JP2010175439A - 電子式流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】電池容量の減少を予測して報知することが可能な電子式流量計を提供する。
【解決手段】電子式流量計１は、電池１６で他の電子部１０が稼働されている。電子式流量計１は、最小電力消費時において電子部１０の回路全体に流れる電流を計測する計測手段と、計測手段で計測された電流が閾値以上となった場合に報知する報知手段とを備える。上記計測手段は、例えば電流監視部１７とマイコン１１とで構成できる。上記報知手段は、例えばマイコン１１と、表示部１２や通信Ｉ／Ｆ１３とで構成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子式流量計に関し、より詳細には、電池により長期間稼動する電子式水道メータ、電子式ガスメータなどの電子式流量計に関する。

電子式流量計としては、電子式水道メータや電子式ガスメータなどが挙げられ、これらは電池により長期間稼動する必要がある。以下、電子式水道メータを例に挙げて説明する。

電子式水道メータは、リチウム電池１本で８年間動き続ける必要がある。そのため、回路設計は低消費電流化を図っている。電池が切れてしまうと、指針値も消えてしまい、料金トラブルにもつながってしまうため、一定期間毎に電池電圧を監視し、電池電圧が一定値未満になることが一定期間継続した場合、電池電圧低下と判定し、表示部に警告マークを表示し、また、電話回線や無線で警告を外部に通信で知らせていた。そして、電池容量が無くなる前に、電子式水道メータの点検、交換を促していた。

このような電子式水道メータの構成を図８を参照して説明する。図８は、従来の電子式水道メータの電子部の概略ブロック図である。図８で示す電子式水道メータ５０は、マイクロコンピュータ（マイコン）１１、表示部１２、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１３、パルスＩ／Ｆ１４、流量センサ１５、電源（電池）１６、及び電源電圧監視部５１を備える。

電子式水道メータ５０は、マイコン１１が制御全体を統括し、流量センサ１５からの流量信号を受けて、積算結果を表示部１２に表示する。また、外部との通信を通信Ｉ／Ｆ１３を通じて行い、パルス出力をパルスＩ／Ｆ１４を通じて行う。電源１６は、マイコン１１を含む電子部全体に電源を供給する。一部、マイコン１１より電源を供給するブロックもある。電源電圧監視部５１は、マイコン１１からの要求により、電源１６の電圧を監視し、結果をマイコン１１に応答する。マイコン１１は電池電圧が一定期間以上規定値を下回っていたら、表示部１２にアラーム表示を行い、必要に応じて、通信Ｉ／Ｆ１３を通じて、外部機器に通信により知らせている。

ここで、電池電圧低下検出に関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。また、図８のような電子式水道メータとして、例えば特許文献２には、流体の通過流量に応じて羽根車を回してその羽根車に取り付けるマグネットを回転し、そのマグネットの磁気を感知して磁気センサでパルス信号を出力し、その出力パルス信号から制御手段により流量を計測する電子式流量計が開示されている。特許文献１に記載の電子式流量計では、個々の使用最大流量に応じて、磁気センサに対する電源供給間隔を制御手段に設定可能とすることで、不必要に電源供給間隔が短くなってオーバースペックとなり、電池が大容量となったり、電池の数が増加したりしてコストアップとなることを防止している。

しかしながら、電子式流量計で使用されているリチウム電池は、容量の減り方と電圧の下がり方には比例関係がなく、ある一定容量を下回ると、急激に電圧が下がってくるという特性がある。そのため、電池電圧が閾値より下がって電池電圧低下アラームを表示したとしても、次に検針者が検針のために電子式流量計の設置場所に訪れたときには、表示が消えてしまっている恐れがある。なお、リチウム電池以外の電池であっても検針者の検針のタイミングによっては同様に表示が消えてしまっている恐れがある。

また、元来、電子式流量計は電池が切れないように設計されているため、電池電圧低下と判定するほど電圧が下がっているということは、回路基板になんらかの不具合が生じ、電流が想定外に大きく流れている可能性が高い。このような場合は特に、電池電圧低下と判定されてから容量が無くなってしまうまでの時間は短くなる恐れが高い。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、電池容量の減少を予測して報知することが可能な電子式流量計を提供することを、その目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、電池で稼動する電子式流量計であって、最小電力消費時において回路全体に流れる電流を計測する計測手段と、該計測手段で計測された電流が閾値以上となった場合に報知する報知手段とを備えたことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記計測手段は、前記電池の正極の直後又は負極の直前に配置した抵抗の電圧降下値から換算することで、前記電流を計測することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記計測手段は、前記抵抗に電流を流すか否かを切り替えるスイッチを有することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段において、前記最小電力消費時は、当該電子式流量計で測定対象となる被測定流体の流量が無く、且つ外部との通信も行っていないときを指すことを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１〜第４のいずれかの技術手段において、前記報知手段は、前記計測手段で計測された電流が閾値以上になった場合に、警告表示を行う表示手段を有することを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第１〜第５のいずれかの技術手段において、前記報知手段は、前記計測手段で計測された電流が閾値以上になった場合に、当該電子式流量計に接続された外部機器に通知する通知手段を有することを特徴としたものである。

本発明に係る電子式流量計によれば、電池容量の減少を予測して報知することが可能になる。

本発明に係る電子式水道メータの電子部の概略ブロック図である。 本発明に係る電子式水道メータの回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの概略回路図である。 図２の電子式水道メータにおける処理例を説明するためのフロー図である。 本発明に係る電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略図である。 本発明に係る電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略図である。 図１及び図２の電子式水道メータにおける報知例を説明するための図である。 図１及び図２の電子式水道メータにおける他の報知例を説明するための図である。 従来の電子式水道メータの電子部の概略ブロック図である。

以下、本発明に係る電子式流量計を電子式水道メータを挙げて説明するが、電子式ガスメータなど他の電子式流量計についても同様である。

図１は、本発明に係る電子式水道メータの電子部の概略ブロック図である。また、図２は、本発明に係る電子式水道メータの回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの概略回路図である。

図１で示す電子式水道メータ１は、マイコン１１、表示部１２、通信Ｉ／Ｆ１３、パルスＩ／Ｆ１４、及び流量センサ１５を有する電子部１０と、電子部１０に電源を供給する電源（電池）１６とを備え、電源１６により長時間稼働する。これらの構成要素１１〜１６については図８で上述した通りであり、説明を省略する。

電子式水道メータ１は、本発明の主たる特徴として、電源１６の電圧低下を予測するために、予め決まった条件（所定条件）下において電子部１０の回路全体を流れる電流を計測して監視する電流監視部１７を備える。従って、ここで説明する電子部１０は、電子式水道メータ１において電源１６及び電流監視部１７を除いた部分であり、電源１６から流される電流により駆動している。そして、電流監視部１７は計測した電流の値をマイコン１１に伝える。

電流監視部１７は専用のＩＣ（Integrated Circuit）で構成するなどすればよい。例えば、このＩＣは、電源１６である電池の正極の直後（又は負極の直前）に抵抗を配置し、その電圧降下を計測し、その電圧降下値を電流に換算する構成とすればよい。例えば、抵抗の上流部（又は負極の直前に設けた抵抗の下流部）は電池電圧であるため、電圧降下の計測のために、抵抗の下流部（又は負極の直前に設けた抵抗の上流部）の電圧を計測するＡ／ＤコンバータをＩＣに組み込むとよい。なお、この場合、電流監視部１７における電圧降下計測部分への電源供給元も電源１６となるため、電流監視部１７では電子部１０だけでなく電源供給部分を含めた回路全体に流れる電流を計測することが好ましい。

電流監視部１７で例示したように、本発明に係る電子式水道メータ１は、所定条件下において電子式水道メータ１の回路全体に流れる電流を計測する計測手段を備える。

また、上述した所定条件下とは、電子式水道メータ１の最小電力消費時であることを指す。また、最小電力消費時とは、好ましくは、電子式水道メータ１で測定対象となる被測定流体の流量が無く、且つ外部との通信も行っていないときを指す。実際、電子式水道メータ１は、低消費電力化を図るために、流れのないときなどは極力マイコン１１を動作させず低消費モードで待機している。また、流量センサ１５への電源供給も間欠駆動とすることにより、電流消費を抑えている。従って、水が流れておらず、通信も行っていない状態が最も電流が小さくなる。この状態（以下、定常状態という）における電流値は、設計値から分かっているため、最小電力消費時としてこの定常状態にあることを採用するとよい。また、閾値については、定常状態における電流値は設計値から分かっているため、その設計値を元に決めればよいが、誤差分を考慮し、例えば設計値の２倍の値を閾値として設定しておけばよい。

そして、本発明に係る電子式水道メータ１は、電流監視部１７で例示した計測手段で計測された電流が閾値以上となった場合に報知する報知手段を備える。上記報知手段は、例えばマイコン１１と、表示部１２及び／又は通信Ｉ／Ｆ１３とで構成できる。マイコン１１が、電流監視部１７から受けた電流の値を内部に予め格納した閾値と比較して、閾値以上になった場合に、表示部１２に表示指示を行って表示部１２で報知させるか、或いは通信Ｉ／Ｆ１３を介して電子式水道メータ１に接続された外部機器に通知してその外部機器で報知させるか、或いは双方で報知させる。表示部１２での表示例や外部機器での報知例は後述する。

このように本発明では、所定条件下で回路全体を流れる消費電流を監視することにより、電池容量の減少を予測し、報知すること、つまり外部に知らせることが可能になる。より具体的には、本発明では、電池容量のチェックを電池電圧ではなく、電流から予測することにより、回路基板上の異常による消費電流の増大を直後に掴むことができるため、電池が切れて検針不可となる前に、電子式水道メータ１の交換や電池交換が可能になる。

図３は、図２の電子式水道メータにおける処理例を説明するためのフロー図である。マイコン１１には通常の動作モードと停止モード（上記低消費モード）とが切り替え可能になっており、マイコン１１が動作モードであるときの電子式水道メータ１の処理例の概要を、図３に基づき説明する。マイコン１１は停止モードである場合にも、電源１６の監視は必要であるため、一定期間（例えば７日間）毎に停止モードから動作モードに移行して、以下に説明する処理を実行する。

まず、マイコン１１が、動作モードに移行してから所定時間（例えば２４時間）経過したか否かを判定し（ステップＳ１）、経過したことが確認できた場合（ＹＥＳの場合）のみ以下の処理を実行し、経過していない場合（ＮＯの場合）には処理を終了する。なお、この所定時間経過後に処理を行う理由は、所定時間は少なくとも電源１６の残量が無くならないと想定しているためである。

ステップＳ１でＹＥＳの場合、マイコン１１が定常状態であるか否かを判定（ステップＳ２）。定常状態でなければ、定常状態になるまで待機する。定常状態になったとき（ステップＳ２でＹＥＳになったとき）、マイコン１１が電流監視部１７に指示し、電流監視部１７が回路全体の電流を計測し、マイコン１１にその値を返す（ステップＳ３）。マイコン１１は、計測された電流値と内部に設定した閾値を比較して、電流値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。マイコン１１は、閾値未満であれば（ステップＳ４でＮＯの場合）、マイコン１１内部に設けた電流異常カウンタをクリアし（ステップＳ６）、処理を終了する。一方、マイコン１１は、閾値以上であれば（ステップＳ４でＹＥＳの場合）、電流異常カウンタの値を更新する（ステップＳ５）。

マイコン１１は、ステップＳ５で更新した結果と異常判定値（例えば３０回）を比較し、更新した電流異常カウンタの値が異常判定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。マイコン１１は、異常判定値以上であれば（ステップＳ７でＹＥＳの場合）、電流異常発生と判断し、表示部１２及び／又は通信Ｉ／Ｆ１３によってアラームを外部に通知し（ステップＳ８）、終了する。一方、電流異常カウンタの値が異常判定値未満であれば（ステップＳ７でＮＯの場合）、そのまま処理を終了する。

図４は、本発明に係る電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略図である。図４で示す電子式水道メータ１は、電源１６である電池の正極の直後に抵抗１８を配置し、その電圧降下を計測し、その電圧降下値を電流に換算する構成としている。例えば、抵抗１８の上流部は電池電圧であるため、電圧降下の計測は、抵抗１８の下流部の電圧をマイコン１１に内蔵されているＡ／Ｄコンバータなどで行えばよい。

また、抵抗１８の配設位置は電源（電池）１６の負極の直前であってもよく、この場合の電圧降下の計測は、抵抗１８の上流部の電圧をマイコン１１に内蔵されているＡ／Ｄコンバータなどで行えばよい。このように、図４で例示する電子式水道メータ１は、上記計測手段を、抵抗１８とマイコン１１とで構成している。

このような構成を採用することで、電流を直接計測するために専用のＩＣ等を使用する場合に比べてコストが嵩まなくて済む。

図５は、本発明に係る電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略回路図で、図１の電子式水道メータの他の回路構成例を示す概略図である。図５で示す電子式水道メータ１は、図４で示す電子式水道メータ１において、スイッチ１９をさらに設けたものである。

このスイッチ１９は、電流計測用の抵抗１８に電流を流すか否かを切り替えるように設けられる。つまり、図５で例示する電子式水道メータ１は、上記計測手段を、抵抗１８とマイコン１１とスイッチ１９とで構成したものである。このようなスイッチ１９を設けることにより、電流を計測したいときのみ抵抗１８に電流を流し通常時に不要な電流を流さなくてもいいようにすることができ、電流測定のための抵抗１８に常時電流を流して電池消耗してしまうことを防ぐことが可能になる。

図６は、図１及び図２の電子式水道メータにおける報知例を説明するための図である。図６で示す電子式水道メータ１は、表示部１２に電池マーク１２ａを付けたり領域１２ｂで示したように電池マークを消したりして、電池マークを点滅させることにより、警告表示を行っている。このような警告表示を電流値が閾値以上になったときに行うことにより、電流が大きくなったこと、つまり電池電圧の低下が予想されることを、検針員や消費者に知らせることができ、電池切れ前の交換が可能となる。

図７は、図１及び図２の電子式水道メータにおける他の報知例を説明するための図である。図７で示す電子式水道メータ２０は、図１〜図５で説明した電子式水道メータ１と基本的に同様であり、接続線３０を介して外部機器の一例である遠隔カウンタ４０に接続されている点が異なる。電子式水道メータ２０は、地下に設置されており、電流値が閾値以上になったときに内部の通信Ｉ／Ｆ（通信Ｉ／Ｆ１３に相当）を介して遠隔カウンタ４０に通信により電流異常を通知し、遠隔カウンタ４０の表示部４１でアラームマーク（ここでは電池マーク４１ａで例示）を表示させる。このような警告表示により、電流が大きくなったこと、つまり電池電圧の低下が予想されることを、検針員や消費者に知らせることができ、電池切れ前の交換が可能となる。

また、外部機器として遠隔カウンタ４０を挙げて説明したが、電子式水道メータに接続された網制御装置（ＮＣＵ）を介して、集中監視システム等へアラームを送信するようにしてもよい。つまり、外部機器としては、外部接続された集中監視システムなどが適用できる。

以上、本発明について電子式水道メータ１を例に挙げて説明したが、本発明に係る電子式水道メータ１は、電流監視部１７又は抵抗１８等の計測手段だけでなく、図８の電源電圧監視部５１も設け、電流による監視と共に電源電圧の監視も行うことが好ましい。つまり、電流監視を行うことにより、電圧監視を停止するわけではなく、並行して電圧監視も行うことが好ましい。その場合、電源電圧監視部５１は電子部１０に含まれるものとして電流の計測を行えばよい。

１…電子式水道メータ、１０…電子部、１１…マイコン、１２…表示部、１３…通信Ｉ／Ｆ、１４…パルスＩ／Ｆ、１５…流量センサ、１６…電源（電池）、１７…電流監視部、１８…抵抗、１９…スイッチ。

特公平０１−１４８９８２号公報 特開２００５−２５７２７３号公報

Claims (6)

1. 電池で稼動する電子式流量計であって、最小電力消費時において回路全体に流れる電流を計測する計測手段と、該計測手段で計測された電流が閾値以上となった場合に報知する報知手段とを備えたことを特徴とする電子式流量計。
2. 前記計測手段は、前記電池の正極の直後又は負極の直前に配置した抵抗の電圧降下値から換算することで、前記電流を計測することを特徴とする、請求項１に記載の電子式流量計。
3. 前記計測手段は、前記抵抗に電流を流すか否かを切り替えるスイッチを有することを特徴とする、請求項２に記載の電子式流量計。
4. 前記最小電力消費時は、当該電子式流量計で測定対象となる被測定流体の流量が無く、且つ外部との通信も行っていないときを指すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子式流量計。
5. 前記報知手段は、前記計測手段で計測された電流が閾値以上になった場合に、警告表示を行う表示手段を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子式流量計。
6. 前記報知手段は、前記計測手段で計測された電流が閾値以上になった場合に、当該電子式流量計に接続された外部機器に通知する通知手段を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子式流量計。

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