JP2008175705A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】器具の特徴的な流量情報を学習しながら器具情報として登録更新し、該器具情報と使用流量パターンを比較して精度よく器具判別を行うことを目的とする。
【解決手段】流路に流れる流体の瞬時流量を計測する流量計測手段７と、流量計測手段７を用いて所定の条件下で計測した流量値あるいは該流量値が継続する時間を関連付けて器具情報として記憶する流量情報記憶手段８と、流路に接続された器具の流量情報を個別の器具情報として登録するための登録動作モードに設定する器具登録手段１０と、流量情報記憶手段８に記憶された登録器具情報を所定の条件下で更新する登録器具情報更新手段１１と、器具使用時に流量計測手段７で計測した流量情報と流量情報記憶手段８に登録された器具情報を比較して使用器具を判別する器具判別手段１２を備えた構成としてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、流路に接続された器具の流量情報を基に判別する器具判別手段を備えた流量計測装置に関するものである。

従来、この種の流量計測装置は、図６に示すように、ガス流路に流れるガス流量を計測するガス流量測定手段１と、この計測結果より流量の増加を検出する流量増加検出手段２と、この流量増加に伴うガス流量の瞬時増減変化を検出する流量増減検出手段３と、前記瞬時増減変化検出時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定する器具判定手段４と、前記流量増加検出手段で検出されたガス流量の増加分を、前記新たなガス燃焼器具の使用開始に伴うガス流量の増加分として登録する流量登録手段５とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。

上記構成によって、新たにガス燃焼器具の使用を開始した場合にガス流量は瞬時に増減変化して安定したガス流量になる事に着目し、増減変化を判定時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法で新たなガス燃焼器具の使用開始を判定し、新たなガス燃焼器具の使用によるガス増加分を登録することができるものである。
特開２００２−１７４５４２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ひとつの器具が燃焼途中で燃焼量を変化させたときにも流量の増減変化が検出され、ガス器具の判別をご認識するという課題があった。

上記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の瞬時流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段を用いて所定の条件下で計測した流量値あるいは該流量値が継続する時間を関連付けて器具情報として記憶する流量情報記憶手段と、前記流路に接続された器具の流量情報を個別の器具情報として登録するための登録動作モードに設定する器具登録手段と、前記流量情報記憶手段に記憶された登録器具情報を所定の条件下で更新する登録器具情報更新手段と、器具使用時に前記流量計測手段で計測した流量情報と前記流量情報記憶手段に登録された器具情報を比較して使用器具を判別する器具判別手段とを備え、前記器具判別手段は、前記流量計測手段で計測した流量情報が、前記流量情報記憶手段に登録された器具情報と対応基準が一致する場合は登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致しないがその差異が所定値未満である場合は前記登録器具情報更新手段により登録された器具情報をその差異分だけシフトした値に更新すると共に登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致せずその差異が所定値以上である場合は特定器具と判別するようにしたものである。

上記発明によれば、器具情報と流量情報を記憶した器具は器具登録時の流量情報の誤差も補正して判別することが可能であり、対応基準のない器具は特定器具として様々な器具を判別することができるとともに、器具が途中で燃焼量を変化させても器具が動作する流量情報をすべて登録してあるので判別することができるし、登録されていなければ特定器具として判別することができるものである。

本発明の流量計測装置は、器具使用時に流量計測手段で計測した流量情報が、流量情報
記憶手段に登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致する場合は登録器具と判別し、登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致しないがその差異が所定値未満である場合は登録器具情報更新手段により既に登録された器具情報をその差異分だけシフトした値に更新すると共に登録器具と判別し、また登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致せずその差異が所定値以上である場合は特定器具と判別するようにしているため、器具情報と流量情報を登録された器具は器具登録時の流量情報の誤差も補正して判別することが可能であり、登録されていない器具は特定器具として様々な器具を判別することができるとともに、器具が途中で燃焼量を変化させても器具が動作する流量情報をすべて登録してあるので判別することができるし、登録されていなければ特定器具として判別することができるのである。

第１の発明は、流路に流れる流体の瞬時流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段を用いて所定の条件下で計測した流量値あるいは該流量値が継続する時間を関連付けて器具情報として記憶する流量情報記憶手段と、前記流路に接続された器具の流量情報を個別の器具情報として登録するための登録動作モードに設定する器具登録手段と、前記流量情報記憶手段に記憶された登録器具情報を所定の条件下で更新する登録器具情報更新手段と、器具使用時に前記流量計測手段で計測した流量情報と前記流量情報記憶手段に登録された器具情報を比較して使用器具を判別する器具判別手段とを備え、前記器具判別手段は、前記流量計測手段で計測した流量情報が、前記流量情報記憶手段に登録された器具情報と対応基準が一致する場合は登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致しないがその差異が所定値未満である場合は前記登録器具情報更新手段により登録された器具情報をその差異分だけシフトした値に更新すると共に登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致せずその差異が所定値以上である場合は特定器具と判別するようにしたことを特徴とするものであり、器具情報と流量情報を登録された器具は器具登録時の流量情報の誤差も補正して判別することが可能であり、登録されていない器具は特定器具として様々な器具を判別することができるとともに、器具が途中で燃焼量を変化させても器具が動作する流量情報をすべて登録してあるので判別することができるし、登録されていなければ特定器具として判別することができるのである。

第２の発明は、器具判別手段は、登録器具情報更新手段で流量情報記憶手段の登録器具情報を更新する条件を任意に設定可能な機能を備えたことを特徴とするものであり、個々の器具のばらつきの度合いにあわせて登録器具情報を更新していくことが可能となり、器具の実態に合わせて精度良く判別することができる。

第３の発明は、器具判別手段で特定器具と判別したとき、流量情報と器具情報の対応基準を学習して追加登録を行う判別学習手段を備えたことを特徴とするものであり、器具の動作によって生じる流量情報をすべて登録していくことが可能となり、より多くの流量範囲で対応基準が整い精度よく器具判別を行うことができると共に、器具判別の対応器具を増加していくことができる。

第４の発明は、判別学習手段は、特定器具と判別され登録流量以外の流量が検出されたとき、器具登録手段で器具情報を入力することで、流量情報と器具情報の対応基準を追加または更新して学習することを特徴とするものであり、実際に計測された流量を基にして器具情報と対応基準を学習することで、ガス圧や気温変化などの設置状態に応じた対応基準を基に精度良く判別することができる。

第５の発明は、判別学習手段は、流量情報としての流量値と時間長さの少なくとも一方に所定幅を持たせて、流量情報と器具情報との対応基準を学習する構成とすることで、ガス圧変動による計測流量のばらつきや器具の動作時間のばらつきなどを吸収して精度良く
判別することができる。

第６の発明は、判別学習手段は、登録器具以外の流量情報を検出したとき、自動的に特定器具と判定する構成とすることで、対応基準にない器具でも特定器具として登録することができて判別することができる。

第７の発明は、器具登録手段は、器具の種類とその器具の使用流量として、最大流量と最小流量と始動流量の少なくとも１つ以上を登録する構成とすることで、器具と複数の流量の関係を対応基準とすることができるので、良く多くの対応基準を持ち精度良く器具を判別することができる。

第８の発明は、器具判別手段と判別学習手段の少なくとも一方は、所定流量値以上または所定流量値以下の時に動作する構成とすることにより、所定流量値以上では流量が流れているときのみに動作することができ、所定流量値以下では器具判別可能な流量範囲のみで動作させることができるので、動作時間を制約することができるので低消費電力とすることができる。

第９の発明は、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた構成とすることにより、流量が変化した瞬間に器具判別動作や学習動作を作動させることができ細かく動作している器具を判別することができる。

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、本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、本発明の第１の実施の形態における流量計測装置のブロック図を示すものである。

図１において流量計測装置は、流路６に流れる流量を計測する流量計測手段としての超音波流量計７と、超音波流量計７の流量値と計測された流量値が継続する時間長さの流量情報を記憶する流量情報記憶手段としての記憶メモリー８と、流路６に接続されたガス器具９の器具情報を登録する器具登録手段１０と、記憶メモリー８に記憶された登録器具情報を更新する登録器具情報更新手段１１を備え、超音波流量計７で計測した流量情報が、記憶メモリー８に登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致する場合は登録器具と判別し、登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致しないが、その差異が所定値未満である場合は登録器具情報更新手段１１により、登録された器具情報をその差異分だけシフトした値に更新した後、登録器具と判別し、また登録された器具情報の流量情報と対応基準が一致せず、かつその差異が所定値以上である場合は特定器具と判別する器具判別手段１２とを備えたものである。ここで、１３は判別学習手段、１４と１５はガス器具、１６はガス管路、１７は流量計測装置としてのガスメータ、１８は流路遮断弁、１９は操作部である。

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。

まず、ガス器具９の器具登録の動作について説明する。

器具登録の動作は接続されたガス器具９を動作させて行う。例えば、流量情報は、ガス器具９を最大燃焼動作させた時の計測流量を最大流量（１）と、最小燃焼動作させた時の計測流量を最小流量（１）と、器具名（１）とを、記憶メモリー８に登録させる。ここで、登録方法は、器具登録手段１０を登録動作モードに設定して行うもので、例えば、最大
流量（１）は、器具Ａの記憶メモリーを最大流量（１）の入力状態にして、ガス器具９を最大燃焼動作させた時の流量を計測して記憶させる。同様に最小流量（１）も、メモリーを最小流量の入力状態にしておき、ガス器具９を最小燃焼動作させたときの流量を計測して記憶させる。さらに、器具名（１）は、器具登録手段の登録メニューの中から、例えばガスファンヒータを選択して登録するものである。同様に、ガス器具１４についても器具を動作させて器具Ｂのメモリーに最大流量（２）、最小流量（２）、器具名（２）を登録していくのである。

そして、継続時間情報の登録は、ガス器具９を始動させた運転時に行う。例えば、始動開始時の流量とその流量が継続する継続時間を計測して、始動流量（１）と継続時間（１）を記憶する。図２ａに示す動作流量パターンでは、流量Ｑ１と継続時間Ｔ１が器具Ａの始動流量（１）と始動時間（１）になる。ガス器具１４についても同様に行うものである。

そして、次に登録された流量と継続時間には、所定の流量幅と時間幅を持たせる登録を行う。例えば、図３ａには、器具Ａと器具Ｂに登録されたガス器具９の始動流量と始動時間の関係、ガス器具１４の始動流量と始動時間の関係を示す。ここで、器具Ａには、ΔＱａの流量幅とΔＴａの時間幅が設定され、器具Ｂの流量には、ΔＱｂの流量幅とΔＴｂの時間幅が設定される。これらの幅の設定は、手動で設定することができるものである。

次に登録器具情報更新手段１１及び器具判別手段１２の動作について説明する。

ガス器具９が動作すると図２ａのように流量が時間とともに刻々と変化してゆき、図４と図５に示すようなフローチャートに従って処理を行う。例えば、超音波流量計７で計測された流量値が、登録された最小流量と最大流量または始動流量のどれかと一致し、かつその流量値が継続した継続時間も登録された継続時間と一致したとき、登録された器具が運転されたと判別することができる。

例えば、図２ａのような流量パターンでは、流量値Ｑ１とＱ２とＱ５とＱ６が、器具Ａの登録流量と一致する。その中で、流量値Ｑ１とＱ６は、動作継続時間が登録器具Ａの継続時間と等しいので登録された器具が運転されたと判別する。しかし、流量値Ｑ２とＱ５は、流量は等しいが継続時間が異なるので、特定器具として判別し、流量値が一致したので、学習処理により継続時間が追加登録される。この学習処理によって、次回からは流量Ｑ２とＱ５で、継続時間がＴ２とＴ５になった場合は登録器具Ａとして器具判別される。このようにして、自動的に情報を追加登録することによって学習され、判別できる器具情報が増えていくので、多くの条件の器具を判別することができる。

次に図２ｂのような流量パターンでは、流量値Ｑ１´と器具Ａの登録流量との差異がΔＱａ´となっている。この値が誤差の範囲であるとみなす所定値未満である場合には、登録器具情報更新手段１１によって図３ｂに示すように器具Ａの流量幅はそのままでΔＱａをΔＱａ´分だけシフトした値に登録器具情報が更新される。このようにして器具情報と流量情報を登録された器具は器具登録時の流量情報の誤差も補正して判別することができる。

また、流量値Ｑ３とＱ４は、登録流量情報との差異が所定値以上ある場合だとすると、自動的に特定器具として判別される。そして、その特定器具と判別された流量は、判別学習手段によって登録情報が追加または更新される。例えば、登録流量以外の流量が検出されたとき、器具情報入力待ち状態になる。ここで、外部から人的に器具情報を入力することで特定の流量は登録器具情報として更新される。登録器具にない場合は追加情報として新たな器具情報が登録される。

ここで、ガス器具９の登録情報で説明したが、まったく新規の登録していないガス器具１５の場合も同様である。特定器具として判別され、器具情報入力待ち状態で、外部からの登録を受け付けて器具登録されていく。このように新しくガス器具を接続した場合でも登録されていくことで器具判別の機種を増やしていくことができる。

なお、人的に入力する方法で説明したが、接続されたガス器具から無線手段で器具情報が送信されてくる方法も考えられ、この場合はガスメータに無線機のような送受信手段を装備させる必要がある。またガスメータに無線機を搭載すれば、ガス器具からの無線手段以外にもガス供給のセンター側からの指示操作によっても登録操作が可能となることは明白である。

このように、器具判別によって運転されているガス器具と使用時間、ガス流量が計測できるので、どの器具がどれだけ使用され、どれだけのガス量を消費したかが可能となり、器具別料金や使用時間別料金、あるいは器具別保安機能の充実に役立たせることができる。また、このような判別学習手段によって器具登録が追加更新されるが、対応基準である流量値や継続時間の流量情報も学習しながら変更していくことが可能である。そして、対応基準が一致することで説明したが、実際にはある程度の判定基準に幅を持たせないと実現できない。

例えば、流量値では、登録流量値の±２％の流量幅を判定基準として使用する。また、継続時間は、±５％の継続時間幅を持たせて判定基準とする。このように幅を持たせることで、ガス器具が運転されたときのガス圧や気温の違いによって生じる流量情報のばらつきを吸収することができ、ぴったりと値が一致しなくても判別ができるようになる。更に、判定基準としての流量値や継続時間に持たせてある幅を学習して変更していくことも可能である。

また、流量幅は、登録流量に対する比率で幅を設定することで説明したが、流量に応じて幅を変更することでもよい。すなわち、登録流量が大きい流量では幅が大きく、小さい流量では幅を小さく設定するのである。このように設定することで、流量に応じて幅を変更することで、低流量域で細かく器具を登録することができ、判別器具を増やすことができる。また、継続時間の幅においても、同様に、継続時間に応じて幅を設定することで、細かく登録器具を設定することができ、多くの器具を判別することができる。

そして、図５に示すように、器具判別手段は、所定流量以上の時にのみ動作する構成とした。例えば、器具登録された中での最小流量以上のときにのみ動作するように構成することで、無駄な処理動作を低減でき、消費電力を低減することができる。また、所定流量以下、例えば器具登録された中での最大流量以下で器具判別手段が動作する構成とすることでも、同様に無駄な処理動作を低減でき、消費電力を低減することができる。例えば、電池で駆動されるガスメータでは、無駄な処理を軽減することができるので電池の長寿命化を実現することができる。

なお、以上の説明は超音波流量計を用いた場合について説明したが、他の瞬間式の流量計測手段でも、同様の効果が得られることは明白である。そして、瞬時流量計を用いることで、流量に関係なく計測タイミングが設定できるので、器具判別するときに計測タイミングを変更することができる。また、器具判別した後の処理は説明を省略したが、ガスメータでは、登録器具ごとの積算流量の計測や、登録器具ごとに安全管理（保安機能）処理を設定することも可能であることは明白である。また、ガスメータで説明したが、工業用流量計や水道メータにおいても同様に、流量計測装置の下流側に接続された使用器具の判別に使用することができる。

本発明の流量計測装置は、器具の特徴的な流量情報を学習しながら器具情報として登録更新し、器具使用時の流量パターンと比較して器具判別を行うため、精度よく使用器具を特定することができ、ガスメータ以外の各種メータの下流側に接続された使用器具の判別や使用形態の特定にも利用できる。

本発明の実施形態１における流量計測装置のブロック図 （ａ）同流量計測装置で計測される流量パターン図（ｂ）登録器具情報を更新する場合の同流量計測装置で計測される流量パターン図 （ａ）同流量計測装置で登録する情報範囲を示す説明図（ｂ）登録器具情報を更新する場合の同流量計測装置で登録する情報範囲を示す説明図 同流量計測装置の処理を示すフローチャート 同流量計測装置の他の処理を示すフローチャート 従来の流量計測装置のブロック図

符号の説明

７ 超音波流量計（流量計測手段）
８ 記憶メモリー（流量情報記憶手段）
９ ガス器具
１０ 器具登録手段
１１ 登録器具情報更新手段
１２ 器具判別手段
１３ 判別学習手段
１４、１５ ガス器具
１７ ガスメータ

Claims (9)

1. 流路に流れる流体の瞬時流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段を用いて所定の条件下で計測した流量値あるいは該流量値が継続する時間を関連付けて器具情報として記憶する流量情報記憶手段と、前記流路に接続された器具の流量情報を個別の器具情報として登録するための登録動作モードに設定する器具登録手段と、前記流量情報記憶手段に記憶された登録器具情報を所定の条件下で更新する登録器具情報更新手段と、器具使用時に前記流量計測手段で計測した流量情報と前記流量情報記憶手段に登録された器具情報を比較して使用器具を判別する器具判別手段とを備え、
   前記器具判別手段は、前記流量計測手段で計測した流量情報が、前記流量情報記憶手段に登録された器具情報と対応基準が一致する場合は登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致しないがその差異が所定値未満である場合は前記登録器具情報更新手段により登録された器具情報をその差異分だけシフトした値に更新すると共に登録器具と判別し、登録された器具情報と対応基準が一致せずその差異が所定値以上である場合は特定器具と判別する流量計測装置。
2. 器具判別手段は、登録器具情報更新手段で流量情報記憶手段の登録器具情報を更新する条件を任意に設定可能な機能を備えた請求項１記載の流量計測装置。
3. 器具判別手段で特定器具と判別したとき、流量情報と器具情報の対応基準を学習して追加登録を行う判別学習手段を備えた請求項１または２記載の流量計測装置。
4. 判別学習手段は、特定器具と判別され登録流量以外の流量が検出されたとき、器具登録手段で器具情報を入力することで、流量情報と器具情報の対応基準を追加または更新して学習する請求項３記載の流量計測装置。
5. 判別学習手段は、流量情報としての流量値と時間長さの少なくとも一方に所定幅を持たせて、流量情報と器具情報との対応基準を学習する請求項３または４記載の流量計測装置。
6. 判別学習手段は、登録器具以外の流量情報を検出したとき、自動的に特定器具と判定する請求項３〜５のいずれか１項記載の流量計測装置。
7. 器具登録手段は、器具の種類とその器具の使用流量として、最大流量と最小流量と始動流量の少なくとも１つ以上を登録する請求項１〜６のいずれか１項記載の流量計測装置。
8. 器具判別手段と判別学習手段の少なくとも一方は、所定流量値以上または所定流量値以下の時に動作する請求項３〜７のいずれか１項記載の流量計測装置。
9. 流量計測手段は、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた請求項１〜８のいずれか１項記載の流量計測装置。

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