JP2006105890A - 流速または流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脈動が大きいとき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複数の変動値計測モードとにより計測する計測手段４と、前記計測手段４の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段４の計測モードをより計測頻度の高い計測モードに変更するモード変更手段５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所定時間毎に求めた計測量が所定の異常条件と比較し判定する異常判定手段８と、前記異常判定手段８の出力を受け報知する報知手段１０とを備える。そして少ない処理つまり低消費電力で変動値計測モードの計測量の多い少ないを判別でき、変動値計測モードでの計測量が多い場合には配管に脈動吸収装置を設置する等の対策を施すことにより、誤計測の継続を防止できる。
【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。

従来この種の流速または流量計測装置は、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もがあり、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、所定間隔毎に測定しその測定値を次の測定までの代表値とし計測間隔との演算によって流量を求めていた。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くなっていた。

その結果、長時間動作させるためには大容量の電池が必要であった。

そこで脈動時にも正確に流速または流量が計測でき、少ない容量の電池で長時間動作する流速または流量計測装置が求められていた。

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なるときの計測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。

被測定流体の流速または流量を所定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複数の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より計測頻度の高い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所定時間毎に求めた計測量が所定の異常条件と比較し異常判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力を受け報知する報知手段とを備えたものである。

これにより、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、より測定頻度の高い変動値計測モードによって計測するため、正確な流速または流量が測定できる。

また所定時間ごとの計測モードの計測回数あるいは計測時間を計測しており、前記計測量の比率または回数が所定値以上となった場合報知するので、少ない処理つまり低消費電力で変動値計測モードの計測量の多い少ないを判別でき、変動値計測モードでの計測量が多い場合には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により、消費電流の低減および誤計測の継続防止ができる。

また、変動値計測モードでの累積の計測回数もしくは累積の計測比率を演算により求め計測量が所定の異常条件となっかたかどうか判定する異常判定手段を備えたものである。

これにより、一時的な変動計測モードによる計測の頻度増減に影響を受けず正確な判定ができる。

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複数の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より計測頻度の高い計測モードに変更するモード変更手段と、所定時間毎に前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率が所定の異常条件になっかたかどうか判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力を受け報知する報知手段とを備え、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計測値の変動が常に所定の値以下となる。

また所定時間ごとにそれぞれの計測モードの計測量を計測し、計測頻度の高い計測モードによる計測比率または回数が所定値以上となった場合報知するので、少ない処理つまり低消費電力で変動値計測モードの計測量の多い少ないを判別でき、この場合例えば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によって、消費電流の低減および誤計測の継続を防止できる。

第２の発明は、特に第１の発明の異常判定手段が、動作初期からの累積回数もしくは累積時間に対する計測比率によって異常判定するので、一時的な変動計測モードによる計測頻度の増減に影響を受けず正確な判定ができる。また電池の消費量を推測することが可能となるので電池の消耗前に交換することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２発明の異常判定手段が、本流速または流量計測装置が休止している期間は異常判定手段も動作を休止するので、流速または流量計測装置の製造から設置までの期間と設置後の移設期間等の休止期間に発生した変動値計測モード・通常計測モードの期間・回数を判定に加味することなく正確な判定ができる。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明の異常判定手段が、本流量または流量計測装置の動作から所定時間までの間を異常判定対象から除外する判定猶予期間を有するので、計測初期の被測定流体が空気と混合している等による不安定な状態が原因となり変動計測モードでの計測や、変動計測モードの計測比率を演算によって求めた場合、計測回数・期間である（分母）が少ないため誤って異常判定することを防止し正確な判定ができる。

第５の発明は、特に第４の発明の異常判定手段が、本流速または流量計測装置の設定変更時に再度前記判定猶予期間を設定するので、再設置・長期休止期間後の再動作の場合、計測初期の被測定流体が空気と混合している等による不安定な状態が原因となり変動計測モードでの計測や、変動計測モードの計測比率を演算によって求めた場合、計測回数（分母）が少ないため誤って異常判定することを防止し正確な判定ができる。

第６の発明は、特に第１〜５のいずれか１つの発明の異常判定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異常判定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内にその中を流れる流体に超音波を伝搬させるよう超音波振動子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の間に超音波を伝搬させその伝搬時間を測定し流量をその伝搬時間からによって求め出力する。また計測手段４は３つの計測モードをもちモード変更手段５からのモード切替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の出力である計測流量を受け、所定回数あるいは所定の期間ごとにその間の流量情報と動作設定手段６に設定されているモード判定基準７とを比較し基準値以上であれば計測手段４の計測モードをより計測頻度の高い計測モードに切り替える。

異常判定手段８はそれぞれの計測モードでの計測回数もしくは計測比率を所定時間毎に求めた計測量および計測開始からの累積の計測量を、動作設定手段６に設定されている異常条件９と比較判定により異常判断し報知手段１０を動作させる。また異常判定手段８は動作設定手段６から計測休止設定１１が設定されたことを知らせる休止信号を受けると、計測回数のカウントを停止する。また、猶予タイマ１２は入力発生から所定期間を計測するタイマであり、入力は本装置の電源投入を検知する電源検知手段１３と動作設定手段６の設定が変更されたことを検知する設定変更検知手段１４であり出力は異常検知手段８となっている。異常検知手段８は猶予タイマ１２の動作中は計測回数のカウントは継続するが、異常判定は停止する。動作設定手段６は各計測モードにおける計測頻度が設定された計測モード設定１５を備えており、計測手段４はモード変更手段５により指定された計測モードに対応した計測動作を計測モード設定１５から得て計測動作する。

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。

計測手段４は２ｓ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、２ｓごとに１００回超音波を伝搬させ流量を計測する第一の変動値計測モードと、２ｓごとに２００回超音波を伝搬させ流量を計測する第二の変動値計測モードをもち、２ｓ毎に計測結果を出力する。

まずはじめにモード変更手段５は計測手段４を通常計測モードに設定する。そして通常計測モードでの計測結果を３０秒毎に確認し、その間の最大値と最小値との差がモード判定基準１１の上限以上であれば、以後の計測モードを第一の変動値計測モードに変更する。次の３０ｓの測定結果の最大値と最小値との差が、モード判定基準１１の上限以上であれば以後の計測モードを第二の変動値計測モードに変更し、モード判定基準１１の下限以下であれば以後の計測モードを通常計測モードに変更する。つまり、所定回数の計測結果の変動が所定値より大きければより測定頻度の高い計測モードとし、また所定回数の計測結果が所定の値より小さければより測定頻度の低い計測モードに変更する。

異常判定手段８は、各計測モードでの測定回数または測定時間を個別に計測し個別に判定を行う。例えば、各モード別に超音波の伝搬回数を積算し、あらかじめ異常条件に設定された電池容量から許容される回数以上となる場合、報知手段１０を動作させるので、電池消耗前に電池交換等の対策を施すことができる。

また、異常判定手段８は所定回数毎に第２の変動値計測モードの回数または頻度を異常条件９と比較するので、第２の変動値計測モードでの最高頻度での計測においても計測の安定度が得られない回数が多い場合、報知手段を動作させるので計測頻度増と電源容量の増強等の対策を早期にとることができる。

また、異常判定手段８は動作設定手段６から計測休止設定１１が設定されたことを知らせる休止信号を受けると、計測回数のカウントを停止するので、休止中の安定した計測結果を異常判定から除外でき正確な判定ができる。

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、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
８ 異常判定手段
１０ 報知手段
１１ 休止検知手段
１２ 判定猶予タイマ

Claims (6)

1. 被測定流体の流速または流量を所定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複数の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より計測頻度の高い計測モードに変更するモード変更手段と、それぞれの前記計測モードでの計測回数もしくは計測比率を所定時間毎に求めた計測量が所定の異常条件と比較し判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力を受け報知する報知手段とを備えた流速または流量計測装置。
2. 被測定流体の流速または流量を所定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複数の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より計測頻度の高い計測モードに変更するモード変更手段と、それぞれの前記計測モードでの累積の計測回数もしくは累積の計測比率を所定の異常条件と比較し判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力を受け報知する報知手段とを備えた流速または流量計測装置。
3. 異常判定手段が、計測休止設定を備え本流速または流量計測装置が休止している期間は異常判定手段の動作を休止する請求項１または２に記載の流速または流量計測装置。
4. 異常判定手段が、本流量または流量計測装置の動作から所定時間までの時間を測定する判定猶予タイマを備え、前記判定猶予タイマが動作中は判定猶予期間とし異常判定しない請求項１または２に記載の流速または流量計測装置。
5. 異常判定手段が、本流速または流量計測装置の設定変更時に再度前記判定猶予期間を設定する請求項４に記載の流速または流量計測装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の異常判定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。

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