JP2009068956A - 流量計測装置、流量計測システム、及び流量計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別可能にする。
【解決手段】流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を計測する超音波流量計１０１、流量情報を記憶する流量情報記憶部１０２、流量情報の解析を行う流量情報解析部１０３、流量情報の解析結果に基づき使用している器具を判別する器具判別部１０４を備え、器具判別部１０４は、器具導入時の試運転に起因する非定常的挙動とこの非定常的挙動に続く、以前に検出されたものと同様の正常運転時の定常的挙動との検知、あるいは、重複する複数の同様の特性情報の検知によって、同一種の複数器具の運転を判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス等の流路に流れる流量情報に基づき器具判別等が可能な流量計測装置、流量計測システム、及び流量計測方法に関する。

従来、ガス流路を流れるガスの流量変化を捉えて、使用された器具を特定する器具判別システムが提案されている。この器具判別システムにおいては、ユーザの家屋等において新しい器具が導入された場合に、新しい流量パターンを捉えて登録することが行われる（特許文献１参照）。

また、ガス流量計測装置の製造後であっても、市場に登場した新しい器具の使用パターンの情報を逐次取り入れて、器具別の正確な流量を検出するシステムも存在する（特許文献２参照）。
特許第３４９００６４号明細書 特開２００７−２４７５３号公報

ユーザが使用する器具としては、既に保有して使用している器具と同じ器具を追加して導入し、複数の器具を使用することも想定される。このような場合、上記のような従来のシステムでは、既に使用している器具と同じ器具を追加して導入した場合は、同一の流量パターンとなるため、複数の同一の器具の判別が不可能であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能な流量計測装置、流量計測システム、及び流量計測方法を提供することを目的とする。

本発明は、流路に流れる流体の流量を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に基づき、所定条件において複数の同様の流量情報を検知することによって同一種の複数器具の運転を判別する器具判別部と、を備える流量計測装置を提供する。
これにより、非定常的挙動や立上がりの流量パターンなど、所定条件において複数の同様の流量情報を検知することによって、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能となる。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、器具導入時の試運転に起因する非定常的挙動と、この非定常的挙動に続く、以前に検出されたものと同様の正常運転時の定常的挙動との検知によって同一種の複数器具の運転を判別するものを含む。
これにより、試運転時の非定常的挙動とこれに続く正常運転時の定常的挙動とを検知することによって、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能となる。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、前記非定常的挙動として非定常な流量パターンを用いて判別するものを含む。
また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、前記非定常的挙動として非定常な流量パターンの発生回数または発生頻度を用いて判別するものを含む。
また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、前記非定常な流量パターンにおいて流量値と継続時間の少なくとも一方を含む流量情報を用いて判別するものを含む。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、前記非定常的挙動として試運転時のエアパージに起因する流量パターンを用いて判別するものを含む。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、重複する複数の同様の特性情報の検知によって同一種の複数器具の運転を判別するものを含む。
これにより、例えば連続して発生する同様の流量パターンの立上がり波形などの、重複する複数の同様の特性情報の検知によって、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能となる。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部は、前記特性情報として、流量パターンの立上がり波形、安定動作時の流量、流量パターンの立下がり波形、運転制御時の流量パターンの少なくとも一つを用いて判別するものを含む。

また、本発明は、上記の流量計測装置であって、前記器具判別部により判別された同一種の複数器具の導入、運転に関する複数器具情報を外部の管理センター装置に送信する通信部を備えるものを含む。
これにより、外部の管理センター装置において同一種の複数器具の導入、運転等の情報を把握でき、同一種の複数器具に関して、器具別料金の算出、メンテナンス、保安処理等に利用可能である。

また、本発明は、上記の流量計測装置と、前記通信部と通信回線により接続される管理センター装置とを備える流量計測システムを提供する。

また、本発明は、流路に流れる流体の流量を計測する流量計測ステップと、前記計測された流量に基づき、所定条件において複数の同様の流量情報を検知することによって同一種の複数器具の運転を判別する器具判別ステップと、を有する流量計測方法を提供する。

また、本発明は、上記の流量計測方法であって、前記器具判別ステップにおいて、器具導入時の試運転に起因する非定常的挙動と、この非定常的挙動に続く、以前に検出されたものと同様の正常運転時の定常的挙動との検知によって同一種の複数器具の運転を判別するものを含む。

また、本発明は、上記の流量計測方法であって、前記器具判別ステップにおいて、重複する複数の同様の特性情報の検知によって同一種の複数器具の運転を判別するものを含む。

また、本発明は、流量計測装置を制御するコンピュータに、上記のいずれかに記載の流量計測方法の各ステップを実行させる流量計測プログラムを提供する。

また、本発明は、上記いずれかに記載の流量計測装置、流量計測システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システムを提供する。

本発明によれば、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能な流量計測装置、流量計測システム、及び流量計測方法を提供できる。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る流体供給システムの構成を示すブロック図である。本実施形態では、ガスの流体供給システムにおいて、ユーザの家屋等に設置されるガスメータを用いた流量計測装置の構成例を示す。

本実施形態に係る流体供給システムは、ガスのユーザの家屋等に設けられるガスメータを含んで構成されるユーザ宅装置１００と、ユーザ宅装置１００を管理している管理センター装置２００とを有して構成される。ユーザ宅装置１００と管理センター装置２００とは、公衆電話回線、携帯電話回線、光通信回線、有線や無線のＬＡＮ、その他の通信インタフェースなどの通信回線３００を介して接続され、各種信号や情報を送受信可能となっている。

ユーザ宅装置１００は、ユーザの家屋等に敷設されたガス供給管２０の途中に設けられ、このガス供給管２０の下流側の配管には複数のガス器具として器具Ａ１＿２１、器具Ａ２＿２２、器具Ｂ２３が接続されている。ガス器具としては、ガステーブル、ファンヒータ、床暖房等、種々の器具が用いられる。このユーザ宅装置１００は、屋外または屋内の所定位置に設置される。なお、接続されるガス器具の数は図示例に限るものではなく、任意である。また、ユーザ宅としては、一般住宅の家屋だけでなく、共同住宅、店舗、工場、その他の各種施設を含むものとする。

前記ユーザ宅装置１００は、超音波流量計１０１、流量情報記憶部１０２、流量情報解析部１０３、器具判別部１０４、処理部１０５、器具別特性情報保持部１０６、通信部１０７、表示部１０８、遮断弁１０９、ＣＯセンサ１１０を有して構成される。超音波流量計１０１は、ガス供給管２０の経路中に接続され、流路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超音波信号から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。

流量情報記憶部１０２は、超音波流量計１０１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流量特性値とを含む流量情報を記憶する。流量特性値としては、単位時間毎の流量差分値などから得られる流量変化の特徴を示す流量パターン、絶対流量値、流量の継続時間や変化時間などの時間情報などが含まれる。流量情報解析部１０３は、前記流量情報の解析を行い、ガスの流量に対応する器具の挙動などの使用状況の判定、異常状態の検知などを行うものである。器具判別部１０４は、流量情報解析部１０３による流量情報の解析結果に基づき、流体としてのガスを使用しているガス器具を判別する。

処理部１０５は、前記流量情報の解析結果や器具の判別結果に応じた保安処理や料金算出処理、情報の入出力処理、各部の動作制御など、各種処理を行うものである。器具別特性情報保持部１０６は、器具判別を行うための各ガス器具に固有の特性情報を器具ごとに保持する。特性情報としては、前記流量情報の流量特性値における、起動時の立上がり波形や停止時の立下がり波形、器具動作制御時の波形などを含む正常運転時の定常的挙動を示す流量パターン、器具の試運転時の非定常的挙動を示す流量パターン、安定動作時の安定流量の流量値、などを用いる。ここで、流量情報解析部１０３、器具判別部１０４、処理部１０５は、マイクロコンピュータ（マイコン）等を構成するプロセッサ及び動作プログラムにより構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理を行うことにより、各機能が実現される。また、流量情報記憶部１０２、器具別特性情報保持部１０６は、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリにより構成される。

通信部１０７は、有線または無線による通信機能を有し、通信回線３００を介して管理センター装置２００と接続される。この通信部１０７は、ユーザ宅装置１００で取得した流量情報のデータや器具判別結果の情報などを管理センター装置２００へ送信し、管理センター装置２００から管理情報を受信するなど、各種情報及びコマンドや信号を管理センター装置２００との間で授受するものである。

表示部１０８は、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ等により構成され、ガス流量やガス器具の動作状態、警告などを表示するものである。遮断弁１０９は、ガス供給管２０の経路中に接続され、処理部１０５からの指示に基づいてガス供給管２０を閉塞してガスの供給を遮断するものである。ＣＯセンサ１１０は、ガス器具２１〜２３からＣＯ（一酸化炭素）が漏洩した場合等にＣＯを検知し、ＣＯの検知を示すＣＯ検知信号を通信部１０７に有線または無線により送信する。通信部１０７は受信したＣＯ検知信号を処理部１０５に伝送する。もちろん、このＣＯ検知信号の送受信部を別途設けて、処理部１０５に信号が送られるようにしてもよい。

管理センター装置２００は、ユーザ宅装置１００から伝送された流量情報のデータや器具判別結果、処理内容の情報などを用いて当該流体供給システムの管理に関する各種処理を行うものである。管理センター装置２００における処理としては、ユーザ宅毎の流量情報の解析、特別料金としての器具別料金の算出、異常状態を検知した場合の保安処理、ガス器具の管理などがある。管理センター装置２００は、プロセッサ及び動作プログラムを含むコンピュータ等を有して構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理を行うことにより、各機能が実現される。

次に、本実施形態の流量計測装置における動作を説明する。ガスメータを含むユーザ宅装置１００では、まず、超音波流量計１０１で流量を計測し、一定時間間隔ごとの時系列の計測流量値を得て、この計測流量値と計測時間とを対応付けて算出した流量パターンなどの流量特性値を取得する。この計測流量値や流量特性値を含む流量情報は、流量情報記憶部１０２に記憶する。次に、流量情報解析部１０３において、ガスメータによる流量情報の解析を実施する。そして、器具判別部１０４において、流量情報の解析結果に基づき、使用しているガス器具を判別する。その後、新しい器具の導入、器具の判別結果、各器具に対応する流量情報など、ユーザ宅装置１００において取得された各種情報を、通信部１０７より通信回線３００を介して管理センター装置２００へ送信する。

本実施形態では、流量情報に基づき、複数の同一器具が使用されたことを判別可能にした構成例を示す。複数の同一器具の使用の判別は、器具判別部１０４において、所定の流量に関する特性情報によって同一の器具が追加的に使用されたかどうかを判別することによって行う。ここでは、既に流量パターンや流量値などの特性情報が登録されていて使用されている器具と同様の特性情報が発生した場合に、試運転時の非定常的挙動の後に発生する既使用の器具と同様な定常的挙動の流量パターン、一つの器具の立上がり後に発生する同様の器具の特性情報、などによって複数の同一器具の使用を判別する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態として、新しい器具の導入時の試運転に起因する非定常的挙動の流量パターンを用いる場合の動作を示す。ここでは一例として、試運転時の非定常的挙動として、エアパージによるガス流量の非定常的挙動を用いる。「エアパージ」とは、ガス器具の導入時に、器具の中にある空気を追い出し、ガスを器具内に充填し、ガス器具を正常に使用できる状態にする作業である。エアパージは、ガス器具の導入時に、基本的に必ず行われる作業のため、確実に非定常的挙動を捉えることが可能となる。

図２は、第１の実施形態における流量パターンの一例を示す図である。図２では、同一種類の器具Ａ１と器具Ａ２の２つの器具が順に使用されたときの流量パターンを示している。器具判別部１０４において、まず、器具Ａ１が使用されて正常運転がなされ、定常的挙動の流量パターンが検出される。その後、エアパージによるガスが流れる時間が短いパルス的な非定常的挙動の流量パターンが２回発生し、この非定常的挙動が検出される。

上記非定常的挙動に続いて、器具Ａ１と同様の正常運転時の定常的挙動の流量パターンが検出される。この場合、器具判別部１０４は、エアパージによる非定常的挙動を反映した２回の流量パターンと、器具Ａ１と同様の定常的挙動を反映した流量パターンとの組み合わせから、器具Ａ１と同一種類の器具Ａ２が導入されたと判断し、同一器具の２台目の追加的な使用を検知する。

非定常的挙動の流量パターンとしては、流量変化のパターン、最大流量（Ｑｍ）などの流量値、継続時間（Δｔ）なども含めて用いて、非定常的挙動を検知してもよい。また、非定常的挙動の流量パターンの発生回数、または発生割合（単位時間あたりの発生回数）等による発生頻度などを用いることもできる。また、試運転における非定常的挙動はエアパージに限られず、その他の試運転時の流量の定常的挙動とは異なる挙動を示す現象も含まれる。

器具判別部１０４によって、上記のように同一の新器具の導入を検知して複数の同一器具の使用を判別した場合、処理部１０５は新たに導入された器具の特性情報を登録する。すなわち、処理部１０５は、器具Ａ１と同一種類の器具Ａ２が導入され、複数台の器具Ａが使用されていることを示す情報を、器具別特性情報保持部１０６に器具ごとの特性情報として記憶する。

また、通信部１０７により、同一種の新器具が導入されたことやその流量情報などを含む複数器具情報をユーザ宅装置１００から通信回線３００を介して外部装置である管理センター装置２００へ送信して通知し、管理センター装置２００においてユーザ宅のガス器具を管理することもできる。この場合、同一種の複数器具に関して、ガスの使用状況の把握や確認、器具別料金の算出、ガス器具の定期点検などのメンテナンス、ガス漏れや器具の故障などの異常時の保安処理など、種々の処理にユーザ宅装置１００からの送信情報を活用する。

このように、第１の実施形態によれば、非定常的挙動とこれに続く同様の定常的挙動の流量パターンの検知によって、同一種の新しい器具が導入された場合でも、複数の器具の使用を判別することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態として、流量パターンなどによる複数の同様の特性情報を用いる場合の動作を示す。ここでは一例として、複数の同様の特性情報として、器具の起動時の流量パターンの立上がり波形などを用いる。

図３は、第２の実施形態における流量パターンの一例を示す図である。図３では、同一種類の器具Ａ１と器具Ａ２の２つの器具が複合的に使用されたときの流量パターンを示している。器具判別部１０４において、まず、器具Ａ１が使用されて正常運転がなされ、起動から停止までの定常的挙動の流量パターンが検出される。

その後、器具Ａ１の立上がり波形が検出され、これに続いて、器具Ａ１と同様の特性を持つ器具Ａ２の立上がり波形が検出される。この場合、器具判別部１０４は、連続して発生する２つの同様の特性情報（ここでは立上がり波形）によって、器具Ａ１と同一種類の器具Ａ２が並行して起動したと判断し、２台の同一器具の複合的使用を検知する。

特性情報としては、図３中の楕円で囲んだ部分の流量パターンの立上がり波形、それぞれの器具が立上がった後の安定動作時の流量（安定流量、Ｑａ１＝Ｑａ２）などを用いて、同様の特性情報の重複を検知することで複数台の同一器具の運転を判別することができる。なお、起動時の立上がり波形、安定流量の他に、停止時の立下がり波形、器具の運転制御時の流量増加や減少の流量パターンなどを用いるようにしてもよい。

また、通信部１０７により、同一種の複数器具が使用されたことやその流量情報などを含む複数器具情報をユーザ宅装置１００から通信回線３００を介して外部装置である管理センター装置２００へ送信して通知し、管理センター装置２００においてユーザ宅のガス器具を管理することもできる。この場合、同一種の複数器具に関して、ガスの使用状況の把握や確認、器具別料金の算出、ガス器具の定期点検などのメンテナンス、ガス漏れや器具の故障などの異常時の保安処理など、種々の処理にユーザ宅装置１００からの送信情報を活用する。

このように、第２の実施形態によれば、複数の同様の特性情報の重複検知によって、同一種の新しい器具が導入された場合でも、複合的に並行運転がなされた場合の複数の器具の使用を判別することができる。

上記第１及び第２の実施形態において、ユーザ宅装置１００で複数の同一種類の器具の導入を判別する際、複数同一器具の運転を複数回検知したことによって判別するようにしてもよい。これにより、１回の判別では間違う場合があるようなときでも、複数回の判別によって複数同一器具の判別結果の確度を高めることができる。また、複数同一器具の判別結果を管理センター装置２００に通知する際、複数回の判別処理を行い、複数回の判別結果が蓄積されてから通知するようにしてもよい。これにより、判別結果の通知情報の信頼性を高めることができる。

以上のような流量計測方法を実施するため、ユーザ宅装置１００における流量情報解析部１０３、器具判別部１０４、処理部１０５や管理センター装置２００、あるいはこれらの機能を実現する図示しないコンピュータ（演算装置）には、本発明の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、流量計測プログラムを用いた流体（ガス）の供給源を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、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。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態において示されたものに限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、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。

本発明は、同一種の新しい器具が導入された場合でも、流量情報から複数の器具を判別することが可能となる効果を有し、ガス等の流路に流れる流量情報に基づき器具判別等が可能な流量計測装置、流量計測システム、及び流量計測方法等として有用である。

本発明の実施形態に係る流体供給システムの構成を示すブロック図 第１の実施形態における流量パターンの一例を示す図 第２の実施形態における流量パターンの一例を示す図

符号の説明

２０ ガス供給管
２１、２２、２３ 器具
１００ ユーザ宅装置
１０１ 超音波流量計
１０２ 流量情報記憶部
１０３ 流量情報解析部
１０４ 器具判別部
１０５ 処理部
１０６ 器具別特性情報保持部
１０７ 通信部
１０８ 表示部
１０９ 遮断弁
１１０ ＣＯセンサ
２００ 管理センター装置
３００ 通信回線

Claims (15)

1. 流路に流れる流体の流量を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に基づき、所定条件において複数の同様の流量情報を検知することによって同一種の複数器具の運転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に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、器具導入時の試運転に起因する非定常的挙動と、この非定常的挙動に続く、以前に検出されたものと同様の正常運転時の定常的挙動との検知によって同一種の複数器具の運転を判別する流量計測装置。
3. 請求項２に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、前記非定常的挙動として非定常な流量パターンを用いて判別する流量計測装置。
4. 請求項２に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、前記非定常的挙動として非定常な流量パターンの発生回数または発生頻度を用いて判別する流量計測装置。
5. 請求項３または４に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、前記非定常な流量パターンにおいて流量値と継続時間の少なくとも一方を含む流量情報を用いて判別する流量計測装置。
6. 請求項２に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、前記非定常的挙動として試運転時のエアパージに起因する流量パターンを用いて判別する流量計測装置。
7. 請求項１に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、重複する複数の同様の特性情報の検知によって同一種の複数器具の運転を判別する流量計測装置。
8. 請求項７に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部は、前記特性情報として、流量パターンの立上がり波形、安定動作時の流量、流量パターンの立下がり波形、運転制御時の流量パターンの少なくとも一つを用いて判別する流量計測装置。
9. 請求項１に記載の流量計測装置であって、
   前記器具判別部により判別された同一種の複数器具の導入、運転に関する複数器具情報を外部の管理センター装置に送信する通信部を備える流量計測装置。
10. 請求項９に記載の流量計測装置と、前記通信部と通信回線により接続される管理センター装置とを備える流量計測システム。
11. 流路に流れる流体の流量を計測する流量計測ステップと、
    前記計測された流量に基づき、所定条件において複数の同様の流量情報を検知することによって同一種の複数器具の運転を判別する器具判別ステップと、
    を有する流量計測方法。
12. 請求項１１に記載の流量計測方法であって、
    前記器具判別ステップにおいて、器具導入時の試運転に起因する非定常的挙動と、この非定常的挙動に続く、以前に検出されたものと同様の正常運転時の定常的挙動との検知によって同一種の複数器具の運転を判別する流量計測方法。
13. 請求項１１に記載の流量計測方法であって、
    前記器具判別ステップにおいて、重複する複数の同様の特性情報の検知によって同一種の複数器具の運転を判別する流量計測方法。
14. 流量計測装置を制御するコンピュータに、請求項１１〜１３のいずれかに記載の流量計測方法の各ステップを実行させる流量計測プログラム。
15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の流量計測装置、流量計測システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システム。

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