JP2008116231A - 流量計および流量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常検出時の情報を履歴として確実に記憶し、その後の異常分析に供することのできる簡易な構成の流量計を提供する。
【解決手段】流量センサおよびこの流量センサにて検出された流量の積算流量を求める流量積算手段を備えた流量計本体と、流量計本体および／または該流量計本体が組み込まれた配管系の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段による異常検出時にその異常の種別を示す情報と共に該異常検出時に前記流量積算手段にて求められている積算流量値を異常履歴として記憶するメモリ（記憶手段）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、異常検出時の情報を異常履歴として記憶し、その後の異常分析に供することのできる簡易な構成の流量計および流量制御装置に関する。

ガスメータ等の流量計は、例えば流体の流量（瞬時流量）を検出する流量センサ、およびこの流速センサにて検出された流量の時間経過に伴う積算流量を求める流量積算手段を備えている。また最近では流量計にガス漏れや過大流量等の異常を検出する異常検出手段と異常検出時にその流路を遮断する遮断弁が組み込まれることも多い。また異常が検出されたとき、その情報を異常履歴として記憶してその後の異常分析（異常原因の究明）等に供することも提唱されている（例えば特許文献１を参照）。

この際、その制御部を構成するマイクロプロセッサに組み込まれたカレンダクロックを利用して異常検出時の日時データを取得し、この日時データを上記異常検出の情報と共に記憶することも提唱されている
特開平８−１８９８５３号

しかしながら上述したように異常検出の情報と共に、その日時データを異常履歴として記憶する場合、前述したカレンダクロックを用いて流量計の稼働時間を管理することが必要となる。この為、制御部での処理負担が増えると共に、該制御部での消費電力、更にはその動作のバックアップに必要な電源容量が増えることが否めない。このような問題は、流体通流路に流量制御弁を備え、流量センサにより検出される流量に従って上記流量制御弁の弁開度を調整して上記流体通流路を通流する流体の流量を制御する流量制御装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、制御部での処理負担や消費電力の増大を招来することなく異常検出時の情報を履歴として確実に記憶し、その後の異常分析に供することのできる簡易な構成の流量計および流量制御装置を提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係る流量計は、
<ａ> 流体通路を通流する流体の流量を検出する流量センサ、およびこの流量センサにて検出された流量の積算流量を求める流量積算手段を備えた流量計本体と、
<ｂ> この流量計本体および／または該流量計本体が組み込まれた配管系の異常を検出する異常検出手段と、
<ｃ> この異常検出手段による異常検出時に、その異常の種別を示す情報と共に該異常検出時に前記流量積算手段にて求められている積算流量値を異常履歴として記憶する記憶手段とを備えたことを特徴としている。

即ち、本発明に係る流量計は、前記流量センサにて検出される流量（瞬時流量）から流量計本体および／または該流量計本体が組み込まれた配管系の異常が検出されたとき、従来のように異常検出時の日時データをその異常検出の情報と共に記憶することに代えて、異常検出時における積算流量値を異常の種別を示す情報と共に記憶するようにしたことを特徴としている。そして流量計における稼働時間の管理を不要とし、これによってその制御部における処理負担の低減を図ると共に、その消費電力の低減を図ったことを特徴としている。

また本発明に係る流量制御装置は、
<Ａ> 流体通流路に設けられた流量制御弁、上記流体通流路を通流する流体の流量を検出する流量センサ、およびこの流量センサにより検出された流量に応じて前記流量制御弁の弁開度を調整して前記流体通流路を通流する流体の流量を制御する流量制御部とを具備した流量制御装置本体と、
<Ｂ> 前記流量センサにて検出された流量の積算流量を求める流量積算手段と、
<Ｃ> 前記流量制御装置本体および／または該流量制御装置本体が組み込まれた配管系の異常を検出する異常検出手段と、
<Ｄ> この異常検出手段による異常検出時に、その異常の種別を示す情報と共に異常検出時において前記流量積算手段により求められている積算流量値を異常履歴として記憶する記憶手段とを備えたことを特徴としている。

ちなみに前記異常検出手段は、例えば前記流量センサにて検出される流量と予め設定した複数の流量閾値とをそれぞれ比較して異常検出を行うと共に、これらの比較結果に応じて異常の種別を特定する機能や、前記流量センサの消費電力、該流量センサの出力、前記流量積算手段、流量計本体のメモリ、および流量計本体（流量制御装置本体）に加えられる電源の異常の少なくとも１つを検出する機能を備えて構成される。

即ち、本発明に係る流量計および流量制御装置は、前記流量センサにて検出される流量（瞬時流量）から流量計本体または流量制御装置本体の異常、若しくは該流量計本体または流量制御装置本体が組み込まれた配管系の異常が検出されたとき、従来のように異常検出時の日時データをその異常検出の情報と共に記憶することに代えて、異常検出時における積算流量値を異常の種別を示す情報と共に記憶するようにしたことを特徴としている。そして流量計本体または流量制御装置本体での稼働時間の管理を不要とし、これによってその制御部における処理負担の低減を図ると共に、その消費電力の低減を図ったことを特徴としている。

本発明に係る流量計および流量制御装置によれば、流量計本体または流量制御装置本体の異常、若しくは該流量計本体または流量制御装置本体が組み込まれた配管系の異常が検出されたとき、異常の種別を示す情報（エラーコード）と共にその異常検出時において前記流量積算手段にて求められている積算流量値を記憶するだけなので、前記流量計本体または流量制御装置本体における稼働時間等の管理が不要である。そして流量計本体または流量制御装置本体においてはカレンダクロックを用いる等して稼働時間を管理する必要がないので、その分、その処理負担を軽くすることがで、またその消費電力を低減することができる。従って流量計または流量制御装置に異常履歴の記憶機能を組み込む場合であっても、その本体での処理負担を軽減すると共に、その構成の簡素化を図ることが可能となる。

しかも異常検出時の積算流量値を記憶しておけば、例えば現在の積算流量と対比することで、その異常がいつ頃発生したか概略的に推定することができ、またその異常の発生状況等を推定することができるので、速やかに対処すべき異常であるか否か等を容易に判断することができる。具体的には異常履歴に示される積算流量値から、その異常が流量計または流量制御装置の設置時における異常であって、その初期設定において異常原因が既に解消されたものであるか、或いはその稼働時（運用時）において発生したものであるか、更にはその異常が最近発生したものであるか等を容易に判定することができる。

また異常履歴として記録された複数の積算流量値が略同じような値を示す場合には、例えばその異常が繰り返し発生していると推定することができ、更には複数の積算流量値が略同量ずつ増大しているような場合には、その異常が周期的発生していると推定することができる。即ち、異常履歴として記憶された積算流量値から、異常発生の状態を推定することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る流量計について説明する。
図１はこの実施形態に係る流量計の概略構成図であり、１は流量センサ２およびこの流量センサ２により検出される流量（瞬時流量）を積算してその積算流量を求める流量積算手段３を具備した流量計本体である。流量センサ２は、例えば感熱抵抗素子を挟んで流体の通流方向に一対のヒータを備え、ヒータにより加熱された上記感熱抵抗素子の近傍の温度分布が流体の通流によって変化することを利用して該流体の質量流量を検出する熱式センサからなるが、その他の検出方式を採用したものであっても良い。そして前記流量積算手段３は、上記流量センサ２にて所定のサンプリング周期毎に検出される瞬時流量を順次累積加算するように構成される。

本発明に係る流量計はこのような流量計本体１に対して、例えば前記流量センサ２にて検出される瞬時流量を監視して該流量計自体（流量計本体１）の異常、或いは該流量計が組み込まれた配管系（図示せず）の異常を検出する異常検出部４を備える。この異常検出部４は、例えば予め設定した複数の流量閾値と前記流量センサ２にて検出される瞬時流量とを比較することで、例えば上記流量閾値を超える過大流量を検出することで上記配管系の破損を検出したり、長時間に亘って連続的に微少流量が検出される状態から前記配管系の接合部での漏れを検出する等の異常検出処理を実行するものである。尚、この異常検出部４における異常検出のアルゴリズムについては、従来より種々提唱されている手法を適宜採用可能である。

特にこの異常検出部４は、上述したようにして異常を検出したとき、エラーコード発生部５からその異常検出の態様に応じたエラーコードを、その異常の種別を示す情報として求めてメモリ６に記憶すると共に、該異常検出時に前記流量積算手段３にて求められている積算流量値を取得して上記エラーコードと共に異常履歴として上記メモリ６に記憶するものとなっている。尚、上記メモリ６は不揮発性のものからなり、該メモリ６への異常履歴の記録は、異常検出がなされる都度行われる。

上述した異常検出処理と異常履歴のメモリ６への記録は、例えば前述した流量センサ１による所定周期毎の瞬時流量の検出や、前記流量積算部３における瞬時流量の積算処理等を実行するマイクロコンピュータ（図示せず）の制御の下で行われる。具体的には図２にその処理手順を示すように、上記マイクロコンピュータは、定常的には、その本来の機能を果たすメイン処理を実行しており〈ステップＳ１〉、前記流量センサ１にて検出された瞬時流量から何らかの異常が検出されたとき〈ステップＳ２〉、異常履歴の記録処理を実行する。この異常履歴の記録処理は、先ず異常の種別を特定するエラーコードを前記エラーコード生成部５から求めて前記メモリ６に記憶すると共に〈ステップＳ３〉、更にその異常検出時における積算流量値を前記流量積算部３から求め、この積算流量値を上記メモリ４に記憶することにより行われる〈ステップＳ４〉。このような異常検出処理と異常履歴の記録処理とにより前記メモリ６には、例えば図３(ａ)に示すように異常が検出される都度、その異常の種別を示すエラーコードとそのときの積算流量値とが異常履歴Ａとして順に記録される。

そしてメモリ６に記憶された異常履歴（エラーコードと積算流量値）は、流量計の定期検針時等に適宜表示部７に読み出され、前記流量積算手段３にて求められている現時点での積算流量値と共に並列的に表示されるようになっている。尚、表示部７による異常履歴の表示については、最新の異常履歴から順に遡って１つずつ表示するものであっても良く、或いは所定数の異常履歴をスクロール的に表示するようなものであっても良い。何れにしろ前記メモリ６に記憶された異常履歴の情報、つまりエラーコードと積算流量値とが、前記異常検出部４にて検出された異常毎に表示部７に表示され、現在の積算流量値と対比可能になっている。

具体的には上述したようにしてメモリ６に記録された異常履歴Ａは、例えば流量計の検針時（検査時）等に読み出されて異常分析に供される。この異常分析は上記流量計の管理者（検針者）によって行われるものであって、基本的には前記エラーコードから異常の種別が判断される。更に前記流量積算部３にて求められている現在（検針時）の、例えば図３(ｂ)に示すような現在の積算流量値Ｂと前記異常履歴Ａに示される積算流量値とを対比することにより、その異常がいつ頃発生したものであるかを推定することによって行われる。

異常発生時期の推定は、例えば異常履歴Ａに示される積算流量値が、現在の積算流量値Ｂに比較して極小さい値である場合には、その異常は流量計の設置時における該流量計の初期設定時に生じたものであると判断する。そしてこの場合には、該流量計の運用開始に先立ってその異常原因が既に解消されていると看做ことができる。これに対して、例えば異常履歴Ａに示される積算流量値が、現在の積算流量値Ｂに近い値である場合には、その異常は最近発生したものであると判断する。尚、例えば１日当たりの平均的な積算流量が求められているような場合には、上述した現在の積算流量値Ｂと異常履歴Ａに示される積算流量値との差から、大略何日位前に異常が発生したかを推定することができる。

またメモリ６に記録された複数の異常履歴Ａの積算流量値が互いに近い値を示す場合には、その異常が繰り返し発生したとして判定することができる。また複数の異常履歴Ａの積算流量値の差から、概略的な異常発生の繰り返し周期を推定することも可能である。従ってこのような種々の異常分析結果を統合すれば、その異常発生の原因が、該流量計を組み込んだ配管系自体にあるのか、その配管系に接続された機器にあるのか、更にはその他の要因であるか等を推定することができる。

そして上述した如く推定した異常発生の時期と、異常の種別を示す前述したエラーコードからその異常の程度を推定し、例えばその異常に対して速やかに対処して異常原因を取り除く必要があるか否か、更には該流量計を組み込んだ配管系の使用自体を速やかに中止すべきであるか等の判断が行われることになる。またその異常自体が該流量計を組み込んだ配管系の使用に大きな影響を及ぼすことがないような場合には、例えばその異常が端緒となるその後の異常発生を予知し、事前にその対策を講じる等の運用管理が行われる。

即ち、本発明に係る流量計においては、前述した異常検出部９において検出されてメモリ６に記録されて異常分析に供される異常履歴Ａとしては、必ずしも異常発生の正確な日時が必要ではなく、その異常がいつ頃発生したものであるかと言う概略的な時期の判断ができれば十分であるとの観点に立脚し、前述した如く求められる積算流量値を異常発生時期を推定するための情報として利用している。従って流量計にカレンダクロック等の計時機能を組み込む必要がなく、流量計が備える流量積算機能をそのまま利用して異常履歴を残すことができるので、その構成の大幅な簡素化を図ることができる。またカレンダクロック等の計時機能が不要な分、制御部における処理負担を軽減し、その電力容量を抑えることが可能となる等の効果が奏せられる。

ところで上述した説明は本発明を適用した流量計に適用したものであるが、流量制御装置にも同様に適用することができる。
図４は本発明の実施形態に係る流量制御装置の概略構成を示している。基本的には流量制御装置は、流体通流路に設けられた流量制御弁１１と流量センサ１２、および流量センサ１２により検出された流量に応じて前記流量制御弁１１の弁開度を調整し、これによって前記流体通流路を通流する流体の流量を制御する流量制御部１３とを具備した流量制御装置本体１４を主体として構成される。本発明に係る流量制御装置は、このような流量制御装置本体１４に対して、前記流量センサ１２により検出された流量（瞬時流量）を積算して積算流量を求める流量積算部１５を備える。尚、流量制御装置本体１４が上記流量積算部１５を備える場合もある。

そして前述した流量計と同様に、例えば前記流量センサ２にて検出される瞬時流量を監視して流量制御装置自体（流量制御装置本体１４）の異常、或いは流量制御装置が組み込まれた配管系（図示せず）の異常を検出する異常検出部１６を備える。この異常検出部１６は、上述したようにして異常を検出したとき、エラーコード発生部１７からその異常検出の態様に応じたエラーコードを、その異常の種別を示す情報として求めてメモリ１８に記憶すると共に、該異常検出時に前記流量積算手段１５にて求められている積算流量値を取得して上記エラーコードと共に異常履歴として上記メモリ１８に記憶するものとなっている。つまり上記異常検出部１６は、前述した異常検出部４と同様な機能を備える。

このように構成された流量制御装置によれば、流量制御装置本体１４の異常や該流量制御装置が組み込まれた配管系の異常を検出したとき、その異常の種別を示すエラーコードと共に、その異常検出時における積算流量値を異常履歴としてメモリ１８に記録するので前述した流量計と同様な効果が奏せられる。そしてメモリ１８に記録した異常履歴を、その異常分析に効果的に供することが可能となる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば異常検出のアルゴリズムについては、従来より種々提唱されている手法を適宜採用可能であり、エラーコードについても既存のものをそのまま適用することができる。またメモリ６,１８についてはＥＥＰＲＯＭ等を用いれば十分であり、これによって電力負荷の増大を招来することはない。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る流量計の要部概略構成図。 異常履歴の記録手順を示す図。 異常履歴の記録例を示す図。 本発明の一実施形態に係る流量制御装置の要部概略構成図。

符号の説明

１ 流量計本体
２,１２ 流量センサ
３,１５ 流量積算部
４,１６ 異常検出部
５,１７ エラーコード発生部
６,１８ メモリ（異常履歴の記録手段）
７,１９ 表示部
１１ 流量制御弁
１３ 流量制御部
１４ 流量制御装置本体

Claims (6)

1. 流体通路に設けられて該流体通路を通流する流体の流量を検出する流量センサ、およびこの流量センサにて検出された流量の積算流量を求める流量積算手段を具備した流量計本体と、
   この流量計本体および／または該流量計本体が組み込まれた配管系の異常を検出する異常検出手段と、
   この異常検出手段による異常検出時に、その異常の種別を示す情報と共に該異常検出時に前記流量積算手段にて求められている積算流量値を異常履歴として記憶する記憶手段と
   を具備したことを特徴とする流量計。
2. 前記異常検出手段は、前記流量センサにて検出される流量と予め設定した複数の流量閾値とをそれぞれ比較して異常検出を行うと共に、これらの比較結果に応じて異常の種別を特定する機能を備えたものである請求項１に記載の流量計。
3. 前記異常検出手段は、前記流量センサの消費電力、該流量センサの出力、前記流量積算手段、流量計本体のメモリ、および流量計本体に加えられる電源の異常の少なくとも１つを検出する機能を備えたものである請求項１に記載の流量計。
4. 流体通流路に設けられた流量制御弁、上記流体通流路を通流する流体の流量を検出する流量センサ、およびこの流量センサにより検出された流量に応じて前記流量制御弁の弁開度を調整して前記流体通流路を通流する流体の流量を制御する流量制御部とを具備した流量制御装置本体と、
   前記流量センサにて検出された流量の積算流量を求める流量積算手段と、
   前記流量制御装置本体および／または該流量制御装置本体が組み込まれた配管系の異常を検出する異常検出手段と、
   この異常検出手段による異常検出時に、その異常の種別を示す情報と共に異常検出時において前記流量積算手段により求められている積算流量値を異常履歴として記憶する記憶手段と
   を具備したことを特徴とする流量制御装置。
5. 前記異常検出手段は、前記流量制御部に与えられた流量制御値、前記流量センサにて検出される流量、および予め設定した複数の流量閾値を相互に比較して異常検出を行うと共に、これらの比較結果に応じて異常の種別を特定する機能を備えたものである請求項４に記載の流量制御装置。
6. 前記異常検出手段は、前記流量センサの消費電力、該流量センサの出力、前記流量積算手段、流量制御装置本体のメモリ、流量制御装置の流量制御部、流量制御装置の流量制御弁、および流量制御装置本体に加えられる電源の異常の少なくとも１つを検出する機能を備えたものである請求項４に記載の流量制御装置。

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