動される。

しかしながら、上述したガスメータを通じて供給するガスを消費する燃焼機器の中には、使用中に供給ガス圧に圧力変動を生じさせるものがあり、例えば、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）の場合、その使用によってガス圧に約１５ｍｍＨ₂Ｏの変動を１０〜２０Ｈｚの周波数で生じさせる。このようなＧＨＰはガス流路に脈動（圧力変動）を生じさせる脈動発生源となり、集合住宅などにおいて特定の消費宅に設置されていると、ＧＨＰの生じさせる圧力変動により、隣家のガスメータ内のガス流路内に瞬間的なガスの流れが生じるため、ある流量に相当する時間差を計測してしまうようになる。これをガス消費に伴うガス流量と誤認し、通過流量として積算し積算流量を求めてしまうことがあると、積算値が実際のガス使用量よりも大きくなってしまい、計量器としては致命的な信頼性の上の問題となる。

このような問題を解決するために、ガスメータは計測部分を全てマイクロ・プロセッサ・ユニット（ＭＰＵ）にて制御することで、ガスメータの使用環境などに応じてサンプリング時間、サンプリング方法を変更することを可能としている。

例えば、特許文献１で開示されたガスメータは、予め定められた第１のサンプリング周期で所定時間の間流量をサンプリングして計測し、得られた流量データに基づいて流量の脈動周期を推定し、推定された脈動周期から第２のサンプリング周期を求め、求められた第２のサンプリング周期で脈動周期の整数倍の期間の間流量をサンプリングして計測し、脈動周期の整数倍の期間の間計測された計測データから平均流量を求めることで、脈動の影響を低減し、計測精度を向上させている。

また、特許文献２で開示されたガスメータは、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間当たりの消費電力を示す消費電力情報を記憶しておき、通常時モードと脈動発生時モードとに対応する所定時間を計数し、その計数結果と消費電力情報とに基づいて送受波器を駆動するために消費した電力を算出することで、脈動が発生しても正確な消費電力を算出することを可能とし、電池の寿命の正確な管理をかのうとし、安全動作の保証に貢献してきた。
特開２０００−３３７９３４号公報 特開２００２−３２５０５６号公報

しかしながら、上述したガスメータのように、サンプリング回数の低減により計測時の消費電力を低減してきたが、ガスメータの使用期間は１０年間であることを理想としてるため、脈動が多発する場合は、電池の消耗は大きくなってしまい、１０年を経過する前に電池切れとなり使用できなくなる可能性があるという問題があった。また、脈動を考慮して電池の残量を管理は可能ではあったが、同じガスヒートポンプや給湯器であっても、配管形態によって脈動の影響度合いも異なるため、設置環境だけで環境適正を判断することは困難であるという問題がある。さらに、ガスメータのコストを考慮すると、極一部のガスメータのために電池の容量を増大させること困難であった。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、設置環境の適正判断を支援することができる流体計測装置及びガスメータを提供することができる。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の流体計測装置は、図１の基本構成図に示すように、流体の流量を通常モードと脈動発生時モードとで異なる周期でサンプリングして計測する流体計測装置において、前記通常モード及び前記脈動発生時モードにより前記流量をサンプリングした全ての回数を計数するサンプリング回数計数手段Ｐ１と、前記脈動発生時モードにより前記流量をサンプリングした回数を計数する脈動発生時モード計数手段Ｐ２と、前記サンプリング回数計数手段Ｐ１が計数した回数に対する前記脈動発生時モード計数手段Ｐ２が計数した回数の割合を算出する割合算出手段Ｐ３と、前記割合算出手段Ｐ３が算出した割合と設置環境が適しているか否かを判定するための予め定められた設置環境適正条件とを比較し、該比較結果に基づいて前記設置環境に適しているか否かを判定する設置環境判定手段Ｐ４と、前記設置環境判定手段Ｐ４が適していないと判定したことを警報する警報情報を生成する警報情報生成手段Ｐ５と、前記警報情報生成手段Ｐ５が生成した警報情報を前記警告を行うために出力する警報情報出力手段Ｐ６と、を備えることを特徴とする。

上記請求項１に記載した本発明の流体計測装置によれば、通常モード及び脈動発生時モードで流量をサンプリングした回数はサンプリング回数計数手段Ｐ１によって計数され、脈動発生時モードで流量をサンプリングした回数は脈動発生時モード計数手段Ｐ２によって計数される。そして、サンプリング回数計数手段Ｐ１によって計数された回数に対し、脈動発生時モード計数手段Ｐ２によって計数された回数の割合が割合算出手段Ｐ３によって算出されると、設置環境判定手段Ｐ４によって該割合と設置環境適正条件とが比較され、該比較結果に基づいてガスメータの設置個所に適しているか否かが判定される。そして、設置環境に適していないとの判定に応じて警報情報生成手段Ｐ５によって生成された警報情報は、警報のために例えば表示装置、通信装置、警報装置等に警報情報出力手段Ｐ６によって出力される。

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、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の流体計測装置において、前記設置環境判定手段Ｐ４は、前記割合が前記設置環境適正条件から逸脱した時間が予め定められた所定時間に達したときに前記判定を行うことを特徴とする。

上記請求項２に記載した本発明の流体計測装置によれば、全体のサンプリング回数に対する脈動発生時モードのサンプリング回数の割合が設置環境適正条件から逸脱した時間が、例えば、従来の実測から定められた時間、流体の供給側から指定された時間等の所定時間に達したときに、設置環境判定手段Ｐ４によって設置環境が適していないと判定される。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項３記載のガスメータは、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の流体計測装置を備え、該流体計測装置が計測したガスの流量に基づいて前記ガスの使用量を計測するガスメータであって、前記流体計測装置の警報情報出力手段Ｐ６が出力した警報情報に基づいて警報を行う警報手段４を備えることを特徴とする。

上記請求項３に記載した本発明のガスメータによれば、全体のサンプリング回数に対する脈動発生時モードのサンプリング回数の割合に基づいて設置環境に適していないとの判定に応じて警報情報出力手段Ｐ６によって警報情報が出力されると、該警報情報に基づいて設置環境に適していないことが、例えばガスメータの表示装置による表示、ガス事業者等への通報等による警報が警報手段４によって行われる。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の流体計測装置によれば、通常時モードと脈動発生時モードで流量をサンプリングした全体の回数に対する脈動発生時モードでサンプリングした回数の割合を算出し、該割合に基づいて設置環境に適しているか否かを判定し、適していないときに警報情報を出力するようにしたことから、流体の供給側は警報情報を参照することで、流体の配管形態を意識する必要がなくなり、容易に設置環境の環境適正を判断することができる。従って、流体の供給側は早期の対応が可能となるため、保安精度を向上させることができる。また、流体計測装置が電池で動作している場合は、脈動を考慮して電池の容量を必要以上に増大させる必要もなくなる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、脈動発生モードの割合が設置環境適正条件から逸脱した時間が所定時間に達したときに設置環境が適していないと判定するようにしたことから、設置環境適正条件を細かく設定しても、正確に環境設定の適正を判定することができるため、保安精度をより一層向上させることができる。

以上説明したように請求項３に記載した本発明のガスメータによれば、通常時モードと脈動発生時モードで流量をサンプリングした回数に対する脈動発生時モードでサンプリングした回数の割合を算出し、該割合に基づいて設置環境に適しているか否かを判定し、適していないときに警報を行うようにしたことから、ガス事業者等は流体の配管形態を意識する必要がなくなり、容易に設置環境に適していないことを認識することができる。従って、ガス事業者等は警報に応じて早期の対応が可能となるため、保安精度を向上させることができる。また、ガスメータが電池で動作している場合は、脈動を考慮して電池の容量を必要以上に増大させる必要もなくなる。また、消費者としても、ガス供給設備の変更等に伴う長期的なガス不通期間の発生を回避することができる。

以下、本発明に係る、例えばガス、水等の流体の計測に用いられる流体計測装置をガスメータに組み込んだ場合の最良の形態を、図２〜図６の図面を参照して説明する。

ここで、図２は本発明のガスメータの概略構成の一例を示すブロック図であり、図３は図２に示すセンサ回路部及び超音波振動子の構成、並びに超音波振動子の作用を示す説明図であり、図４は通常時モードと脈動発生時モードの説明をするための図であり、図５は図２に示すＣＰＵが実行する流量計測処理の一例を示すフローチャートであり、図６は図５中の脈動監視処理の一例を示すフローチャートである。

ガスが流れるガス流路に設けられて超音波を送信または受信する超音波振動子（送受波器）間の予め定められた所定時間における前記超音波の伝搬時間を、通常時モードと脈動発生時モードとで異なる抽出方法により抽出し、該抽出した伝搬時間に基づいてガスの流量を測定する流量計測装置が適用されたガスメータは、図２に示すように、マイクロ・プロセッサ（ＭＰＵ）１、操作部２、表示部３、警報部４、超音波流量センサ５、感震センサ６、通信部７、電磁遮断弁８及びリチウム電池等の電池９を含んで構成される。

これらの操作部２、表示部３、警報部４、超音波流量センサ５、感震センサ６、及び通信部７は、インターフェース部１１を介してＭＰＵ１に接続される。また、電磁遮断弁８は、遮断弁駆動部８１を介してＭＰＵ１に接続されている。

上記ＭＰＵ１は、周知のように、ＣＰＵ１ａ、ＲＯＭ１ｂ及びＲＡＭ１ｃを有して構成している。そして、ＣＰＵ１ａは、ＲＯＭ１ｂに格納される制御プログラムにしたがって、基本制御、流量計測及び圧力検出、電池電圧チェック、電池残容量監視並びに後述の本発明に係る設置環境の判定等の制御を行う。ＲＯＭ１ｂには、基本制御プログラム、流量計測検出、積算流量計算等のための制御プログラム、設置環境を監視するためのプログラム等の各種プログラムが予め格納される。ＲＡＭ１ｃは、基本的にＣＰＵ１ａが行う処理の過程で発生する変数やデータを一時的に格納するワークエリアとして機能する。

操作部２は、このガスメータを開始又は終了させたり、異常警報を停止させたり、表示部３の表示を変更させたりする指令を入力するためのスイッチ群から構成される。これらの指令は、操作部２が手動操作されてＭＰＵ１に入力される。

表示部３は、インターフェース部１１を介してＭＰＵ１からの指令を受信し、これに応答して積算流量表示や、感震、ガス漏洩、電池電圧低下等の各種異常警報表示を行う。この表示部３としては、例えば、公知のＬＥＤ等が想定される。表示部３として複数のＬＥＤが使用される場合、ＬＥＤ表示の組み合わせを変えることで異種の警報を表示することができる。

請求項中の警報手段に相当する警報部４は、警報ブザー等を有して構成しており、インターフェース部１１を介してＭＰＵ１からの警報情報等の各種データを受信し、これに応答して警報音を発する。なお、警報については、表示部３による警報画面の表示と、警報部４が発する警報音の組み合わせなど、ガスメータの仕様により種々異なる実施の形態とすることができる。

超音波流量センサ５は、ガス流路に配設された一対の超音波振動子から構成される。この超音波流量センサ５は、センサ回路部５１を介してＭＰＵ１に接続される。ＭＰＵ１は超音波流量センサ５の一対の超音波振動子間の超音波信号伝搬時間に基づいて、ガス流路を通過するガスの流速、流量を算出する。これについては、図３を用いて後で追加説明する。

感震センサ６は、地震等による揺れに応じてオンオフ信号を生成して、インターフェース部１１を介してこれをＭＰＵ１に供給する公知の感震素子から構成される。ＭＰＵ１は、例えば、所定時間内に受信したオンオフ信号の回数から揺れ具合を判定して、この揺れが大きい場合には遮断弁の弁閉制御等の異常処理を行う。

通信部７は、例えば、電話回線等の公衆回線を用いて所定の電文発呼等を行う機能を有する。この通信部７は、電話回線等の公衆回線を介して、ガス販売会社の管理センタとの通信を制御するためのＮＣＵ（網制御ユニット）７１にも接続されている。

電磁遮断弁８は、弁駆動ソレノイドコイルを含み、このソレノイドコイルの駆動回路である遮断弁駆動部８１に接続される。遮断弁駆動部８１はＭＰＵ１に指令されて、リチウム電池９を電源供給源としてソレノイドコイル駆動信号を生成して、これを電磁遮断弁８に供給する。これに応答して電磁遮断弁８は、弁開又は弁閉してガス流路が遮断制御される。

電池９は、このガスメータの電源供給源となるものである。電池９は、長期使用可、汎用性の高さ等からこの種のガスメータに多用されるが、一方で、低温時には不活性状態になり、電池残量があるにもかかわらず電池電圧が低下することもある。

インターフェース部１１は、基本的にＭＰＵ１とこれに接続される各構成要素２、３、４、６及び７との間の電圧変換機能を有する。

このような構成のガスメータは、例えば、ＬＰＧ供給設備に適用される。この場合、ガスメータは、ＬＰＧ容器に収容されている高圧ガスを調圧する圧力調整器とこの調圧されたガスが供給されるガス燃焼器とをつなぐ配管に介設される。

そして、このガスメータは通常、超音波流量センサ５を利用してガス流路を通過するガスの流量を検出し、この流量を積算して表示部３に表示する。また、ガスメータは、感震センサ６により異常な揺れを検出すると、表示部３にその旨表示すると共に、電磁遮断弁８を弁閉する。更に、ガスメータは、これと同時に、異常状態を示す電文を、通信部７、ＮＣＵ７１、及び電話回線等の公衆回線を介して、ガス販売会社、ガス事業者等の管理センタに送信する。また更に、このガスメータでは定期的に電池電圧チェックが行われており、電池電圧低下時には、その旨表示部３に表示される。

次に図３を用いて、図２に示した超音波流量センサ５及びセンサ回路部５１の構成、並びに超音波流量センサ５を用いた温度検出の原理について説明する。

図３に示すように、センサ回路部５１は、送信回路５１１、受信回路５１２及び切替回路５１３を含んで構成される。切替回路５１３はＭＰＵ１に指令されて、図２で示した超音波流量センサ５としての超音波振動子５ａ及び５ｂを交互に送信回路５１１及び受信回路５１２に切替接続させる。送信回路５１１に超音波振動子５ａが接続された場合には、超音波信号は超音波振動子５ａから超音波振動子５ｂに向けて送信する。この超音波信号は、被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これを受信回路５１２を介してＭＰＵ１に供給する。一方、送信回路５１１に超音波振動子５ｂが接続された場合には、上記と逆の方向で超音波信号の送受が行われる。ＭＰＵ１は、両方向の超音波信号の伝搬時間に基づいて、被測定ガスの流速及び流量を算出することができる。

すなわち、ガス流路５２に対して一対の超音波振動子５ａ及び５ｂは、角度θ傾斜し対向して配設されているとする。ここで、図中、矢印で示す方向に流れる被測定ガスの平均流速をＶ、超音波振動子５ａ及び５ｂ間距離をＬ、両超音波振動子５ａ及び５ｂを結ぶ線とガス流路５２の中心軸とがなす角度をθ、超音波信号の上り及び下りの伝搬時間をそれぞれｔｕ及びｔｄとすると、
平均流速Ｖは既に知られているように、
Ｖ＝Ｌ／２ＣＯＳθ（１／ｔｄ−１／ｔｕ）となる。…（式１）
そして、流量をＱ、通過面積をＳ、補正計数をＫとすると、
Ｑ＝ＫＳＶ…（式２）
と表せるので、これによりガス流路５２を通過する流体の流量Ｑが算出されることになる。

図４は通常時モードと脈動発生時モードの説明をするための図である。

図４において、Ｃは１サイクル当たりのサンプリング時間（所定時間に相当、例えば２秒等）を示している。そして、通常時モードは、まず、超音波振動子５ｂに対する通電がＸ回行われることで、上りの伝搬時間がＸ回測定され、その平均がサンプリング時間Ｃにおける上りの伝搬時間ｔｕとなる。同様に、超音波振動子５ａに対する通電がＸ回行われることで、下りの伝搬時間がＸ回測定され、その平均がサンプリング時間Ｃにおける下りの伝搬時間ｔｄとなる。

また、脈動発生時モードは、上述した上り及び下りに対する測定をそれぞれＹ回行い、この上り及び下りに対する測定をＺ回繰り返す。そして、Ｙ＊Ｚ回の上り及び下りのそれぞれの平均が伝搬時間ｔｕ，ｔｄとなる。つまり、サンプリング時間Ｃにおけるサンプリング回数は、通常時モードが上りＸ回と下りＸ回を加算して２Ｘ回（Ｘ＋Ｘ）となり、また、脈動発生時モードは上りＹ回と下りＹ回とを加算し、この結果と繰り返した回数との積である２ＹＺ回｛（Ｙ＋Ｙ）＊Ｚ｝となる。

このように脈動発生時モードでは、通常時モードよりも多い回数で測定することで脈動による圧力変動の影響を受けないようにしている。つまり、脈動発生時モードの方が通常時モードよりも、２ＹＺ−２Ｘ回分多く超音波振動子５ａ及び５ｂに通電することになるため、その分消費電力も多くなる。

また、上記ＲＯＭ１ｂは、上述した（式１）及び（式２）の算術式を示すプログラムと、ＣＰＵ１ａを請求項中のサンプリング回数計数手段、脈動発生時モード計数手段、割合算出手段、設置環境判定手段、警報情報生成手段、及び、警報情報出力手段として機能させるための各種プログラムと、を記憶している。

上記ＲＡＭ１ｃは、サンプリング回数、脈動発生時モード（サンプリング）回数、通電時間、電池残量等の各種データを格納する格納エリアを有する。そして、サンプリング回数には、通常時モード及び脈動発生時モードにより前記超音波振動子間の伝搬時間の抽出を行ったそれぞれの上記サンプリング時間Ｃの回数の合計が格納される。また、脈動発生時モード回数には、脈動発生時モードにより前記超音波振動子間の伝搬時間の抽出を行ったそれぞれの上記サンプリング時間Ｃの回数が格納される。

次に、上述した構成のガスメータのＣＰＵ１ａが実行する流量計測処理の処理概要の一例を、図５のフローチャートを参照して以下に説明する。

ＣＰＵ１ａの起動に応じて図５に示す流量計測処理が実行されると、ステップＳ１１において、上記サンプリング時間Ｃが経過するとタイムアウトするタイマがスタートされ、その後ステップＳ１２において、通常サンプリング処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ１３に進む。

通常サンプリング処理は、上述した図４の通常モードで説明したように、送信回路５１１を超音波振動子５ｂが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、送信回路５１１が通電されることで、超音波信号は被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。そして、超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これが受信回路５１２を介してＭＰＵ１に供給されることで、ＣＰＵ１ａによって上りの伝搬時間が測定される。この処理がＸ回行われ、それらの上りの伝搬時間がＲＡＭ１ｃに格納される。その後、送信回路５１１を超音波振動子５ａが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、上述した上りと同様にＸ回の下りの伝搬時間の測定が行われ、それらの下りの伝搬時間もＲＡＭ１ｃに格納される。

ステップＳ１３において、今回のサンプリング時間Ｃにサンプリングされた上り及び下りの伝搬時間の平均が上り及び下りの伝搬時間ｔｕ、ｔｄとして算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１４において、ＲＡＭ１ｃの伝搬時間ｔｕ及びｔｄと上記（式１）の算術式とに基づいて今回流速Ｖが算出され、その後ステップＳ１５において、算出された今回流速Ｖと上記（式２）の算出式とに基づいて流量Ｑが算出され、この流量ＱがＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６（サンプリング回数計数手段）において、ＲＡＭ１ｃのサンプリング回数がインクリメントされることで更新され、その後ステップＳ１７において、ＲＡＭ１ｃの今回流速Ｖと前回流速Ｖｂとの差が流速変化量として算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、終了要求を受けたか否かが判定される。終了要求を受けたと判定された場合は（Ｓ１８でＹ）、処理が終了される。また、終了要求を受けていないと判定された場合は（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ１９において、タイマがタイムアウトしたか否かが判定される。タイマがタイムアウトしていないと判定された場合は（Ｓ１９でＮ）、ステップＳ１８に戻る。また、タイマがタイムアウトしていると判定された場合は（Ｓ１９でＹ）、ステップＳ２０において、今回流速Ｖが前回流速ＶｂとしてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、ＲＡＭ１ｃの流速変化量が予めＲＯＭ１ｂに記憶されている脈動判定閾値以上であるか否かに基づいて、脈動が発生しているか否かが判定される。流速変化量が脈動判定値より小さい、つまり、脈動が発生していないと判定された場合は（Ｓ２１でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。

また、ステップＳ２１で流速変化量が脈動判定閾値以上である、つまり、脈動が発生していると判定された場合は（Ｓ２１でＹ）、脈動監視モジュールを起動しているか否かに基づいて、脈動監視中であるか否かが判定される。脈動監視中であると判定された場合は（Ｓ２２でＹ）、ステップＳ２４に進む。一方、脈動監視中ではないと判定された場合は（Ｓ２２でＮ）、ステップＳ２３において、後述する脈動を監視する脈動監視モジュールが起動され、その後ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、ステップＳ１１と同一のタイマがスタートされ、その後ステップＳ２５において、脈動サンプリング処理が実行され、その処理が終了するとステップＳ２６に進む。

脈動サンプリング処理は、上述した図４の脈動発生時モードで説明したように、送信回路５１１を超音波振動子５ｂが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、送信回路５１１が通電されることで、超音波信号は被測定ガス中を伝搬し、受信回路５１２に接続された超音波振動子５ｂによって受信される。そして、超音波信号を受信した超音波振動子５ｂは、この超音波信号に応じた信号を発生し、これが受信回路５１２を介してＭＰＵ１に供給され、ＣＰＵ１ａによって上りの伝搬時間が測定される。この処理がＹ回行われ、それらの上りの伝搬時間がＲＡＭ１ｃに格納される。その後、送信回路５１１を超音波振動子５ａが接続されるようにセンサ回路部５１が制御され、上述した上りと同様にＹ回の下りの伝搬時間の測定が行われ、それらの下りの伝搬時間もＲＡＭ１ｃに格納される。そして、上り及び下りの測定を１セットとし、このセットがＺ回繰り返され、その測定結果はＲＡＭ１ｃに格納される。

ステップＳ２６において、今回のサンプリング時間Ｃにサンプリングされた上り及び下りの伝搬時間の平均が上り及び下りの脈動発生時の伝搬時間ｔｕ、ｔｄとして算出されてＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２７において、ＲＡＭ１ｃの伝搬時間ｔｕ及びｔｄと上記（式１）の算術式とに基づいて今回流速Ｖが算出され、その後ステップＳ２８において、算出された今回流速Ｖと上記（式２）の算出式とに基づいて流量Ｑが算出され、この流量ＱがＲＡＭ１ｃに格納され、その後ステップＳ２９（脈動発生時モード計数手段、サンプリング回数計数手段）において、ＲＡＭ１ｃの脈動発生時モード回数がインクリメントされると共に、サンプリング回数がインクリメントされることで各更新が行われ、その後ステップＳ１７に戻り、一連の処理が繰り返される。

以上説明したように本実施の形態では、ステップＳ１１〜Ｓ１６が通常時モードに対応した処理となり、ステップＳ２４〜Ｓ２９が脈動発止時モードに対応した処理となる。

次に、上述した脈動監視モジュールである脈動監視処理の一例を図６のフローチャートを参照して以下に説明する。

脈動の発生に応じて脈動監視処理が起動されると、ステップＳ５１（割合算出手段）において、ＲＡＭ１ｃのサンプリング回数に対する脈動発生時モード回数の割合がＲＡＭ１ｃに算出され、その後ステップＳ５２に進む。そして、ステップＳ５２（設置環境判定手段）において、ＲＯＭ１ｂに記憶しているガスメータの設置環境が適しているか否かを判定するための予め定められた判定閾値（設置環境適正条件）とＲＡＭ１ｃの割合が比較される。

割合が判定閾値よりも大きいと判定された場合（Ｓ５２でＹ）、ステップＳ５３において、設置環境が適していないと判定すべき監視時間（所定時間）が経過するとタイムアウトする監視タイマが起動中であるか否かが判定される。起動中ではないと判定された場合は（Ｓ５３でＹ）、ステップＳ５４に進む。一方、起動中ではないと判定された場合は（Ｓ５３でＮ）、ステップＳ５４において、上述した監視タイマがスタートされ、その後ステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５（設置環境判定手段）において、監視タイマがタイムアウトしているか否かが判定される。監視タイマがタイムアウトしていないと判定された場合は（Ｓ５５でＮ）、ステップＳ５１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、タイムアウトしている、つまり、ガスメータの設置環境に適していないと判定され、ステップＳ５６に進む。

ステップ５６（警報情報生成手段）において、ガスメータの設置環境に適していないと判定したことを警報する警報情報がＲＡＭ１ｃに生成され、ステップＳ５７（警報情報出力手段）において、生成された警報情報は表示部３及び警報部４に出力されることで、表示部３に設置環境に適さないとの警報表示が行われると共に、警報音、音声等による警報が警報部４によって行われ、その後処理を終了する。

また、ステップＳ５３で割合が判定閾値以下であると判定された場合は（Ｓ５３でＮ）、脈動は発生しているが置環境適正条件を満たしていると判定され、ステップＳ５８において、監視タイマが終了され、その後処理を終了する。

以上の説明から本最良の形態では、ステップＳ５２、Ｓ５５の判定処理を組み合わせることで、割合が設置環境適正条件から逸脱した時間が予め定められた所定時間に達したときに設置環境の適正を判定するようにしている。よって、ガスメータのＣＰＵ１ａが、請求項中のサンプリング回数計数手段、脈動発生時モード計数手段、割合算出手段、設置環境判定手段、警報情報生成手段、及び、警報情報出力手段として機能している。

次に、上述したガスメータの本発明に係る動作（作用）の一例を、以下に説明する。

通常時モードにおけるガスメータは、サンプリング時間Ｃ毎に上り及び下りの伝搬時間をＸ回測定し、その平均をサンプリング時間Ｃにおける伝搬時間ｔｕ及びｔｄとなり、その伝搬時間ｔｕ及びｔｄに基づいて流速Ｖ、流量Ｑが算出される。そして、サンプリング時間Ｃに対する通常時モードの測定が終了すると、通常時モード回数をインクリメントする。

また、流速Ｖから算出した流速変化量に基づいて燃焼機器の使用に応じて供給ガス圧に圧力変動が生じたことを検出すると、脈動発生時モードとしてガスメータは、サンプリング時間Ｃにおける上り及び下りの伝搬時間のＹ回の測定をＺ回繰り返して伝搬時間ｔｕ及びｔｄを算出し、その伝搬時間ｔｕ及びｔｄに基づいて流速Ｖ、流量Ｑを算出する。そして、サンプリング時間Ｃに対する脈動発生時モードの測定が終了すると、脈動発生時モード回数及びサンプリング回数をインクリメントする。

そして、サンプリング回数に対する脈動発生時モード（サンプリング）回数の割合を算出し、該割合が判定閾値（設置環境適正条件）から逸脱した時間が予め定められた所定時間に達したときに、ガスメータの設置環境に適さないと判定し、生成した警報情報に基づいて設置環境に適さないことを警報する。

以上説明したように、ガスメータは通常時モードと脈動発生時モードで流量をサンプリングした回数に対する脈動発生時モードでサンプリングした回数の割合を算出し、該割合に基づいて設置環境に適しているか否かを判定し、適していないときに警報を行うようにしたことから、ガス事業者等は流体のガス供給設備における配管形態を意識する必要がなくなり、容易に設置環境に適していないことを認識することができる。

従って、ガス事業者等は警報に応じて早期の対応が可能となるため、保安精度を向上させることができる。また、ガスメータが電池で動作している場合は、脈動を考慮して電池の容量を必要以上に増大させる必要もなくなる。また、消費者としても、ガス供給設備の変更等に伴う長期的なガス不通期間の発生を回避することができる。

また、脈動発生モードの割合が設置環境適正条件から逸脱した時間が所定時間に達したときに設置環境が適していないと判定するようにしたことから、設置環境適正条件を細かく設定しても、正確に環境設定の適正を判定することができるため、保安精度をより一層向上させることができる。

なお、上述した本最良の形態では、設置環境適正条件（判定閾値）と継続時間と組み合わせる構成としたが、本発明はこれに限定するものではなく、サンプリング回数と脈動発生モード回数を常時カウントし、例えば１年等の一定期間が経過した際に、脈動発生モード回数の割合を算出して設置環境の適正を判定するなど設置環境適正条件に応じた種々異なる実施の形態とすることができる。

また、上述した本最良の形態では警報情報に基づいた警報をガスメータで行う場合について説明したが、警報情報を通信部７を介してガス事業者等の送信することで警報するなどの実施の形態とすることもできる。

本発明に係る流体計測装置及びガスメータの基本構成を示す図である。 本発明のガスメータの概略構成の一例を示すブロック図である。 図２に示すセンサ回路部及び超音波振動子の構成、並びに超音波振動子の作用を示す説明図である。 通常時モードと脈動発生時モードの説明をするための図である。 図２に示すＣＰＵが実行する流量計測処理の一例を示すフローチャートである。 図５中の脈動監視処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｐ１ サンプリング回数計数手段（ＣＰＵ）
Ｐ２ 脈動発生時モード計数手段（ＣＰＵ）
Ｐ３ 割合算出手段（ＣＰＵ）
Ｐ４ 設置環境判定手段（ＣＰＵ）
Ｐ５ 警報情報生成手段（ＣＰＵ）
Ｐ６ 警報情報出力手段（ＣＰＵ）

Claims (3)

1. 流体の流量を通常モードと脈動発生時モードとで異なる周期でサンプリングして計測する流体計測装置において、
   前記通常モード及び前記脈動発生時モードにより前記流量をサンプリングした全ての回数を計数するサンプリング回数計数手段と、
   前記脈動発生時モードにより前記流量をサンプリングした回数を計数する脈動発生時モード計数手段と、
   前記サンプリング回数計数手段が計数した回数に対する前記脈動発生時モード計数手段が計数した回数の割合を算出する割合算出手段と、
   前記割合算出手段が算出した割合と設置環境が適しているか否かを判定するための予め定められた設置環境適正条件とを比較し、該比較結果に基づいて前記設置環境に適しているか否かを判定する設置環境判定手段と、
   前記設置環境判定手段が適していないと判定したことを警報する警報情報を生成する警報情報生成手段と、
   前記警報情報生成手段が生成した警報情報を前記警告を行うために出力する警報情報出力手段と、
   を備えることを特徴とする流体計測装置。
2. 前記設置環境判定手段は、前記割合が前記設置環境適正条件から逸脱した時間が予め定められた所定時間に達したときに前記判定を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の流体計測装置。
3. 請求項１又は２に記載の流体計測装置を備え、該流体計測装置が計測したガスの流量に基づいて前記ガスの使用量を計測するガスメータであって、
   前記流体計測装置の警報情報出力手段が出力した警報情報に基づいて警報を行う警報手段を備える
   ことを特徴とするガスメータ。

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