JP2009109055A - 器具判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御特性に起因する流量パターンを持つ器具、制御特性以外の要因も含む流量パターンを持つ器具の中から、正しく器具を判別する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定の時間間隔で計測する流量計測部２と流量計測部から出力される流量値を処理して流量変化パターンを検出する演算処理部３とこの演算結果を記憶部５に記憶された人的操作に特有の判定条件を備えた判別テーブルを参照して作動中の器具を特定する器具判別部４を有する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、各家庭でのガス供給管の入り口部分に設置され、ガス流量を計測するガスメーターを使い、使用ガス器具を判別する技術に関するものである。

従来この種のガスメーターは、器具判別を行うにあたり、器具の制御特性に基づく流量パターンを登録し計測流量パターンを照合することにより、器具の特定を行っていた（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１４８７２８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、器具の制御特性に起因する流量パターンに基づいてでのみ器具の判別を行っていたため、流量パターンに制御特性以外の要因が含まれた場合の判別制度が低くなるという課題を有していた。

典型的な例として、手動で制御が行われる器具（例えばガステーブル）の制御にも言及されてはいるが、流量減少時の特徴について述べているのみであり、その特徴も器具判別を決定的にするレベルのものではなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、制御特性に起因する流量パターンを持つ器具、制御特性以外の要因も含む流量パターンを持つ器具の中から、正しく器具を判別する技術を提供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、本発明の器具判別装置は、流路に流れるガスの流量を計測する流量計測部と、前記流量計測部で計測された計測流量値を演算する演算処理部と、器具判別参照テーブルを有した記憶部と、前記演算処理部と前記記憶部とのデータを照合して使用ガス器具を判別する器具判別部とを備え、前記演算処理部は前記複数の流量値を時系列で捉え流量の変化として認識するとともに、安定流量値の代表値の分布も認識し、前記流量変化が無段階的であると認識され、かつ前記分布がランダムであると認識されると、特定のガス器具が使用されたと前記器具判別部が判別するするものである。

従って、流量変化が無段階的であり、かつ流量分布がランダムである特徴から正しく器具を判別することができる。

本発明の器具判別装置によれば、特有の流量変化や流量分布に基づき、確実に使用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において、１は器具判別装置である。具体的なものとしては、ガスメータなどに相当する。

２は流量計測部であり、超音波流量計測等の一般的な流量計測部が用いられる。３は演算処理部である。演算処理部３は計測データを蓄えたり、また、流量計測部で得られる複数の流量値を時系列で捉え流量の変化として認識するための処理や複数の安定流量値の代表値の分布を得るための処理などが行われる。

４は器具判別部、５は記憶部、６は表示部である。７は遮断弁である。

ガスメータ１の上流側は供給管８に接続されており、下流側には器具Ａ−９、器具Ｂ−１０等のガス器具が接続されている。

図２において、１１は開始命令、１２は流量計測命令、１３は演算処理命令である。１４は特徴があるかどうかの特徴比較命令である。１５は器具判別命令、１６は判別処理命令である。１７は停止命令である。１８はインターバル処理命令である。

図３は器具判別参照テーブルである。ガス器具は何らかの形で人の操作が介在するが、その影響度合いで分類したものである。

（I）は人が直接的にガス流量を調整するものである。例えば、シンプルなタイプのガステーブルがこれに相当する。

（II）は人が水量、温度設定などを設定し、結果としてガス流量が調整されるものである。言い換えれば、人が間接的にガス流量を調整するものと言える。（II）の中でも、その結果行われる器具での制御が無段階的に行われるものを（II）−１とし、制御が段階的に行われるものを（II）−２としている。（II）−１の例としては高度な制御を有した給湯器があり、（II）−２の例としてはファンヒータがある。

それぞれにおいて特徴となる挙動を図に示している。流量制御パターンの特徴をＡ、Ｂ、Ｃに示している。また、安定流量の出現状況の特徴をａ，ｂ，ｃに示している。

例えば、ガステーブルで調理を行う場合、流量を増加させて設定するときには、多くの人が、一旦、所望設定値より炎が大きくなるようにしてから、徐々にガス流量を絞って所望の火加減にして一定にするといった動作が行われる。このときの流量変化は火加減の調整動作と同様であり、これがＡの図である。この流量変化はパターンは器具が自動的に制御することにより生じるいわゆるオーバーシュートとは異質のものであり、ここではヒゲと称する。

また、調理の場合、何度も火加減を調整する状況の生じることがあるが、このときの
火加減は決まった値ではなく、ランダムに生じるため、これに対応するガスの安定流量値（Ｑｓ）もランダムに生じる。これがａの図である。

給湯器で水量や湯温を変える場合は、人が操作した設定値に対して、器具が自動的にガス流量を調整する。この場合は、無段階で制御が行われるため、所望の設定値に対してはガス流量は過不足なく調整される。これがＢの図である。

また、人が設定する水量、湯温は用途によりさまざまなため、安定流量の出現状況もランダムなものとなる。これがｂの図である。

ファンヒータで設定温度を変える場合は、人が操作した設定値に対して器具が自動的にガス流量を調整する。ただし、多くのファンヒータでは、この制御が段階的に行われるた
め、制御パターンとしてはステップ状に変化するものとなる。これがＣの図である。

また、設定温度自体はさまざまであるが、ファンヒータでは機種ごとに最大燃焼量と最小燃焼量が定まりステップ制御の段階が定められているため、とりうる流量値自体はランダムになる事はなく、その機種については定められた所定値に集中する。これがｃの図である。

図１において器具Ａ−９が運転されているとき、流量流量計測部２での計測が行われ、図２のフローチャートに基づくシーケンスが実行される。

開始命令１１により動作が開始され、流量計測命令１２により一定時間間隔での流量測定が行われる。計測されたデータは演算処理命令１３によりこのデータを記憶部５に記憶された器具判別参照テーブルの特徴と比較するための準備が行われる。

次に特徴比較命令１４により、器具判別参照テーブルの特徴との照合が行われる。特徴が参照テーブルのいずれかに一致した場合はＹＥＳの側が選択され、器具特定命令１５により作動中の器具が特定される。その後、対応処理命令１６により判別結果に対する対応処理がなされたのち、停止命令１７により動作が終了する。

特徴比較命令１４により、特徴が器具判別参照テーブルのいずれにも一致しない場合はＮＯの側が選択されインターバル命令１８により、所定のインターバル期間を経た後、再度、流量計測命令１２が実行され、以下、上記と同様の動作が継続される。

今、対象とする機器がガステーブル、給湯器とファンヒータであったとする。

器具Ａが図４のような動作を行った場合を考える。黒丸印の測定点で６番目までのデータが取得された時点（円で囲った領域）で、Ａ１のパターンが器具判別参照テーブルのＡ図と一致するため ガステーブルと判別される。ただ、人が行う操作ゆえ、時にはＡ図に相当するパターンが発生しないことも考えられるが、その後の流量変化をさらに継続的にみるならば、Ａ２のパターンもＡ図と一致し、ガステーブルであることの信頼度を一層高めることができる。もし、そうでない場合でも、このような監視を継続して行い、Ａ図に相当する確率で評価することもできる。

さらに、このときの流量データを処理した結果、安定流量の出現状況は図５に示すようなものになる。図４における（１）、（２）の部分の代表的安定流量値（例えば、安定部分の平均値等）をプロットしたものが図５である。これは低流量帯でランダムな状態であり、器具判別参照テーブルのａ図に相当する。これにより動作器具をガステーブルと判断することができる。

また器具判別参照テーブルのＡ図とａ図に該当するという、両方の条件を用いることにより、より一層、判定確率を高めることができる。

次に器具Ａが図６のような動作を行った場合を考える。

円で囲った領域で、Ｂ１のパターンが器具判別参照テーブルのＢ図と一致するため給湯器の候補と判別される。候補であるというのは、Ｃ図も部分的なところをみると、Ｂと同じパターンになるからである。

さらに、このときの流量データを処理した結果、安定流量の出現状況は図７に示すようなものになる。これは高流量帯でランダムな状態であり、器具判別参照テーブルのｂ図に
相当する。

このように、器具判別参照テーブルのＢ図とｂ図に該当するという、両方の条件を用いることにより、動作器具が給湯器であるという判断ができる。

また、次に器具Ａが図８のような動作を行った場合を考える。

円で囲った領域のデータが取得された時点で、Ｃ１のパターンが器具判別参照テーブルのＣ図と一致するためファンヒータと判別される。

また、このときの流量データを処理した結果、安定流量の出現状況は図９に示すようなものになる。これは安定流量が所定値に複数回現れた状態であり、器具判別参照テーブルのｃ図に相当する。これにより動作器具をファンヒータと判断することができる。

また器具判別参照テーブルのＣ図とｃ図に該当するという、両方の条件を用いることにより、より一層、判定確率を高めることができる。

このように流量測定した結果を人的操作の影響度合いに対応して作成した参照テーブルのパターンと照合することにより、器具の判別を行うことができる。

このようにして判別された結果は目的に応じて、処理される。目的が保安の場合は、その器具にとって不安全な状況が生じた場合、例えば、異常に長時間使用された場合などには遮断弁７の閉鎖という処理がなされる。目的が器具別料金の場合には、その器具の使用に対する課金を計算するのに用いられる。いずれの場合も、動作器具の表示が必要な場合は、上記処理と平行して表示部６への表示がなされるものである。

以上のように、本発明にかかる器具判別装置は、使用ガス器具が判別できるため、ガス使用の安全を図る目的や、ガス器具別料金等の使用器具やその使い方に合わせた新料金やサービスを提供することに有用である。

本発明の実施の形態１における器具判別装置の構成図 本発明の実施の形態１におけるフローチャート 本発明の実施の形態１におけるガス器具の流量変化図 本発明の実施の形態１における判別用参照テーブルの図 本発明の実施の形態１におけるガス器具の安定流量発生状況を示す図 本発明の実施の形態１における異なる器具の流量変化図 本発明の実施の形態１における異なる器具の安定流量発生状況を示す図 本発明の実施の形態１におけるさらに異なる器具の流量変化図 本発明の実施の形態１におけるさらに異なる器具の安定流量発生状況を示す図

符号の説明

１ 器具判別装置
２ 流量計測部
３ 演算処理部
４ 器具判別部
５ 記憶部
８ 器具Ａ
９ 器具Ｂ

Claims (2)

1. 流路に流れるガスの流量を計測する流量計測部と、
   前記流量計測部で計測された計測流量値を演算する演算処理部と、
   器具判別参照テーブルを有した記憶部と、
   前記演算処理部と前記記憶部とのデータを照合して使用ガス器具を判別する器具判別部とを備え、
   前記演算処理部は前記複数の流量値を時系列で捉え流量の変化として認識するとともに、安定流量値の代表値の分布も認識し、
   前記流量変化が無段階的であると認識され、かつ前記分布がランダムであると認識されると、特定のガス器具が使用されたと前記器具判別部が判別する器具判別装置。
2. 前記特定のガス器具とは、ガス給湯器である請求項１に記載の器具判別装置。