JP2005257612A - Flow measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent increases in a value of a display means when gas is not used, and reduce integration errors when gas is used. <P>SOLUTION: Output of a passage flow quantity computing means 4 is added as an auxiliary integrated value to an auxiliary integrating means 7, which is periodically cleared by the action of a clearing means 9. Since the auxiliary integrated value is added to a main integrating means 8 as an integrated value when a mean quantity of flow determined by a mean flow computing means 10 on the basis of the auxiliary integrated value is greater than a threshold value, a quantity of flow detected when a fluid is not used is cleared, and a quantity of flow detected when the fluid is used is not cleared. It is therefore possible to prevent the integrated value from increasing when the fluid is not used and reduce integration errors when the fluid is used. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、超音波流量計や熱式流量計等のように検出した流速に基いて流体の流量を間欠的にサンプリングして流体の使用量を計測する流量計測装置に関するものである。   The present invention relates to a flow rate measuring device that measures the amount of fluid used by intermittently sampling the flow rate of a fluid based on a detected flow velocity, such as an ultrasonic flow meter or a thermal flow meter.

従来、この種の流量計として、熱式フローセンサや、超音波センサを用いたものが多数提案されており、これらは、微小な流れを検出できる高感度な流量計としての特徴を備えている。   Conventionally, many types of flowmeters using thermal flow sensors and ultrasonic sensors have been proposed as this type of flowmeter, and these have the characteristics of a highly sensitive flowmeter that can detect minute flows. .

しかしながら、微小な流れを検出できる反面、高感度であるがゆえの欠点として、流体の流れがないのにもかかわらず、局所的な流れに反応して流量を検出してしまうケースがあった。   However, although a minute flow can be detected, there is a case in which the flow rate is detected in response to a local flow even though there is no fluid flow as a drawback because of high sensitivity.

特に、供給配管に大きな圧力変動が発生した場合にこの現象が顕著に現れる。そのため、検出した値をそのまま積算していくことにより、流体使用を停止しているにもかかわらず、積算流量の値が増加してしまうことがあった。この現象を防ぐため、センサが検出した流量値を一旦、相殺バッファと呼ばれる補助の積算手段に加算する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In particular, this phenomenon appears remarkably when a large pressure fluctuation occurs in the supply pipe. Therefore, by integrating the detected values as they are, the value of the integrated flow rate may increase even though the fluid use is stopped. In order to prevent this phenomenon, a method has been proposed in which the flow rate value detected by the sensor is once added to auxiliary integration means called a cancellation buffer (see, for example, Patent Document 1).

すなわち、従来の流量計測装置は、家庭用のガスメータのように広い計測範囲(数[L/h]〜数千[L/h])をカバーするために、大流量はフルイディック素子の流体発振現象を圧電膜センサにより計測し、流体発振の起こりにくい小流量域は、熱式フローセンサを用いて計測するようにしている。   That is, the conventional flow rate measuring device covers a wide measurement range (several [L / h] to several thousand [L / h]) like a home gas meter, so that a large flow rate is a fluid oscillation of a fluidic element. The phenomenon is measured by a piezoelectric film sensor, and a small flow rate region where fluid oscillation hardly occurs is measured using a thermal flow sensor.

図6は、その流量計測装置を示すもので、小流量域、すなわち、フローセンサの計測領域の計測処理内容を具体的に示したものである。図6に示すように、フローセンサ21、換算手段22、相殺バッファ23、タイマ24、積算手段25、表示手段26で構成されている。フローセンサ21は、6秒毎に駆動されて、装置内で発生している流速に応じた電気信号を出力する。   FIG. 6 shows the flow rate measuring apparatus, and specifically shows the contents of the measurement process in the small flow rate region, that is, the measurement region of the flow sensor. As shown in FIG. 6, the flow sensor 21, a conversion unit 22, a cancellation buffer 23, a timer 24, an integration unit 25, and a display unit 26 are included. The flow sensor 21 is driven every 6 seconds and outputs an electrical signal corresponding to the flow rate generated in the apparatus.

換算手段22は、フローセンサ21の出力を元にセンサ駆動間隔である6秒間に装置内を通過した流量を求めて、相殺バッファ23に出力する。相殺バッファに加算された値は、1[L]に達する毎に信号を出力し、積算手段25は信号出力を受けて積算値に1[L]]を加算する。そして、積算手段25の値が表示手段26で表示される。   Based on the output of the flow sensor 21, the conversion means 22 obtains the flow rate that has passed through the apparatus during the sensor driving interval of 6 seconds and outputs it to the cancellation buffer 23. The value added to the cancellation buffer outputs a signal every time it reaches 1 [L], and the integrating means 25 receives the signal output and adds 1 [L] to the integrated value. Then, the value of the integrating means 25 is displayed on the display means 26.

上記構成の流量計測装置において、例えば、ガスを使用していない条件下において、大きな圧力変動が発生しているケースでは、換算手段22の出力は、大きなばらつきを持ち、瞬間的には、正の大きな値となることもあるが、逆に、負の大きな値を出力することもあり、長い時間平均すれば0[L]に落ち着く。   In the flow rate measuring apparatus having the above configuration, for example, in the case where a large pressure fluctuation occurs under the condition where no gas is used, the output of the conversion means 22 has a large variation, and is instantaneously positive. In some cases, the value may be large, but on the contrary, a large negative value may be output. If averaged over a long period of time, the value settles to 0 [L].

しかし、一時的には、正の値に偏って出力されることもある。そのまま、放置しておけば、相殺バッファ23の内容が1[L]に達して、表示手段26の値が増加する危険性がある。そこで、タイマ24が定期的に相殺バッファ23が保持している積算値をクリアする。   However, temporarily, the output may be biased to a positive value. If left as it is, there is a risk that the content of the cancellation buffer 23 reaches 1 [L] and the value of the display means 26 increases. Therefore, the timer 24 periodically clears the accumulated value held in the cancellation buffer 23.

この時間は例えば、次のように決定される。ガス漏れの判定基準を3[L/h]とすれば、この値を装置の検出下限流量と考える。3[L/h]の流量が発生している場合には、相殺バッファの値は20分で1[L]に達する。したがって、タイマ24の定めるクリア時間を20分より大きな値に定めれば、3[L/h]の検出も可能であると共に、ガス不使用時の積算値の増加も防ぐことができる。
特開2002−62179号公報
For example, this time is determined as follows. If the judgment criterion for gas leakage is 3 [L / h], this value is considered as the detection lower limit flow rate of the apparatus. When a flow rate of 3 [L / h] is generated, the value of the cancellation buffer reaches 1 [L] in 20 minutes. Therefore, if the clear time set by the timer 24 is set to a value larger than 20 minutes, it is possible to detect 3 [L / h] and to prevent an increase in the integrated value when the gas is not used.
JP 2002-62179 A

しかしながら、前記従来の構成では、所定時間が経過すると、相殺バッファ23の内容がクリアされてしまうので、ガス器具の使用を停止した時点で相殺バッファ23に残された値が、捨てられることになり、積算誤差が発生するという課題があった。   However, in the conventional configuration, when the predetermined time has elapsed, the contents of the cancellation buffer 23 are cleared, so that the value remaining in the cancellation buffer 23 when the use of the gas appliance is stopped is discarded. There is a problem that an integration error occurs.

この現象について、図7を用いて説明する。図7はガス器具の瞬時流量値、相殺バッファ23の値、表示手段26の表示値の動きを示したものである。図7において、15[L/h]のガス器具を14分間使用したものとし、簡単のため、ガス器具の使用を開始した時点、時刻T0における相殺バッファ23の値、積算手段25の値が共に0Lとする。   This phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the movement of the instantaneous flow rate value of the gas appliance, the value of the cancellation buffer 23, and the display value of the display means 26. In FIG. 7, it is assumed that a gas appliance of 15 [L / h] is used for 14 minutes. For simplicity, when the use of the gas appliance is started, the value of the canceling buffer 23 and the value of the integrating means 25 at time T0 are both Set to 0L.

時刻T1,T2,T3において相殺バッファの値は1[L/h]を超えるため、その都度、積算手段25に1[L]が加算されると同時に、相殺バッファ23はクリアされる。また、これと同時に、タイマ24は再スタートする。   Since the value of the cancellation buffer exceeds 1 [L / h] at times T1, T2, and T3, 1 [L] is added to the integrating means 25 each time, and at the same time, the cancellation buffer 23 is cleared. At the same time, the timer 24 is restarted.

そして、時刻T4で、ガス器具の使用を停止したため、T4以降、バッファ23の値は0.5[L]のまま、ほとんど変化しない。そして、最後に積算流量値が増加した時点T3からクリア時間20分が経過した時刻T5において相殺バッファ23はクリアされる。T0〜T4において使用されたガスの総使用量は3.5[L]であるが、実際、積算手段25に出力された値は3[L]であり、残りの0.5[L]は捨てられてしまう。   Since the use of the gas appliance is stopped at time T4, the value of the buffer 23 remains 0.5 [L] and hardly changes after T4. Then, the cancellation buffer 23 is cleared at time T5 when the clear time 20 minutes has elapsed from time T3 when the integrated flow rate value last increased. The total amount of gas used in T0 to T4 is 3.5 [L], but the value output to the integrating means 25 is actually 3 [L], and the remaining 0.5 [L] is It will be thrown away.

上記のケースを含めて、ガス器具の使用を停止した時点で、相殺バッファに保持されている流量は0〜1[L/h]の間の任意の値となるため、平均すると0.5[L]と考えることができる。   Including the above case, when the use of the gas appliance is stopped, the flow rate held in the canceling buffer is an arbitrary value between 0 and 1 [L / h], so that the average is 0.5 [ L].

よって、ガス器具の使用をバッファクリア時間より長い時間停止する度に平均0.5[L]の流量が捨てられることになる。したがって、小口のガス器具を、比較的短い時間ずつ小刻みに使用するケースにおいては、相対的な誤差は無視できなくなってしまう。   Therefore, every time the use of the gas appliance is stopped for a time longer than the buffer clear time, the average flow rate of 0.5 [L] is discarded. Therefore, in the case where the small-sized gas appliance is used in small increments for a relatively short time, the relative error cannot be ignored.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ガス不使用時に積算値が増えることを防ぐと同時に、ガス使用時の積算誤差をも小さくすることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to prevent an integrated value from increasing when a gas is not used and to reduce an integrated error when the gas is used.

前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、通過流量演算手段の出力を定期的にクリアされる補助積算手段に補助積算値として加算し、補助積算値から求めた平均流量が閾値より大きい時には、補助積算値を積算値として主積算手段に加算する構成としているので、流体不使用時に検出された流量はクリアされ、流体使用時に検出された流量はクリアされずに積算値として加算されていくことになる。   In order to solve the conventional problem, the flow rate measuring device of the present invention adds the output of the passage flow rate calculation means to the auxiliary integration means that is periodically cleared as an auxiliary integration value, and calculates the average flow rate obtained from the auxiliary integration value. When the value is larger than the threshold value, the auxiliary integrated value is added to the main integrating means as the integrated value, so that the flow rate detected when the fluid is not used is cleared, and the flow rate detected when the fluid is used is not cleared but the integrated value. Will be added.

本発明の流量計測装置は、流体不使用時に積算値が増えることを防ぐと同時に、流体使用時の積算誤差をも小さくすることができる。   The flow rate measuring device of the present invention can prevent the integrated value from increasing when the fluid is not used, and can also reduce the integrated error when the fluid is used.

第1の発明は、流体の流量と相関のある物理量を間欠的に計測する計測手段と、前記計測手段の出力から流体流量または流速を算出する演算手段と、前記演算手段の出力から通過流量を算出する通過流量演算手段と、前記通過流量演算手段の出力を加算する積算手段とを備え、前記積算手段は、前記通過流量演算手段の出力を加算する補助積算手段と、前記補助積算手段の保持する補助積算値が所定値に達する毎に前記補助積算値が加算される主積算手段と、前記補助積算値を定期的にクリアするクリア手段と、前記補助積算手段の積算開始からの経過時間と前記補助積算値とから平均流量を算出する平均流量演算手段と、前記流量演算手段の出力と閾値との大小比較を行い流量の大小判定を行う判定手段とからなり、前記判定手段の判定結果が流量大の時に、前記補助積算値が前記容量に達する以前に前記補助積算値を前記主積算手段の保持する積算値に加算する構成とすることにより、流体不使用時に検出された流量はクリアされ、流体使用時に検出された流量はクリアされずに積算値として加算されるようになるので、流体不使用時に積算値が増えることを防ぐと同時に、流体使用時の積算誤差をも小さくすることができる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a measuring means for intermittently measuring a physical quantity correlated with a fluid flow rate, a computing means for calculating a fluid flow rate or a flow velocity from the output of the measuring means, and a passing flow rate from the output of the computing means. A passing flow rate calculating means for calculating; and an integrating means for adding the output of the passing flow rate calculating means; the integrating means holding the output of the passing flow rate calculating means; and holding the auxiliary integrating means A main integrating means for adding the auxiliary integrated value every time the auxiliary integrated value to be reached reaches a predetermined value, a clearing means for periodically clearing the auxiliary integrated value, an elapsed time from the start of integration of the auxiliary integrating means, An average flow rate calculation means for calculating an average flow rate from the auxiliary integrated value and a determination means for comparing the output of the flow rate calculation means with a threshold value to determine the magnitude of the flow rate. When the flow rate is large, the flow rate detected when the fluid is not used is cleared by adding the auxiliary integrated value to the integrated value held by the main integrating means before the auxiliary integrated value reaches the capacity. The flow rate detected when using the fluid is not cleared, but is added as an integrated value, so that the integrated value is prevented from increasing when the fluid is not used, and at the same time, the integrated error when using the fluid is reduced. Can do.

第2の発明は、判定手段における判定閾値を想定される最小の流体使用量に応じて可変とすることにより、使用される流体流量に応じて、適切な判定値を定めることができるようになり、積算値の精度を向上することができる。   In the second invention, by making the determination threshold value in the determination means variable according to the assumed minimum fluid usage, an appropriate determination value can be determined according to the fluid flow rate to be used. The accuracy of the integrated value can be improved.

第3の発明は、判定手段において、判定閾値を補助積算開始からの経過時間にしたがって小さくなるようすることにより、流体使用時に検出された流量がより積算されやすくなり、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the determination means, the flow rate detected when using the fluid is more easily integrated by reducing the determination threshold according to the elapsed time from the start of auxiliary integration, and the integration error when using the fluid is reduced. Can be small.

第4の発明は、判定手段において、補助積算開始からの所定時間は、流量大小判定を禁止する構成とすることにより、流体の使用、不使用がより的確に判断でき、積算値の精度を向上することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the determination means is configured to prohibit determination of the flow rate for a predetermined time from the start of auxiliary integration, so that the use or non-use of fluid can be determined more accurately, and the accuracy of the integrated value is improved. can do.

第5の発明は、補助積算値が負から正に変わった場合には、平均流量演算手段がその時点を起点とした経過時間を基に平均流量を算出する構成とすることにより、流体の流れ始めがより的確に判断でき、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   According to a fifth aspect of the present invention, when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the average flow rate calculation means calculates the average flow rate based on the elapsed time starting from that time point, so that the fluid flow The beginning can be judged more accurately, and the accumulated error when using the fluid can be reduced.

第6の発明は、補助積算値が負から正に変わった場合には、クリア手段がその時点を起点として補助積算値のクリア時間を判断する構成とすることにより、流体の流れ始めに検出した流量が誤ってクリアされることがなくなり、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   According to a sixth aspect of the present invention, when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the clearing means detects the auxiliary integrated value clearing time starting from that point, and detects at the beginning of fluid flow. The flow rate is not cleared by mistake, and the accumulated error when using the fluid can be reduced.

第7の発明は、演算手段の出力が所定値より大きければ、平均流量に関わらず補助積算値を主積算手段に加算する構成とすることにより、大流量を検出した時には確実に積算値に反映され、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   According to a seventh aspect of the present invention, when the output of the calculating means is larger than a predetermined value, the auxiliary integrated value is added to the main integrating means regardless of the average flow rate, so that when the large flow rate is detected, the integrated value is reliably reflected in the integrated value. In addition, the integration error when using the fluid can be reduced.

(実施の形態1)
図は家庭用のガスメータへの適用を想定したものである。
(Embodiment 1)
The figure assumes application to a home gas meter.

図1において、計測手段であるフローセンサ2が流体流路1に配置されており、流体流路1内の流速を検知して、流速に対応した電気信号を出力する。演算手段3はフローセンサ2の出力から流体の瞬時流量を算出し、通過流量演算手段4は演算手段3の出力から流体の通過流量を算出して、結果を積算手段5に出力する。そして、表示手段6が積算手段5で求められた流体の積算流量を表示する。更に、積算手段5は以下のような構成となっている。   In FIG. 1, a flow sensor 2 as a measuring means is disposed in a fluid flow path 1, detects a flow rate in the fluid flow path 1, and outputs an electrical signal corresponding to the flow rate. The calculating means 3 calculates the instantaneous flow rate of the fluid from the output of the flow sensor 2, and the passing flow rate calculating means 4 calculates the passing flow rate of the fluid from the output of the calculating means 3 and outputs the result to the integrating means 5. Then, the display unit 6 displays the accumulated flow rate of the fluid obtained by the integrating unit 5. Further, the integrating means 5 has the following configuration.

すなわち、補助積算手段7は、通過流量演算手段の出力を加算することにより積算値を求める。以後、補助積算手段7で求めた積算値を補助積算値と呼ぶ。補助積算値は予め定められた容量である1[L]に達する毎に、主積算手段8に出力されるが、クリア手段9が定期的(20分毎)に補助積算値をクリアするため、一定水準に達しない小さな値は積算されない。   That is, the auxiliary integrating means 7 obtains the integrated value by adding the output of the passage flow rate calculating means. Hereinafter, the integrated value obtained by the auxiliary integrating means 7 is referred to as an auxiliary integrated value. The auxiliary integrated value is output to the main integrating means 8 every time it reaches 1 [L] which is a predetermined capacity, but the clearing means 9 periodically clears the auxiliary integrated value (every 20 minutes). Small values that do not reach a certain level are not accumulated.

また、平均流量演算手段10は補助積算値と、補助積算の開始経過時間とから平均流量を求める。そして、判定手段11は、平均流量演算手段10の出力と設定手段12により設定された判定閾値との大小比較により流量の大小2値判定を行い、判定結果が流量大の時に補助積算値は主積算手段8に出力し加算される。   Further, the average flow rate calculation means 10 obtains an average flow rate from the auxiliary integrated value and the start elapsed time of the auxiliary integration. Then, the determination unit 11 performs a binary determination of the flow rate by comparing the output of the average flow rate calculation unit 10 with the determination threshold value set by the setting unit 12. When the determination result is a large flow rate, the auxiliary integrated value is the main integrated value. It is output to the integrating means 8 and added.

主積算手段8には補助積算値が1[L]に達した時、および、判定手段11の判定結果が流量大の時のふたつの場合に補助積算値が加算されることになる。なお、主積算手段8で求めた積算値は、補助積算値と区別するために、以後、単に積算値と呼ぶことにする。そして、表示手段6は、主積算手段8の内容を1[L]単位で表示する。   The auxiliary integrated value is added to the main integrating means 8 when the auxiliary integrated value reaches 1 [L] and when the determination result of the determining means 11 is large. The integrated value obtained by the main integrating means 8 is hereinafter simply referred to as an integrated value in order to distinguish it from the auxiliary integrated value. The display unit 6 displays the contents of the main integration unit 8 in units of 1 [L].

以上のように構成された流量計測装置について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the flow rate measuring apparatus configured as described above will be described below.

まず、フローセンサ2の出力が通過流量に変換されるまでの動作について説明する。フローセンサ2は一定時間(例えば2秒)毎に駆動され、その時点で流体流路内に発生している流速vをAD変換して電圧信号Eとして出力する。流速vとフローセンサ2の出力は比例関係にあり、Eがわかれば(式1)を用いて流速vを求めることができる。   First, an operation until the output of the flow sensor 2 is converted into a passage flow rate will be described. The flow sensor 2 is driven every certain time (for example, 2 seconds), and the flow velocity v generated in the fluid flow path at that time is AD converted and output as a voltage signal E. The flow velocity v and the output of the flow sensor 2 are in a proportional relationship. If E is known, the flow velocity v can be obtained using (Equation 1).

v=K・E (式1)
なお、(式1)において、Kは比例定数である。流路内の流速分布が一様であるとすれば、流速と断面積Sの積を求めることにより、流体の流量を求めることができるが、実際は、流体の粘性の影響などにより、流速分布は一様ではない。したがって、流速vを瞬時流量Qsに変換するには、流速vに依存する補正係数Mを用いて(式2)で求めることができる。
v = K · E (Formula 1)
In (Expression 1), K is a proportionality constant. If the flow velocity distribution in the flow path is uniform, the flow rate of the fluid can be obtained by obtaining the product of the flow velocity and the cross-sectional area S. It is not uniform. Therefore, in order to convert the flow velocity v into the instantaneous flow rate Qs, it can be obtained by (Equation 2) using the correction coefficient M depending on the flow velocity v.

Qs=M・S・v=M・S・K・E (式2)
なお、(式2)を用いて流体流量を求めているのが演算手段3である。更に、(式2)で求めた流量にフローセンサ2の駆動間隔tを乗じることにより、t秒間の、装置内の通過流量Qiを求めることができる。
Qs = M · S · v = M · S · K · E (Formula 2)
The calculation means 3 calculates the fluid flow rate using (Equation 2). Further, the passage flow rate Qi in the apparatus for t seconds can be obtained by multiplying the flow rate obtained by (Equation 2) by the driving interval t of the flow sensor 2.

Qi=Qs・t (式3)
例えば、Qがであったとすれば、(式3)に値を代入し、(式4)を用いて求められる。
Qi = Qs · t (Formula 3)
For example, if Q is, the value is substituted into (Equation 3) and obtained using (Equation 4).

Qi=180[L/h]×2[s]×(1[h]/3600[s])=0.1[L] (式4)
なお、(式3)を用いて通過流量を求めているのが、通過流量演算手段4である。
Qi = 180 [L / h] × 2 [s] × (1 [h] / 3600 [s]) = 0.1 [L] (Formula 4)
The passage flow rate calculation means 4 calculates the passage flow rate using (Equation 3).

次に、積算手段5の動作・作用について説明する。平均流量演算手段10は、補助積算値と補助積算が開始されてからの経過時間とから平均流量値を求める。なお、補助積算値の積算経過時間とは、補助積算値がクリアされるのと同期して0と考えるものとする。   Next, the operation / action of the integrating means 5 will be described. The average flow rate calculation means 10 obtains an average flow rate value from the auxiliary integrated value and the elapsed time after the auxiliary integration is started. The cumulative elapsed time of the auxiliary integrated value is assumed to be 0 in synchronization with the auxiliary integrated value being cleared.

すなわち、通常は背景技術で述べたのと同様に定期的(20分毎)にクリアされるが、後述するように、補助積算値が所定条件に達してこの値を主積算手段8に加算する場合にもクリアされる。そして、(式5)を用いてある時点での補助積算値Qpを補助積算経過時間Tpで割ることにより、補助積算処理中の時間当たりの流量、すなわち平均流量Qavを求めることができる。   That is, it is normally cleared periodically (every 20 minutes) as described in the background art, but the auxiliary integrated value reaches a predetermined condition and is added to the main integrating means 8 as will be described later. Also cleared in case. Then, the flow rate per time during the auxiliary integration process, that is, the average flow rate Qav, can be obtained by dividing the auxiliary integrated value Qp at a certain time by the auxiliary integrated elapsed time Tp using (Equation 5).

Qav=Qp/Tp (式5)
例えば、Qpが0.6[L]、Tpが60秒であったとすれば、Qavは(式6)を用いて求められる。
Qav = Qp / Tp (Formula 5)
For example, if Qp is 0.6 [L] and Tp is 60 seconds, Qav is obtained using (Expression 6).

Qav=0.6[L]/60[s]=0.01[L/s]=0.01[L/s]×3600[s]/1[h]=36[L/h]
判定手段11では、設定手段12により設定された流量大小判定の閾値Qthと平均流量量Qavを比較し、Qavの方が大きければ、「流量大」、Qthの方が大きければ、「流量小」と判断する。「流量大」とは、ガス器具を使用している状態に相当し、「流量小」はガス器具の使用を停止している状態に相当する。
Qav = 0.6 [L] / 60 [s] = 0.01 [L / s] = 0.01 [L / s] × 3600 [s] / 1 [h] = 36 [L / h]
The determination unit 11 compares the flow rate determination threshold Qth set by the setting unit 12 with the average flow rate Qav. If Qav is larger, “large flow”, and if Qth is larger, “low flow”. Judge. “High flow rate” corresponds to a state where the gas appliance is used, and “Low flow rate” corresponds to a state where the use of the gas appliance is stopped.

したがって、判定閾値Qthは、ガス器具の使用有無を判断するための閾値と言い換えることができる。この判定閾値Qthは可変であり、設置時に、各家庭の状況に応じてリモコン等の外部機器を使って、設定手段12の設定値を変更することができる。例えば、設置されているガス器具の最低流量よりも小さな値に設定しておくことにより、ガス器具の使用有無を判別できるようになる。   Therefore, the determination threshold value Qth can be rephrased as a threshold value for determining whether or not the gas appliance is used. This determination threshold value Qth is variable, and at the time of installation, the setting value of the setting means 12 can be changed using an external device such as a remote controller according to the situation of each home. For example, by setting a value smaller than the minimum flow rate of the installed gas appliance, it is possible to determine whether the gas appliance is used.

次に、判定手段11の判定方法の詳細について説明する。図2はガス不使用時、すなわち流量0[L/h]の時の平均流量Qavの時間推移の一例を示す。演算手段3で算出した瞬時流量Qsにはばらつきがあるため、経過時間が浅い段階では、平均流量Qavの絶対値は大きいが、時間経過と共に、0[L/h]に収束している。   Next, details of the determination method of the determination unit 11 will be described. FIG. 2 shows an example of the time transition of the average flow rate Qav when no gas is used, that is, when the flow rate is 0 [L / h]. Since the instantaneous flow rate Qs calculated by the calculation means 3 varies, the absolute value of the average flow rate Qav is large at the stage where the elapsed time is shallow, but converges to 0 [L / h] with the passage of time.

図2において点線で示したのが経過時間毎にQavが取り得る値の上限値および下限値を示している。この性質は0[L/h]のみではなく、全ての流量値において同様の傾向がある。よって、この性質を用いることにより、流体流量を認識することにより、流体の使用状況を判別して、積算流量に反映することができる。   In FIG. 2, the dotted lines indicate the upper and lower limits of values that Qav can take for each elapsed time. This property has the same tendency not only in 0 [L / h] but also in all flow rate values. Therefore, by using this property, by recognizing the fluid flow rate, it is possible to determine the usage state of the fluid and reflect it in the integrated flow rate.

図3を用いてその具体的方法について説明する。使用が想定されるガス器具の最低流量が15[L/h]であるとする。図3では瞬時流量0[L/h]、15[L/h]の時の平均流量Qavの時間推移の例を実線で示し、瞬時流量0[L/h]の時に、平均流量演算手段10で求める平均流量Qavの取り得る上限値を点線、瞬時流量15[L/h]の時のQavの取り得る下限値を一点鎖線で示している。   The specific method will be described with reference to FIG. It is assumed that the minimum flow rate of the gas appliance to be used is 15 [L / h]. In FIG. 3, an example of the time transition of the average flow rate Qav when the instantaneous flow rate is 0 [L / h] and 15 [L / h] is shown by a solid line, and when the instantaneous flow rate is 0 [L / h], the average flow rate calculation means 10 The upper limit value that can be obtained by the average flow rate Qav obtained in step 1 is indicated by a dotted line, and the lower limit value that can be obtained by Qav when the instantaneous flow rate is 15 [L / h] is indicated by a dashed line.

この図において、点線より上部の領域は流量は0[L/h]ではない、すなわち、何らかのガスの流れが発生しているとみなせる状態を示しており、一点鎖線より下部の領域はガス器具は使われていない状態を示している。両曲線は経過時間T1において交差し、それ以降は、各々の真値に近づいている。   In this figure, the area above the dotted line shows a state where the flow rate is not 0 [L / h], that is, it can be considered that some gas flow is occurring, and the area below the one-dot chain line indicates that the gas appliance is Indicates a state that is not used. Both curves intersect at the elapsed time T1 and thereafter approach their true values.

そのため、経過時間T1以降は、平均流量Qavの値によって両者の区別、すなわち、ガス器具を使用しているかどうかの区別は可能となる。よって、経過時間60秒までを判定禁止時間とすることにより、流量大小判定をより的確に行なうことが可能となる。   Therefore, after the elapsed time T1, it is possible to distinguish between the two, that is, whether or not the gas appliance is used, by the value of the average flow rate Qav. Therefore, by setting the elapsed time of up to 60 seconds as the determination prohibition time, it becomes possible to more accurately determine the flow rate.

そして、この判定禁止時間60秒経過時点での点線と一点鎖線の交点が7.5[L/h]であるから、流量大小判定閾値Qthを7.5[L/h]とし、平均流量QavがQthを超えていれば、流量大と判断して、補助積算値を主積算手段8が保持している積算値に加算し、同時に、補助積算値をクリアして0[L/h]とする。   Since the intersection of the dotted line and the alternate long and short dash line is 7.5 [L / h] when the determination prohibition time is 60 seconds, the flow rate determination threshold Qth is set to 7.5 [L / h], and the average flow rate Qav is set. If Qth exceeds Qth, it is determined that the flow rate is large, and the auxiliary integrated value is added to the integrated value held by the main integrating means 8, and at the same time, the auxiliary integrated value is cleared to 0 [L / h]. To do.

上記した、積算手段5の動作を図4を用いて説明する。図4において、15[L/h]のガス器具を使用した場合の主積算手段12の内容、すなわち積算値の動きを示すものである。また、判定手段11における流量大小判定の閾値Qthは7.5[L/h]である。説明を簡単とするため、演算手段3の出力にはばらつきがなく、かつ真値が得られるものとし、時刻T0の直前まで積算値、補助積算値ともに、0[L]で、かつ時刻T0で補助積算値がクリアされるものとする。   The operation of the integrating means 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the content of the main integrating means 12 when a gas appliance of 15 [L / h] is used, that is, the movement of the integrated value is shown. Further, the threshold value Qth for determining the flow rate in the determining means 11 is 7.5 [L / h]. In order to simplify the explanation, it is assumed that the output of the calculation means 3 is not varied and a true value is obtained. Both the integrated value and the auxiliary integrated value are 0 [L] and immediately before the time T0. The auxiliary integrated value shall be cleared.

時刻T0においてガス器具の使用を開始し、判定禁止時間が解除される60秒後の時刻T1において、平均流量Qavは15[L/h]であり、判定閾値であるQth=7.5[L/h]を超えているので、この時点の補助積算値は主積算手段8へ加算され、積算値が増加する。ここで、積算される値は次式より0.25[L]となる。   At time T1, 60 seconds after the use of the gas appliance is started at the time T0 and the determination prohibition time is released, the average flow rate Qav is 15 [L / h], and the determination threshold value Qth = 7.5 [L / H], the auxiliary integrated value at this time is added to the main integrating means 8, and the integrated value increases. Here, the integrated value is 0.25 [L] from the following equation.

15[L/h]×60[s]×(1[h]/3600[s])=0.25[L] (式6)
以後、一定流量15[L/h]が継続しているので、60秒毎に積算値が0.25[L]づつ増加することになる。そして、時刻T3において、ガス器具の使用を停止した場合に補助積算値に残された値は最大でも0.25[L]となるが、図2においては、0.25[L]の半分の0.125[L]であるものとする。
15 [L / h] × 60 [s] × (1 [h] / 3600 [s]) = 0.25 [L] (Formula 6)
Thereafter, since the constant flow rate 15 [L / h] continues, the integrated value increases by 0.25 [L] every 60 seconds. At time T3, when the use of the gas appliance is stopped, the value remaining in the auxiliary integrated value is 0.25 [L] at the maximum, but in FIG. 2, it is half of 0.25 [L]. It shall be 0.125 [L].

そのまま、ガス器具の使用を停止した場合、平均流量は時刻T3における15[L]を起点として、徐々に小さくなる。そして、最後に、積算値が加算された時刻T2から判定禁止時間である60秒が経過した時刻T4における平均流量Qavは(式7)により求められる。   If the use of the gas appliance is stopped as it is, the average flow rate gradually decreases starting from 15 [L] at time T3. Finally, the average flow rate Qav at the time T4 when the determination prohibition time of 60 seconds has elapsed from the time T2 at which the integrated value is added is obtained by (Expression 7).

Qav=0.125[L]/60[s]=0.125[L]/60[s]×(3600[s]/1[h]=7.5[L/h] (式7)
この値はQth以上であるので、時刻T4において補助積算値0.125[L]は、積算手段8に出力され積算値に加算される。ここで、求めた値は、補助積算値がクリアされないための条件であり、もし、補助積算値がクリアされたとしても、その値は最大で0.125[L]ということになる。
Qav = 0.125 [L] / 60 [s] = 0.125 [L] / 60 [s] × (3600 [s] / 1 [h] = 7.5 [L / h] (Expression 7)
Since this value is equal to or greater than Qth, the auxiliary integrated value 0.125 [L] is output to the integrating means 8 and added to the integrated value at time T4. Here, the obtained value is a condition for preventing the auxiliary integrated value from being cleared. Even if the auxiliary integrated value is cleared, the maximum value is 0.125 [L].

よって、背景技術のように補助積算値が1[L]に達しないと、積算値として加算されない構成に比べてガス器具の使い終わりの積算誤差を遥かに小さくすることができる。なお、以上の説明は、判定閾値Qthは経過時間と関わらずに固定であるものとして説明したが、Qthの判定閾値を図3における実線、すなわち0[L/h]のばらつき上限値と一致させたり、あるいは、この曲線より大きな値を取る近傍値を結ぶ曲線として経過時間と共に小さくなる構成であっても良い。   Therefore, if the auxiliary integrated value does not reach 1 [L] as in the background art, the integrated error at the end of use of the gas appliance can be made much smaller than the configuration in which the auxiliary integrated value is not added as the integrated value. In the above description, the determination threshold value Qth is described as being fixed regardless of the elapsed time. However, the determination threshold value for Qth is made to coincide with the solid line in FIG. 3, that is, the variation upper limit value of 0 [L / h]. Alternatively, it may be configured such that a curve connecting neighboring values taking a larger value than this curve decreases with the elapsed time.

この場合、判定閾値が時間と共に減少していくので、ガス器具を使い終わった後に補助積算手段7に保持された補助積算値が積算値に加算される確率が高くなるので、ガス器具使用時の積算誤差を更に小さくすることができるようになる。   In this case, since the determination threshold value decreases with time, the probability that the auxiliary integrated value held in the auxiliary integrating means 7 will be added to the integrated value after the use of the gas appliance is increased. The integration error can be further reduced.

一方、ガス器具の使い始め時刻T0と補助積算開始のタイミングとは必ずしも同期するとは限らない。補助積算開始してから、ガス器具の開始まで遅延がある場合もある。この場合、補助積算値は0[L]からスタートして時間経過と共に増加する。補助積算値のクリア時間である20分が経過する以前に、補助積算値が1[L]に達すれば、この値が積算値として主積算手段8に加算されるのは背景技術の方式と同一であり、更に、平均流量Qavが7.5[L/h]を超える場合もあるので、ガス器具の立ち上がりにおける積算誤差も背景技術に比べて小さくすることができるということが言える。   On the other hand, the use start time T0 of the gas appliance and the auxiliary integration start timing are not always synchronized. There may be a delay from the start of auxiliary integration to the start of the gas appliance. In this case, the auxiliary integrated value starts from 0 [L] and increases with time. If the auxiliary integrated value reaches 1 [L] before the auxiliary integrated value clearing time of 20 minutes elapses, this value is added as an integrated value to the main integrating means 8 in the same manner as in the background art. Furthermore, since the average flow rate Qav may exceed 7.5 [L / h], it can be said that the integrated error at the start-up of the gas appliance can be reduced as compared with the background art.

ガス器具の使い始めの積算誤差を小さくする方法として、例えば、図5のような構成を用いても良い。図5では補助積算開始からの経過時間と、補助積算値との推移を示している。ガス器具は時刻T0において使用開始されていて、それ以前の時間帯においては、演算手段3の出力が大きなばらつきを示しているため、補積算値が0[L]を中心として上下に振動している。経過時間T0からガス器具を使用したものとすると、例えば、経過時間T2における平均流量Qavは(式8)によって、求められる。   For example, a configuration as shown in FIG. 5 may be used as a method of reducing the accumulated error at the beginning of using the gas appliance. FIG. 5 shows the transition between the elapsed time from the start of auxiliary integration and the auxiliary integration value. The gas appliance is started to be used at time T0, and the output of the calculation means 3 shows a large variation in the time zone before that time. Therefore, the complementary integrated value vibrates up and down around 0 [L]. Yes. Assuming that the gas appliance is used from the elapsed time T0, for example, the average flow rate Qav at the elapsed time T2 is obtained by (Equation 8).

Qav=Qa/T2 (式8)
しかし、この場合、補助積算値が負の値から正の値に変化した時点を起点とした方がより正確な平均流量が求められることは明らかである。よって、このようなケースにおいては、補助積算値が負から正に変わった経過時間T0において経過時間を0とみなして判断するようにすれば良い。この考え方を用いれば、平均流量Qavは(式9)を用いて求めることができる。
Qav = Qa / T2 (Formula 8)
However, in this case, it is obvious that a more accurate average flow rate is obtained starting from the time when the auxiliary integrated value changes from a negative value to a positive value. Therefore, in such a case, it may be determined by regarding the elapsed time as 0 at the elapsed time T0 when the auxiliary integrated value has changed from negative to positive. If this concept is used, the average flow rate Qav can be obtained using (Equation 9).

Qav=Qa/Ta=Qa/(T2−T1) (式9)
この時、合わせて、クリア手段9も、経過時間T1となった時点でクリア周期である20分の計測を開始するようにしても良い。この場合には、経過時間T1がクリア時間20分の間際であったとしても、補助積算値がクリアされることがなくなるので、更にガス器具の使い始めの積算誤差が小さくなるため、積算値の精度を更に高めることができる。
Qav = Qa / Ta = Qa / (T2-T1) (Formula 9)
At this time, the clearing unit 9 may also start the measurement for 20 minutes, which is the clearing period, when the elapsed time T1 is reached. In this case, even if the elapsed time T1 is just before the clearing time of 20 minutes, the auxiliary integrated value is not cleared, and the integrated error at the beginning of using the gas appliance is further reduced. The accuracy can be further increased.

以上はガス器具の最下限流量である15[L/h]について述べてきたが、これより遥かに大きな流量のガス器具を使った場合には、即座に、ガス器具を使用しているということが判断できる。したがって、このような場合には、平均流量Qavの大小とは無関係に、補助積算値を積算値に加算する構成とすれば、この時検出した流量がクリアされることがなくなるので、積算誤差を小さくすることができるようになる。   The above has described the minimum flow rate of 15 [L / h] for gas appliances. However, if a gas appliance with a much larger flow rate is used, the gas appliance is used immediately. Can be judged. Therefore, in such a case, if the constitution is such that the auxiliary integrated value is added to the integrated value regardless of the average flow rate Qav, the detected flow rate will not be cleared. You can make it smaller.

以上のように、本実施の形態においては、通過流量演算手段4の出力を定期的にクリアされる補助積算手段7に補助積算値として加算し、補助積算値から求めた平均流量が閾値より大きい時には、補助積算値を積算値として主積算手段8に加算する構成としているので、流体不使用時に検出された流量はクリアされ、流体使用時に検出された流量はクリアされなくなるため、流体不使用時に積算値が増えることを防ぐと同時に、流体使用時の積算誤差をも小さくすることができる。   As described above, in the present embodiment, the output of the passage flow rate calculating means 4 is added as an auxiliary integrated value to the auxiliary integrating means 7 that is periodically cleared, and the average flow rate obtained from the auxiliary integrated value is larger than the threshold value. Since the auxiliary integrated value is sometimes added to the main integrating means 8 as an integrated value, the flow rate detected when the fluid is not used is cleared, and the flow rate detected when the fluid is used is not cleared. While preventing the integrated value from increasing, the integrated error when using the fluid can be reduced.

また、判定手段11における判定閾値を想定される最小の流体使用量に応じて可変とすることにより、使用される流体流量に応じて、適切な判定値を定めることができるようになるので、積算値の精度を向上することができる。   Further, by making the determination threshold value in the determination means 11 variable according to the assumed minimum fluid usage, an appropriate determination value can be determined according to the fluid flow rate used. The accuracy of the value can be improved.

また、判定手段11における判定閾値を補助積算開始からの経過時間にしたがって小さくなるようすることにより、流体使用時に検出された流量がより積算されやすくなるので、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   Moreover, since the flow rate detected at the time of fluid use becomes easy to be integrated by making the determination threshold value in the determination means 11 small according to the elapsed time from the start of auxiliary integration, the integration error at the time of fluid use is reduced. Can do.

また、判定手段11が、補助積算開始からの所定時間は、流量大小判定を禁止する構成とすることにより、流体の使用、不使用をより的確に判断できるようになるので、積算値の精度を向上することができる。   In addition, by determining that the determination unit 11 prohibits the flow amount determination for a predetermined time from the start of auxiliary integration, it is possible to more accurately determine whether the fluid is used or not used. Can be improved.

また、補助積算値が負から正に変わった場合には、平均流量演算手段10が、その時点を起点とした経過時間を基に平均流量を算出する構成とすることにより、流体の流れ始めをより的確に判断できるようになるので、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   Further, when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the average flow rate calculation means 10 is configured to calculate the average flow rate based on the elapsed time starting from that time, thereby starting the fluid flow. Since it becomes possible to judge more accurately, the integration error when using the fluid can be reduced.

また、補助積算値が負から正に変わった場合には、クリア手段9が、その時点を起点として補助積算値のクリア時間を判断する構成とすることにより、流体の流れ始めに検出した流量が誤ってクリアされることがなくなるので、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   Further, when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the clearing unit 9 determines the auxiliary integrated value clearing time from that point of time, so that the flow rate detected at the beginning of fluid flow is Since it is not cleared by mistake, the accumulated error when using the fluid can be reduced.

更に、演算手段3の出力が所定値より大きければ、平均流量に関わらず補助積算値を主積算手段8に加算する構成とすることにより、大流量を検出した時には、確実に積算値に反映されるので、流体使用時の積算誤差を小さくすることができる。   Further, if the output of the calculating means 3 is larger than a predetermined value, the auxiliary integrated value is added to the main integrating means 8 regardless of the average flow rate, so that when a large flow rate is detected, it is reliably reflected in the integrated value. Therefore, the integration error when using the fluid can be reduced.

本発明の流量計測装置は、流体不使用時に表示手段の値が増えることを防ぐと同時に、流体使用時の積算誤差をも小さくすることができるので、各種ガスメータ、石油、ガソリンなどの液体計測用メータ等の用途にも適用できる。   The flow rate measuring device of the present invention can prevent an increase in the value of the display means when the fluid is not used, and at the same time, can reduce the integrated error when the fluid is used. It can also be applied to uses such as meters.

本発明の実施の形態1における流量計測装置のブロック図Block diagram of a flow rate measuring device in Embodiment 1 of the present invention 同積算手段の動作を説明する特性図A characteristic diagram explaining the operation of the integrating means 同積算手段の動作を説明する別の特性図Another characteristic diagram explaining the operation of the accumulating means 同積算手段の動作を説明する別のタイムチャートAnother time chart explaining the operation of the accumulating means 同積算手段の動作を説明する別のタイムチャートAnother time chart explaining the operation of the accumulating means 従来の流量計測装置のブロック図Block diagram of a conventional flow measurement device 従来の流量計測装置の動作を説明するタイムチャートTime chart explaining the operation of a conventional flow rate measuring device

符号の説明Explanation of symbols

2 フローセンサ
3 演算手段
4 通過流量演算手段
5 積算手段
7 補助積算手段
8 主積算手段
9 クリア手段
10 平均流量演算手段
11 判定手段
12 主積算手段
2 Flow sensor 3 Computing means 4 Passing flow rate computing means 5 Accumulating means 7 Auxiliary integrating means 8 Main integrating means 9 Clearing means 10 Average flow rate calculating means 11 Judging means 12 Main integrating means

Claims (7)

流体の流量と相関のある物理量を間欠的に計測する計測手段と、前記計測手段の出力から流体流量または流速を算出する演算手段と、前記演算手段の出力から通過流量を算出する通過流量演算手段と、前記通過流量演算手段の出力を加算する積算手段とを備え、前記積算手段は、前記通過流量演算手段の出力を加算する補助積算手段と、前記補助積算手段の保持する補助積算値が所定値に達する毎に前記補助積算値が加算される主積算手段と、前記補助積算値を定期的にクリアするクリア手段と、前記補助積算手段の積算開始からの経過時間と前記補助積算値とから平均流量を算出する平均流量演算手段と、前記流量演算手段の出力と閾値との大小比較を行い流量の大小判定を行う判定手段とからなり、前記判定手段の判定結果が流量大の時に、前記補助積算値が前記容量に達する以前に前記補助積算値を前記主積算手段の保持する積算値に加算するようにした流量計測装置。 Measuring means for intermittently measuring a physical quantity correlated with the flow rate of fluid, calculating means for calculating a fluid flow rate or flow velocity from the output of the measuring means, and passing flow rate calculating means for calculating a passing flow rate from the output of the calculating means And an integrating means for adding the output of the passing flow rate calculating means, wherein the integrating means has an auxiliary integrating means for adding the output of the passing flow rate calculating means, and an auxiliary integrated value held by the auxiliary integrating means is predetermined. A main integrating means for adding the auxiliary integrated value every time the value is reached, a clear means for periodically clearing the auxiliary integrated value, an elapsed time from the start of integration of the auxiliary integrating means, and the auxiliary integrated value An average flow rate calculation means for calculating an average flow rate, and a determination means for comparing the output of the flow rate calculation means with a threshold value to determine the magnitude of the flow rate. When the determination result of the determination means is large , The flow rate measuring device the auxiliary integrated value has the auxiliary integrated value before reaching the capacity to be added to the accumulated value held by the main accumulation unit. 判定手段における判定閾値を想定される最小の流体使用量に応じて可変とした請求項1に記載の流量計測装置。 The flow rate measuring apparatus according to claim 1, wherein a determination threshold value in the determination unit is variable in accordance with a minimum assumed fluid usage amount. 判定手段における判定閾値を補助積算開始からの経過時間にしたがって小さくなるように定めた請求項1または2記載の流量計測装置。 The flow rate measuring device according to claim 1 or 2, wherein the determination threshold value in the determination means is determined so as to decrease according to an elapsed time from the start of auxiliary integration. 補助積算開始からの所定時間は、判定手段による流量大小判定を禁止する構成とした請求項1〜3いずれか1項記載の流量計測装置。 The flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the predetermined time from the start of auxiliary integration is configured to prohibit the flow size determination by the determining means. 補助積算値が負から正に変わった場合には、平均流量演算手段が、その時点を起点とした経過時間を基に平均流量を算出する構成とした請求項1〜4いずれか1項記載の流量計測装置。 5. The structure according to claim 1, wherein when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the average flow rate calculation means calculates the average flow rate based on an elapsed time starting from that point. Flow measurement device. 補助積算値が負から正に変わった場合には、クリア手段が、その時点を起点として補助積算値のクリア時間を判断する構成とした請求項5に記載の流量計測装置。 6. The flow rate measuring device according to claim 5, wherein when the auxiliary integrated value changes from negative to positive, the clearing unit determines a clear time of the auxiliary integrated value starting from that point. 演算手段の出力が所定値より大きければ、平均流量に関わらず補助積算値を主積算手段に加算する構成とした請求項1〜6いずれか1項記載の流量計測装置。 The flow rate measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the auxiliary integrated value is added to the main integrating means regardless of the average flow rate if the output of the calculating means is larger than a predetermined value.
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