JP2007139795A - ガス流量計およびガス供給システム並びにガス置換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスの物性値に応じて異常の判定を好適に行なうことができるガス流量計および該ガス流量計におけるガス置換方法並びに該ガス流量計を用いたガス供給システムおよび該ガス供給システムにおけるガス置換方法を提供することガスの密度に応じた正確な流量の算出、表示及びガス種異常の判定等を好適に行なうことができるガス流量計およびこれを使用したガス供給システム並びにガス置換方法を提供すること。
【解決手段】ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサ１４を用いたガス流量計であって、センサ１４で検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段４３と、計測すべきガスの種類を予め記憶する記憶手段４０Ｃと、物性値算出手段４３で算出された物性値に基づいて、ガスの種類を判別するガス種判別手段４４と、ガス種判別手段４４で判別されたガス種が該記憶手段４０Ｃに予め記憶されているガス種と一致するか否かを判定する判定手段４７とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス流量計およびガス供給システム並びにガス置換方法に関するものである。

従来、半導体の薄膜成形技術を利用したマイクロマシニング技術を用いて、微小なダイアフラム上にヒータや温度センサを作製した熱式のフローセンサが提案されている。特に、特開２００１−１２９８８号公報等に開示されているフローセンサでは、１チップのセンサ上に流量センサとガス種やガス密度・組成の判別を行う判別センサとを備えており、流量を計測しながらガス判別を実施することができる。

一方、従来のガス流量計には、膜式メータ、フルイディックメータ等があり、また最近では、電子式メータとして超音波式メータが開発されつつある。これらのメータは、計測時の温度や絶対圧力によるガスの膨張収縮により変化するガスの体積を計測する体積計測型のガス流量計である。このため、ガスの計量をするときに発生する南北差や標高差による計量値の違いを、日本の場合、地域ごと、あるいは、季節ごと（夏と冬）に区分けされた課金料で補正する方法が採られている。

また、従来のガス計量では、同じ機種のガス流量計でガスの種類が異なる場合や、１つのガス流量計で同じガス種でも組成が変化した場合、それに対応する手段がなく、そのまま体積計量を行っている。

しかしながら、このような従来のガス流量計でガス計量を行う場合、区分けされた課金システムで補正するだけでは、日々及び昼夜の温度変化や大気圧の変動・近郊の標高差には十分に対応することができない。また、ガスの種類が異なる場合の計量は、予めガス種を把握しておいてから計量を行う以外に対応策がない。さらに、ガス組成が変動し、ガス密度が変動すると、計量誤差が大きくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、ガスの物性値に応じて異常の判定を好適に行なうことができるガス流量計および該ガス流量計におけるガス置換方法並びに該ガス流量計を用いたガス供給システムおよび該ガス供給システムにおけるガス置換方法を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計であって、上記センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、計測すべきガスの種類を予め記憶する記憶手段と、上記物性値算出手段で算出された物性値に基づいて、ガスの種類を判別するガス種判別手段と、上記ガス種判別手段で判別されたガス種が該記憶手段に予め記憶されているガス種と一致するか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするガス流量計に存する。

請求項１記載の発明においては、ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計は、センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、計測すべきガスの種類を予め記憶する記憶手段と、物性値算出手段で算出された物性値に基づいて、ガスの種類を判別するガス種判別手段と、ガス種判別手段で判別されたガス種が該記憶手段に予め記憶されているガス種と一致するか否かを判定する判定手段とを備えている。

それにより、予め把握していたガスの種類と異なるガスが計量された場合、その異常を把握することができる。

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、ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計であって、上記センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、計測すべきガスの密度を予め記憶する記憶手段と、上記流体物性値算出手段で算出された１つであるガスの密度が該記憶手段に予め記憶されているガスの密度と一致するか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするガス流量計に存する。

請求項２記載の発明においては、ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計は、センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、計測すべきガスの密度を予め記憶する記憶手段と、流体物性値算出手段で算出された１つであるガスの密度が該記憶手段に予め記憶されているガスの密度と一致するか否かを判定する判定手段とを備えている。

それにより、予め把握していたガスの密度と異なる密度を有するガスが計量された場合、その異常を把握することができる。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記センサは、計測すべきガスを加熱するヒータ、計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから上流側及び下流側それぞれに該ヒータから一定距離離間して配置された第１及び第２の温度センサ、及び計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから垂直な方向に該ヒータから一定距離離間して配置された第３の温度センサを有するフローセンサであることを特徴とする請求項１または２記載のガス流量計に存する。

請求項３記載の発明においては、センサは、計測すべきガスを加熱するヒータ、計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから上流側及び下流側それぞれに該ヒータから一定距離離間して配置された第１及び第２の温度センサ、及び計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから垂直な方向に該ヒータから一定距離離間して配置された第３の温度センサを有するフローセンサである。

それにより、フローセンサを用いて、ガス流量計を容易に、安価にかつ小型に提供することができる。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計におけるガス置換方法であって、置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、ガス流路を開放するステップと、上記ガス流路内に配設されたセンサで検知された検知信号に基づいて、上記ガス流路中のガスの種類を判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、ガス置換終了を示す情報を出力するステップとからなることを特徴とするガス置換方法に存する。

請求項４記載の発明においては、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計におけるガス置換方法であって、置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、ガス流路を開放するステップと、ガス流路内に配設されたセンサで検知された検知信号に基づいて、ガス流路中のガスの種類を判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、ガス置換終了を示す情報を出力するステップとからなる。

それにより、必要以上のガスの消費をせずにガス置換作業を十分に実施できる。

上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記ガス置換終了を示す情報の受信に基づいて行われる前記ガス流路の漏洩確認作業の終了を示す情報を受信するステップと、前記ガス流路を遮断するステップと、所定のサンプリング計測によりセンサで検知された検知信号に基づいて、遮断された上記ガス流路中のガスの種類を判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると所定回数連続して判定された場合、前記ガス流路の遮断を解除するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のガス置換方法に存する。

請求項５記載の発明においては、ガス置換方法は、ガス置換終了を示す情報の受信に基づいて行われるガス流路の漏洩確認作業の終了を示す情報を受信するステップと、ガス流路を遮断するステップと、所定のサンプリング計測によりセンサで検知された検知信号に基づいて、遮断されたガス流路中のガスの種類を判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると所定回数連続して判定された場合、前記ガス流路の遮断を解除するステップとをさらに含む。

それにより、必要以上のガスの消費をせずに、短時間で確実なガス置換と漏洩検知ができる。

上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブとからなるガス供給システムであって、上記各末端バルブの上流に、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計を配置したことを特徴とするガス供給システムに存する。

請求項６記載の発明においては、ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブとからなるガス供給システムであって、各末端バルブの上流に、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計を配置している。

それにより、ガス供給配管の末端におけるガス種別消費量とガス供給配管中へのガスの置換を容易に行うことができる。また、ガス種を検知することが可能であるため、ガス置換の際、確実に置換されたことが確認できる。また、ガス置換されたことが瞬時に判定できるため、余分なガスの放出がなく、置換時間も短縮できる。さらに、誤ったガスを置換することを防止できる。

上記課題を解決するためになされた請求項７記載の発明は、前記ガス供給源と前記末端バルブの間に少なくとも１つの中間バルブを設け、該中間バルブの上流に、請求項１から１９のいずれか１項に記載のガス流量計を配置したことを特徴とする請求項２７記載のガス供給システムに存する。

請求項７記載の発明においては、ガス供給源と末端バルブの間に少なくとも１つの中間バルブを設け、該中間バルブの上流に、請求項１から１９のいずれか１項に記載のガス流量計を配置している。

それにより、ガス供給配管の中間部分におけるガス種別消費量の把握と、ガス供給配管中へのガスの部分置換を容易に行うことができる。

上記課題を解決するためになされた請求項８記載の発明は、前記ガス流量計の下流に前記ガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブを設けたことを特徴とする請求項２８記載のガス供給システムに存する。

請求項８記載の発明においては、ガス流量計の下流にガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブを設けている。

それにより、ガス供給配管の中間部分におけるガス種別消費量の把握と、ガス供給配管中へのガスの部分置換を容易に行うことができる。

上記課題を解決するためになされた請求項９記載の発明は、ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の途中に設けられた複数の中間バルブと、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブと、上記中間バルブのうちのいずれかの中間バルブの上流に設けられ、上記ガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブと、上記中間バルブ、上記末端バルブおよび上記開放バルブの上流に配置された請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計とを備えたガス供給システムにおけるガス置換方法であって、上記ガス流量計において置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、上記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよび上記ガス供給配管を流れるガスの種類を上記ガス流量計で判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、上記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよび上記ガス供給配管におけるガス置換終了を示す情報を出力するステップと、上記全てのガス流量計からガス置換終了を示す情報が出力された場合、上記各バルブを全て閉とするステップとからなることを特徴とするガス置換方法に存する。

請求項９記載の発明においては、ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の途中に設けられた複数の中間バルブと、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブと、中間バルブのうちのいずれかの中間バルブの上流に設けられ、ガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブと、中間バルブ、末端バルブおよび開放バルブの上流に配置された請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計とを備えたガス供給システムにおけるガス置換方法であって、ガス流量計において置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよびガス供給配管を流れるガスの種類をガス流量計で判別するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよびガス供給配管におけるガス置換終了を示す情報を出力するステップと、全てのガス流量計からガス置換終了を示す情報が出力された場合、各バルブを全て閉とするステップとからなる。

それにより、ガス供給システムにおけるガス供給配管におけるガス置換を、各バルブを全開にしても安全かつ短時間に作業できる。また、目的のガスを無駄に大気放出することが少なく、確実なガス置換ができる。

上記課題を解決するためになされた請求項１０記載の発明は、前記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブと、閉とされたいずれかのバルブ間の前記ガス供給配管に配置された前記ガス流量計でガスの流量を計測するステップと、計測されたガス流量がゼロでない場合は、ガスの漏洩有りと判定するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項３０記載のガス置換方法に存する。

請求項１０記載の発明においては、各バルブのうち開とされたいずれかのバルブと、閉とされたいずれかのバルブ間のガス供給配管に配置されたガス流量計でガスの流量を計測するステップと、計測されたガス流量がゼロでない場合は、ガスの漏洩有りと判定するステップと、をさらに含む。

それにより、ガス供給システムにおけるガス供給配管におけるガス置換・漏洩検知を、各バルブを全開にしても安全かつ短時間に作業できる。また、目的のガスを無駄に大気放出することが少なく、確実なガス置換・漏洩検知ができる。

請求項１記載の発明によれば、予め把握していたガスの種類と異なるガスが計量された場合、その異常を把握することができる。

請求項２記載の発明によれば、予め把握していたガスの密度と異なる密度を有するガスが計量された場合、その異常を把握することができる。

請求項３記載の発明によれば、フローセンサを用いて、ガス流量計を容易に、安価にかつ小型に提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、必要以上のガスの消費をせずにガス置換作業を十分に実施できる。

請求項５記載の発明によれば、必要以上のガスの消費をせずに、短時間で確実なガス置換と漏洩検知ができる。

請求項６記載の発明によれば、ガス供給配管の末端におけるガス種別消費量とガス供給配管中へのガスの置換を容易に行うことができる。また、ガス種を検知することが可能であるため、ガス置換の際、確実に置換されたことが確認できる。また、ガス置換されたことが瞬時に判定できるため、余分なガスの放出がなく、置換時間も短縮できる。さらに、誤ったガスを置換することを防止できる。

請求項７記載の発明によれば、ガス供給配管の中間部分におけるガス種別消費量の把握と、ガス供給配管中へのガスの部分置換を容易に行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、ガス供給配管の中間部分におけるガス種別消費量の把握と、ガス供給配管中へのガスの部分置換を容易に行うことができる。

請求項９記載の発明によれば、ガス供給システムにおけるガス供給配管におけるガス置換を、各バルブを全開にしても安全かつ短時間に作業できる。また、目的のガスを無駄に大気放出することが少なく、確実なガス置換ができる。

請求項１０記載の発明によれば、ガス供給システムにおけるガス供給配管におけるガス置換・漏洩検知を、各バルブを全開にしても安全かつ短時間に作業できる。また、目的のガスを無駄に大気放出することが少なく、確実なガス置換・漏洩検知ができる。

以下、本発明に係るガス流量計の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明によるガス流量計の実施の形態を示す構成ブロック図である。本発明のガス流量計１は、フローセンサ１４、減算部３３、加算部３５、Ａ／Ｄコンバータ３７及び３９、マイクロコンピュータ４０（以下、マイコンと略記する）、表示手段としての表示部５１、警報手段としての警報音発生部５２、遮断手段としての遮断弁５３及び通報手段としての通報部５４を備えている。

ガス流量計１は、図２に示すようなＬＰガス供給設備に適用されるように構成されている。図２において、ガス流量計１は、ＬＰガス容器２に収容されている高圧のＬＰガスを圧力調整器３により供給圧力に減圧調整してガス風呂釜４やコンロ５などの燃焼器具に供給するガス供給路中の配管６に設置されており、燃焼器具において消費されるガスの使用量を計量する。なお、ガスコンロ５などに至る配管には、閉止弁７が設けられている。

フローセンサ１４は、図３に示すようにガス流量計１内のガス流路１６の内壁に配設され、Ｓｉ基板１０２上にそれぞれ形成された、ヒータとしてのマイクロヒータ１０４と、マイクロヒータ１０４の下流側に配置された第２の温度センサとしての下流側サーモパイル１０５と、マイクロヒータ１０４の上流側に配置された第１の温度センサとしての上流側サーモパイル１０８と、マイクロヒータ１０４の両側にガス流路１６中のガスの流れ方向（Ｘ方向）と略直交方向にそれぞれ配置された第３の温度センサとしての右側および左側サーモパイル１１１，１１３とを備えている。

そして、下文で詳述するように、下流側サーモパイル１０５および上流側サーモパイル１０８は、ガスの質量流量の検出に役立ち、右側サーモパイル１１１および左側サーモパイル１１３は、ガスの密度やガスの種類の検出に役立つものであり、フローセンサ１４は、ガスの質量流量、ガスの種類及びガスの密度を検知するセンサとして働く。

図４および図５は、図３のフローセンサ１４の構成を示す平面図および断面図である。図４において、フローセンサ１４は、Ｓｉ基板１０２、ダイアフラム１０３、ダイアフラム１０３上に形成された白金等からなるマイクロヒータ１０４、マイクロヒータ１０４の下流側でダイアフラム１０３上に形成された下流側サーモパイル１０５、マイクロヒータ１０４に図示しない電源から駆動電流を供給する電源端子１０６Ａ，１０６Ｂ、マイクロヒータ１０４の上流側でダイアフラム１０３上に形成された上流側サーモパイル１０８、上流側サーモパイル１０８から出力される第１温度検出信号を出力する第１出力端子１０９Ａ，１０９Ｂ、下流側サーモパイル１０５から出力される第２温度検出信号を出力する第２出力端子１０７Ａ，１０７Ｂを備えている。

また、フローセンサ１４は、マイクロヒータ１０４に対してガスの流れ方向（図３及び図４における矢印Ｘの方向）と略直交方向に配置され、ガスの物性値を検出し、右側温度検出信号（第３温度検出信号に対応）を出力する右側サーモパイル１１１と、この右側サーモパイル１１１から出力される右側温度検出信号を出力する第３出力端子１２Ａ，１２Ｂと、マイクロヒータ１０４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置され、ガスの物性値を検出し、左側温度検出信号（第３温度検出信号に対応）を出力する左側サーモパイル１１３と、この左側サーモパイル１１３から出力される左側温度検出信号を出力する第４出力端子１４Ａ，１４Ｂと、ガス温度を得るための抵抗１５，１６と、この抵抗１５，１６からのガス温度信号を出力する出力端子１７Ａ，１７Ｂとを備えている。

上流側サーモパイル１０８、下流側サーモパイル１０５、右側サーモパイル１１１および左側サーモパイル１１３は、熱電対から構成されている。この熱電対は、ｐ++−ＳｉおよびＡｌにより構成され、冷接点と温接点とを有し、熱を検出し、冷接点と温接点との温度差から熱起電力が発生することにより、温度検出信号を出力するようになっている。

また、図５に示すように、Ｓｉ基板１０２には、ダイアフラム１０３が形成されており、このダイアフラム１０３には、マイクロヒータ１０４、上流側サーモパイル１０８、下流側サーモパイル１０５、右側サーモパイル１１１および左側サーモパイル１１３のそれぞれの温接点が形成されている。

このように構成されたフローセンサ１４によれば、マイクロヒータ１０４が、外部からの駆動電流により加熱を開始すると、マイクロヒータ１０４から発生した熱は、ガスを媒体として、下流側サーモパイル１０５と上流側サーモパイル１０８のそれぞれの温接点に伝達される。それぞれのサーモパイルの冷接点は、Ｓｉ基体（Ｓｉ基板）１０２上にあるので、基体温度になっており、それぞれの温接点は、ダイアフラム１０５上にあるので、伝達された熱により加熱され、Ｓｉ基体温度より温度が上昇する。そして、それぞれのサーモパイルは、温接点と冷接点の温度差より熱起電カを発生し、温度検出信号を出力する。

ガスを媒体として伝達される熱は、ガスの熱拡散効果とＰからＱに向かって流れるガスの流速との相乗効果によって、それぞれのサーモパイルに伝達される。すなわち、流速がない場合には、熱拡散によって上流側サーモパイル１０８と下流側サーモパイル１０５に均等に伝達され、上流側サーモパイル１０８からの第１温度検出信号と下流側サーモパイル１０５からの第２温度検出信号の差信号は、零になる。

一方、ガスに流速が発生すると、流速によって上流側サーモパイル１０８の温接点に伝達される熱量が多くなり、前記第２温度検出信号と前記第１温度検出信号との差信号は流速に応じた正値になる。

これに対して、マイクロヒータ１０４が外部からの駆動電流により加熱を開始すると、マイクロヒータ１０４から発生した熱は、ガスの流速の影響を受けずにガスの熱拡散効果のみによって、マイクロヒータ１０４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置された右側サーモパイル１１１に伝達される。また、マイクロヒータ１０４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置された左側サーモパイル１１３にも、同様な熱が伝達される。このため、右側サーモパイル１１１の起電力により第３出力端子１１２Ａ，１１２Ｂから出力される右側温度検出信号、および／または左側サーモパイル１１３の起電力により第４出力端子１１４Ａ，１１４Ｂから出力される左側温度検出信号に基づき、熱伝導と熱拡散、比熱等によって決定される熱拡散定数、密度等のガスの物性値を算出することができるようになる。

そこで図１に戻ると、減算部３３は差動アンプ等からなり、フローセンサ１４内の下流側サーモパイル１０５からの第２温度検出信号と、上流側サーモパイル１０８からの第１温度検出信号との差信号を増幅して出力し、加算部３５は、右側サーモパイル１１１からの右側温度検出信号と、左側サーモパイル１１３からの左側温度検出信号とを加算した加算信号を増幅して出力し、差信号および加算信号は、それぞれ、Ａ／Ｄコンバータ３７，３９でデジタル信号に変換されてマイコン４０に入力される。

マイコン４０は、ＣＰＵ４０Ａと、記憶手段としてのＲＯＭ４０Ｂ及びＲＡＭ４０Ｃを有している。ＣＰＵ４０Ａは、Ａ／Ｄコンバータ３７からの差信号のデジタル値をＡ／Ｄコンバータ３９からの加算信号のデジタル値で除算する除算部４１と、除算部４１からの除算値に基づきガスの質量流量を算出する流量算出手段としての流量算出部４２と、Ａ／Ｄコンバータ３９からの加算信号のデジタル値と、流量算出部４２からの流量値とに基づきガスの熱伝導率や比熱、粘性、密度等の物性値を算出する流体物性値算出手段としての流体物性値算出部４３と、流体物性値算出部４３からの物性値に基づいてガス種を判別するガス種判別手段としてのガス種判別部４４と、流量算出部４２からの質量流量値を、流体物性値算出部４３からの物性値やガス種判別部４４からのガス種判別信号に基づいて標準体積流量に換算する流量換算手段としての流量換算部４５と、流量算出部４２で算出された質量流量に基づきガス使用料金を算出する課金料算出手段としての課金料算出部４６と、ガス種判別部４４で判別されたガス種の異常の有無を判定する判定手段としての判定部４７とを有している。

ＲＯＭ４０Ｂには、ＣＰＵ４０Ａが各種処理動作、たとえば流量計測及びガス種判別処理、課金料算出処理、ガス種異常判定処理、ガス置換処理等、を行なうための制御プログラムと、各種処理動作時に使用されるデータテーブル、例えばガス物性値判別テーブル、ガス種判別テーブル及びガス種単価データテーブル等、とが格納されてている。また、ＲＡＭ４０Ｃには、各種処理動作に伴う各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、データエリアには、各種処理動作時に読み出し/書き込みされる積算流量データ及び使用料金データ等が格納されている。

次に、本発明のガス流量計で実行される各種処理動作について説明する。図６は、本発明のガス流量計で実行される流量計測及びガス種判別処理を示すフローチャートである。

まず、外部からのパルス信号による駆動電流によりマイクロヒータ１０４を加熱すると（ステップＳ１１）、下流側サーモパイル１０５から第２温度検出信号が出力され、上流側サーモパイル１０８から第１温度検出信号が出力される（ステップＳ１３）。図７は、第１温度検出信号および第２温度検出信号のパルス信号に対する応答を示す。

次に、減算部３３は、下流側サーモパイル１０５から出力された第２温度検出信号と上流側サーモパイル１０８から出力された第１温度検出信号との差信号を増幅する（ステップＳ１５）。

そして、加算部３５は、右側サーモパイル１１から出力される右側温度検出信号と左側サーモパイル１３から出力される左側温度検出信号とを加算して増幅した加算信号を出力する（ステップＳ１７）。図９は、右側温度検出信号、左側温度検出信号および加算信号のタイミングチャートを示す。

次に、除算部４１は、Ａ／Ｄコンバータ３７でＡ／Ｄ変換された減算部３３からの差信号のデジタル値をＡ／Ｄコンバータ３９でＡ／Ｄ変換された加算部３５からの加算信号のデジタル値で除算して除算信号を得る（ステップＳ１９）。

続いて、流量算出部４２は、除算部４１からの除算信号に基づき、ガスの質量流量（ミリグラム／秒）を算出する（ステップＳ２１）。さらに、流体物性値算出部４３は、Ａ／Ｄコンバータ３９でＡ／Ｄ変換された加算部３５からの加算信号のデジタル値と、流量算出部４２からの質量流量とに基づき、ＲＯＭ４０Ｂに格納されているガス物性値判別テーブルを参照してガスの熱伝導率や比熱、粘性、密度等のガスの物性値を算出する（ステップＳ２３）。

続いて、ガス種判別部４３は、流体物性値算出部４３からの物性値に基づいてＲＯＭ４０Ｂに格納されているガス種判別テーブルを参照してガスの種類を判別する（ステップＳ２５）。さらに、流量換算部４５は、流量算出部４２からの質量流量値を、流体物性値算出部４３からの物性値またはガス種判別部４４からのガス種判別信号に基づいて、標準温度、標準絶対圧力及び標準組成を規定した標準状態における標準体積流量に換算する（ステップＳ２７）。

上述の流量計測及びガス種判別処理において、流量算出部４２で算出されたガスの質量流量は、以前に積算されていた積算質量流量に加算されて現在の積算質量流量として、また、流量換算部４５で換算された標準体積流量は、以前に積算されていた積算標準体積流量に加算されて現在の積算標準体積流量として表示部５１で切り替え表示または同時表示される。また、流体物性値算出部４３で算出された物性値、例えば計測したガスの密度と、ガス種判別部４４で判別されたガス種も、表示部５１で流量表示と同時表示または切り替え表示される。

このように、フローセンサ１４を用いることで、質量流量や標準体積流量を計測できるガス流量計を実現できるだけでなく、ガスの種類あるいは密度を判別できるガス流量計を実現できる。ここでは、フローセンサ１４を用いたガス流量計に限って説明しているが、質量流量を計測し、ガスの種類或いは密度を判別できるものであれば、どのような構成でも良いことはもちろんである。

次に、上述の処理において、質量流量を標準体積流量に換算する方法の一例を、天然ガス１３Ａの場合で説明する。なお、標準状態として、例えば、標準温度を１５゜Ｃ、標準絶対圧力を１０２３ヘクトパスカル（ｈＰａ）と規定する。この標準温度及び標準絶対圧力状態での天然ガス１３Ａの標準組成での密度は０．７８４グラム／リットル（ｇ／ｌ）であることを確認した。例えば、フローセンサ１４で計量したガスの質量流量が１０．０ミリグラム／秒（ｍｇ／ｓｅｃ）であった場合、１０．０（ｍｇ／ｓｅｃ）／０．７８４（ｍｇ／ｍｌ）＝１２．８（ｍｌ／ｓｅｃ）となり、換算された標準体積流量は、１２．８ミリリットル／秒（ｍｌ／ｓｅｃ）となる。また、フローセンサ１４で計量した積算質量流量が、例えば１０．０グラム（ｇ）であった場合、同様な換算方法により、対応する標準体積積算流量は１２．８リットル（ｌ）になる。

上述の質量流量を標準体積流量に換算する方法の一例では、標準組成の密度と標準絶対圧力・標準温度とにより、標準状態変換している。これは、天然ガス成分の範囲では、ガス密度とガスの単位体積当たり発熱量がほぼ比例関係にあることから、このような簡易的な方法でも、十分標準状態変換が可能であるという見識が得られていることによる。すなわち、組成変化がガス密度とガスの単位体積当たり発熱量の比例関係からずれる場合には、それに相当する補正が必要になる。例えば、ガスの組成が１０％ずれたとき、上述の比例関係が２％ずれるという物理法則があったときは、１０％の組成ずれで２％標準密度を補正すると良い。

なお、上述した内容は、先に質量流量を求め、後で標準体積流量を求めたが、センサ出力から直接、標準体積流量を求めることも可能である。例えば、フローセンサ１４の出力（すなわち、除算部４１からの除算値が２００で質量流量１０ｍｇ／ｓｅｃであったとすると、標準体積流量としてフローセンサ１４の出力が２００となったなら、流量算出部４２から直接１２．８ｍｌ／ｓｅｃを出力するようにすればよい。

このようなガス流量計を利用することにより、温度や気圧による計測誤差を無くすことができ、異種ガスの計測を判断できるようになり、ガス置換を効率よく判断できるようになる。また、従来の体積表示に対し違和感のないガス流量計を提供できる。さらに、容易に、安価に、小型に、ガス流量計を提供することができる。

次に、図９は、本発明のガス流量計で実行される課金料算出処理を示すフローチャートである。

まず、ガスの質量流量とガスの種類を計測し（ステップＳ３１）、次いで、計測したガスの種類からその標準状態での密度で計測した質量流量を除算し、標準体積流量を算出する（ステップＳ３２）。このステップＳ３１〜Ｓ３２は、上述の流量計測及びガス種判別方法におけるステップＳ１１〜Ｓ２７と同一の処理である。

次いで、ＲＡＭ４０Ｃに格納されている該当ガス種の標準体積流量の積算データを読み出す（ステップＳ３３）。図１０は、ＲＡＭ４０Ｃに格納されている標準体積流量の積算流量データの一例であり、このデータテーブルには、ガス種（例えば、ガス種Ａ，ガス種Ｂ，．．．）データと、ガス種毎の積算流量（リットル）データ及び積算流量に対するガス使用料金（円）データが含まれている。この積算流量データテーブルの中から、ステップＳ３１で判別された該当ガス種（例えば、ガス種Ａとする）に対応する積算流量ｘｘｘを読み出す。

次いで、読み出された該当ガス種Ａの標準体積流量の積算データｘｘｘに、ステップＳ３１で計測した標準体積流量ｘｘを積算し、新たな積算データｘｘｘとする（ステップＳ３４）。

次いで、ＲＯＭ４０Ｂに格納されているガス単価データテーブルを参照して当該ガス種Ａに応じた単価（円／リットル）を読み出す（ステップＳ３５）。図１０は、ＲＡＭ４０Ｃに格納されているガス単価データの一例であり、このデータテーブルには、ガス種（例えば、ガス種Ａ，ガス種Ｂ，．．．）データと、ガス種毎の単価（円／リットル）データが含まれている。このガス種単価データテーブルの中から、該当ガス種Ａに対応する単価ａａ（円／リットル）を読み出し、課金料算出部４６で、ステップＳ３４で積算された積算データｘｘｘに対して該当ガス種Ａの単価ａａを乗じ、課金データ、すなわちガス使用料金ｓｓｓを算出する（ステップＳ３６）。

次いで、ステップＳ３４で算出された該当ガス種Ａの標準体積流量の積算データ及びステップＳ３６で算出された課金データを、ＲＡＭ４０Ｃに格納されている該当ガス種Ａの標準体積流量の積算データ及び課金データのエリアに書き換えて、保存する（ステップＳ３７）。次いで、計算された課金データ、すなわちガス使用料金を、判別されたガス種Ａ及び該当ガス種Ａの標準体積流量の積算データと共に表示部５１に表示して、ガス利用者が認識できるようにし、また通報部５３を介して外部、例えば管理センターへ通報してガス販売業者に連絡する（ステップＳ３８）。

したがって、このようなガス流量計を利用することにより、適正なガス料金を煩雑な手続を必要とせずにガス販売業者及びガス利用者に連絡することができる。

次に、図１２は、本発明のガス流量計で実行されるガス種異常判定処理を示すフローチャートである。

まず、計測すべきガスの種類、例えばガス種Ａ、をＲＡＭ４０Ｃに入力し、記憶させる（ステップＳ４１）。このステップＳ５１は、ガス流量計の製造時とは限らず、該ガス流量計の設置時等において設置業者が指定し記憶させても良い。

次いで、ガスの質量流量とガスの種類を計測する（ステップＳ４２）。このステップＳ４２は、上述の流量計測及びガス種判別方法におけるステップＳ１１〜Ｓ２５と同一の処理である。

次いで、計測したガス種Ｘが、予め記憶していた計測すべきガス種Ａと一致しているか否かを判定部４７で判定する（ステップＳ４３）。両者が一致している（Ｘ＝Ａ）場合は、以下通常のガス流量計量（積算等を含む）の処理を行う（ステップＳ４４）。

一方、計測したガス種Ｘが、予め記憶していた計測すべきガス種Ａと一致していない（Ｘ≠Ａ）場合には、ガス種異常と判断し（ステップＳ４５）、ガス種異常、を表示部５１に表示しかつ異常警報を警報音発生部５３から発生させて、ガス利用者に認識させると共に、通報部５３を介して外部、例えば管理センターへ通報してガス販売業者や保安責任者に連絡する（ステップＳ４６）。

次いで、ガス種の異常を一定時間経過した後も連続して所定回数判断したか否かを判定し（ステップＳ４７）、その答がイエスならば、遮断弁５３を弁閉制御してガスを遮断すると共に、異常警報と異なる形態の遮断警報を警報音発生部５２から発生させる（ステップＳ４８）。また、その答がノーならば、ステップＳ４２に戻る。

このようなガス流量計を利用することにより、適正なガスがガス利用者に提供されているか否かを容易に確認することができる。

次に、図１３は、本発明のガス流量計で実行されるガス置換処理を示すフローチャートである。

すなわち、未使用状態または保管状態のガス流量計を起動する手順について説明する。一般に、ガス流量計は、保管時や未使用時において、消費電力節約のため通常の動作より機能を落としている。そこで、本発明のガス流量計においても、遮断弁５３を閉じてガスが流れない状態にし、フローセンサ１の機能を停止して、流量計測及びガス種判別の機能を停止しておく。その他の付加的な機能、例えば表示部５１等についても停止しておく。

起動の手順としては、まず、計測すべきガスの種類、例えばガス種Ａ、をＲＡＭ４０Ｃに入力し、記憶させる（ステップＳ５１）。このステップＳ５１は、ガス流量計の製造時とは限らず、該ガス流量計の設置時等において設置業者が指定し記憶させても良い。

ガス流量計が設置場所に設置されていない場合は、設置し（ステップＳ５２）、次いでステップＳ５３の起動作業に進む。なお、既にガス流量計が設置場所に設置されていれば、ステップＳ５１から直接ステップＳ５３に進む。

この起動作業の詳細は次の通りである。未使用状態や保管状態からガス流量計を起動する場合、まず、表示部５１等の付加機能を復帰させる（ステップＳ５３−１）。次に、フローセンサ１４のガス種判別を定期的に、例えば１秒に１回実施する（ステップＳ５３−２）。この時、ガス種判別の初期状態の結果が空気であることを確認する。その後、遮断弁５３を弁開制御し、ガス流路を開放する（ステップＳ５３−３）。

上述のガス流量計の起動作業により、遮断弁５３が開くと、続いて、ガス流量計におけるガス置換作業（ステップＳ５４）と、ガス流量計設置作業者による配管漏洩確認作業（ステップＳ５５）が同時並行的に行われる。

ガス流量計におけるガス置換作業（ステップＳ５４）の詳細は次の通りである。すなわち、遮断弁５３が開くと、ガス流量計はまず、目的のガスへのガス置換の程度を判別する。ガス置換の程度は、ガス種判別部４４でガス種を判別し（ステップＳ５４−１）、判別した結果、ガス種判別出力値が、目的のガス（すなわち、ＲＡＭ４０Ｃに記憶されているガス種Ａ）に対応する値と空気に対応する値のどちらに近い値になっているかを判断することによりガス置換が終了したか否かを判定する（ステップＳ５４−２）。例えば、２０：１で目的のガスに対応する値に近ければ、十分ガス置換できたとみなしてガス置換終了と判定し、次のステップＳ５４−３に進む。一方、ガス置換終了でなければ、ステップＳ５４−１に戻り、ガス置換作業を継続する。

次いで、ガス置換が十分された（すなわち、ガス置換終了）と判断した場合、ステップＳ５５への割り込みＡとして、ガス置換終了を示す情報を表示部５１に表示しかつ警報音発生部５２よりガス置換終了を認識させるための警報を発生し、作業者に認識せしめる。なお、ガス置換終了を示す情報を出力する手段としては、上述の表示部５１の表示及び警報音発生部５２の警報のほかに、通信、音声メッセージ、ＬＥＤの点灯か点滅、紙への印刷・プロットなどを使用または併用しても良い。

その後、ガス流量計はガス流量を計測し始めるが、この時点ではまだ、流量の積算は実施しない。

一方、ガス流量計設置作業者による配管漏洩確認作業（ステップＳ５５）においては、遮断弁５３が開くと、作業者はまず、ガス流量計より下流の配管における漏洩の有無の確認作業を行い（ステップＳ５５−１）、漏洩がないか否かを判断する（ステップＳ５５−２）。

次いで、配管漏洩のチェック作業終了後、すなわち、作業者は、割り込みＣとして配管漏洩確認作業終了をガス流量計側に知らせる操作を行う。この操作は、例えば、ガス流量計に設けられている操作ボタン（図示しない）を押すことにより行われる。

次いで、表示部５１の表示や警報音発生部５２よりの警報の有無割り込みＡの有無、を判断する（ステップＳ５５−３）。そして、割り込みＡがなかった場合、すなわち、ガス置換終了を示す情報が表示部５１に表示されずかつ警報音発生部５２よりガス置換終了を認識させるための警報が発生していなかった場合は、作業者は、ガスを下流へ流し続ける（ステップＳ５５−４）。一方、配管漏洩のチェック作業終了後、ガス流量計からの割り込みＡがあった場合、すなわち、ガス置換終了を示す情報が表示部５１に表示されかつ警報音発生部５２よりガス置換終了を認識させるための警報が発生した場合は、作業者は、ガス流量計におけるガス置換作業終了を認識して、ガス流量計の下流側の弁を閉じ、ガスが大気へ放出しないようにする（ステップＳ５５−５）。

ガス流量計は、ステップＳ５４−２においてガス置換終了と判定した後、この割り込みＣがあったか否かを判定し（ステップＳ５４−３）、割り込みＣがあれば、この状態で、流量ゼロと判断する。そして、流量ゼロと判断した後、内蔵している遮断弁５３（または、図示しないがガス流量計よりやや上流に設置された遮断装置）を弁閉制御してガス流路を遮断する（ステップＳ５４−４）。

次いで、ガス流量計は、再びガス種判別を行い（ステップＳ５４−５）、次いで再びガス置換終了か否かの判定を行なう（ステップＳ５４−６）。次いで、所定のサンプリング計測により、ステップＳ５４−６における答がイエス（すなわち、ガス置換終了という判定結果）と流量ゼロの計測結果が所定回数連続して得られたか否かを判定し（ステップＳ５４−７）、その答がイエスならば、流量ゼロと十分なガス置換を一定時間保持しているとみなして、遮断弁５３を弁開制御し、ガス流路の遮断を解除し（ステップＳ５４−８）、次いで、通常のガス流量計量を行う（ステップＳ５６）。

一方、ステップＳ５４−７の答がノーならば、流量ゼロと十分なガス置換が一定時間保持されなかったとみなして、割り込みＢとして割り込みＡを解除し（すなわち、ガス置換終了を示す表示部５１の表示及び警報音発生部５２の警報を解除し）（ステップＳ５４−９）、次いで、遮断弁５３を弁開制御してガス遮断を解除し（ステップＳ５４−１０）、ステップＳ５４−１に戻り、ガス置換作業をやり直す。次いで、作業者は、割り込みＡの解除に基づき、ガス流量計の下流側で弁開を行い、ガス放出を開始する。

以上のようなガス流量計におけるガス置換作業と、設置作業者による配管漏洩確認作業により、必要以上のガスの消費をせずにガス置換作業を十分に実施できる。

次に、図１４は、図１のガス流量計を使用したガス供給システムの概略構成図である。図１４においては、たとえばマンションなどの集合住宅に設置されたガス供給システムについて説明する。

マンションやアパートなどの集合住宅、一戸建住宅街の集中ガス供給システム等では、それぞれに必要なガスの配管が建物内や地下に張り巡らされている。また、化学プラント、半導体工場などの大型工場では、さらに複数のガス配管が張り巡らされている。そのような所で、定期点検や配管増設工事などで、いったんガスを抜き再度ガスを注入する際の作業は非常に手間がかかる。また、ガス漏洩確認作業は、確認する配管を閉塞状態し、長時間（長いときで１日）圧力降下がないかどうかを確認しなければならない。一方、個別のガス流量計でも、新築家庭や家主が変わったときなどに、漏洩検知とガス置換作業を作業員が行なう必要があり、作業に１〜２時間程度かかり、作業性の向上が望まれている。

そこで、集合住宅等の大型設備におけるガス供給システムにおいて、下記に説明するように、本発明のガス流量計を使用することによって、ガス置換・漏洩検知の作業性の向上を図ることができる。

図１４におけるガス供給システムにおいて、集合住宅１５０の適所に配置されたガス供給源１５１から、中間バルブとしての供給元バルブ１５４、建物（棟）別バルブ１５５，１６６及び階別バルブ１５６，１５７，１６７，１６８と、末端バルブとしての部屋別バルブ１５８〜１６５，１６９〜１７６等のいくつかのバルブを経て、供給ガスが各家庭に供給されている。

ガス供給源１５１からのガスは、ガス供給配管１５２、供給元バルブ１５４、ガス供給配管１５３を介し、ガス供給配管１５３Ａ，１５３Ｂに分岐し、それぞれ、棟別バルブ１５５，１６６を介して１号棟及び２号棟の各階１−１Ｆ，１―２Ｆ及び２−１Ｆ，２−２Ｆに供給される。

棟別バルブ１５５から分岐する一方のガス供給配管１５３Ａ１は、１階１−１Ｆにおいて、階別バルブ１５６を介して、さらにガス供給配管１５３Ａ１−１，１５３Ａ１−２，１５３Ａ１−３，１５３Ａ１−４に分岐し、それぞれ、部屋別バルブ１５８，１５９，１６０，１６１に接続される。

同様に、階別バルブ１５５から分岐する他方のガス供給配管１５３Ａ２は、２階１−２Ｆにおいて、階別バルブ１５７を介して、さらにガス供給配管１５３Ａ２−１，１５３Ａ２−２，１５３Ａ２−３，１５３Ａ２−４に分岐し、それぞれ、部屋別バルブ１６２，１６３，１６４，１６５に接続される。

一方、棟別バルブ１６６から分岐する一方のガス供給配管１５３Ｂ１は、１階２−１Ｆにおいて、階別バルブ１６７を介して、さらにガス供給配管１５３Ｂ１−１，１５３ＡＢ−２，１５３Ｂ１−３，１５３Ｂ１−４に分岐し、それぞれ、部屋別バルブ１６９，１７０，１７１，１７２に接続される。

同様に、棟別バルブ１６６から分岐する他方のガス供給配管１５３Ｂ２は、２階２−２Ｆにおいて、階別バルブ１６８を介して、さらにガス供給配管１５３Ｂ２−１，１５３Ｂ２−２，１５３Ｂ２−３，１５３Ｂ２−４に分岐し、それぞれ、部屋別バルブ１７３，１７４，１７５，１７６に接続される。

また、図１４においては、上述の構成に加えて、図１に示すガスの流量及び種類を検知可能なセンサを有するガス流量計１と同一構成を有するガス流量計１７７〜１９４，２００がガス供給配管の適所に設置されている。すなわち、ガス流量計１７７，１７８は、それぞれ、棟別バルブ１５５，１６６の上流のガス供給配管１５３Ａ，１５３Ｂ部分に設置され、ガス流量計１７９〜１９４は、それぞれ、部屋別バルブ１５８〜１６５及び１６９〜１７６の上流のガス供給配管１５３Ａ１−１〜１５３Ａ１−４，１５３Ａ２−１〜１５３Ａ２−４，１５３Ｂ１−１〜１５３Ｂ１−４，１５３Ｂ２−１〜１５３Ｂ２−４部分に設置されている。また、ガス流量計２００は、ガス供給配管１５２部分に設置されている。

ガス流量計１７７〜１９４，２００は、各部屋別バルブから供給されるべき各種ガス（ＬＰガス、都市ガス等）の種類をＲＡＭ（図示しないが、図１のガス流量計のＲＡＭ４０Ｃと同等部分）に予め記憶している。また、ガス流量計１７７〜１９４，２００は、それぞれのガス流量計が配置されたガス供給配管中を流れるガスの流量および種類を計測することができる。

さらに、ガス流量計１７７の下流側かつ棟別バルブ１５５の上流側には、開放バルブ１９５が設けられ、ガス流量計１７８の下流側かつ棟別バルブ１６６の上流側には、開放バルブ１９６が設けられている。

次に上述の構成のガス供給装置におけるガス置換・漏洩検知について説明する。

ガス置換作業は、まず、作業者により、全てのバルブが閉になっていることを確認され、次いで供給元バルブ１５４が全開にされる。次いで、開放バルブ１９５が全開とされ、ガス流量計１７７のガスの種類検知機能により、ガス供給配管１５２，１５３，１５３Ａにおいてガス供給源１５１から供給される目的のガスに置換されるまで待つ。

ガス置換の程度は、ガス流量計１７７のガス種判別部（図示しないが、図１のガス流量計１のガス種判別部４４と同等の部分）でガス種で判別され、判別した結果、ガス種判別出力値が、目的のガス（すなわち、ＲＡＭに記憶されているガス種）に対応する値と空気に対応する値のどちらに近い値になっているかが判定される。例えば、ガス種判別出力値が、２０：１で目的のガスに対応する値に近ければ、十分ガス置換できたとみなしてガス置換終了と判定される。

次いで、ガス流量計１７７において、ガス供給配管１５２，１５３，１５３Ａにおけるガス置換が十分行なわれた（すなわち、ガス置換終了）と判断された場合、ガス置換終了を示す情報が、ガス流量計１７７の表示部（図示しないが、図１のガス流量計１の表示部５１と同等の部分）に表示され、かつ警報音発生部（図示しないが、図１のガス流量計１の警報音発生部５２と同等の部分）よりガス置換終了を示す警報が発生し、作業者に知らされる。次いで、ガス流量計１によるガス置換終了の表示や警報音により、開放バルブ１９５が閉められる。

次に、開放バルブ１９６が全開とされ、ガス流量計１７８のガスの種類検知機能により上述の手順と同様の手順で、ガス供給配管１５３Ｂにおいて目的のガス置換が実施され、ガス置換終了後、開放バルブ１９６が閉められる。

次に、棟別バルブ１５５，１６６と、階別バルブ１５６，１５７，１６７，１６８が全開とされる。この時点で、ガス流量計１７７またはガス流量計１７８で計測されるガス流量がゼロか否かが、表示部の表示により確認され、ゼロでなければ、そのガス流量計の下流で漏洩有りと判断することができる。

棟別バルブ１５５の下流で漏洩がある場合、階別バルブ１５６，１５７を閉じて、ガス流量計１７７の表示部の流量表示を確認すれば、階別バルブ１５６，１５７の上流における漏洩か、下流における漏洩かを判断することができる。そして、漏洩有りと判断された場合は、漏洩を止める処置が行なわれる。

同様に、棟別バルブ１６６の下流で漏洩がある場合、階別バルブ１６７，１６８を閉じて、ガス流量計１７８の表示部の流量表示を確認すれば、階別バルブ１６７，１６８の上流における漏洩か、下流における漏洩かを判断することができる。そして、漏洩有りと判断された場合は、漏洩を止める処置が行なわれる。

また、ガス供給源１５１からガス流量計１７７，１７８までのガス供給配管における漏洩は、ガス流量計２００の表示部の流量表示により判断することができ、漏洩有りと判断された場合は、漏洩を止める処置が行なわれる。

一方、ガス流量計２００，１７７，１７８においてガスの流量がゼロであれば、これらのガス流量計の下流で漏洩なしと判断され、次に、部屋別バルブ１５８〜１６５，１６９〜１７６が全開とされ、ガス流量計１７９〜１９４のガスの種類検知機能により上述の手順と同様の手順で、ガス供給配管１５３Ａ１，１５３Ａ１−１，１５３Ａ１−２，１５３Ａ１−３，１５３Ａ１−４，１５３Ａ２，１５３Ａ２−１，１５３Ａ２−２，１５３Ａ２−３，１５３Ａ２−４，１５３Ｂ１，１５３Ｂ１−１，１５３ＡＢ−２，１５３Ｂ１−３，１５３Ｂ１−４，１５３Ｂ２，１５３Ｂ２−１，１５３Ｂ２−２，１５３Ｂ２−３，１５３Ｂ２−４において目的のガス置換が実施され、ガス置換終了後、部屋別バルブ１５８〜１６５，１６９〜１７６が閉じられる。

このように、ガス供給システムにおけるガス供給配管におけるガス置換・漏洩検知は、各バルブを全開にしても安全かつ短時間に作業できる。また、目的のガスを無駄に大気放出することが少なく、確実なガス置換および漏洩検知ができる。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の実施の形態では、ガスの質量流量を検知するセンサとしてフローセンサを用いているが、これに代えて、超音波式流量計やコリオリ式質量流量計を用いても良い。

また、上述の実施の形態では、質量流量及び標準体積流量を算出して表示しているが、これらと同時にまたはこれらに代えて、熱量流量を算出して同時または切り換え表示する構成としても良い。

図１５は、他の実施例として、本発明のガス流量計で実行される熱量流量算出処理を示すフローチャートである。まず、ガスの質量流量とガスの種類を計測する（ステップＳ６１）。このステップＳ６１は、上述の流量計測及びガス種判別処理におけるステップＳ１１〜Ｓ２５と同一の処理である。

次いで、ＲＯＭ４０Ｂに予め格納されているガス種熱量流量データテーブルから、ステップＳ６１で判別されたガス種、例えばガス種Ａの単位質量当たりの熱量（キロカロリー／グラム）データを読み出す（ステップＳ６２）。

図１６は、ＲＯＭ４０Ｂに格納されているガス種熱量流量データテーブルの一例であり、このデータテーブルには、ガス種（例えば、ガス種Ａ，ガス種Ｂ，．．．）データと、ガス種毎の単位質量当たりの熱量（キロカロリー／グラム）データが含まれている。

次いで、流量換算部４５で、読み出された該当ガス種Ａの単位質量当たりの熱量ｍｍ（ｋｃａｌ／ｇ）に、計測した質量流量ｘｘ（ｇ／ｓｅｃ）を乗じて熱量流量ｓｓ（ｋｃａｌ／ｓｅｃ）を算出する（ステップＳ６３）。次いで、ＲＡＭ４０Ｃに格納されている該当ガス種の熱量流量の積算データｘｘｘ（ｋｃａｌ）を読み出す（ステップＳ６４）。

図１７は、ＲＡＭ４０Ｃに格納されているガス種の熱量流量の積算データの一例であり、このデータテーブルには、ガス種毎（例えば、ガス種Ａ，ガス種Ｂ，．．．）の積算熱量流量（キロカロリー）データが含まれている。

次いで、読み出された該当ガス種の熱量流量の積算データｘｘｘ（ｋｃａｌ）に、計測した熱量流量ｓｓ（ｋｃａｌ）を積算し、新たな積算データとする（ステップＳ６５）。

次いで、積算後の新たな積算データをＲＡＭ４０Ｃの該当ガス種Ａの積算熱量流量データエリアに保存する（ステップＳ６６）。次いで、判別されたガス種Ａと熱量流量の積算データとを、表示部５１に表示してガス利用者が認識できるようにすると共に、通報部５３を介して外部、例えば管理センターへ通報してガス販売業者に連絡する（ステップＳ６７）。

このようなガス流量計を利用することにより、ガス利用者が利用する熱量でガスの取引が可能になり、より適正なガス取引を行なうことができる。また、温度や気圧、ガスの種類による計測誤差を無くすことができ、容易に、安価に、小型に、ガス流量計を提供することができる。

また、上述の実施の形態では、ガス種の異常判定処理を行なっているが、ガスの密度の異常を判定するように構成しても良い。この場合には、図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ４１に代わるステップＳ４１′として、計測すべきガスの密度、例えばガス密度Ｄａ、をＲＡＭ４０Ｃに入力し、記憶させる。次いで、ステップＳ４２に代わるステップＳ４２′として、ガスの質量流量とガスの密度を計測する。このステップＳ４２′は、上述の流量計測及びガス種判別方法におけるステップＳ１１〜Ｓ２３と同一の処理である。

次いで、ステップＳ４３に代わるステップＳ４３′として、計測したガスの密度Ｄｘが、予め記憶していた計測すべきガスの密度Ｄａと一致しているか否かを判定部４７で判定する。両者が一致している（Ｄｘ＝Ｄａ）場合は、以下通常のガス流量計量（積算等を含む）の処理を行う（ステップＳ４４）。

一方、計測したガスの密度Ｄｘが、予め記憶していた計測すべきガスの密度Ｄａと一致していない（Ｄｘ≠Ｄａ）場合には、ステップＳ４５に代わるステップＳ４５′として、ガスの密度の異常と判断し、次いで、ステップＳ４６に代わるステップＳ４６′として、ガスの密度の異常、を表示部５１に表示しかつ異常警報を警報音発生部５３から発生させて、ガス利用者に認識させると共に、通報部５３を介して外部、例えば管理センターへ通報してガス販売業者や保安責任者に連絡する。

次いで、ステップＳ４７に代わるステップＳ４７′として、ガスの密度の異常を一定時間経過した後も連続して所定回数判断したか否かを判定し、その答がイエスならば、遮断弁５３を弁閉制御してガスを遮断すると共に、異常警報と異なる形態の遮断警報を警報音発生部５２から発生させる（ステップＳ４８）。また、その答がノーならば、ステップＳ４２′に戻る。

このようなガス流量計を利用することにより、ガス密度の判定に基づいて、適正なガスがガス利用者に提供されているか否かを容易に確認することができる。

本発明によるガス流量計の実施の形態を示す構成ブロック図である。 本発明によるガス流量計が適用されるガス供給設備を示す図である。 図１のガス流量計で使用されるフローセンサの概略構成を説明する略図である。 図３のフローセンサの構成を示す平面図である。 図３のフローセンサの構成を示す断面図である。 図１のガス流量計で実行される流量計測及びガス種判別処理を示すフローチャートである。 第１温度検出信号および第２温度検出信号を示す図である。 右側温度検出信号および左側温度検出信号を示す図である。 図１のガス流量計で実行される課金料算出処理を示すフローチャートである。 標準体積流量の積算流量データの一例を示す図である。 ガス種単価データテーブルの一例を示す図である。 図１のガス流量計で実行されるガス異常判定処理を示すフローチャートである。 図１のガス流量計で実行されるガス置換処理を示すフローチャートである。 図１のガス流量計を使用したガス供給システムの概略構成図である。 他の実施例として図１のガス流量計で実行される熱量流量処理を示すフローチャートである。 ガス種熱量流量データテーブルの一例を示す図である。 ガス種の熱量流量の積算データの一例を示す図である。

符号の説明

１ ガス流量計
１４ フローセンサ
３３ 減算部
３５ 加算部
４０ マイコン
４０Ａ ＣＰＵ
４０Ｂ ＲＯＭ
４０Ｃ ＲＡＭ（記憶手段）
４１ 除算部
４２ 流量算出部（流量算出手段）
４３ 流体物性値算出部（流体物性値算出手段）
４４ ガス種判別部（ガス種判別手段）
４５ 流量換算部（流量換算手段）
４６ 課金料算出部（課金料算出手段）
４７ 判定部（判定手段）
５１ 表示部（表示手段）
５２ 警報音発生部（警報手段）
５３ 遮断弁（遮断手段）
５４ 通報部（通報手段）
１０４ マイクロヒータ（ヒータ）
１０５ 下流側サーモパイル（第２の温度センサ）
１０８ 上流側サーモパイル（第１の温度センサ）
１１１ 右側サーモパイル（第３の温度センサ）
１１３ 左側サーモパイル（第３の温度センサ）
１５１ ガス供給源
１５２，１５３，１５３Ａ，１５３Ａ１，１５３Ａ１−１，１５３Ａ１−２， １５３Ａ１−３，１５３Ａ１−４，１５３Ａ２，１５３Ａ２−１，１５３Ａ２ −２，１５３Ａ２−３，１５３Ａ２−４，１５３Ｂ，１５３Ｂ１，１５３Ｂ１ −１，１５３Ｂ１−２，１５３Ｂ１−３，１５３Ｂ１−４，１５３Ｂ２，１５ ３Ｂ２−１，１５３Ｂ２−２，１５３Ｂ２−３，１５３Ｂ２−４ ガス供給配 管
１５４ 供給元バルブ
１５５〜１５７，１６６〜１６８ 中間バルブ
１５８〜１６５，１６９〜１７６ 末端バルブ
１７７〜１９４，２００ ガス流量計
１９５，１９６ 開放バルブ

Claims (10)

1. ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計であって、
   上記センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、
   計測すべきガスの種類を予め記憶する記憶手段と、
   上記物性値算出手段で算出された物性値に基づいて、ガスの種類を判別するガス種判別手段と、
   上記ガス種判別手段で判別されたガス種が該記憶手段に予め記憶されているガス種と一致するか否かを判定する判定手段とを備えた
   ことを特徴とするガス流量計。
2. ガスの質量流量及びガスの物性値を検知するセンサを用いたガス流量計であって、
   上記センサで検知された信号に基づいて、ガスの物性値を算出する流体物性値算出手段と、
   計測すべきガスの密度を予め記憶する記憶手段と、
   上記流体物性値算出手段で算出された物性値の１つであるガスの密度が該記憶手段に予め記憶されているガスの密度と一致するか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とするガス流量計。
3. 前記センサは、計測すべきガスを加熱するヒータ、計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから上流側及び下流側それぞれに該ヒータから一定距離離間して配置された第１及び第２の温度センサ、及び計測すべきガスの流れ方向に対して該ヒータから垂直な方向に該ヒータから一定距離離間して配置された第３の温度センサを有するフローセンサであることを特徴とする請求項１または２記載のガス流量計。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計におけるガス置換方法であって、
   置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、
   ガス流路を開放するステップと、
   上記ガス流路内に配設されたセンサで検知された検知信号に基づいて、上記ガス流路中のガスの種類を判別するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、ガス置換終了を示す情報を出力するステップと
   からなることを特徴とするガス置換方法。
5. 前記ガス置換終了を示す情報の受信に基づいて行われる前記ガス流路の漏洩確認作業の終了を示す情報を受信するステップと、
   前記ガス流路を遮断するステップと、
   所定のサンプリング計測によりセンサで検知された検知信号に基づいて、遮断された上記ガス流路中のガスの種類を判別するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると所定回数連続して判定された場合、前記ガス流路の遮断を解除するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のガス置換方法。
6. ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブとからなるガス供給システムであって、
   上記各末端バルブの上流に、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計を配置したことを特徴とするガス供給システム。
7. 前記ガス供給源と前記末端バルブの間に少なくとも１つの中間バルブを設け、該中間バルブの上流に、請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計を配置したことを特徴とする請求項６記載のガス供給システム。
8. 前記ガス流量計の下流に前記ガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブを設けたことを特徴とする請求項７記載のガス供給システム。
9. ガス供給源と、該ガス供給源からのガスを分岐して供給するガス供給配管と、該ガス供給配管の途中に設けられた複数の中間バルブと、該ガス供給配管の末端からガスを供給される複数の末端バルブと、上記中間バルブのうちのいずれかの中間バルブの上流に設けられ、上記ガス供給配管中のガスを外部に排出する開放バルブと、上記中間バルブ、上記末端バルブおよび上記開放バルブの上流に配置された請求項１から３のいずれか１項に記載のガス流量計とを備えたガス供給システムにおけるガス置換方法であって、
   上記ガス流量計において置換すべき目的のガスの種類を記憶するステップと、
   上記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよび上記ガス供給配管を流れるガスの種類を上記ガス流量計で判別するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応しているか否かを判定するステップと、
   判別したガスの種類が記憶されている上記目的のガスの種類に対応していると判定された場合、上記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブおよび上記ガス供給配管におけるガス置換終了を示す情報を出力するステップと、
   上記全てのガス流量計からガス置換終了を示す情報が出力された場合、上記各バルブを全て閉とするステップと、
   からなることを特徴とするガス置換方法。
10. 前記各バルブのうち開とされたいずれかのバルブと、閉とされたいずれかのバルブ間の前記ガス供給配管に配置された前記ガス流量計でガスの流量を計測するステップと、
    計測されたガス流量がゼロでない場合は、ガスの漏洩有りと判定するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項９記載のガス置換方法。

Images