JP2006098097A

JP2006098097A - 流速または流量計測装置

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Publication number: JP2006098097A
Application number: JP2004281657A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakabayashi; 裕治中林; Yukio Nagaoka; 行夫長岡; Takahisa Otani; 卓久大谷; Tatsuo Fujimoto; 龍雄藤本; Mamoru Suzuki; 守鈴木; Kenichiro Yuasa; 健一郎湯浅
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】脈動が大きい時の計測の信頼度を高める。
【解決手段】被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測計測モードとにより計測する計測手段４と、計測手段の出力変動が所定値以上の場合に計測手段の計測モードを変動値計測モードに変更するモード変更手段５と、変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段７と、変動計測量計測手段７の計測量が所定値以上になった場合報知する報知手段８とを備える。計測手段４の出力変動が所定値以上の場合つまり脈動によって計測値が不安定となった場合に、変動値計測モードで計測するので正確な流速または流量が測定でき、なおかつ変動値計測モード７の計測量が所定値以上になった場合報知するので対策を行うことができ、誤計測の継続を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はガスメータなどの流速または流量計測装置に関するものである。

従来この種の流速計測装置または流量計測装置としては、例えば家庭用の都市ガスやＬＰガスの流量測定用に屋外に設置されている流量計測装置としてのガスメータがあり、このような流量計測装置は電池で動作しているため低消費電流で動作する必要があった。

また電子化された流速または流量計測装置は、所定時間間隔毎に流速または流量を測定し、その測定値を次の測定までの代表値とし計測時間間隔との演算によって流速または流量を求めていた。そして被測定流体が脈動のような瞬間的に流量が変動する流体計測の場合、計測時の流速または流量と計測と計測の間の流速または流量とが大きく異なるため、この差により誤差が生じていた。そこで消費電流が多くならないように通常は長い間隔で測定を繰り返し、被測定流体の脈動により発生する圧力変動を圧力センサで検知した場合には計測の間隔を短く、つまり計測頻度を多くすることによって全体の消費電流を抑制しつつ計測の信頼性を得ていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１０８８３２号公報

前記従来の流速または流量計測装置は、被測定流体の脈動の発生を判定するために圧力センサを使用しているので、構造が複雑にならざるを得ず、また圧力センサを動作させるため消費電流が多いものとなっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、簡単な構成で消費電流が少なくなおかつ流量変動が大きい時の計測の信頼性が高い流速または流量計測装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測モードとにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードを前記変動値計測モードに変更するモード変更手段と、前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段と、前記変動計測量計測手段の計測量が所定値以上になった場合報知する報知手段とを備えたものである。

これによって、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合つまり脈動によって計測値が不安定となった場合に、変動値計測モードで計測するため正確な流速または流量が測定でき、かつ変動値計測モードの計測量が所定値以上になった場合報知するので配管に脈動吸収装置を設置する等の脈動低減対策を施すことができ、誤計測の継続を防止することができる。

本発明の流速または流量計測装置は、簡単な構成で流れの変動が大きいときの計測の信頼度が高い流速または流量計測装置を低消費電力で実現することができる。

第１の発明は、被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測モードとにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードを前記変動値計測モードに変更するモード変更手段と、前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段と、前記変動計測量計測手段の計測量が所定値以上になった場合報知する報知手段とを備えることにより、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合つまり脈動によって計測値が不安定となった場合に、変動値計測モードで計測するので正確な流速または流量が測定できる。また変動値計測モードの計測量が所定値以上になった場合報知するので対策を行うことができ、誤計測の継続を防止することができる。

第２の発明は、被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測モードとにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードを前記変動値計測モードに変更するモード変更手段と、前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段と、前記変動計測量計測手段の計測量が所定値以上になった場合被測定流体の流れを遮断する遮断手段とを備えることにより、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合つまり脈動によって計測値が不安定となった場合に、変動値計測モードで計測するので正確な流速または流量が測定できる。また変動値計測モードの計測量が所定値以上になった場合被測定流体を遮断するので、誤計測の継続をとめることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の変動計測量計測手段が、所定流速または所定流量以下の時の変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測するので、所定流速または流量の設定を機器が使用する流速または流量以下に設定することによって、機器使用中の流速または流量制御により発生する流速または流量変動を前記変動計測量計測手段の計測から除去でき、真の脈動だけを計測するので、より正確に変動値計測モード時の計測回数または計測比率を求めることができ、脈動時の計測信頼性を高めることができる。

第４の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が前記所定流速または前記所定流量に対して計測の瞬時値によって判断するので、流速または流量変動の発生に遅れることなく変動計測量計測手段が計測回数または計測比率を測定できるので、すばやい処理を実施することができる。

第５の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が前記所定流速または前記所定流量に対して所定計測区間の計測値の平均によって判断するので、瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流速または流量制御によって発生する脈動を変動流量計測手段が計測することを防ぐことができ、より正確に処理を実施することができる。

第６の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が所定計測区間に所定流速または流量以下の測定値が所定回数以上あったかどうかで判断するので、瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流量制御によって発生する流量変動を変動流量計測手段が計測し判断することを防ぐことが、平均化の処理なく単純な閾値との比較によってでき、より正確に処理を実施することができる。

第７の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が所定計測区間の計測値の変動量の積算値で判断するので、所定計測区間内の変動量の絶対値を元とした判断となり、変動計測量計測手段がより正確に機器などによる脈動を除去し判断することができる。

第８の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が所定計測区間の計測の移動平均値で判断するので、流速または流量変動の発生に遅れることなく変動計測量計測手段が計測回数または計測比率を測定できると同時に、瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流量制御によって発生する脈動を変動流量計測手段が計測し判断することを防ぐことができ、より早く正確に処理を実施することができる。

第９の発明は、特に、第３の発明の変動計測量計測手段が所定計測区間またはその前後の計測値で判断するので、機器の使用開始や機器の使用終了時の流量変化を変動計測量計測手段が計測するのを防ぐことができ、より正確に処理を実施することができる。

第１０の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の変動計測量計測手段の全てもしくは一部としてコンピュータを機能させるプログラムである。

そして、プログラムであるので汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の変動計測量計測手段の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１)
図１は本発明の実施の形態における流速または流量計測装置のブロック図を示すものである。

図１において、流路１はその中を流れる流体に超音波を伝搬させるように超音波振動子２、３を対向し設置する。計測手段４は２つの超音波振動子２、３の間を超音波を伝搬させその伝搬時間から流量を演算によって求める。また計測手段４は２つの計測モードをもち、外部からの信号でモードを切り替え計測する。モード変更手段５は計測手段４の出力の流量情報を受け、出力変動とあらかじめ設定した値とを比較し計測手段４の計測モードを切り替える。カウンタ６は計測手段４の出力を受け計測回数を数え所定回数毎に測定区間の区切りとなる信号を発生させる。変動計測量計測手段７は計測手段４とモード変更手段５と、カウンタ６の出力を受け報知手段８と閉止手段９を動作させる。

以上のように構成された流速または流量計測装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、計測手段４は２秒間隔で１０回超音波を伝搬させ流量を計測する通常計測モードと、２秒ごとに１００回超音波を伝搬させ流量を計測する変動値計測モードをもち、２秒毎に計測結果を出力する。モード変更手段５は計測手段４の出力の変動値とあらかじめ設定した値とを比較し、通常計測モードでは出力の変動値の方が大きい場合計測手段４の計測モードを変動値計測モードに設定し、変動値計測モードでは出力の変動値の方が小さい場合計測手段４の計測モードを通常計測モードに設定する。カウンタ６は計測手段４の出力の回数を数え例えば３０回毎に出力を発生させる。

変動計測量計測手段７は計測手段４の出力とモード変更手段５の出力とを受け、計測手段４の計測モードが変動値計測モードであり計測手段４の出力の変動が小さいとき、例えば２秒毎の計測結果に対して５０Ｌ／ｈ以下の流量である計測回数を計測する。そして、変動計測量計測手段７はカウンタ６の出力を受けると前回カウンタ６の出力を受けてから後の５０Ｌ／ｈ以下の流量の計測回数か計測比率を計算し結果を積算する。前記積算値が所定の値例えば、１００００回または４０％を超えた場合には変動計測量計測手段７は報知手段８を動作させ報知する。さらに１５０００回または６０％を超えた場合には遮断手段９を動作させ流路１を閉止する。

変動値計測モードの計測量が所定値以上になった場合被測定流体を遮断するので、誤計測の継続をとめることができる。また、所定流速または流量の設定を５０Ｌ／ｈという機器が使用する流量以下に設定したので、機器使用中の流量制御により発生する流量変動を変動計測量計測手段７の計測から除去でき、真の脈動だけを計測するので、より正確に変動値計測モード時の計測回数または計測比率が求まり、脈動時の報知、遮断の信頼性を高めることができる。また変動計測量計測手段７が計測の瞬時値によって計測するかどうかを判断するので、流速または流量変動の発生に遅れることなく変動計測量計測手段７が計測回数または計測比率を測定できるので、すばやい処理を実施できる。

また、他の実施の形態の変動計測量計測手段７が、計測するかどうか判断する流量を前回カウンタ６の出力が発生してから今回カウンタ６の出力が発生するまでの流量の平均値で判断することによって、瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流速または流量制御によって発生する脈動を誤って変動流量計測手段７が計測することを防ぎ、より正確に報知、遮断の処理を実施できる。

また、他の実施の形態の変動値計測量計測手段７が、計測するかどうか判断する方法を前回カウンタ６の出力が発生してから今回カウンタ６の出力が発生するまでに所定流量以下の測定があらかじめ設定した回数以上あるかどうかで判断することによって瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流量制御によって発生する流量変動を変動流量計測手段７が計測し判断することを防ぐことが、平均化の処理なく単純な閾値との比較によってでき、より正確に処理を実施できる。

また、他の実施の形態の変動計測量計測手段７が、計測するかどうか判断する流量を前回カウンタ６の出力が発生してから今回カウンタ６の出力が発生するまでの測定結果の変動量の積算値で判断することによって、一定区間の変動量の総和を元とした判断となり、変動計測量計測手段７がより正確に機器などによる脈動を除去し判断できる。

また、他の実施の形態の変動計測量計測手段７が、計測するかどうか判断する流量を所定回数の計測値の移動平均とすることによって、流速または流量変動の発生に遅れることなく変動計測量計測手段７が計測回数または計測比率を測定できると同時に、瞬間的な流れの変動や、機器が使用されているときの流量制御によって発生する脈動を変動流量計測手段７が計測し判断することを防ぐことができ、より早く正確に処理を実施できる。

また、他の実施の形態の変動計測量計測手段７が、計測するかどうか判断する流量を所定計測区間またはその前後の計測値で判断する。例えば、変動計測量計測手段７が前後の測定区間の流量と評価すべき区間の流量があらかじめ設定した値以下の場合に、その区間では機器の使用が無かったと判断する。このため機器の使用開始や機器の使用終了時の流量変化を変動計測量計測手段７が計測するのを防ぐことができ、より正確に処理を実施できる。

また、変動値計測量計測手段７のすべてもしくは一部としてコンピュータを機能させるためのプログラムで実現することによって、汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明の閉止確認手段の一部あるいはすべてを容易に実現できる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単に出来、容易に測定範囲を変更できる。

以上のように、本発明にかかる流速または流量計測装置は、流速または流量変動の大きな測定の信頼性を高くすることができるので、流速計、流量計、測距計等の特に信頼性の要求される用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における全体のブロック図

符号の説明

４計測手段
５モード変更手段
７変動値計測量計測手段
８報知手段
９遮断手段

Claims

被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測モードとにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードを前記変動値計測モードに変更するモード変更手段と、前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段と、前記変動計測量計測手段の計測量が所定値以上になった場合報知する報知手段とを備えた流速または流量計測装置。
被測定流体の流速または流量を所定時間間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する変動値計測計測モードとにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードを前記変動値計測モードに変更するモード変更手段と、前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する変動計測量計測手段と、前記変動計測量計測手段の計測量が所定値以上になった場合被測定流体の流れを遮断する遮断手段とを備えた流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、所定流速または所定流量以下の時の変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率を計測する請求項１または２に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を計測の瞬時値で判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を所定計測区間の計測値の平均で判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を所定計測区間に所定流量以下の測定値が所定回数以上あったかどうかで判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を所定計測区間の計測値の変動量の積算値で判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を所定計測区間の計測の移動平均値で判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
前記変動計測量計測手段が、前記所定流速または前記所定流量を所定計測区間またはその前後の計測値で判断する請求項３に記載の流速または流量計測装置。
請求項１〜９のいずれか一項記載の変動計測量計測手段の全てもしくは一部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。