JP2006242653A - 電子式ガスメータ及びこれを用いた保安システム - Google Patents

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Abstract

【課題】現在のガス使用状態に基づく遮断流量を正確に設定でき、高精度の保安制御が可能になる電子式ガスメータ及びこれを用いた保安システムを提供する。
【解決手段】当該ガスメータに接続されるガス器具16と該ガス器具の個別最大流量との関係を予め格納する個別最大流量格納手段9Aと、ガス器具の現在の使用状況を示す使用情報を外部装置から取得する使用情報取得手段1Aと、使用情報及び個別最大流量格納手段9Aに格納されている個別最大流量に基づき、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量を算出する最大使用流量算出手段1Bと、最大使用流量に基づいて保安のために遮断弁を弁閉させるための遮断流量を算出する遮断流量算出手段1Dと、遮断流量と現在流量とを比較し、比較結果に基づいて異常の場合には遮断弁を弁閉させるための遮断信号を出力する遮断信号出力手段1Cと、を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、流量センサを用いてガス流路を通過するガスの流量を測定すると共に所定の保安機能を備えた電子式ガスメータ及びこれを用いた保安システムに関する。
従来、この種の電子式ガスメータは、マイクロコンピュータ(単に、マイコンともよぶ)、操作部、LCD(Liquid Crystal Display)、LED(Light Emitting Diode)、圧力センサ、流量センサ、感震センサ、通信部、E2PROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)、電磁遮断弁及び2次電池を含んで構成されいる。これらの操作部、LCD、LED、圧力センサ、流量センサ、感震センサ及び通信部は、インターフェース部を介してマイコンに接続される。また、電磁遮断弁は、遮断弁駆動部を介してマイコンに接続されている。
上記マイコンは、CPU、ROM及びRAMを含み、ROM及びRAM、E2PROMの内容を参照しつつ流量測定及び保安に係る処理を実行する。操作部は、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、LCD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。LCDは、インターフェース部を介してマイコン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。LEDは複数の素子から構成され、これらの発光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。
圧力センサは、ガス流による圧力値に応じた電圧を出力してマイコンに供給する。流量センサは、ガス流路(付図示)に配設された一対の超音波センサ等が利用される。この場合、超音波振動子間の超音波信号到達時間に基づいて、ガス流路を通過するガスの流速、流量が算出される。感震センサは、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を介してこれをマイコンに供給する。
通信部は、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)にも接続されている。E2PROMは、マイコンで算出された流量積算値等を格納する。
電磁遮断弁は、遮断弁駆動部に接続され、マイコンに指令されて、ガス流路を遮断制御する。2次電池は、マイコン及び遮断弁駆動部等の駆動電源となるもので、例えば、公知のBR電池が用いられる。インターフェース部は、基本的にマイコンとこれに接続される各構成要素との間の電圧変換機能を有する。
そして、この種のガスメータは通常、流量センサ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LCDに表示する。また、ガスメータは、流量異常を検出したり、感震センサにより異常な揺れを検出したり、圧力異常を検出したりすると、LCDにその旨表示すると共に、電磁遮断弁を弁閉する。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、NCU及び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に送信する。なお、上記従来の電子式ガスメータは特許文献1にも示されている。
ところで、このような構成の従来の電子式ガスメータにおいては、使用が開始されると学習を実施してガス流路の遮断レベルの最適化を行うことができるものがある。図6は、従来の電子式ガスメータにおいて、流量異常を検出するための処理手順を示すフローチャートである。
図6のステップS91〜ステップS93においては、所定の学習期間が経過するまで(ステップS93のN)、ステップS91において流量サンプリングが実施され、ステップS92において流量サンプリングから得られた現在流量が保存されていく。
ステップS93において、学習期間が経過すると(ステップS93のY)、ステップS94において、流量サンプリングから得られた最大流量に基づいて、メータの遮断レベルが決定される。そして、ステップS95において、この流量遮断レベルと現在流量とが比較されて、現在流量が流量遮断レベルを超えたと判断されると(95のY)、ステップS96において所定の遮断信号が出力される。これによって、遮断弁が弁閉されたり、その旨示す電文が管理センタに送信されたりするようになっている。
特開2003−121237号公報
ところが、上述のように通常のガス使用状態の学習によって遮断レベルを決定し、流量異常を検出するやり方では、例えば季節変化や冠婚葬祭等の突発的なガス使用の変化に追従できず、誤判定してしまう可能性がある。つまり、従来、通常のガス使用の学習に基づいて、このガス使用が将来も継続するものとして遮断レベルを予測しているにすぎず、現在のガス使用状態は流量異常検出に正確に反映されていないことになる。
上述のように学習により自動的に遮断レベルを決定するやり方の他に、従来、マニュアルで遮断レベルを設定できる電子式ガスメータもある。しかしながら、マニュアルで遮断レベルを設定する場合には、人の判断や操作ミス等の人為的なミスの発生の可能性があるうえ、設定のための工数も必要となる。
よって本発明は、上述した現状に鑑み、現在のガス使用状態に基づく遮断流量を正確に設定でき、高精度の保安制御が可能になる電子式ガスメータ及びこれを用いた保安システムを提供することを課題としている。
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の電子式ガスメータは、図1に示すように、流量センサ6を用いてガス流路19を通過するガスの流量を測定すると共に所定の保安機能を備えた電子式ガスメータにおいて、当該ガスメータに接続されるガス器具16と該ガス器具の個別最大流量との関係を予め格納する個別最大流量格納手段9Aと、前記ガス器具の現在の使用状況を示す使用情報を外部装置から取得する使用情報取得手段1Aと、前記使用情報及び前記個別最大流量格納手段9Aに格納されている個別最大流量に基づき、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量を算出する最大使用流量算出手段1Bと、前記最大使用流量に基づいて保安のために遮断弁を弁閉させるための遮断流量を算出する遮断流量算出手段1Dと、前記遮断流量と現在流量とを比較し、比較結果に基づいて異常の場合には前記遮断弁を弁閉させるための遮断信号を出力する遮断信号出力手段1Cと、を含むことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、当該ガスメータに接続されるガス器具16と該ガス器具の個別最大流量との関係が予め格納されており、ガス器具の現在の使用状況を示す使用情報が外部装置から取得され、使用情報及び個別最大流量格納手段9Aに格納されている個別最大流量に基づき、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量が算出され、最大使用流量に基づいて保安のために遮断弁を弁閉させるための遮断流量が算出され、遮断流量と現在流量とを比較し、比較結果に基づいて異常の場合には遮断弁を弁閉させるための遮断信号が出力される。よって、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められる。
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の電子式ガスメータは、図1に示すように、請求項1記載の電子式ガスメータにおいて、前記最大使用流量算出手段1Bは、前記複数のガス器具のいずれかが使用され始めたこと、或いは、使用停止したことを示す使用情報が取得されたタイミングに同期して、最大使用流量を算出する、ことを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、複数のガス器具のいずれかが使用され始めたこと、或いは、使用停止したことを示す使用信号が取得されたタイミングに同期して、最大使用流量が算出される。よって、リアルタイムで即座に正確な遮断流量が設定される。
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の電子式ガスメータは、図1に示すように、請求項1又は請求項2記載の電子式ガスメータを用いた保安システムであって、前記現在使用されているガス器具を示す使用情報を収集する使用情報収集手段15Aと、前記電子式ガスメータ側に前記使用情報を送信する送信手段15Bと、前記電子式ガスメータ側からの保安情報を受信する受信手段15Cと、を備えた管理センタ15、を含むことを特徴とする。
請求項3記載の発明によれば、ガスメータに当該ガスメータに接続されうる複数のガス器具と該ガス器具によってそれぞれ発生しうる最大流量との関係が予め格納されており、現在使用されているガス器具を示す使用情報が管理センタで収集されてガスメータに送信される。ガスメータでは、この使用情報及び格納されている最大流量を参照して、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量が算出される。そして、最大使用流量に基づいて算出された流量である遮断流量と現在流量とが比較され、比較結果に基づいて保安情報が生成され、保安情報は管理センタで受信される。よって、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められる。
請求項1記載の発明によれば、当該ガスメータに接続されるガス器具16と該ガス器具の個別最大流量との関係が予め格納されており、ガス器具の現在の使用状況を示す使用情報が外部装置から取得され、使用情報及び個別最大流量格納手段9Aに格納されている個別最大流量に基づき、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量が算出され、最大使用流量に基づいて保安のために遮断弁を弁閉させるための遮断流量が算出され、遮断流量と現在流量とを比較し、比較結果に基づいて異常の場合には遮断弁を弁閉させるための遮断信号が出力される。よって、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められる。よって、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められる。したがって、高精度の保安制御が可能になる。また、ガス使用状況の学習が不要となるので、処理手順が簡素化される。また、人為的なミスも発生することがない。更に、メータの号数という概念を撤廃できる。
請求項2記載の発明によれば、複数のガス器具のいずれかが使用され始めたこと、或いは、使用停止したことを示す使用信号が取得されたタイミングに同期して、最大使用流量が算出される。よって、リアルタイムで即座に正確な遮断流量が設定される。したがって、より高精度の保安制御が可能になる。
請求項3記載の発明によれば、ガスメータに当該ガスメータに接続されうる複数のガス器具と該ガス器具によってそれぞれ発生しうる最大流量との関係が予め格納されており、現在使用されているガス器具を示す使用情報が管理センタで収集されてガスメータに送信される。ガスメータでは、この使用情報及び格納されている最大流量を参照して、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量が算出される。そして、最大使用流量に基づいて算出された流量である遮断流量と現在流量とが比較され、比較結果に基づいて保安情報が生成され、保安情報は管理センタで受信される。よって、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められる。したがって、広範囲で高精度の保安制御が可能になる。また、ガス使用状況の学習が不要となるので、処理手順が簡素化される。また、人為的なミスも発生することがない。更に、メータの号数という概念を撤廃できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの構成を示すブロック図である。図3は、ガスメータに格納されるガス器具テーブルを例示する図である。図4は、管理センタに格納されるガス器具テーブルを例示する図である。
図2において、電子式ガスメータ20は、マイクロコンピュータ1(単に、マイコン1ともよぶ)、操作部2、LCD3、LED4、圧力センサ5、流量センサ6、感震センサ7、通信部8、E2PROM9、電磁遮断弁10、及び2次電池12を含んで構成される。これらの操作部2、LCD3、LED4、圧力センサ5、流量センサ6、感震センサ7、及び通信部8は、インターフェース部13を介してマイコン1に接続される。また、電磁遮断弁10は、遮断弁駆動部10aを介してマイコン1に接続されている。
上記マイコン1は、CPU1a、ROM1b及びRAM1cを含む。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、流量及び圧力検出、電池電圧チェック、並びに後述の本実施形態に関わる制御を実行する。ROM1bには、基本制御プログラム、流量検出、積算流量計算及び圧力検出のための制御プログラム、電池電圧チェックのためのプログラムや後述の本実施形態に関わる制御プログラム等が予め格納される。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、LCD3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が手動操作されることによりマイコン1に入力される。
LCD3は、インターフェース部13を介してマイコン1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。LED4は複数の素子から構成され、これらの発光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。例えば、電磁遮断弁10が弁閉状態である時には、全ての素子が所定周期で点滅するようにする。
圧力センサ5は、ガス流による圧力値に応じた電圧を出力してマイコン1に供給する公知の圧力検出素子が用いられる。流量センサ6は、ガス流路(付図示)に配設された一対の超音波センサ等が利用される。この場合、周知のように、超音波振動子間の超音波信号到達時間に基づいて、ガス流路を通過するガスの流速、流量が算出される。
感震センサ7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13を介してこれをマイコン1に供給する公知の感震素子から構成される。マイコン1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8は、例えば、電話回線等の有線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8は、電話回線等の有線回線を介して、ガス販売会社の管理センタ15との通信を制御するためのNCU(網制御ユニット)を含む通信I/F14にも接続されている。なお、ガスメータ20と管理センタ15との間の通信は、無線で行われてもよいし、無線と有線の組み合わせにより行われてもよい。
2PROM9は、マイコン1で算出された流量積算値等を格納する。なお、ここに格納されるデータは、2次電池12からの電源供給が停止しても保持されるものとする。なお、本発明に係る制御プログラムは、ここに格納されていてもよい。また、E2PROM9には、図4に示すようなガス器具テーブル9aも格納されている。
図4に示すように、ガス器具テーブル9aは、当該ガスメータ20に接続されうる複数のガス器具1、2、3と該ガス器具1、2、3によってそれぞれ発生する個別最大流量との関係を示すものである。複数のガス器具1、2、3にそれぞれ固有のガス器具IDが割り当てられている。また、ガス器具テーブル9aには、各ガス器具1、2、3の使用状態もそれぞれ含まれている。この使用状態は、後述するが管理センタ15側から取得可能である。なお、E2PROM9は、請求項の個別最大流量格納手段に対応する。
電磁遮断弁10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10aに接続される。遮断弁駆動部10aはマイコン1に指令されて、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10に供給する。これに応答して電磁遮断弁10は、弁開又は弁閉してガス流路19が遮断制御される。
2次電池12は、マイコン1や遮断弁駆動部10a等の駆動電源となるもので、例えば、公知のBR電池が用いられる。また、ガス積算流量をLCD3に表示する際の電源としても利用される。インターフェース部13は、基本的にマイコン1とこれに接続される各構成要素2、3、4、5、6、7及び8との間の電圧変換機能を有する。
一方、管理センタ15は、ガス販売会社に属しており、各ガスメータ20及びガス器具16(ガス器具1、2、3)との通信機能を備えたコンピュータ装置(請求項の使用情報収集手段、送信手段、受信手段に対応)を装備している。そして、その記憶部には、図3に示すようなガス器具テーブル9aも格納されている。管理センタ15のコンピュータ装置は、現在使用されているガス器具を示す使用情報を収集する使用情報収集手段、電子式ガスメータ側に使用情報を送信する送信手段、電子式ガスメータ側からの保安情報を受信する受信手段を備えている。
図3に示すように、管理センタ15のガス器具テーブル15aは、全てのガスメータに接続されうる複数のガス器具1、2、3(実際にはこれ以外にもある)と各ガス器具1、2、3の使用状態の関係を示すものである。複数のガス器具1、2、3に図4で示したような固有のガス器具IDが割り当てられている。この使用状態は、例えばLAN(Local Area Network)を介して各ガス器具1、2、3から与えられる。
また、各ガス器具16(ガス器具1、2、3)は、固有のガス器具IDが割り当てられたうえに、通信機能を備えており、使用されると管理センタ15に向けて、その旨を示す信情報がガス器具IDと共に送信されるようになっている。そして、これを受けた管理センタ15では、ガス器具テーブル15aを更新する。なお、場合によっては、接続されている電子式ガスメータに対してガス器具16から、直接、使用していることを示す情報が送信されるようにしてもよい。ガス器具16は、例えば、AC100V仕様のガステーブル、給湯器、ガスストーブである。
このような構成のシステムは、例えば、都市ガスやLPG供給設備に適用される。例えば、LPG供給設備の場合、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器具とをつなぐ配管に介設される。
そして、ガスメータは通常、流量センサ6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LCD3に表示する。また、ガスメータは、後述する処理手順により設定される遮断流量に基づいて流量異常を検出したり、感震センサ7により異常な揺れを検出したり、圧力センサ5により圧力異常を検出したりすると、LCD3にその旨表示すると共に、電磁遮断弁10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8及び通信I/F14を介して、ガス販売会社の管理センタ15に送信する。
続いて、本発明の実施形態に係る流量異常を検出するための処理手順について図5を加えて説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。
図5のステップS1において、マイコン1は、周知の方法により流量サンプリングを実施し、ステップS2において、流量サンプリングから得られた現在流量QをRAM1cに保存していく。ステップS1及びステップS2の処理は、ステップS3において、ガス器具使用情報を受信するまで(ステップS3のN)、繰り返される。ガス器具使用情報(請求項の使用情報に対応)は、上記管理センタ15において、いずれかのガス器具16が使用され始めたこと、或いは、使用停止したことが検出されたときに、即座に、ガス器具IDと共にガスメータ側に発せられる情報である。
ステップS3において、マイコン1は、ガス器具使用情報を受信すると(ステップS3のY)、ステップS4に進んで、E2PROM9上のガス器具テーブル9aを更新する。すなわち、対応するガス器具の使用状態を、ガス器具使用情報の内容に応じて使用中/又は不使用とする。
次に、マイコン1は、ステップS5において、最大使用流量を算出する。最大使用流量は、当該ガスメータにおいて使用されうる最大の流量であり、ガス器具テーブル9aにおいて、使用中となっているガス器具の最大流量を加算(例えば、X+Y L/h)することによって求めることができる。このように、複数のガス器具のいずれかが使用され始めたこと、或いは、使用停止したことを示すガス器具使用情報が受信されたタイミングに同期して、最大使用流量が算出されるので、リアルタイムで即座に正確な遮断流量が設定可能になる。次に、マイコン1は、ステップS6において、算出した最大使用流量に予め定められている安全係数を乗じて、遮断流量Dを設定する。
そして、ステップS7において、マイコン1は、上記保存している現在流量Qと、設定された遮断流量Dとを比較する。ステップS7において、現在流量Qが遮断流量Dを超えたと判断されると(ステップS7のY)、マイコン1は、ステップS8において所定の遮断信号を生成出力し、さもなければ(ステップS7のN)、遮断信号を生成出力することなく処理を終了する。
なお、遮断信号が出力されると、遮断弁駆動部10aが指令されて電磁遮断弁10が弁閉されて、ガス流路が遮断される。また、これと同時に、遮断信号は、異常状態を示す電文として、通信部8及び通信I/F14を介して、ガス販売会社の管理センタ15に送信される。更に、LED4を点滅させる等してその旨警報するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、ガスメータ20側にこのメータ20に接続されうる複数のガス器具と該ガス器具によってそれぞれ発生する個別最大流量との関係が予め格納されており、現在使用されているガス器具を示す使用情報が管理センタ15で収集されてガスメータ20側に送信される。ガスメータ20側では、この使用情報及び格納されている最大流量を参照して、当該ガスメータ20において使用される最大使用流量が算出される。次に、ガスメータ20側では、最大使用流量に基づいて算出された流量である遮断流量Dと現在流量Qとが比較され、比較結果に基づいて保安情報が生成される。そして、異常時には、流路遮断されたり、異常状態を示す電文が管理センタ15に向けて送信される。このように、現在のガス使用状況に基づく遮断流量が正確に求められるので、高精度の保安制御が可能になる。また、ガス使用状況の学習が不要となるので、処理手順が簡素化される。また、人為的なミスも発生することがない。更に、メータの号数という概念を撤廃できる。
本発明の基本構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの構成を示すブロック図である。 ガスメータに格納されるガス器具テーブルを例示する図である。 管理センタに格納されるガス器具テーブルを例示する図である。 本発明の一実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 従来の電子式ガスメータに係る処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 マイクロコンピュータ(使用情報取得手段、最大使用流量算出手段、遮断流量算出手段、遮断信号出力手段)
2 操作部
3 LCD
4 LED
5 圧力センサ
6 流量センサ
7 感震センサ
8 通信部
9 E2PROM(個別最大流量格納手段)
10 電磁遮断弁
12 2次電池
13 インターフェース部
14 通信インターフェース
15 管理センタ
16 ガス器具
19 ガス流路
20 電子式ガスメータ

Claims (3)

  1. 流量センサを用いてガス流路を通過するガスの流量を測定すると共に所定の保安機能を備えた電子式ガスメータにおいて、
    当該ガスメータに接続されるガス器具と該ガス器具の個別最大流量との関係を予め格納する個別最大流量格納手段と、
    前記ガス器具の現在の使用状況を示す使用情報を外部装置から取得する使用情報取得手段と、
    前記使用情報及び前記個別最大流量格納手段に格納されている個別最大流量に基づき、当該ガスメータにおいて使用される最大使用流量を算出する最大使用流量算出手段と、
    前記最大使用流量に基づいて保安のために遮断弁を弁閉させるための遮断流量を算出する遮断流量算出手段と、
    前記遮断流量と現在流量とを比較し、比較結果に基づいて異常の場合には前記遮断弁を弁閉させるための遮断信号を出力する遮断信号出力手段と、
    を含むことを特徴とする電子式ガスメータ。
  2. 請求項1記載の電子式ガスメータにおいて、
    前記最大使用流量算出手段は、前記複数のガス器具のいずれかが使用され始めたこと、或いは、使用停止したことを示す使用情報が取得されたタイミングに同期して、最大使用流量を算出する、
    ことを特徴とする電子式ガスメータ。
  3. 請求項1又は請求項2記載の電子式ガスメータを用いた保安システムであって、
    前記現在使用されているガス器具を示す使用情報を収集する使用情報収集手段と、
    前記電子式ガスメータ側に前記使用情報を送信する送信手段と、
    前記電子式ガスメータ側からの保安情報を受信する受信手段と、を備えた管理センタ、
    を含むことを特徴とする保安システム。
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