JP2008261699A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダストが長期間に亘って混入している状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定できる流量計測装置を提供する。
【解決手段】流量計測装置としてのガスメータ１の流量計測部２は音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２を用いてμＣＯＭ１４がガス流路３中の供給ガスの流量を計測する。流量計測部２はガス流路３内に超音波を出射する送信回路１２と送信回路１２からの超音波を受信する受信回路１３ａと受信回路１３ａが受信した信号を予め定められた所定の強さまで増幅する増幅回路１３ｂを備えている。ＣＰＵ１４ａが増幅回路１３ｂの増幅度に基づいてガス流路３内にダストが長期間に亘って混入している状態であるかガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、間欠的にガス流量を計測する流量計測装置に関するものである。

上述した流量計測装置として、例えば、特許文献１乃至特許文献４に開示されている超音波式流速センサを使用した超音波式流量計測装置としての電子式ガスメータがある。上記電子式ガスメータは、ガス流路内に一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子からなる２つの音響トランスジューサにより超音波式流速センサを構成している。

そして、一方のトランスジューサの発生する超音波信号を他方のトランスジューサに受信させる動作を交互に行って超音波信号がトランスジューサ間でガス流方向と、ガス流方向と逆方向に伝搬される時間をそれぞれ計測し、この計測した２つの伝搬時間の差に基づいてガスの流速を間欠的に求め、この流速にガス流路の断面積と間欠時間とを乗じて通過流量を求めている。更にこの通過流量を積算して求めた積算流量を表示することによって、電子式ガスメータを構成することができる。

ところで近年、電子式ガスメータは、上述したガス流路を通過するガスの通過流量を計測する機能の他に、ガス漏れなどのガスの流量異常が発生したり、超音波式流速センサといった流速センサの故障などに起因して正確に流速が計測できない計測異常が発生した場合に、ガス遮断弁を弁閉させてガス流路を通じてのガス供給を遮断する遮断機能を有するものが増加している。この遮断機能により、電子式ガスメータの安全性及び信頼性の向上を図ることができる。
特開２００２−１８１７９４号公報 特開２００５−１８９２１６号公報 特開２００６−２４２６５８号公報 特開２００６−２４２６５９号公報

ところで、上述した電子式ガスメータ内のガス流路は、出荷時に必ずしも空気や、供給ガスで満たされているとは限らず、空気や供給ガスが混在した状態の場合もある。また、出荷時に空気で満たされた場合であっても、取り付け時にはガスメータ下流側に設けられた燃焼器によってガス消費を行わせ、ガスメータ内流路の空気を供給ガスに置換する置換作業を行う必要があり、この置換作業中に空気や供給ガスが混在した状態が発生する場合もある。

上述した流速センサは、空気と供給ガスとが混在していると、これらの空気と供給ガスとの比重の差によって、超音波が屈折するなどして伝播が不安定となり、結果として、異常な計測をしてしまうことある即ち正常に流速を計測することができないことが知られている。特に超音波式流速センサは、この混在中に限り、超音波信号の受信が正常に行えなくなってしまい、これによって正常に流速を計測することができなくなってしまう。

この種の問題を解決するために、特許文献４では、受信した超音波信号を所定の強さまで増幅する増幅度が規定値以上であるか否かを判定することで、空気と供給ガスとが混在しているか否かを判定することを提案している。しかしながら、前述した流路には、空気や供給ガスに混じって、細かいダスト（塵や埃）が混入する。このため、前述した流速センサでは、長期間に亘って、流路内にダスト（塵や埃）が混入すると、当該ダストが流路及び超音波式流速センサに付着してしまう。

よって、前述した流速センサでは、長期間に亘って、使用を続けると、超音波式流速センサの受信する超音波信号の強さが徐々に低下し、前述した増幅度が規定値を超えるほど、大きくなる恐れがあった。この場合、前述した特許文献４では、空気と供給ガスとが混在していると判定してしまう。このため、従来の電子式ガスメータでは、ガスが流れていないのに、ガスが流れていると認識するような流量異常現象が生じていないにもかかわらず、空気と供給ガスとの混在に起因して流量異常が生じていると誤判断されてしまう恐れがあるとともに、流路内にダストが長期間に亘って混入している状態であるか流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定できなかった。

そこで、本発明の目的は、上記のような問題点に着目し、ダストが長期間に亘って混入している状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定できる流量計測装置を提供することにある。

本発明の発明者は、ガス流路内に長期間に亘ってダストが混入すると、超音波の伝播が分散して、受信手段が受信する信号の強度が徐々に低下し、かつ空気と供給ガスとが混在した状態であると前記信号の強度が強弱することに着目した。要するに、本発明の発明者は、ガス流路内にダストが長期間に亘って混入すると、受信手段が受信した信号を予め定められた所定の強さまで増幅する増幅手段の増幅度が徐々に大きくなり、かつガス流路内に空気と供給ガスとが混在すると、受信手段が受信した信号を予め定められた所定の強さまで増幅する増幅手段の増幅度が増減する現象に注目して、ガス流路内にダストが長期間に亘って混入している状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定できるようにしたとともに、増幅度の大きくなる度合いに着目することで、ダストが長期間に亘って混入している状態とガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態とを判別できるようにした。即ち、本発明の発明者は、長期的に前述した増幅度が徐々に上昇して減少することがないというダストの特徴と、短期で前述した増幅度が急激に上昇して減少するという空気と供給ガスとの混在の特徴と、に着目して、両者を判別できるようにした。

即ち、前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の流量計測装置は、ガス流路内の供給ガスの流量を間欠的に計測する流量計測手段と、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定する判定手段とを備えた流量計測装置であって、前記流量計測手段が、前記ガス流路内に超音波を出射する送信手段と、前記送信手段からの超音波を受信する受信手段と、前記受信した信号を予め定められた所定の強さまで増幅する増幅手段と、を備え、前記判定手段が、前記増幅手段の前記受信した信号の増幅度に基づいて、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定することを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の流量計測装置は、請求項１記載の流量計測装置において、前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅手段の前記信号の増幅度と、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎の前記増幅手段の前記信号の増幅度と、に基づいて、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定することを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の流量計測装置は、請求項２記載の流量計測装置において、前記判定手段は、前記第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を超え、かつ、前記第１の所定時間毎の前記増幅度と前記第２の所定時間毎の前記増幅度との差が第２の所定の値以下であると前記ガス流路内にダストが混入した状態であると判定することを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の流量計測装置は、請求項３記載の流量計測装置において、前記判定手段は、前記第１の所定時間毎の前記増幅度と前記第２の所定時間毎の前記増幅度との差が第２の所定の値を越えていると、前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定することを特徴としている。

請求項５に記載の本発明の流量計測装置は、請求項１記載の流量計測装置において、前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を、連続して予め定められた規制回数超えていると、前記ガス流路内にダストが混入した状態であると判定することを特徴としている。

請求項６に記載の本発明の流量計測装置は、請求項５記載の流量計測装置において、前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を超えずに、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を連続して超えた回数が零ではないと、前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定することを特徴としている。

以上説明したように請求項１記載の本発明は、判定手段が、流量計測手段の増幅手段の増幅度に基づいて判定するので、長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

請求項２記載の本発明は、判定手段が、第１の所定時間毎の増幅度と第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎の増幅度に基づいて判定するので、短時間毎の増幅度と長時間毎の増幅度とに基づいて即ち短時間の増幅度の変化に基づいて判定することとなる。したがって、短時間の増幅度の変化に基づいて判定するので、長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

請求項３記載の本発明は、判定手段が、第１の所定時間毎の増幅度が第１の所定の値を超えていると、この第１の所定時間毎の増幅度と第２の所定時間毎の増幅度との差に基づいて判定するので、短時間の増幅度の変化の度合いに基づいて判定することとなる。このため、短時間の増幅度の変化の度合いに基づいて、増幅度同士の差が第２の所定の値以下即ち小さい場合にガス流路内に長期間に亘ってダストが混入した状態であると判定するので、ガス流路内に長期間に亘ってダストが混入した状態をガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態とを区別して、判定することができる。

請求項４記載の本発明は、判定手段が、第１の所定時間毎の増幅度が第１の所定の値を超えていると、この第１の所定時間毎の増幅度と第２の所定時間毎の増幅度との差に基づいて判定するので、短時間の増幅度の変化の度合いに基づいて判定することとなる。このため、短時間の増幅度の変化の度合いに基づいて、増幅度同士の差が第２の所定の値を超えている即ち大きい場合にガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であると判定するので、ガス流路内に長期間に亘ってダストが混入した状態とガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態とを区別して、判定することができる。

請求項５記載の本発明は、判定手段が、第１の所定時間毎の増幅度が連続して第１の所定の値を規定回数超えていると即ち増幅度が連続して高いままであるか否かを判定するので、長期間に亘ってダストが混入した状態であることを確実に判定できる。

請求項６記載の本発明は、判定手段が、第１の所定時間毎の増幅度が第１の所定の値を超えずに、連続して第１の所定の値を超えた回数が零であるか即ち増幅度が減少したか否かを判定するので、ガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

以下、本発明の第１の実施形態にかかる流量計測装置としての電子式ガスメータを、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる流量計測装置としての電子式ガスメータ（以下、単にガスメータと記す）の概略の構成を示している。

ガスメータ１は、超音波式として構成されており、図示しない筐体と、流量計測手段としての流量計測部２を備えている。筐体は、ガスメータ１の外殻を構成し、内部にガス流路３が形成されている。ガス流路３には、ガス供給源からの供給ガスが供給されるとともに、このガス流路３は、供給ガスを燃焼器まで導く。また、ガス流路３には、後述する両音響トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の上流側に弁閉によってガス流路を遮断するガス遮断弁１０が設けられている。

流量計測部２は、図１に示すように、ガス流路３内に距離Ｌだけ離されかつガス流方向Ｙに対して角度θをなすように互いに対向して配置された２つの音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２と、送信回路１２と、受信回路１３ａと、マイクロコンピュータ（μＣＯＭ）１４などを備えている。

２つの音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２は、超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子から構成されている。各トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２はトランスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受信回路１３ａに接続されている。

送信回路１２は、μＣＯＭ１４の制御の下で、トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、このための発振回路（図示せず）を内蔵している。

受信回路１３ａは、ガス流路を通過した超音波信号を受信した他方のトランスジューサＴＤ１、ＴＤ２からの信号を受信して、増幅手段としての増幅回路１３ｂに向かって出力する。増幅回路１３ｂは、受信回路１３ａを介して、前述した他方のトランスジューサＴＤ１、ＴＤ２からの信号を受信して、予め定められた所定の強さまで増幅して、μＣＯＭ１４に向かって出力する。また、μＣＯＭ１４には、表示器１６が接続されている。

上述したμＣＯＭ１４は、図１に示すように、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１４ａ、ＣＰＵ１４ａが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１４ｂ、ＣＰＵ１４ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１４ｃなどを内蔵し、これらがバスラインによって互いに接続されている。

さらに、μＣＯＭ１４には、オフ状態の間も記憶内容の保持が可能な電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１５が接続している。このＥＥＰＲＯＭ１５は、ＣＰＵ１４ａによって、増幅回路１３ｂの後述する増幅度（Ａｐ＿ｎ）及び増幅度（ａｐ＿ｎ）が書き込まれる。

次に、上述した構成の電子式ガスメータの動作について説明する。上述したＣＰＵ１４ａは、２つのトランスジューサＴＤ１及びＴＤ２を用いて、サンプリング時間毎にガス流速を計測し、計測したガス流速にガス流路３の断面積を乗じて瞬時流量を計測する瞬時流量計測処理を行う。以下、瞬時流量計測処理の詳細について説明する。

まず、ＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバースト信号を発生させ、これを一方のトランスジューサＴＤ１、ＴＤ２に供給させ、この一方のトランスジューサに超音波信号を発生させる。また、一方のトランスジューサから送信された超音波信号を受信する他方のトランスジューサからの信号を受信回路１３ａに受信させ、これに応じて受信回路１３ａが発生する信号を増幅回路１３ｂで所定の強さまで増幅した後、取り込む。

その後、ＣＰＵ１４ａは、超音波信号を発生するトランスジューサと超音波信号を受信するトランスジューサを逆にして同じ動作をもう一度折り返す制御を行う。そして、ＣＰＵ１４ａは、ＲＡＭ１４ｃ内に形成した伝播時間タイマを用いて、送信回路１２にトリガ信号を出力して一方のトランスジューサの超音波信号を発生させてから、この超音波信号を受信する他方のトランスジューサが発生する信号を、受信回路１３ａ及び増幅回路１３ｂを介して取り込むまでの伝搬時間Ｔ１、Ｔ２を計測する。

今、音速をｃ、ガス流の流速をｖとすると、トランスジューサＴＤ１からトランスジューサＴＤ２への超音波信号の伝搬速度は（ｃ＋ｖｃｏｓθ）、トランスジューサＴＤ２からトランスジューサＴＤ１への超音波信号の伝搬速度は（ｃ−ｖｃｏｓθ）となる。従って、トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２間の距離をＬとすると、トランスジューサＴＤ１からの超音波信号がガス流と同じ方向Ｙに進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ１と、トランスジューサＴＤ２からの超音波信号がガス流と逆方向に進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ２とは、
Ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ）…（１）
Ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ）…（２）
となる。

式（１）、（２）より
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／Ｔ１−１／Ｔ２）
＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・｛（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ２・Ｔ１）｝…（３）
となり、Ｌが既知であるときには、Ｔ１及びＴ２を計測することにより流速ｖを求めることができる。

ところで、Ｔ２・Ｔ１＝Ｌ²／｛（ｃ＋ｖｃｏｓθ）・（ｃ−ｖｃｏｓθ）｝
＝Ｌ²／（ｃ²−ｖ²ｃｏｓ²θ）
であり、流速ｖは音速ｃに比べて極めて小さな数値であるので、式中ｖ²はｃ²ｃｏｓ²θに比べて極めて小さく無視でき、Ｔ２・Ｔ１＝Ｌ²／ｃ²とすることができる。そして、上記式（３）は最終的には、
ｖ＝｛（Ｔ２−Ｔ１）・ｃ²｝／２Ｌｃｏｓθ
＝（Ｔ２−Ｔ１）・（ｃ²）・（１／２Ｌｃｏｓθ）
と書き直すことができる。ここで、Ｔｄ＝（Ｔ２−Ｔ１）とすると、
ｖ＝Ｔｄ・ｋ…（４）
ただし、ｋ＝ｃ²／２Ｌｃｏｓθ
となる。すなわち、超音波信号の伝播時間の差Ｔｄに定数ｋを乗じてガス流速ｖが求められる。そして、このガス流速ｖにガス流路３の断面積を乗じることにより瞬時流量を求めることができる。ＣＰＵ１４ａは、さらに、求めた瞬時流量にサンプリング時間を乗じて、ガスの通過流量を求める流量計測処理と、求めた通過流量を積算する積算処理と、積算した通過流量を表示器１６に表示する表示処理とを行う。

以上のことから明らかなように、トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２と、トランスジューサＩ／Ｆ回路１１ａ及び１１ｂと、送信回路１２と、受信回路１３ａと、増幅回路１３ｂと、ＣＰＵ１４ａとが特許請求の範囲中の流量計測手段としての流量計測部２を構成している。また、送信回路１２が特許請求の範囲中の送信手段に相当し、受信回路１３ａが特許請求の範囲中の受信手段に相当し、増幅回路１３ｂが特許請求の範囲中の増幅手段に相当する。

また、ＣＰＵ１４ａは、上述した通過流量計測処理が行われる際に、瞬時流量が所定の値を上回ると、ガス漏れと判定して、ガス遮断弁１０を閉じる。さらに、ＣＰＵ１４ａは、所定時間毎即ち間欠的に、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２から交互に超音波をガス流路３中に出射して受信する。そして、ＣＰＵ１４ａは、所定時間毎即ち間欠的に、ガスの流速即ち流量を計測する。

また、ＣＰＵ１４ａは、上述した通過流量計測処理が行われる際に、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを判定するダスト混入判定処理を行っている。次に、このダスト混入判定処理の詳細について、図２及び図３を参照して、以下説明する。

まず、ＣＰＵ１４ａは、図２及び図３中のステップＳ１において、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた第１の所定時間が経過したか否かを判定する。第１の所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ２に進み、第１の所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ１に戻る。このように、ＣＰＵ１４ａは、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた第１の所定時間が経過するまで、ステップＳ１を繰り返す。なお、この第１の所定時間として、例えば２秒などの比較的短い時間を用いるのが望ましい。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１４ａは、増幅回路１３ｂの信号の増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出してＥＥＰＲＯＭ１５に書き込んで、ステップＳ３（図２に示す）とステップＳ１０（図３に示す）との双方に進む。このため、ＣＰＵ１４ａは、第１の所定時間毎に増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出して、ＥＥＰＲＯＭ１５に第１の所定時間毎に増幅度（ａｐ＿ｎ）を上書きする。

ステップＳ３では、ＣＰＵ１４ａは、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（Ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過したか否かを判定する。第２の所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ４に進み、第２の所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ１に戻る。このように、ＣＰＵ１４ａは、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（Ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた第２の所定時間が経過するまで、ステップＳ１からステップＳ３を繰り返す。なお、この第２の所定時間として、例えば１時間などの比較的長い時間を用いるのが望ましい。

ステップＳ４では、ＣＰＵ１４ａは、増幅回路１３ｂの信号の増幅度（Ａｐ＿ｎ）を読み出してＥＥＰＲＯＭ１５に書き込んで、ステップＳ１に戻る。このため、ＣＰＵ１４ａは、第２の所定時間毎に増幅度（Ａｐ＿ｎ）を読み出して、ＥＥＰＲＯＭ１５に第２の所定時間毎に増幅度（Ａｐ＿ｎ）を上書きする。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１４ａは、ＥＥＰＲＯＭ１５から第１の所定時間毎に上書きされた増幅度（ａｐ＿ｎ）即ち最新の増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出して、この増幅度（ａｐ＿ｎ）が予め定められた第１の所定の値を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値以下である場合に、ステップＳ１１でガス流路３中に供給ガスのみが流れていると判定して、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ１０では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超えている場合に、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ１４ａは、ＥＥＰＲＯＭ１５から第２の所定時間毎に上書きされた増幅度（Ａｐ＿ｎ）即ち最新の増幅度（Ａｐ＿ｎ）を読み出して、前述した増幅度（ａｐ＿ｎ）と増幅度（Ａｐ＿ｎ）との差を求め、これら増幅度（ａｐ＿ｎ），増幅度（Ａｐ＿ｎ）の差が予め定められた第２の所定の値を超えているか否かを判定する。ステップＳ１２では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）と増幅度（Ａｐ＿ｎ）との差が第２の所定の値以下である場合に、ステップＳ１３で、増幅度の変化が緩やかであると判定して、受信回路１３ａの受信する信号の強さが徐々に弱くなっており、ガス流路３内に長期間に亘ってダスト（塵や埃）が混入した状態であると判定して、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ１２では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）と増幅度（Ａｐ＿ｎ）との差が第２の所定の値を超えている場合に、ステップＳ１４で、増幅度の変化が急激であり、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であると判定して、ステップＳ１に進む。このように、ステップＳ１２では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）が予め定められた第１の所定の値を超えていると、増幅度（ａｐ＿ｎ）と増幅度（Ａｐ＿ｎ）とに基づいて、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを判定する。

ＣＰＵ１４ａは、ステップＳ１１及びステップＳ１３で、ガス流路３中に供給ガスのみが流れている状態であると判定した場合と、ガス流路３内にダストが混入した状態であると判定した場合には、前述した瞬時流量が所定の値を上回ると、ガス漏れと判定して、ガス遮断弁１０を閉じる。また、ＣＰＵ１４ａは、ステップＳ１４で、ガス流路３中に空気と供給ガスとが混在して流れている状態であると判定した場合には、前述した瞬時流量が所定の値を上回っても、ガス遮断弁１０を閉じない。

このように、ステップＳ１０からステップＳ１４に亘って、ＣＰＵ１４ａは、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超え、かつ、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）と第２の所定時間毎の増幅度（Ａｐ＿ｎ）との差が第２の所定の値以下であるとガス流路３内にダストが長期間に亘って混入した状態であると判定し、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）と第２の所定時間毎の増幅度（Ａｐ＿ｎ）との差が第２の所定の値を越えていると、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定する。前述したステップＳ１０からステップＳ１４及びＣＰＵ１４ａは、増幅回路１３ｂの受信した信号の増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）に基づいて、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを判定している。即ち、ステップＳ１０からステップＳ１４及びＣＰＵ１４ａは、特許請求の範囲に記載された判定手段をなしている。

本実施形態によれば、ＣＰＵ１４ａが、流量計測部２の増幅回路１３ｂの増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）に基づいて判定するので、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

また、ＣＰＵ１４ａが、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）と、第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎の増幅度（Ａｐ＿ｎ）に基づいて判定するので、短時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）と長時間毎の増幅度（Ａｐ＿ｎ）とに基づいて即ち短時間の増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）の変化に基づいて判定することとなる。したがって、長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

ＣＰＵ１４ａが、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超えていると、この第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）と第２の所定時間毎の増幅度（Ａｐ＿ｎ）の差に基づいて判定するので、短時間の増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）の変化の度合いに基づいて判定することとなる。

このため、増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）同士の差が第２の所定の値以下即ち小さい場合にガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態であると判定するので、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態をガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態とを区別して、判定することができる。

また、短時間の増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）の変化の度合いに基づいて、増幅度（ａｐ＿ｎ），（Ａｐ＿ｎ）同士の差が第２の所定の値を超えている即ち大きい場合にガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であると判定するので、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態とガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態とを区別して、判定することができる。

次に、本発明の第２の実施形態にかかる電子式ガスメータ１のＣＰＵ１４ａが行うダスト混入判定処理の詳細について、図４を参照して、以下説明する。なお、この実施形態において、前述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。

まず、ＣＰＵ１４ａは、図４中のステップＳ１において、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた第１の所定時間が経過したか否かを判定する。第１の所定時間が経過したと判定すると、ステップＳ２に進み、第１の所定時間が経過していないと判定すると、ステップＳ１に戻る。このように、ＣＰＵ１４ａは、ガスメータ１が動作開始してから又は前回の増幅度（ａｐ＿ｎ）の読み出しを行ってから、予め定められた第１の所定時間が経過するまで、ステップＳ１を繰り返す。なお、この第１の所定時間として、例えば２秒などの比較的短い時間を用いるのが望ましい。

ステップＳ２では、ＣＰＵ１４ａは、増幅回路１３ｂの信号の増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出してＥＥＰＲＯＭ１５に書き込んで、ステップＳ１０との双方に進む。このため、ＣＰＵ１４ａは、第１の所定時間毎に増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出して、ＥＥＰＲＯＭ１５に第１の所定時間毎に増幅度（ａｐ＿ｎ）を上書きする。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１４ａは、ＥＥＰＲＯＭ１５から第１の所定時間毎に上書きされた増幅度（ａｐ＿ｎ）即ち最新の増幅度（ａｐ＿ｎ）を読み出して、この増幅度（ａｐ＿ｎ）が予め定められた第１の所定の値を超えているか否かを判定する。ステップＳ１０では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値以下である場合に、ステップＳ１０ｅに進み、増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超えている場合に、ステップＳ１０ａに進む。

ステップＳ１０ａでは、ＣＰＵ１４ａは、ガス流路３内にダストが混入した状態と前記ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態とのいずれかであると判定して、ステップＳ１０ｂに進む。ステップＳ１０ｂでは、ＣＰＵ１４ａは、ガス漏れと判定してガス遮断弁１０を閉じるなどの関連機能を停止して、ステップＳ１０ｃに進む。ステップＳ１０ａでは、ＣＰＵ１４ａは、増幅度（ａｐ＿ｎ）が連続して第１の所定の値を超えた回数（ＫＤ）を係数して、この回数（ＫＤ）をＥＥＰＲＯＭ１５に書き込んで、ステップＳ１０ｄに進む。

ステップＳ１０ｄでは、ＣＰＵ１４ａは、ＥＥＰＲＯＭ１５から前述した回数（ＫＤ）を読み出して、この回数（ＫＤ）が予め定められた規定回数を超えているか否かを判定する。ＣＰＵ１４ａは、回数（ＫＤ）が予め定められた規定回数を超えていると、ステップＳ１３に進み、回数（ＫＤ）が予め定められた規定回数を超えていないと、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度が緩やかに増加していると判定して、受信回路１３ａの受信する信号の強さが徐々に弱くなっており、ガス流路３内に長期間に亘ってダスト（塵や埃）が混入した状態であると判定して、ステップＳ１３ａに進む。ステップＳ１３ａでは、ＣＰＵ１４ａは、前述した関連機能の停止を解除して、ステップＳ１に戻る。このように、ステップＳ１０からステップＳ１３では、ＣＰＵ１４ａは、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を、連続して予め定められた規制回数超えていると、ガス流路３内にダストが混入した状態であると判定する。このように、ステップＳ１０からステップＳ１３及びＣＰＵ１４ａは、特許請求の範囲に記載された判定手段をなしている。

ステップＳ１０ｅでは、ＣＰＵ１４ａは、ＥＥＰＲＯＭ１５から前述した回数（ＫＤ）を読み出して、この回数（ＫＤ）が零であるか否かを判定する。ＣＰＵ１４ａは、回数（ＫＤ）が零であるとステップＳ１に戻り、回数（ＫＤ）が零でないとステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１４ａは、増幅度が減少している状態であり、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態であると判定して、ステップＳ１４ａに進む。このように、ステップＳ１０からステップＳ１４では、ＣＰＵ１４ａは、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超えずに、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を連続して超えた回数が零ではないと、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定する。このように、ステップＳ１０からステップＳ１４及びＣＰＵ１４ａは、特許請求の範囲に記載された判定手段をなしている。

ステップＳ１４ａでは、ＣＰＵ１４ａは、回数（ＫＤ）をリセットして、当該回数（ＫＤ）を零として、ＥＥＰＲＯＭ１５に書き込んで、ステップＳ１４ｂに進む。ステップＳ１４ｂでは、前述した関連機能の停止を解除して、ステップＳ１に戻る。

本実施形態によれば、ＣＰＵ１４ａが、流量計測部２の増幅回路１３ｂの増幅度（ａｐ＿ｎ）に基づいて判定するので、ガス流路３内に長期間に亘ってダストが混入した状態であるかガス流路３内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

また、ＣＰＵ１４ａが、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を連続して規定回数超えていると即ち増幅度が連続して高いままであるか否かを判定するので、長期間に亘ってダストが混入した状態であることを確実に判定できる。

ＣＰＵ１４ａが、第１の所定時間毎の増幅度（ａｐ＿ｎ）が第１の所定の値を超えずに、連続して第１の所定の値を超えた回数（ＫＤ）が零であるか即ち増幅度（ａｐ＿ｎ）が減少したか否かを判定するので、ガス流路３内に空気と供給ガスとが混在している状態であるかを確実に判定できる。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子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。

本発明の第１の実施形態に係る流量計測装置としての電子式ガスメータの概略の構成を示す説明図である。 図１に示された電子式ガスメータのμＣＯＭのＣＰＵが行うダスト混入判定処理の一部を示すフローチャートである。 図２に示されたダスト混入判定処理の残りを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る流量計測装置としての電子式ガスメータのμＣＯＭのＣＰＵが行うダスト混入判定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 電子式ガスメータ（流量計測装置）
２ 流量計測部（流量計測手段）
３ ガス流路
１２ 送信回路（送信手段）
１３ａ 受信回路（受信手段）
１３ｂ 増幅回路（増幅手段）
１４ａ ＣＰＵ（判定手段）
Ｓ１０，Ｓ１０ａ，Ｓ１０ｂ，Ｓ１０ｃ，Ｓ１０ｄ，Ｓ１０ｅ，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４ 判定手段
ａｐ＿ｎ 増幅度
Ａｐ＿ｎ 増幅度

Claims (6)

1. ガス流路内の供給ガスの流量を間欠的に計測する流量計測手段と、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定する判定手段とを備えた流量計測装置であって、
   前記流量計測手段が、前記ガス流路内に超音波を出射する送信手段と、前記送信手段からの超音波を受信する受信手段と、前記受信した信号を予め定められた所定の強さまで増幅する増幅手段と、を備え、
   前記判定手段が、前記増幅手段の前記受信した信号の増幅度に基づいて、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定することを特徴とする流量計測装置。
2. 前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅手段の前記信号の増幅度と、前記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間毎の前記増幅手段の前記信号の増幅度と、に基づいて、前記ガス流路内にダストが混入した状態であるか前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態であるかを判定することを特徴とする請求項１記載の流量計測装置。
3. 前記判定手段は、前記第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を超え、かつ、前記第１の所定時間毎の前記増幅度と前記第２の所定時間毎の前記増幅度との差が第２の所定の値以下であると前記ガス流路内にダストが混入した状態であると判定することを特徴とする請求項２記載の流量計測装置。
4. 前記判定手段は、前記第１の所定時間毎の前記増幅度と前記第２の所定時間毎の前記増幅度との差が第２の所定の値を越えていると、前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定することを特徴とする請求項３記載の流量計測装置。
5. 前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を、連続して予め定められた規制回数超えていると、前記ガス流路内にダストが混入した状態であると判定することを特徴とする請求項１記載の流量計測装置。
6. 前記判定手段は、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を超えずに、第１の所定時間毎の前記増幅度が第１の所定の値を連続して超えた回数が零ではないと、前記ガス流路内に空気と供給ガスとが混在した状態と判定することを特徴とする請求項５記載の流量計測装置。

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