JP2009008622A - 流量計測装置および流体供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】器具判別技術の提供に際し、必要メモリ量などを減らしつつ、演算速度、器具判別精度の向上を図る。
【解決手段】ガスメータ１００において、超音波流量計１０４は、流路１０２に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測し、演算部１０８が計測された流量の一定時間毎の差分値を演算する。そして、差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表１１０ａに基づき、差分値変換部１１２は演算された差分値をコードに変換する。さらにコード列生成部１１４は、一定時間毎のコードの集合に基づき計測コード列を生成し、器具判別部１１６は、計測コード列と、計測された流量に関する特性値とに基づき、ガスを使用するガス器具を判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の流量の変化を捕らえることにより、流体を使用している器具を正しく判別するための技術に関する。

従来、ガスメータ装置を有する流体配管系において使用器具を特定するガスメータ装置として、特許文献１に記載のものがある。本文献のガスメータ装置１は、図９に示すように、家庭用ガス供給管に接続された流路６中に配置され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段３と流量計測手段３から出力される流量値の差分値を求める演算手段４と演算手段４により算出された差分値と記憶手段５内に登録された変化判定値との大きさを比較し、ガス器具の使用状態の変化を判定する比較判定手段７を有する構成である。演算手段４、比較判定手段７、ガス遮断弁２は、制御回路８によって制御されている。

上記ガスメータ装置１においては、流量計測手段３から出力される瞬時流量の差分値の変化を逐次演算し、その変化量でもってガス器具の使用状態の変化を判定するものであり、登録されたデータと計測されたガス流量の変化（差分値）を比較し、使用ガス器具１３，１４，１５の判別を可能とする。
特開平２００６−３１３１１４号公報

上記の構成においては、差分値をそのまま使用しているため、基本的に時間軸上局所的なものとなるため、器具判別の精度が十分なものとは言い難く、長時間に渡り計測した流量値を元に全体的に判断しようとすると、ガス器具の判別に時間がかかるとともに、必要メモリ量などが膨大なものとなる。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、演算を簡略化することにより、演算に必要メモリ量などを減らしつつ、演算速度、器具判別精度の向上を図ることにある。

本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を一定時間間隔で計測する流量計測部と、前記流量計測部によって計測された流量の、前記一定時間毎の差分値を演算する演算部と、差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と、各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表と、前記演算部によって演算された差分値を、前記流量区分表に基づき前記コードに変換する差分値変換部と、前記差分値変換部によって得られた前記一定時間毎の前記コードの集合に基づく計測コード列を生成するコード列生成部と、前記計測コード列と前記計測された流量に関する特性値とに基づき、流体を使用する器具を判別する器具判別部と、を備える。

本発明によれば、流体の使用器具の判別に際しては、流量の差分値をコード化（変換）して得られる符合値が使用される。また、算出した計測コード列と計測された流量に関する特性値とに基づき、より正確に器具の判別が可能となる。従って、器具判別の実行に際し、演算が簡略化され、演算に必要メモリ量などを減らしつつ、演算速度、器具判別精度の向上を図ることが可能となる。

本発明の流量計測装置において、前記特性値は、前記計測された流量の安定時の絶対流量を示すもの、前記計測された流量のピーク時の絶対流量を示すもの、器具の動作制御に対する特定状態のときの流量の特性、例えば立上り特性や立下り特性などを示す制御特性値、あるいは、これらのうちの少なくとも２つを組み合わせたものを含む。このような器具ごとに特徴のある特性値と計測した流量より得られる計測コード列とを用いることにより、正確に器具判別を行うことが可能となる。

本発明の流量計測装置において、前記計測コード列は、器具の作動中、例えば、器具による流体の使用開始時を含む流量の立上り特性、流体の使用終了時を含む流量の立下り特性、または流体の安定使用時における流量の制御特性を示すものである。このような器具ごとに特徴のある特性をコード列として取り上げることにより、正確に器具判別を行うことが可能となる。

また、前記計測コード列は、器具による流体の使用開始後、特定のコード列パターンが出現するまでの長さをもつものであることが好ましい。このような構成により、正確に器具判別を行うことが可能となる。

さらに本発明によれば、上記流量計測装置によって実行される流量計測方法、及び流量計測装置を制御するコンピュータ用のプログラムが提供される。さらに、これらの装置、方法、プログラムを使用した流体供給システムが提供される。

本発明によれば、器具判別に際し、必要メモリ量などを減らしつつ、演算速度、器具判別精度の向上を図ることが可能となる。

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。

図１は、本発明の実施形態における流量計測装置としてのガスメータのブロック図を示すものである。

図１においてガスメータ１００は、流路１０２と、流量計測部としての超音波流量計１０４と、計測流量情報記憶部１０６と、演算部１０８と、流量区分表保持部１１０と、差分値変換部１１２と、コード列生成部１１４と、器具判別部１１６と、器具固有コード列情報保持部１１８とを備えたものである。さらにガスメータ１００は、流路１０２に配置され、緊急時などにガスを遮断する流路遮断弁１２２を含む。

超音波流量計１０４は、流路１０２に流れる流体としてのガスに対し、一定時間間隔（例えば２秒など）で超音波を発射してその流量を計測するものであり、一般的なものを使用することができる。計測流量情報記憶部１０６は、超音波流量計１０４で計測された計測流量値と、当該計測流量値を計測した計測時間が対応付けられて記述された対象データを記憶する。

演算部１０８は、超音波流量計１０４によって計測されたガスの流量の、前述した超音波発射間隔に相当する一定時間毎の差分値を演算するものである。例えば後述する図３において、所定タイミングの流量（絶対流量）が６０Ｌ／ｈ（リットル毎時）であり、次のタイミングでの流量が１２０Ｌ／ｈである場合、このときの差分値は１２０−６０＝６０（Ｌ／ｈ）として演算される。ここで差分値の演算は、次の次のタイミング（１２０Ｌ／ｈの流量の次の流量）の流量で行ってもよい。

流量区分表保持部１１０は、図２に示すような、差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と、各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表１１０ａを保持するものである。流量区分表１１０ａは、計測された差分値を所定の区分に区分けし、当該区分を表す所定のコードに変換する変換テーブルの役割を果たす。流量区分表１１０ａの区分の数は特に限定されないが、図２では、１６（コードＮ１）と４（コードＮ２）の２種類が用意されている。すなわち、ガスメータ１００は、区分の数が１６である流量区分表と、区分の数が４である流量区分表を適宜切り替えて使用することができる。

図２に示すように流量区分表において、それぞれコードＮ１、コードＮ２で表される２種類の区分が用意されている。コードＮ１では、流量区分表の区分が、流量がゼロと判断する領域、流量が安定していると判断する領域（安定領域）、流量が増加していると判断する領域（増加領域）、流量が減少していると判断する領域（減少領域）の４事象で区分けされている。表に示すように、これら四つの領域は、０，１，２，３の４つの数字に対応付けられており、それぞれ２ビッドのコードで表現することができる。すなわち、０は"００"、１は"０１"、２は"１０"、３は"１１"で表現することができる。このように、区分を従来の差分値ではなく、コードを用いて表すことにより、マイコンプログラムとのより良い親和性が確保され、少ないメモリサイズと演算量で判断指標を提供することができる。

尚、本例では、流量がゼロと判断される領域を挙げたが、実際の装置では実際に計測される流量が、多少のばらつきを有するため完全にゼロとなることはあまりない。したがって、流量がゼロとなるのはほぼゼロ、実質的にゼロとなったときをも含む。

コードＮ２はさらに上記各領域を細分化して生成されるものであり、安定領域を流量安定度合いに応じて七つ、増加領域を増加度合いに応じて４つ、流量減少度合いに応じて４つに各々細分化して生成される。流量がゼロと判断する領域は細分化されていない。したがって、コードＮ２は、４ビットのコード（０〜９、Ａ〜Ｆ）で表現することができる。

また、コードＮ１においては、各領域が異なる流量間隔を有して細分化されている。例えば増加領域においては、差分流量の小さい方が間隔が小さくなっている。例えば、コード"６"の領域では、差分流量の幅が１５０―１００＝５０Ｌ／ｈであるが、コード"４"の領域では、５０−１０＝４０Ｌ／ｈ、コード３の領域では１０−１＝９Ｌ／ｈとなっている。このような構成は、差分流量の小さい領域では器具の種類が多いため、判別精度を上げるために間隔を小さくしておく必要から採用されている。

差分値変換部１１２は、演算部１０８によって演算された差分値を、流量区分表１１０ａに基づき、（超音波発射の）一定時間毎の差分値が分類される区分を表すコードに変換する。コード列生成部１１４は、差分値変換部１１２によって得られた一定時間毎のコードの集合に基づき、実際の計測により得られたコードの列である計測コード列を生成する。この計測コード列は、流体の流量変化を擬似的に表現するものである。コード生成部１１４は、生成された計測コード列を必要に応じて図示せぬメモリに記録する。

器具判別部１１６は、コード列生成部１１４によって生成された計測コード列に基づき、流体としてのガスを使用しているガス器具を判別する。ここで器具判別部１１６は、計測コード列と、予めガス器具ごとに器具固有コード列情報保持部１１８に記憶されたガス器具固有のコード列を示す器具固有コード列を比較し、その類似関係等からガスを使用するガス器具を判別する。

器具別流量算出部１２０は、器具判別部１１６により判別されたガス器具毎の流量を算出することもできる。また、ガスメータ１００は上流側においてガス管路１９に接続されるとともに、下流側にてガステーブル、ファンヒータ、床暖房等、種々のガス器具１３，１４，１５に接続されている。

以下、本実施形態のガスメータ１００を用いた流量変化履歴記録方法について説明する。まず、超音波流量計１０４によって一定時間間隔（例えば２秒など）をおいて計測される流量（絶対流量）Ｑ（ｎ）と前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）は、計測流量情報記憶部１０６に一旦記憶される。その後、Ｑ（ｎ）と前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）との差である差分値ΔＱ（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−Ｑ（ｎ−１）を演算部１０８は演算する。
ここで一定間隔は４秒や６秒であってもよい。

差分値変換部１１２は、演算部１０８によって演算された差分値ΔＱ（ｎ）を、図２の流量区分表１１０ａを参照し、一定時間毎の差分値が分類される区分を表すコードである区分コード（Ｎ１またはＮ２の２ビットコードまたは４ビットコード）に変換する。ここで、区分コードＮ１またはＮ２のいずれを用いるかは自由に選択が可能である。

図３はこのような流量区分表を用いた変換の一例を示している。図１のガス器具１３，１４，１５のいずれかに相当するガス器具Ａ（例えばファンヒータ）が起動を開始し、ガス流量が発生すると、計測される流量は、図３（ａ）の「流量値」、図３（ｂ）のグラフで示されるように、流量Ｑ（ｎ）＝０から流量Ｑ（ｎ）≠０となり、ガス使用量に応じて流量が変化する。超音波流量計１０４による流量の計測と同時に、演算部１０８が差分値を演算し、区分コードＮ１、または区分コードＮ２への変換が差分値変換部１１２によって行われる。

変換の結果得られたコードから、コード列生成部１１４は、図３（ａ）の「区分コードＮ１」、「区分コードＮ２」の２ビットコードまたは４ビットコードに相当する計測コード列を生成する。このような一定時間毎のコードの集合である実際の計測により得られた計測コード列は、ガスの流量変化を擬似的に表現するものであり、コード列生成部１１４は、得られた計測コード列を必要に応じて図示せぬメモリに記録する。

すなわち、図３（ａ）の「区分コードＮ１」、「区分コードＮ２」は、図３（ａ）の「流量値」、図３（ｂ）のグラフのように、流量そのものを表現するものではない。しかしながら、このようなコード列はガス流量の変化を概ね、すなわち流量がゼロと判断する領域、流量が安定していると判断する領域、流量が増加していると判断する領域、流量が減少していると判断する領域、の４事象を擬似的に表しており、おおよその流量の挙動変化を、コード列を用いて把握することが可能となる。

上述した計測コード列は、従来技術の差分値からなる履歴に比べ情報量は減少しているものの、メモリサイズは小さいものとなるため、大変扱いやすいものとなる。したがって、ガスメータなどの装置による各種演算処理が容易となるとともに、装置内もしくはその他の個所に設けられる必要メモリ量を減らすことができる。また、本発明の計測コード列は、従来技術の差分値からなる履歴に比べ、同じ計測時間分のデータであってもメモリサイズは小さいものとなるため、より長い計測時間のデータを扱うことが容易となる。

また、このような計測コード列がガス器具毎に固有のものである場合、ガスを使用しているガス器具を判別することが可能となる。

ガスの使用開始から所定時間、例えば、３つ目のサンプリング（６秒経過）までの流量変化に注目する。図３のガス器具Ａの例では、区分コードＮ１（計測コード列）は「０５５３」となっている。一方、同じようにして得られた、図４に示すガス器具Ｂ（例えば給湯器）の起動後のガス流量により、３つ目のサンプリングまでのガス流量の区分コードＮ１（計測コード列）は「０７７７」となる。

ここでガス器具Ａとガス器具ＢのコードＮ１を比較すると、ガス器具Ａは「０５５３」の固有のコード列、ガス器具Ｂは「０７７７」の固有のコード列に沿って立上っている。このようなガス器具毎の個別の立上り特性である固有のコード列を予め記憶しておき、計測、変換により得られた計測コード列である区分コードＮ１が「０５５３」であれば使用されたガス器具がガス器具Ａであると判別することができる。また得られた計測コード列である区分コードＮ１が「０７７７」であれば、使用されたガス器具がガス器具Ｂであると判別することができる。

器具判別部１１６は、コード列生成部１１４によって生成された計測コード列に基づき、上述の方法で、ガスを使用しているガス器具を判別する。ここで器具判別部１１６は、計測コード列と、予めガス器具ごとに器具固有コード列情報保持部１１８に記憶されたガス器具固有の固有のコード列を比較し、その類似関係等からガスを使用するガス器具を判別する。図３、図４のＮ１，Ｎ２と同様なガス器具固有のコード列が、器具固有コード列情報保持部１１８に予め記憶されている。ガス器具固有のコード列は、図２に示した流量区分表１１０ａの各差分流量帯と対応したコードＮ１，Ｎ２を考慮して作成されている。

上述の例では、計測コード列および器具固有コード列は、上述したガス器具Ａ、ガス器具Ｂ、・・・の立上り特性、すなわち、ガス器具によるガスの使用開始直後の流量の立上り特性を示すものである。しかしながら、ガス器具を特定することができるものであれば、特に限定はされず、計測コード列および器具固有コード列として、ガス器具の作動中における制御特性（流量の制御特性）を示すもの全般が用いられる。器具の作動中の流量特性には、例えば、器具による流体の使用開始直後の流量の立上り特性、流体の使用終了時の流量の立下り特性、または流体の安定使用時における流量の制御特性等が含まれる。ここで器具固有コード列情報保持部１１８に記憶されたガス器具固有のコード列は、予め設定するのではなく、実際の流量計測によって学習し補正してもよい。

また、流量の立上り（起動時）から所定時間（例えば７つ目）までのコードＮ２に注目すると、ガス器具ＡのコードＮ２は「０１１３１１３３」で、ガス器具ＢのコードＮ２は「０１１１１３３３」となっている。ここで、コードＮ２は、０：流量がゼロの領域、１：増加領域、２：減少領域、３：安定領域と定義されており、ガス器具Ａは一旦立上って増加し、一時安定し、再度増加する特徴があることがガス器具ＡのコードＮ２から理解される。一方、ガス器具Ｂは一旦立上り、増加し続けて、その後安定する特徴があることがガス器具ＢのコードＮ２から理解される。従って、コードＮ２が「０１１３１１３３」であれば、使用ガス器具がガス器具Ａである可能性が判断できる。また、コードＮ２「０１１１１３３３」であれば、使用ガス器具がガス器具Ｂである可能性が判断できる。そして、コードＮ１とコードＮ２とを組み合わせることにより、ガス器具Ａの特徴とガス器具Ｂの特徴を容易に判断することができる。

図３、図４では、ガス使用開始直後の流量の立上り特性を２つのガス器具間で比較し、ガス器具を判別している。図５は、ガス器具の作動中における流量変化特性を比較することにより、ガス器具を判別する例を示す。図５の（ａ），（ｂ）は、ガス器具Ｃの作動中において、使用流量が増加したタイミングを含む流量変化の表及びグラフを示し、図５の（ｃ），（ｄ）は、ガス器具Ｄのガス使用開始後から作動中におけるの流量変化の表及びグラフを示す。

ガス器具Ｃによるガス使用量が増大した場合、図５（ａ），（ｂ）の動作例では、計測流量の１１個目で流量が増加し、１３個目以降再度安定している。そして、この作動中の増加特性は、コードＮ２のコード列では「３３３３３３３３３３１１３・・」で、コードＮ１のコード列では「９９９１１１１９９９９１４４９・・」で表される。各コード列において、増加領域はコードＮ２では「１１」部分に、コードＮ１では「４４」部分に相当する。したがって、作動中流量増加特性のコードＮ２が「１１」またはコードＮ１が「４４」である場合、使用ガス器具がガス器具Ｃであることが判別できる。

また、図５（ｃ），（ｄ）のガス器具Ｄの動作例では、計測流量の１０個目で流量が増加し、１３個目以降再度安定している。この作動中の増加特性は、コードＮ２のコード列では「０１１１３３３３３１１１３・・」で、コードＮ１のコード列では「０５６５３ＡＡ２３４５４２・・」で表される。各コード列において、増加領域はコードＮ２では後半の「１１１」部分に、コードＮ１では「４５４」部分に相当する。したがって、作動中流量増加特性のコードＮ２が「１１１」またはコードＮ１が「４５４」である場合、使用ガス器具がガス器具Ｄであることが判別できる。

ガス器具Ｃの流量増加特性は２桁の連続コードで表されるのに対し、ガス器具Ｄの流量増加特性は３桁の連続コードで表される。このことは、ガス器具Ｃは急激な増加特性、ガス器具Ｄは緩やかな増加特性を示すことを意味する。このような増加特性のコード列を予めガス器具毎に器具固有コード列として器具固有コード列情報保持部１１８に記憶しておき、計測した増加時におけるコード列と比較すれば、ガス器具Ｃとガス器具Ｄを容易に判別することができる。そして、計測コード列と合わせて、差分値の絶対量や流量の絶対値の大小関係をも比較すれば、精度よい器具判別が可能となる。

上記計測コード列と差分値の絶対量や流量の絶対値などの特性値とを合わせて器具判別を行う例を以下に示す。ここでは、図３に示したガス器具Ａの場合を例示する。流量の立上り（起動時）から所定時間（例えば７つ目）までのコードＮ２に注目すると、ガス器具ＡのコードＮ２は「０１１３１１３３」となる。このコードＮ２からわかることは、ガス器具Ａの流量特性は、流量が流れ始めてから、一旦安定し、その後増加した後、再度安定するという特性を有していることである。コードＮ１やコードＮ２において、流量が安定している区間（安定領域「３」）を示す値によって、安定時となる所定の時点、すなわち安定点を判別できる。したがって、１回目の安定点における流量値（安定値）と、再度安定する２回目の安定点における流量値とを計測し、ガス器具Ａの特性値とすることができる。

ここで、安定領域「３」となる１回目の安定点での流量値は１２３Ｌ／ｈで、２回目の安定点での流量値は１６５Ｌ／ｈである。そして、例えば使用開始から３つ目のサンプリング（６秒経過）までのコードＮ１が「０５５３」で、１回目の安定点での流量値が１２３Ｌ／ｈである流量特性は、ガス器具Ａであると判断することができる。このように計測コード列と特性値（ここでは流量の絶対値）とを合わせて判断することで、より正確な器具判別をすることができる。実際の判定には、特性値として、流量値１２３Ｌ／ｈに対して所定の有効範囲（例えば、±１０Ｌ／ｈ）をもって判定を行えば、ばらつきを吸収することができる。また、１回目に加えて２回目の安定点での流量値が１６５Ｌ／ｈであれば、更にガス器具Ａであることがより確実に判断することができる。

なお、ファンヒータは、室温が設定温度に近い場合、燃焼量を抑えるため、ガス流量も低下する。したがって、燃焼開始時点では一旦１回目の安定点での流量値（１２３Ｌ／ｈ前後）となり、２回目の安定点では減少した流量値（例えば、１００Ｌ／ｈ）になる可能性もある。このため、ガス器具Ａの特性値として、２回目の安定点での流量値は最大量（例えば１７０Ｌ／ｈ）から最小量（例えば９０Ｌ／ｈ）の範囲であることを予め登録しておき、２回目の安定点があり、そのときの流量値が所定の最大量から最小量の範囲にあれば、ガス器具Ａであることを判断することができる。

このように、計測コード列におけるコードＮ１より安定領域「３」が発生する時点、すなわち安定点を見つけ出し、この安定点での流量値を計測し、コードＮ２のコード列と組み合わせて判断することで、より確実に器具判別を行うことができる。なお、特性値としては、上記のような流量の安定時の絶対流量値の他に、流量のピーク時の流量絶対値などを用いてもよい。また、流量の絶対値に関しては、例えば使用開始から所定時間までの最大流量等を特性値として用いて器具の特徴を判断することもできる。また、特性値として、安定時やピーク時以外に、起動時（立上り）や停止時（立下り）などの流量の傾きや特異な挙動など、ガス器具の動作制御に対する特定状態のときの流量値や流量の傾きなどの流量の特性を示す値（これを制御特性値と称する）を用いることもできる。さらに、これらいずれかの特性値を少なくとも２つ適宜組み合わせて器具判別を行うこともできる。

図６は、ガス器具の停止時（ガスの使用終了時）の流量の立下り特性を比較することにより、ガス器具を判別する例を示す。図６の（ａ），（ｂ）は、ガス器具Ｅの起動時から停止時までの使用流量の変化の表及びグラフを示し、図６の（ｃ），（ｄ）は、ガス器具Ｆの起動時から停止時までの使用流量の変化の表及びグラフを示す。

図６の（ａ），（ｂ）における流量がゼロになる直前の流量差分値をコード化すると、コードＮ１は「・・・９ＤＤＣ０」で、コードＮ２は「・・・３２２２０」で表される。ここでコードＮ２の「２２２０」に注目すると、対応するコードＮ１は「ＤＤＣ０」であり、ガス器具Ｅの立下り特性は３桁の連続コードで表されることがわかる。そして、Ｎ２のコード列「ＤＤＣ０」からわかるように、ガス器具Ｅの停止時における流量は、急激に２回減少し、最後は緩やかに減少して停止することがわかる。

図６の（ｃ），（ｄ）における流量がゼロになる直前の流量差分値をコード化すると、コードＮ１は「・・・９ＤＤ０」で、コードＮ２は「・・・３２２０」で表される。ここでコードＮ２の「２２０」に注目すると、対応するコードＮ１は「ＤＤ０」であり、ガス器具Ｆの立下り特性は２桁の連続コードで表されることがわかる。そして、Ｎ２のコード列「ＤＤ０」からわかるように、ガス器具Ｆの停止時における流量は、急激に２回減少して停止することがわかる。

上述したような立下り特性を予めガス器具毎に器具固有コード列として器具固有コード列情報保持部１１８に記憶しておき、計測した減少時におけるコード列と比較すれば、ガス器具Ｅとガス器具Ｆを容易に判別することができる。そして、計測コード列と合わせて、差分値の絶対量や流量の絶対値の大小関係をも比較すれば、精度よい器具判別が可能となる。

計測コード列および器具固有コード列は、ガス器具によるガスの使用開始後、特定のコード列パターンが出現するまでの長さをもたせるようにしてもよい。

例えば、ガス器具の中には、室温制御や湯温制御を行うため、燃焼のオンとオフを繰り返す器具もあり、燃焼オン期間、燃焼オフ期間、燃焼オン／オフ周期時間等を計測することにより、器具の特徴を把握して判別できるものがある。このような場合、単純にガス器具の使用開始（立上り特性）から停止（立下り特性）までの期間の１回分に相当する流量を計測するだけでなく、複数回の使用開始から停止までの繰り返し流量測定すると、特定のコード列パターンとして器具を判別することができる。例えば、図７（ａ）はガス器具Ｇの流量特性であるが、後半に燃焼オンと燃焼オフを繰り返していることがわかる。

Ａ点からＢ点の変化を拡大して示したものが図７（ｂ）である。コードＮ１は、「・・・８８８８８８８ＣＤＢ００００００００６６３３Ｂ３３Ａ９２３９９ＡＡ９９Ｄ８８８８８ＤＤ０００００００００６６２３Ａ・・・」で、コードＮ２は、「・・・３３３３３３３２２３００００００００１１３３３３３３３３３３３３３２３３３３３２２０００００００００１１３３３・・・」で表される。ここで、停止から次回の起動開始までのコードＮ２は「・・・０００１１３３」で表され、このパターンが後半にもう一度計測されている。この場合、繰り返される立上り特性「・・・０００１１３３・・」とその間の経過時間（３３データ×計測周期時間（例えば２秒）＝６６秒）を器具の特徴として検出することができる。従って、流量使用が完全に停止するまでコード列を算出し続け、立上り特性と周期時間に対して、次回同様なパターンでコード列が計測されると、使用器具はガス器具Ｇであることを判別することができる。

上述したように、本発明の計測コード列は、従来の差分値からなる履歴に比べ、同じ計測時間分のデータであってもメモリサイズは小さいものとなるため、より長い計測時間のデータを扱うことが容易となる。したがって、器具判別に際しても、長い計測時間に相当する流量変化履歴を扱いやすくなる。長時間の流量変化履歴を用いることにより、器具判別の精度を向上させることができる。

図８は、流量区分表１１０ａの他の例を示す。図５の流量区分表は、図２のものと区分される絶対値が異なっている。図２の例では、１５０Ｌ／ｈの差分値までの範囲で１６区分（コードＮ１）、４区分（コードＮ２）用意されているが、図８の例では３０Ｌ／ｈの差分値までの範囲で同じく１６区分（コードＮ１）、４区分（コードＮ２）用意されている。したがって、図８の表は、図２の表に比べ、流量が小さいガス器具（絶対流量が小さく、変化幅も小さいガス器具）が起動している際、その判別により好適に使用される。例えば、流量Ｑ（ｎ）≧２００Ｌ／ｈのガス器具が使用されている場合は、図２の表を使用し、流量Ｑ（ｎ）＜２００Ｌ／ｈのガス器具が使用されている場合は、図８の表を使用することにより、正確にガス器具を判別することができる。

また、流量の立上り特性、制御特性、立下り特性（停止特性）に応じて区分表を切り換えて使用してもよい。

以上のような流量計測方法を実施するため、ガスメータ１００の器具判別部１１６や図示せぬコンピュータ（演算装置）には、流量計測方法の各ステップを実行させるプログラムが記憶されている。また、本発明の流量計測装置、流量計測方法、コンピュータに実行させるプログラムを用いた流体（ガス）の供給源も含む流体供給システムも本発明に含まれる。

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、サンプリング信号を用いる他の瞬間式の流量計測装置でも、同様の効果が得られることは明白である。器具判別後の処理は説明を省略したが、ガスメータでは、登録器具ごとあるいは分類分けされたグループごとの積算流量の計測による器具別料金や、登録器具ごとあるいは分類分けされたグループごとに安全管理（保安機能）処理の器具別保安機能を設定することも可能であることは明白である。また、ガスメータとガス器具に無線機のような送受信手段を装備させることができれば、より器具判別の精度が向上することは明白である。さらに、ガスメータおよびガス器具で説明したが、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特定や、そのグルーピングに使用することができる。

尚、上記した流量区分表の区分（図２、図８）のコードＮ１では、細分化された各領域の差分流量の幅は異なっていた。しかしながら、少なくとも増加領域、減少領域において、略均等に細分化してももちろんかまわない。

また、上述の実施形態では流体であるガスの流量の差分値をコード化の対象とした。しかしながら、本発明のコード化の対象は流量に限らず、流体の温度、圧力、質量など、広く流体の物理量と把握することができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

以上のように、本発明によれば差分値を、より扱いやすいコードに変換するため、流体の使用器具の判別技術を提供するに際し、装置に必要なメモリ量などを減らしつつ、演算速度、器具判別精度の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態におけるガスメータのブロック図 流量区分表の一例を示す図 ガス器具Ａの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図 ガス器具Ｂの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図 （ａ），（ｂ）は、ガス器具Ｃの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図で、（ｃ），（ｄ）は、ガス器具Ｄの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図 （ａ），（ｂ）は、ガス器具Ｅの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図で、（ｃ），（ｄ）は、ガス器具Ｆの使用による流量の差分値を流量区分表にしたがって区分する概念を示す図 ガス器具Ｇの計測流量を示すグラフ 流量区分表の他の例を示す図 従来のガスメータのブロック図

符号の説明

１３、１４、１５ ガス器具
１９ ガス管路
１００ ガスメータ（流量計測装置）
１０２ 流路
１０４ 超音波流量計
１０６ 計測流量情報記憶部
１０８ 演算部
１１０ 流量区分表保持部
１１２ 差分値変換部
１１４ コード列生成部
１１６ 器具判別部
１１８ 器具固有コード列情報保持部
１２０ 器具別流量算出部
１２２ 流路遮断弁

Claims (12)

1. 流路に流れる流体の流量を一定時間間隔で計測する流量計測部と、
   前記流量計測部によって計測された流量の、前記一定時間毎の差分値を演算する演算部と、
   差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と、各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表と、
   前記演算部によって演算された差分値を、前記流量区分表に基づき前記コードに変換する差分値変換部と、
   前記差分値変換部によって得られた前記一定時間毎の前記コードの集合に基づく計測コード列を生成するコード列生成部と、
   前記計測コード列と前記計測された流量に関する特性値とに基づき、流体を使用する器具を判別する器具判別部と、
   を備える流量計測装置。
2. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記特性値は、前記計測された流量の安定時の絶対流量を示すものである流量計測装置。
3. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記特性値は、前記計測された流量のピーク時の絶対流量を示すものである流量計測装置。
4. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記特性値は、器具の動作制御に対する特定状態のときの流量の特性を示す制御特性値である流量計測装置。
5. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記特性値は、前記計測された流量の安定時の絶対流量、前記計測された流量のピーク時の絶対流量、器具の動作制御に対する特定状態のときの流量の特性を示す制御特性値のうちの少なくとも２つを組み合わせたものである流量計測装置。
6. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記計測コード列は、器具の作動中における流量の制御特性を示すものである流量計測装置。
7. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記計測コード列は、器具による流体の使用開始時を含む流量の立上り特性を示すものである流量計測装置。
8. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記計測コード列は、器具による流体の使用終了時を含む流量の立下り特性を示すものである流量計測装置。
9. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記計測コード列は、器具による流体の使用開始後、特定のコード列パターンが出現するまでの長さをもつ流量計測装置。
10. 流路に流れる流体の流量を一定時間間隔で計測するステップと、
    計測された流量の、前記一定時間毎の差分値を演算するステップと、
    差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と、各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表に基づき、演算された差分値を、前記コードに変換するステップと、
    前記一定時間毎の前記コードの集合に基づく計測コード列を生成するステップと、
    前記計測コード列と前記計測された流量に関する特性値とに基づき、流体を使用する器具を判別するステップと、
    を備える流量計測方法。
11. 流量計測装置を制御するコンピュータに、以下のステップを実行させるプログラムであって、
    流路に流れる流体の流量を一定時間間隔で計測するステップと、
    計測された流量の、前記一定時間毎の差分値を演算するステップと、
    差分値の大きさに応じた複数の差分値の区分と、各区分を表すコードが対応付けられた流量区分表に基づき、演算された差分値を、前記コードに変換するステップと、
    前記一定時間毎の前記コードの集合に基づく計測コード列を生成するステップと、
    前記計測コード列と前記計測された流量に関する特性値とに基づき、流体を使用する器具を判別するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラム。
12. 請求項１から１１のいずれか１項記載の流量計測装置または流量計測方法またはコンピュータに実行させるプログラムを用いた流体供給システム。

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