JP2008275417A - 流量計測装置およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】流量計測装置下流に設置されたガス器具の制御パターンを余計なガス消費をさせることなく流量計測装置１に正しく認識させること。
【解決手段】ガス流量を一定間隔で計測する流量計測手段３と、器具情報を記憶する器具情報記憶手段３１と、流量計測手段３が計測する計測流量の時間変化量を計算する流量演算手段３２と、器具情報と計測流量の時間変化量を基に動作ガス器具を判別する器具判別手段９と、登録開始時刻指定手段３３ａと、登録終了時刻指定手段３３ｂと、器具情報を器具情報記憶手段３１に登録するとともに、登録開始時刻指定手段３３ａによって指定された時刻から登録終了時刻指定手段３３ｂによって指定される時刻までに動作ガス器具を動作させた回数によって、動作ガス器具の制御パターンを判別し、制御パターンも器具情報記憶手段３１に登録する登録手段１０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、都市ガスやＬＰガスのような可燃性ガスの瞬時流量値や積算流量値を計測するガスメータ等に用いられる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１１に示すように、流量計測装置の流路内に流れるガスの流量を計測する流量計測手段３と、各ガス器具の燃焼にともなって発生する一連のガス流量パターンを記憶する登録器具流量パターンテーブル４と、流量計測手段３が計測する流量から現在動作中のガス器具の流量パターンを抽出するパターン抽出手段５と、登録器具流量パターンテーブル４に記憶されているガス器具の流量パターンとパターン抽出手段５が抽出した今動作中のガス器具の流量パターンとを比較して、今動作中のガス器具を特定する器具判別手段９と、登録器具流量パターンテーブル４に登録されていない器具が動作して、器具判別手段９が動作中の器具を判別できない場合に、パターン抽出手段５が抽出したデータ（好ましくは、複数回における流量パターンの平均値）を登録器具流量パターンテーブル４に登録する登録手段１０とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。

登録手段１０は、未登録の流量パターンを検出すると、そのガス器具が頻繁に動作する器具であるならば、通信回線を利用して新規器具と思われる流量パターンとその器具名などのデータを遠隔のセンタから受信して、登録器具流量パターンテーブル４に登録するしくみをとっている。

これによって流量計測装置１は通常１０年程度使用されているため、流量計測装置１が設置されてからも新しいガス器具が販売される可能性を想定して、そういった市場投入後に発売されるガス器具の判別にも対応できる。

つまりは、新規器具が流量計測装置設置後に発売された場合には、その器具を別途数回動作させてその器具の流量パターンを遠隔のセンタから取得して、その後の判別に活用しようとしたものである。
特開２００３−１４８７２８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、次のような課題がある。ガス器具には、ガステーブルのようなユーザが火力調節レバーを操作することによっていかようにもガス流量を変化させることができるガス器具と、ファンヒータのように電子制御でゆっくりと（例えば、８秒以上かけて）ガス流量を変化させるガス器具と、ガスストーブの全開・半開制御のように決まった量を短時間（例えば、６秒以内）で変化させるガス器具などがある。

加えて、ガスオーブンのように点火（ＯＮ）時には一定のガス流量を消費するがＯＮと消火（ＯＦＦ）を繰り返して調理を行うガス器具や、小型ガス給湯器のように絶えず一定のガス流量を消費するガス器具もある。このようにガス器具によって、点火後のガス流量変化のパターンは、制御なし、ＯＮ／ＯＦＦ制御、緩やか、急（一定値）、急（不定値）のパターンに分けることができる。なお、ガステーブルは、いかようにも変化することができるので、緩やか、急（一定値）、急（不定値）の３つのパターンを持っているものとしている。

また、従来の構成では、通信回線を利用して新規器具と思われる流量パターンとその器具名などのデータを遠隔のセンタから受信して、登録器具流量パターンテーブル４に登録するしくみをとっている。このため、センタ側で全てのガス器具のパターンを記憶しておく必要があるのでセンタ側に膨大な情報を登録しておかないといけなく、たくさんの記憶手段が必要となる。

加えて、流量計測装置１は予めセンタと通信可能にする必要がある。だから、流量計測装置１にセンタと通信するための手段を備えさせなくてはいけない。これは、流量計測装置１を構成する部品点数を増加させることになりコストを増加させてしまう。

その他として、センタと通信しないで、ガス器具を動作させてガス器具から制御パターンを取得しようとしても、ファンヒータのようなガス器具は制御させるタイミングは一定でない。ガステーブルのようなガス器具は、いかようにも変化させることができるので、ユーザが使用するであろう制御パターン全てを取得させることは困難である。ガスオーブンのような周期的にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すものについては、ある程度動作させつづける必要があるので動作させる分だけ余計にガスを使用することになる。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、流量計測装置が制御流量パターンから下流に接続され使用されるガス器具を判別するために必要な情報をセンタと通信することなく、更に実際にガス器具を動作させることによって情報取得するにしても、その際にガス器具が消費するガス流量を最小限にすることを目的とする。

前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、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、器具情報を記憶する器具情報記憶手段と、前記流量計測手段が計測する計測流量の時間変化量を計算する流量演算手段と、前記器具情報と前記計測流量の時間変化量を基に動作ガス器具を判別する器具判別手段と、登録開始時刻指定手段と、登録終了時刻指定手段と、前記器具情報を前記器具情報記憶手段に登録するとともに、前記登録開始時刻指定手段によって指定された時刻から前記登録終了時刻指定手段によって指定される時刻までに前記動作ガス器具を動作させた回数によって、前記動作ガス器具の制御パターンを判別し、前記制御パターンも前記器具情報記憶手段に登録する登録手段とを備えるとしたものである。

これによって、前記登録開始時刻指定手段によって指定された時刻から前記登録終了時刻指定手段によって指定される時刻までに前記動作ガス器具を動作させた回数が、動作ガス器具がどういった制御パターンを持っているかに対応するので、制御パターンが再現されるようにガス器具を長時間動作させる必要がないので、登録にかかるガス器具が消費するガス流量を最小限にすることができる。更にユーザ（登録者）が全ての制御パターンを再現するように操作することもないので、登録者にとっての煩雑さが軽減される。

本発明の流量計測装置及びそのプログラムは、流量計測装置が下流の配管に接続され使用されるガス器具を制御流量パターンから判別するので、必要な情報をセンタと通信することなく、更に実際にガス器具を動作させることによって情報取得するにしても、その際にガス器具が消費するガス流量を最小限にすることができる。

第１の発明は、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、器具情報を記憶する器具情報記憶手段と、前記流量計測手段が計測する計測流量の時間変化量を計算する流量演算手段と、前記器具情報と前記計測流量の時間変化量を基に動作ガス器具を判別する
器具判別手段と、登録開始時刻指定手段と、登録終了時刻指定手段と、前記器具情報を前記器具情報記憶手段に登録するとともに、前記登録開始時刻指定手段によって指定された時刻から前記登録終了時刻指定手段によって指定される時刻までに前記動作ガス器具を動作させた回数によって、前記動作ガス器具の制御パターンを判別し、前記制御パターンも前記器具情報記憶手段に登録する登録手段とを備えるとしたものである。

これによって、前記登録開始時刻指定手段によって指定された時刻から前記登録終了時刻指定手段によって指定される時刻までに前記動作ガス器具を動作させた回数が、動作ガス器具がどういった制御パターンを持っているかに対応するので、制御パターンが再現されるようにガス器具を長時間動作させる必要がないので、登録にかかるガス器具が消費するガス流量を最小限にすることができる。更にユーザ（登録者）が全ての制御パターンを再現するように操作することもないので、登録者にとっての煩雑さが軽減される。

第２の発明は、特に、第１の発明の流量計測装置の前記流量演算手段とは、前記計測流量値と所定の時間（Ｎ）前の差分値を計算する第１の演算手段、または、前記第１の演算手段と、前記差分値が予め定めた正の閾値より大きくなった時刻ａより前記時間（Ｎ）前の前記計測流量（Ｑａ）と前記時刻ａ後、前記差分値の絶対値が前記正の閾値より小さくなった時刻ｂの前記計測流量（Ｑｂ）との流量差（Ｑｂ−Ｑａ）を計算する第２の演算手段の両方であり、前記計測流量の時間変化量とは、少なくとも前記計測流量（Ｑｂ）または前記流量差（Ｑｂ−Ｑａ）の何れかを含んでいて、前記器具情報とは、前記時刻間に計算された前記計測流量の時間変化量であることによって次のような効果を得る。

それは、流量変化がある前までの動作器具が０台の時には、前記流量計測手段が計測する流量が、現在流量変化をもたらしたガス器具が消費するガス流量である。流量変化がある前までの動作器具が１台以上の時には、流量変化がある前までの動作器具が０台の時には、前記流量計測手段が計測する流量は、現在流量変化をもたらしたガス器具が消費するガス流量と既に動作中のガス器具が消費するガス流量であるので、この場合には、既に動作中のガス器具の消費するガス流量を流量変化が起こる直前のガス流量と同じであるとみなすことによって、現在流量変化をもたらしたガス器具が消費するガス流量の計算を簡略化することができる。

その理由は、たとえ動作開始時と既に動作中のガス器具の制御が同じタイミングで発生したとしても制御による流量変化に比べて、動作開始時における流量変化の方が流量値の割合では大きいので後者を優先することによって流量値の誤差を最小にすることができるからである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の流量計測装置は、前記流量演算手段が前記計測流量の時間変化量を算出するとガスを遮断し、その後所定時間経過すると再度ガスを供給する遮断手段を備えることによって次のような効果を得る。

それは、流量計測装置がガス器具の動作を認識するためには、幾時間かガス器具を動作させる必要がある。しかし、流量計測装置がガス器具の動作を認識したタイミングを登録者が知ろうとするには流量計測装置に別途報知手段を備えさせる必要がある。更に、その報知方法が目視である場合には登録者が１人の場合には、ガス器具と流量計測装置とを往来しないといけない。登録者を複数人すれば、それだけコストをかけてしまう。

だから、ガス器具の動作を認識したタイミングで遮断手段がガスをストップすることによって、着火したガス器具の炎の状態が失火状態になっていれば流量計測装置がガス器具の動作を認識していると考えることができる。よって、登録者１人でもガス器具と流量計測装置との間を往来しなくてよくなるとともに、動作の認識に必要な分だけガス器具はガ
スを消費するようにできるので、余分なガスの消費を防止することができる。

第４の発明は、特に、第１から第３の何れか１項に記載の発明の流量計測装置は、前記時間内にガス器具が動作した回数ごとに表示する色を変える報知手段を更に備えることによって、登録者が動作回数をもし忘れた場合でも、前記報知手段が報知する色によって回数を簡単に目視できるようにすることができる。

第５の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の流量計測装置の流量計測手段は、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた構成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流量変化を捉えることで器具判別精度を向上することができる。

第６の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の流量計測装置の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムとすることにより、パソコンなどで容易に実現することができ、そのプログラムを記録した記録媒体を用いることでソフトウェアを各利用者の家庭でインストールする作業も容易になる。

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、この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、第１の実施の形態における流量計測装置のシステム構成を示す説明図である。図１において、流量計測装置１の内部には、複数のガス器具（例えば、ファンヒータ、ガステーブル、ストーブ、ガスオーブン）に対してガス供給を行うための計測流路１１が配設されている。この計測流路１１には、主に異常時に計測流路自身を遮断するガス遮断弁１２と、ユーザに対して視覚的な報知を行う表示部１３と、計測流路に流れるガス流量を検出する流量計測部１４が配置されている。また、流量計測装置１の内部には、流量計測部１４の出力を入力するとともに、ガス遮断弁１２を制御するコントロール部１５が設けられている。

そして、コントロール部１５は、ＣＰＵ（中央処理装置）１６、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）１７、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１８および入出力ポート１９を備え、これらは互いにバス２０によって接続されている。入出力ポート１９には、流量計測部１４と、ガス遮断弁１２を駆動する駆動回路２１と表示部１３を駆動する駆動回路２２が接続されている。このコントロール部１５では、ＣＰＵ１６が、ＲＡＭ１８をワーキングエリアとして、ＲＯＭ１７に格納されてプログラムを実行することによって、流量計測装置１としての機能を実現するようになっている。

ここで、流量計測部１４の動作について図２を用いて説明する。図２において、計測流路１１は矩形断面を持っており、計測流路１１のガスの流れる方向と直角方向にある壁面には計測流路１１を挟んで一対の超音波送受信器２４、２５が流路の上流側と下流側で角度φを有して斜めに対向して装着されている。超音波送受信器２４、２５間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向と逆方向の超音波の伝搬時間の差を一定間隔おいて計り、伝搬時間差信号として出力する働きを持つ。この伝搬時間差信号を受けて計算手段（図示せず）により被計測流体の流速及び流量を算出するものである。

算出式を下記に示す。

図２においてＬは測定距離であり、ｔ１を上流からの伝達時間、ｔ２を下流からの伝達時間、Ｃを音速とすると、計測ポイントの時刻Ｔでの流速Ｖは
式（１） Ｖ＝（Ｌ／２cosφ）(（１／ｔ１）−（１／ｔ２）)
である。更に、流速を計測するポイントによって計測流路１１に流れるガスは突発的に変化するので、流路全体からみた流速よりも大きかったり、小さかったりする場合があるので、その影響を小さくするために前回計測した流速Ｖ’との平均を流量計測部１４が計測する計測流量（以下、流量と呼ぶ）としている。なお、本発明の流量計測部１４に関しては、超音波方式の計測手段を使用しているが、計測方式としては、他の流量計測方式でもフルディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であれば使用可能である。

本実施の形態における計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できるが、本発明では２秒間隔の計測を行っている。更に時間間隔を小さくすることは測定原理上可能であり、ガス器具によっては２秒より短時間で起動するガス器具もあるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある、また計測時間を従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、本発明のアルゴリズムの流量変化の差分を見て判断することが困難になり、コストや器具判別の性能面からバランスの良い時間として本発明では２秒間隔計測で行っている。

図３は、実施の形態１における流量計測装置１の機能を示す機能ブロック図である。この図で示すように、本実施の形態の流量計測装置１は、先ずガス流量を計測する流量計測手段３と本発明に関わる器具判別を行うための各種情報を記憶する器具情報記憶手段３１とを備えている。流量計測手段３は流量計測部１４とコントロール部１５によって実現され、器具情報記憶手段３１は、ＲＡＭ１８によって実現される。

流量計測装置１は、更に、流量演算手段３２である第１の演算手段３２ａと第２の演算手段３２ｂと器具判別手段９と登録手段１０と登録開始時刻指定手段３３ａと登録終了時刻指定手段３３ｂとを備えている。第１の演算手段３２ａとは、流量計測手段３が２秒おきに計測する計測流量について現在の流量値と計測２回（４秒）前の計測流量値との差分を計算する演算手段である。第２の演算手段３２ｂは、第１の演算手段３２ａが計算する差分値が予め定めた正の閾値より大きくなった時刻ａより４秒前の計測流量（Ｑａ）と、時刻ａ後、第１の演算手段３２ａが計算する差分値の絶対値が前記正の閾値より小さくなった時刻ｂの計測流量（Ｑｂ）との流量差（Ｑｂ−Ｑａ）を計算するものであり、コントロール部１５によって実現される。

器具判別手段９は、第１の演算手段３２ａが計算する差分値を監視し、必要な時に第２の演算手段３２ｂが計算する流量差と器具情報記憶手段３１に記憶されている判定値とを比較して、動作を開始したガス器具を判別する。また、判別したガス器具について、２秒ごとに動作しているガス器具毎のガス使用量を算出する。更に、動作中のガス器具が停止した時においても、第１の演算手段３２ａが計算する差分値を監視し、必要な時に第２の演算手段３２ｂが計算する流量差とガス器具毎のガス使用量とを比較して停止したガス器具を特定するものである。また、動作しているガス器具の使用している流量を管理するのは、コントロール部１５によって実現される。

登録手段１０は、本発明に関わる器具判別を行うための各種情報を器具情報記憶手段３１に記憶する。登録開始時刻指定手段３３ａは、登録手段１０の処理開始を指定するものであり、登録終了時刻指定手段３３ｂは、登録手段１０の処理開始を指定し器具情報記憶手段３１へ各種情報を記憶するタイミングを指定する手段である。図示はしないが、登録開始も登録終了もユーザの意思によって指定することができるように、流量計測装置１は入力手段を備え、ユーザがこの入力手段に入力することによって登録手段１０の動作のタイミングを指定できるものとする。登録手段１０は、コントロール部１５によって実現される。

なお、器具情報記憶手段３１に記憶される情報は、図４に示すように器具を動作させたときの最大流量とガス器具を動作させたときの最小流量と制御パターンとがガス器具毎に判別値として記憶する。この判別値は、登録手段（後述）によって登録されるものである。登録手段１０が判別値を登録する方法については、実際にガス器具を動作させて数値を収集することによって登録されるものとする。ここで、最大の流量とは、ファンヒータでいうと、スイッチをＯＮして動作させた時にファンヒータが使用するガス消費量と等しい。ガスストーブならば全開設定で動作させた時に使用するガス消費量と等しい。ガステーブル（プッシュ式点火のガステーブル）ならば、点火して火力調節レバーを動かさない場合に使用するガス消費量と等しい。本実施の形態では、第２の演算手段３２ｂが計算する流量差（Ｑｂ−Ｑａ）と同じものである。

流量計測装置１は、更に、流量演算手段３２が前記計測流量の時間変化量である流量差（Ｑｂ−Ｑａ）を算出するとガスを遮断し、その後所定時間経過すると再度ガスを供給する遮断手段３４と、登録開始時刻指定手段３３ａが指定した時刻ａから登録終了時刻指定手段３３ｂが指定した時刻ｂまでの間に動作したガス器具の動作回数によってユーザに表示する色を変える報知手段３５とを備える。なお、遮断手段３４は、駆動回路２１とコントロール部１５とガス遮断弁１２によって実現される。

次に図５から図８にあるガス器具を動作させた時の流量計測手段３が計測するガス流量の時間特性の一部を示す。図５はファンヒータを動作させた時の時間特性である。図５から分かるように、起動直後はホットダッシュ機能によってある一定のガス流量が流れ、その後外気温と動作設定によってガス流量（時間特性）が変化する図５においては１３０[Ｌ／ｈ]くらいから４０[Ｌ／ｈ]辺りまである程度長いの時間（７０秒目から１１６秒目までの間）をかけながらガス流量が変化している。なお、この流量変化発生するタイミングは外気温・動作設定によって変わるので、流量変化が発生するタイミングを予め推測できるものではない。

図６は、ガスオーブン（オーブン）を動作させた時の時間特性である。図６から分かるようにＯＮ／ＯＦＦを繰り返しながら動作していることが分かる。なお、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しについて、ＯＮ時間間隔やＯＦＦ時間間隔などはオーブンの設定、庫内温度などによって変わるので予め推測できるものではない。

図７は、全開・半開設定の可能なストーブを動作させた時の時間特性であり、３００秒目あたりでストーブの設定を半開設定から全開設定に変更したものである。図７においては、６０[Ｌ／ｈ]辺りから１２０[Ｌ／ｈ]辺りまで短時間でガス流量が変化している。なお、全開から半開に設定を変更した場合は、１２０[Ｌ／ｈ]辺りから６０[Ｌ／ｈ]辺りまで短時間でガス流量が変化するとともに、この設定変更はユーザが任意で実施することができるので、流量変化が発生するタイミングを予め推測できるものではない。

図８は、ガステーブルを動作させた時の時間特性である。この時ガステーブルを着火後、火力調節レバーを「強」→「中」→「弱」→「中」→「強」→「弱」→「強」と変化させている。図８から分かるように火力調節レバーによってユーザはいかようにもユーザがガス流量を変化させることができるとともにその制御のタイミングも変えることができる。そして、ユーザは火力調節レバーをゆっくり操作したり、急に操作したりすることもできるので変化の時間間隔も自由に変えることができる。

以上図５から図８から分かるようにガス器具によって着火後のガス流量の時間特性のパターン（制御なし・ＯＮ／ＯＦＦ制御・緩やか・急（一定値）・急（不定値））が異なる。そして、この制御による流量変化が発生するタイミングも、決まっているわけではない
。更に、例えばガステーブルはいかようにも制御することができるので、そのパターンを全て記憶しようとすると膨大なデータ量を要すこととなる。本発明の実施の形態においては、登録開始時刻指定手段３３ａへ入力があってから登録終了時刻指定手段３３ｂへ入力があるまでの間（これを登録期間と呼ぶ）において、ガス器具をどのようにどうさせるかによって、ガス器具の制御パターンを流量計測装置１が判別するというものである。そのため、短い時間ガス器具を動作させるだけで制御パターンを流量計測装置１が認識することができる。

次に、本実施の形態における流量計測装置の動作について説明する。ここでは、図９Ａ，図９Ｂ，図９Ｃのフローチャートを用いて説明する。

先ずユーザ（登録者）によってガス器具の登録を行うために、登録開始時刻指定手段３３ａへ入力があり登録開始が指定されると（Ｓ５０１）、登録手段１０が流量計測装置１の下流に接続される新しいガス器具の器具情報を登録する状態に遷移する。そして、登録が未確定と設定し、且、前記状態でガス器具が動作した回数を初期化（０にする）する（Ｓ５０２）。ここでは、まだ登録作業が完了していなく、登録者によって登録終了時刻指定手段３３ｂに入力がなく登録終了が指定されていないので（Ｓ５０３）、２秒経過ごとに（Ｓ５０４）流量計測手段３は、計測流路１１に流れるガス流量を計測する（Ｓ５０５）。

ここで、登録するガス器具を動作させるまで計測流路にガスは流れないので、第１の演算手段３２ａが４秒前のガス流量との差分を計算しても（Ｓ５０６）、その差分値は０[Ｌ／ｈ]で３[Ｌ／ｈ]より小さい上に（Ｓ５０７）、初期状態である登録が未確定なので（Ｓ５２１）、次のガス流量計測を行う２秒後を待つことになる。

本実施の形態では、図４に示すファンヒータの器具情報を器具情報記憶手段３１に登録する方法について先ず説明する。なお図１０は、図５のファンヒータを動作させた時の動作開始から約２０秒間の流量計測手段３が計測するガス流量の時間特性である。図１０から分かるように着火後しばらくすると、計測流路に流れるガス流量は安定し一定値を取る。安定している状態では、第１の演算手段３２ａが計算する４秒前との差分値も時刻Ｔ０７では３[Ｌ／ｈ]以下になっている。なお、オーブン、ストーブ、ガステーブルにおいても着火してから数秒後にはガス流量が安定する。ただし、ユーザによってガステーブルの火力調節レバーが絶えず操作されていたり、ガスストーブの全開・半開の切り替えが絶えず行われていたりする場合は考慮していない。

なので、登録期間中にファンヒータを動作させると、時刻Ｔ０１で第１の演算手段３２ａが計算する４秒差分値が３[Ｌ／ｈ]より大きくなって、現状は登録が確定していないし（Ｓ５０８）、４秒差分値も正なので（Ｓ５０９）登録が確定し、登録確定回数（動作回数）もカウントする（Ｓ５１０）。なお、４秒差分値が負の場合には異常状態に流量計測装置１が落ちついているので登録が不可であることをユーザに報知する（Ｓ５１１）。

そして、時刻Ｔ０７まで４秒差分値は３[Ｌ／ｈ]以下にはならないので、その間は２秒後の次の計測を待つことになる。時刻Ｔ０７でガス流量が安定し、４秒差分値が３[Ｌ／ｈ]以下になった時は（Ｓ５０７）、Ｓ５１０で流量計測装置１は登録未確定状態から登録確定状態になっているので（Ｓ５２１）、第２の演算手段３２ｂが時刻Ｔ０７のガス流量と時刻Ｔ０１の４秒前のガス流量値との流量差（１３０[Ｌ／ｈ]）を計算し（Ｓ５２２）、登録確定回数によって（Ｓ５２３）、報知手段３５で報知する色を変更する（Ｓ５２４ａ〜Ｓ５２４ｃ）。そして、遮断手段３４は、ガス遮断弁を閉じ計測流路１１に流れるガスを強制的に停止させる（Ｓ５２５）。

この時、ファンヒータはガスが遮断されるので失火する。ユーザは、ファンヒータが失火したので流量計測装置１がファンヒータの動作を検知したとして一旦ファンヒータを停止させる。ファンヒータの制御が行われないで制御パターンが一定の場合には、このまま登録終了時刻指定手段３３ｂへの入力を実施すればよいが、ファンヒータは緩やかなに流量が変化する制御パターンがあるので、更にもう一度動作させる。

この時流量計測装置１は、ガスを遮断後例えば５秒経過後（Ｓ５２６）に遮断していた計測流路を再供給できるように遮断を止め（Ｓ５２７）、ファンヒータの動作を検知できるように登録を未確定であると状態を遷移させる（Ｓ５２８）。そして、ユーザはファンヒータを再度動作させて流量計測装置１がファンヒータの動作を検知した合図であるガスが遮断されるのを待つ。

流量計測装置１がファンヒータの動作を２回検出すると、ユーザは登録終了時刻指定手段３３ｂへ入力を行う。登録終了時刻指定手段３３ｂへの入力が実施されると（Ｓ５０３）、登録手段１０はファンヒータの１回目の動作で第２の演算手段３２ｂが計算した流量差（１３０[Ｌ／ｈ]）を器具情報記憶手段３１へ登録する最大流量と決定する（Ｓ５５１）。そして登録確定回数によって器具情報記憶手段３１へ登録する制御パターンを決定する（Ｓ５５２、Ｓ５５３ａ〜Ｓ５５３ｃ）。ファンヒータの場合は２回の動作とも同じ動作をさせるので、第２の演算手段３２ｂが計算する流量差は、１回目・２回目どちらも同じである。そのため、登録手段１０は、ファンヒータ（登録期間中に動作させたガス器具）の制御パターンは緩やかと決定する（Ｓ５５３ｃ）。

そして、登録手段１０は、器具情報記憶手段３１に器具情報を登録し（Ｓ５５４）、登録が完了したので、報知部で表示していた動作確認回数を示す報知を終了する（Ｓ５５５）。なお、ファンヒータについて最低流量が決定されていないが、本実施の形態においては予め制御パターンが緩やかであるガス器具についてはデフォルト最低流量３０[Ｌ／ｈ]を登録手段１０が持っていて、その値を最低流量とする。

以上のような手順で、ファンヒータを緩やかな制御パターンを持つガス器具として流量計測装置１に登録する。

次に、ストーブの器具情報を器具情報記憶手段３１に登録する方法について説明する。基本的には、ファンヒータの場合と同じで登録期間中に２回ストーブを動作させる。ファンヒータの場合と異なるのは、１回目の動作の時には全開設定でストーブを着火する。そして、２回目は半開設定でストーブを着火する。このことによって、Ｓ５５３ｂで１回目と２回目で第２の演算手段３２ｂが計算する流量差が異なるので（Ｓ５５３ｂ）、登録手段１０は、ガステーブル（登録期間中に動作させたガス器具）の制御パターンは急（一定値：値は全開設定時の流量差−半開設定時の流量差）と決定する（Ｓ５５３ｄ）。そして、２回目の流量差を最低流量として決定して（Ｓ５５３ｅ）、器具情報記憶手段３１へ登録する。

ガス器具がオーブンの場合には、登録期間中にオーブンを３回動作させる。オーブンはＯＮ／ＯＦＦ制御なので流量差は３回とも同じになる。だから、登録終了時刻指定手段３３ｂに入力があってから、１回目と２回目の流量差を比較しても（Ｓ５５３ｆ）、値は同じであるので、オーブン（登録期間中に動作させたガス器具）の制御パターンを登録手段１０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御（周期）であると決定する（Ｓ５５３ｇ）。なお、この場合の最低流量は決定できないので、本実施の形態では最大流量と同値としている。

ガス器具がガステーブルの場合には、基本的には、オーブンの場合と同じで登録期間中に３回動作させる。オーブンの場合と異なるのは、１回目の動作時には火力調節レバーを
「強」にして動作させ着火後レバー操作を行わないで動作させ、２回目の動作時には着火した直後に火力調節レバーを「弱」にする。これによって、図８のガステーブルでいうならば２回目の流量差は２０[Ｌ／ｈ]程度にすることができる。

よって、Ｓ５５３ｆで１回目と２回目の流量差を比較したときに異なる値であることが分かるので、登録手段１０は、ガステーブル（登録期間中に動作させたガス器具）の制御パターンを急（不定値）及び緩やかの両方を兼ね備えると決定することができる。なお、４秒前との差分が小さいか（３[Ｌ／ｈ]以下か）判断させている理由の１つは、ユーザが着火後余裕を持って操作ができるようにするためでもある。あまり短い時間（例えば２秒前）との差分にすると、操作が間に合わない可能性があるからである。

以上のように、本実施の形態においては、登録期間中にガス器具を動作させる回数と、制御が行われるガス器具については着火時に流れるガス流量をユーザが変化させて動作させることによってガス器具の制御パターンを流量計測装置１に教え込むことができる。これは、ファンヒータなど制御がいつ実施されるか分からないガス器具でも、実際に制御が実施されるまで動作させなくても教え込むことができるので、無駄なガスの燃焼をなくすことができる。また、ガステーブルにおいても全ての制御パターンを流量計測装置１に対して見せなくてもよくなるので、無駄なガスの燃焼をなくすことができる。

また、流量計測装置１がガス器具の動作を検知するとガスを遮断することによって、流量計測装置１から離れた場所にあるガス器具の近辺にいるユーザはガス器具が失火することで検知を確実に知ることができる上に、流量計測装置１へ確認することもないので登録作業の煩雑さを軽減することができる。

更に、ガステーブルは、着火の仕方によっては、遮断弁を閉じなくても着火後すぐに失火する場合がある。この場合には、立ち消え安全装置（図示せず）が働きガステーブルの方で自動的にガスを遮断してしまう。この場合の計測流路に流れるガス流量も遮断弁によって遮断された場合と同様になる。その場合、着火に失敗して立ち消え安全装置が働いてガスが遮断されているのか、流量計測装置１がガス器具の動作を正確に検知して遮断しているのか分からないので、流量計測装置１の報知手段３５が動作検知した回数によって表示する色を変えることによって、その場合でも登録者がその色を確認することによって両者を識別することができる。

そして、流量計測装置１がガス器具ごとに制御パターンを区別して認識することによって、例えば最大流量が同じであるファンヒータとストーブがあった場合でもその制御パターンを見ることによって、着火時に判別が間違っていても、判別結果を修正することができる。

以上で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる流量計測装置及びそのプログラムは、ガスメータの下流に接続されたガス器具が各時刻におけるガス使用量（流量）の計算を精度よく行うことができるので、ガス器具が適正に使用されているか監視する保安等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における流量計測装置の構成図 本発明の実施の形態１における流量計測部構成図 本発明の実施の形態１における流量計測装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態１における器具情報記憶手段に記憶される情報を示す図 本発明の実施の形態１におけるファンヒータ動作時に流れるガス流量の時間特性を示す図 本発明の実施の形態１におけるガスオーブン動作時に流れるガス流量の時間特性を示す図 本発明の実施の形態１におけるガスストーブ動作時に流れるガス流量の時間特性を示す図 本発明の実施の形態１におけるガステーブル動作時に流れるガス流量の時間特性を示す図 本発明の実施の形態１における流量計測装置のフローチャート 本発明の実施の形態１における流量計測装置のフローチャート 本発明の実施の形態１における流量計測装置のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるファンヒータ動作時に流れるガス流量の時間特性の着火後２０秒間を示す図 従来の流量計測装置の構成図

符号の説明

３ 流量計測手段
９ 器具判別手段
１０ 登録手段
３１ 器具情報記憶手段
３２ 流量演算手段
３２ａ 第１の演算手段
３２ｂ 第２の演算手段
３３ａ 登録開始時刻指定手段
３３ｂ 登録終了時刻指定手段
３４ 遮断手段
３５ 報知手段

Claims (6)

1. ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、
   器具情報を記憶する器具情報記憶手段と、
   前記流量計測手段が計測する計測流量の時間変化量を計算する流量演算手段と、
   前記器具情報と前記計測流量の時間変化量を基に動作ガス器具を判別する器具判別手段と、
   登録開始時刻指定手段と、登録終了時刻指定手段と、
   前記器具情報を前記器具情報記憶手段に登録するとともに、
   前記登録開始時刻指定手段によって指定された時刻から前記登録終了時刻指定手段によって指定される時刻までに前記動作ガス器具を動作させた回数によって、前記動作ガス器具の制御パターンを判別し、前記制御パターンも前記器具情報記憶手段に登録する登録手段とを備える流量計測装置。
2. 流量演算手段は、
   計測流量値と所定の時間（Ｎ）前の差分値を計算する第１の演算手段、
   または、前記第１の演算手段と、前記差分値が予め定めた正の閾値より大きくなった時刻ａより前記時間（Ｎ）前の前記計測流量（Ｑａ）と前記時刻ａ後前記差分値の絶対値が前記正の閾値より小さくなった時刻ｂの前記計測流量（Ｑｂ）との流量差（Ｑｂ−Ｑａ）を計算する第２の演算手段とを有し、
   前記計測流量の時間変化量が、少なくとも前記計測流量（Ｑｂ）または前記流量差（Ｑｂ−Ｑａ）の何れかを含んでおり、前記器具情報が、前記時刻ａ，ｂ間に計算された前記計測流量の時間変化量である請求項１に記載の流量計測装置。
3. 前記流量計測装置は、前記流量演算手段が前記計測流量の時間変化量を算出するとガスを遮断し、その後所定時間経過すると再度ガスを供給する遮断手段を備える請求項１または２に記載の流量計測装置。
4. 前記流量計測装置は、前記時間内にガス器具が動作した回数ごとに表示する色を変える報知手段を更に備える請求項１から３のいずれか１項に記載の流量計測装置。
5. 流量計測手段は、超音波流量計を用いた請求項１から４のいずれか１項に記載の流量計測装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の流量計測装置の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラム。

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