JP2013164327A - Gas meter mounted with acceleration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガスメーターに係り、特に、3軸方向加速度センサを搭載したガスメーターに関する。 The present invention relates to a gas meter, and more particularly to a gas meter equipped with a triaxial acceleration sensor.
従来、地震発生時のガスメーター遮断装置として鉄球接触型震度スイッチが用いられている(例えば特許文献1)。震度スイッチ100は、図6に示すように函体101内の凹円錐状内底面102に球103を転動自在に収納している。通常時は、球103は中蓋104中央部に上下方向摺動自在に保持された円盤105が、自重により球103を下方に押し付けており、円盤105と一体のプランジャ108は下降して、スイッチ機構106と接点107とをOFF状態としている。
Conventionally, an iron ball contact-type seismic intensity switch has been used as a gas meter shut-off device when an earthquake occurs (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 6, the
地震等による函体101の震動があると、球103は中央から端へと転動し、これに伴いプランジャ108が上方に押し上げられて接点107をオンにし、遮断弁(図示せず)を作動させる。
When the
上記震度スイッチ100の方式では、地震動と衝撃動との判別が不明確という問題があり、これを解決するため3軸方向加速度センサを搭載したガスメーターも提案されている(例えば特許文献2)。
In the
ガスメーターは傾きがない正立状態で設置されていることが求められ、ガスメーター取付の際に水準器による水平確認が実施されている。
また、設置時は正立状態で取り付けられていても、設置後に地震等発生により傾きが生じる場合もある。特に、メーター周囲の地面全体が地震等の影響で著しく傾いている場合には、地中の配管に亀裂等の問題が生じている場合もあり、これを放置又は自動復帰機能を有するメーターにおいて自動復帰させることは保安上問題となる。
The gas meter is required to be installed in an upright state with no inclination, and the level is confirmed by a level when the gas meter is installed.
Moreover, even if it is attached in an upright state at the time of installation, an inclination may occur due to an earthquake or the like after installation. In particular, if the entire ground around the meter is significantly tilted due to an earthquake or the like, there may be a problem such as a crack in the underground piping. Restoring is a security issue.
しかしながら従来、このような状態を速やかに判定する手段はなく、検針時の目視による確認に止まっていた。また、この問題の対応に関して、特許文献1、2には何らの開示もない。
However, conventionally, there is no means for quickly determining such a state, and only visual confirmation at the time of meter reading has been stopped. Further,
本願発明者らは、ガスメーターに搭載される加速度センサを利用して上記課題を解決する技術を完成させた。本発明は、以下の内容を要旨とする。すなわち、本発明に係る加速度センサ搭載ガスメーターは、
(1)3軸方向加速度センサを搭載し、震度判定に基づいてメーター遮断する機能を備えたガスメーターであって、
ガスメーター設置時に、該加速度センサが計測する加速度値に基づいて、3軸方向の初期オフセット値(θ=θ0、φ=φ0)を取得する手段と、
ガスメーター供用中の地震発生時において、地震終息後オフセット値(θ=θe、φ=φe)を取得する手段と、
地震終息後オフセット値の初期オフセット値からの変動量を求める手段と、
該変動量が第一の閾値(ε1、ε2)を超えたときは、ガスメーターの供給を遮断する手段と、
を備えて成ることを特徴とする。
但し、重力加速度Gの3軸成分をGx、Gy、Gzとして
The inventors of the present application have completed a technique for solving the above problems by using an acceleration sensor mounted on a gas meter. The gist of the present invention is as follows. That is, the acceleration sensor-equipped gas meter according to the present invention is
(1) A gas meter equipped with a triaxial acceleration sensor and having a function of shutting off the meter based on seismic intensity judgment,
Means for obtaining an initial offset value (θ = θ 0 , φ = φ 0 ) in the three-axis directions based on an acceleration value measured by the acceleration sensor when the gas meter is installed;
Means for obtaining an offset value (θ = θe, φ = φe) after the end of the earthquake at the time of the occurrence of an earthquake in service of a gas meter;
Means for determining the amount of change from the initial offset value of the offset value after the end of the earthquake;
Means for shutting off the supply of the gas meter when the fluctuation amount exceeds the first threshold (ε1, ε2);
It is characterized by comprising.
However, the triaxial component of the gravitational acceleration G is Gx, Gy, Gz
本発明において、オフセット値φについては逆正接値を用いるか、及び/又は、逆正弦値及び逆余弦値を用いるかを適宜選択することができる。 In the present invention, it is possible to appropriately select whether to use an arc tangent value and / or an arc sine value and an arc cosine value for the offset value φ.
(2)上記(1)の発明において、前記初期オフセット値が第二の閾値(α0)を超えたときは警報発報する手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。 (2) The invention of the above (1) is characterized by further comprising means for issuing an alarm when the initial offset value exceeds the second threshold value (α0).
(3)上記各発明において、地震終息後に配管系統の安全が確認された時は、遮断されたメーターを自動的に復帰させる自動復帰機能をさらに備え、かつ、
前記変動量が前記第一の閾値を超えているときは、該自動復帰機能を稼働させない手段を、さらに備えて成ることを特徴とする。
(3) In each of the above inventions, when the safety of the piping system is confirmed after the end of the earthquake, an automatic return function for automatically returning the shut-off meter is further provided, and
The apparatus further comprises means for not operating the automatic return function when the fluctuation amount exceeds the first threshold value.
本発明によれば、ガスメーターの傾きを定量的に取得、監視することができるため、設置時の施工の適正化が可能になるという効果がある。 According to the present invention, since the inclination of the gas meter can be obtained and monitored quantitatively, there is an effect that it is possible to optimize the construction at the time of installation.
また、地震発生後のガスメーターの傾き、特に目視では判定困難な付近の地面全体が傾いているケースであっても検知できる。これにより、地中配管に亀裂等が生じているリスクを、地上から判定可能という効果がある。 In addition, it can be detected even when the gas meter is tilted after an earthquake, particularly when the entire ground is tilted in the vicinity, which is difficult to determine visually. Thereby, there is an effect that it is possible to determine the risk of cracks in the underground piping from the ground.
また、変動量に基づいて自動復帰機能の稼働停止を行う発明においては、地中配管の亀裂等の危険性がある場合に自動復帰機能を稼働させないため、安全性のさらなる向上を図ることができるという効果がある。 Further, in the invention in which the operation of the automatic return function is stopped based on the fluctuation amount, the automatic return function is not operated when there is a danger such as a crack in the underground pipe, so that the safety can be further improved. There is an effect.
以下、本発明の実施形態について、図1乃至4を参照してさらに詳細に説明する。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. Needless to say, the scope of the present invention is described in the claims and is not limited to the following embodiments.
<第一の実施形態> <First embodiment>
図1を参照して、加速度センサ搭載ガスメーター1は、筺体1a内のガス流路5中に配設され需要家のガス使用量を計測する流量センサ4と、ガス流路5内の圧力計測のための圧力センサ7と、緊急時にガス供給を遮断するための遮断弁6と、地震検知及びメーターの傾き検知を行う加速度センサ3と、需要家のガス使用量を表示する使用量表示部9と、メーターの傾きが後述する閾値を超えている場合にアラーム発報を行うアラーム表示部8と、これら各部と情報の授受を行って必要な指令を発する制御部2と、を主要構成として備えている。
Referring to FIG. 1, an acceleration sensor-equipped
加速度センサ3は、互いに直交するX,Y,Z軸の加速度を検出するセンサであり、例えばピエゾ抵抗素子を用いてホイートストーンブリッジ回路を構成し、抵抗値変化を検出するデバイスを用いることができる。加速度センサ3の検出した加速度信号は、所定の周波成分を抽出するフィルター(図示せず)、検出信号をA/D変換して出力する信号変換部(図示せず)等を経由して、制御部2に取り込まれる。
The
制御部2は、加速度センサ3により得た3軸加速度に基づくメーターの傾き判定、判定結果に基づく遮断弁6の開閉制御及びアラーム発報制御、等を行う機能を備えている。なお、制御部2はCPU、RAM、ROM、クロック回路、補助メモリ部等を主要構成とするマイコンにより実装可能である。
The control unit 2 has functions for performing determination of the inclination of the meter based on the triaxial acceleration obtained by the
次に、図3を参照して、制御部2により実行されるメーター設置以降の傾き監視のフローについて説明する。メーター設置完了後に(S101)、メーター起動操作が行われる(S102)。 Next, with reference to FIG. 3, the flow of inclination monitoring after the meter installation executed by the control unit 2 will be described. After the completion of meter installation (S101), a meter activation operation is performed (S102).
次いで、加速度センサにより加速度値の測定が行われ、3軸の値変動が所定の閾値以内に収まっていることを以ってメーター静止状態を確認する(S103においてYES)。
この状態で初期オフセット値θ0、φ0の取得が行われる(S104)。図2を参照して、θ0、φ0は、重力加速度Gの3軸成分をGx、Gy、Gzとして上記(1)、(2)式で示される。なお、表示の便宜上、重力方向を上向きに示している。
Next, the acceleration value is measured by the acceleration sensor, and the meter stationary state is confirmed by confirming that the three-axis value fluctuation is within a predetermined threshold (YES in S103).
In this state, initial offset values θ 0 and φ 0 are obtained (S104). Referring to FIG. 2, θ 0 and φ 0 are expressed by the above formulas (1) and (2) where Gx, Gy, and Gz are three-axis components of gravitational acceleration G. For the convenience of display, the direction of gravity is shown upward.
初期オフセット値取得後に地震が発生した際には、加速度センサによる震度又は震度相当の指標値(例えばSI値)判定が行われる(S106)。なお、本フローでは省略するが、実際には所定の震度以上に相当する場合には、遮断弁6によるメーター遮断が行われる。
When an earthquake occurs after the initial offset value is acquired, seismic intensity by the acceleration sensor or an index value (for example, SI value) corresponding to the seismic intensity is determined (S106). Although omitted in the present flow, in the case of actually corresponding to a predetermined seismic intensity or higher, the meter is shut off by the shut-off
さらに地震終息後にメーターの静止判定が行われる。静止判定は、3軸の加速度値変動が所定の閾値以下であるか否かにより行われる(S107)。閾値以下の場合には(S107においてYES)、上記(1)、(2)式により地震後のオフセット値
θe,φeの取得が行われる(S108)。
Furthermore, the meter is judged to be stationary after the earthquake. The stillness determination is performed based on whether or not the three-axis acceleration value fluctuation is equal to or less than a predetermined threshold (S107). If it is equal to or less than the threshold value (YES in S107), the post-earthquake offset values θe and φe are obtained by the above equations (1) and (2) (S108).
さらに、地震後オフセット値の初期オフセット値に対する変動量が求められる(S109)。具体的には、オフセット値の差の絶対値 |θe−θ0|、|φe−φ0| がそれぞれ所定の閾値(請求項における第一の閾値)ε1、ε2以下に収まっているか否かが判定される。閾値以下である場合には(S109においてYES)、地震によるメーター傾きなし、又は無視できると判定され、メーター遮断しない(S106へ)。 Further, the amount of change of the post-earthquake offset value with respect to the initial offset value is obtained (S109). Specifically, whether or not absolute values | θe−θ 0 | and | φe−φ 0 | of offset value differences are within predetermined threshold values (first threshold values in the claims) ε1 and ε2 or not. Determined. If it is equal to or less than the threshold (YES in S109), it is determined that the meter is not tilted due to the earthquake or can be ignored, and the meter is not shut off (to S106).
オフセット値の差の絶対値が閾値を超えている場合には(S109においてNO)、地震による配管の傾き、又は地面全体の傾きが異常であると判定され、遮断弁の閉止によりメーター遮断が行われる。同時にアラーム表示部8にアラーム点灯が行われる。(S110)。 If the absolute value of the difference between the offset values exceeds the threshold value (NO in S109), it is determined that the inclination of the piping due to the earthquake or the inclination of the entire ground is abnormal, and the meter is shut off by closing the shutoff valve. Is called. At the same time, alarm lighting is performed on the alarm display section 8. (S110).
なお、本実施形態では重力加速度Gの3軸成分Gx、Gy、Gzにより傾き判定する例を示したが、X成分、Y成分は非常に小さいため誤差も大きくなることを考慮して、Z成分のみに基づき判定する態様としてもよい。以下の実施形態においても同様である。 In this embodiment, an example in which the inclination is determined based on the three-axis components Gx, Gy, and Gz of the gravitational acceleration G has been shown. However, taking into account that the X component and the Y component are very small, the error also increases. It is good also as an aspect determined based only on. The same applies to the following embodiments.
また、本実施形態では逆三角関数を用いて傾きθ、φを求める例を示したが、θ、φの三角関数cosθ、tanφの値により判定する態様としてもよい。 In the present embodiment, an example in which the inclinations θ and φ are obtained using inverse trigonometric functions has been described. However, a determination may be made based on the values of the trigonometric functions cos θ and tan φ of θ and φ.
また、本実施形態では初期及び地震後のオフセット変動量の判定において、オフセット値の差の絶対値)に対して異なる閾値ε1、ε2を用いる例を示したが、同一閾値であってもよい。 In the present embodiment, an example is shown in which different thresholds ε1 and ε2 are used for the offset variation absolute value after the initial and post-earthquake, but the same threshold may be used.
また、変動量評価指標として、地震前後のオフセット値の差の絶対値を用いる例を示したが、他の評価指標、例えば両オフセット値の比θe/θ0、φe/φ0 等により判定する態様としてもよい。 The judges, as the fluctuation amount evaluation index, an example of using the absolute value of the difference between the offset value before and after the earthquake, other metrics, for example, specific .theta.e / theta 0 in both offset values, by .phi.e / phi 0 etc. It is good also as an aspect.
<第二の実施形態>
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、メーター起動操作に際してメーター取付時の傾きが所定の閾値以下であること条件とする態様に関する。本実施形態の構成は、上述の実施形態の構成と同様であるので重複説明を省略する。
図4を参照して、S201乃至S204については第一の実施形態のS101乃至S104と同様である。)。
<Second Embodiment>
Next, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment relates to an aspect in which the inclination when the meter is attached is not more than a predetermined threshold during the meter activation operation. Since the configuration of the present embodiment is the same as the configuration of the above-described embodiment, redundant description is omitted.
Referring to FIG. 4, S201 to S204 are the same as S101 to S104 of the first embodiment. ).
初期オフセット値 θ0,φ0 の取得(S204)後に、θ0が所定の閾値(請求項における第二の閾値)α0以下に収まっているか否かの判定が行われる(S205)。閾値を超えている場合には(S205においてNO)、閾値以下となるまでメーター取付の手直しを行う(S201)。閾値以下である場合には(S205においてYES)、メーター取付の手直しは行わない(S205)。
その後のフローについては第一の実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。
After obtaining the initial offset values θ 0 and φ 0 (S204), it is determined whether or not θ 0 falls within a predetermined threshold value (second threshold value in the claims) α0 (S205). If the threshold value is exceeded (NO in S205), the meter mounting is reworked until the threshold value is reached (S201). If it is less than or equal to the threshold (YES in S205), the meter mounting is not reworked (S205).
Since the subsequent flow is the same as that of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
<第三の実施形態>
さらに、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態は、初期及び地震後のオフセット変動が所定の閾値以下であることを、メーター自動復帰の条件とする態様に関する。本実施形態の構成が上述の各実施形態と異なる点は、制御部2がメーター自動復帰可否判定機能を、さらに備えていることである。その他の構成は第一の実施形態の構成と同様であるので重複説明を省略する。
図5を参照して、S301乃至S306については第二の実施形態のS201乃至S206と同様である。
<Third embodiment>
Furthermore, another embodiment of the present invention will be described. The present embodiment relates to an aspect in which the initial and post-earthquake offset fluctuations are not more than a predetermined threshold value as a condition for automatic meter return. The difference of the configuration of this embodiment from the above-described embodiments is that the control unit 2 further includes a meter automatic return availability determination function. Since other configurations are the same as the configurations of the first embodiment, redundant description is omitted.
Referring to FIG. 5, S301 to S306 are the same as S201 to S206 of the second embodiment.
メーター供用開始後に地震が発生した時は、加速度センサ3により震度または震度相当の指標値(例えばSI値)判定が実施される(S307)。基準値(例えば、震度5に相当する判定値)を下回る場合には(S308においてNO)、第二の実施形態のS208以下のフローが実行される。
When an earthquake occurs after the meter starts operating, the
基準値以上の場合には(S307においてYES)、遮断弁6を閉じてメーター遮断が行われる(S309)。
その後、地震が終息した後にメーターの静止判定が行われる。静止判定は、3軸の加速度値変動が所定の閾値以下であるか否かにより行われる(S310)。閾値以下の場合には(S310においてYES)、上記(1)、(2)式により地震後のオフセット値
θe,φeの取得が行われる(S311)。
If it is equal to or greater than the reference value (YES in S307), the
After that, the meter is judged to be stationary after the earthquake ends. The stillness determination is performed based on whether or not the three-axis acceleration value fluctuation is equal to or less than a predetermined threshold (S310). If it is equal to or less than the threshold value (YES in S310), the post-earthquake offset values θe and φe are obtained by the above equations (1) and (2) (S311).
次いで、地震後オフセット値の初期オフセット値に対する変動量が求められる(S312)。具体的には、地震前後のオフセット値の差の絶対値がそれぞれ所定の閾値(請求項における第一の閾値)ε1、ε2以下に収まっているか否かが判定される。 Next, a fluctuation amount with respect to the initial offset value of the post-earthquake offset value is obtained (S312). Specifically, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the offset values before and after the earthquake falls within predetermined threshold values (first threshold values in the claims) ε1 and ε2.
閾値以下である場合には(S312においてYES)、次に流量センサ4による微小流量検知、圧力センサ7による圧力低下の有無検知により、配管漏えい有無の判定が行われる(S313)。これらの値が所定の条件を満たす場合であって(S313においてYES)、S309においてメーターが遮断となっている場合には自動復帰操作(遮断弁6開)が行われ(S314)、S307に戻る。 If it is equal to or less than the threshold value (YES in S312), the presence / absence of pipe leakage is determined by detecting the minute flow rate by the flow sensor 4 and detecting the presence or absence of pressure drop by the pressure sensor 7 (S313). If these values satisfy a predetermined condition (YES in S313), if the meter is shut off in S309, an automatic return operation (open shut-off valve 6) is performed (S314), and the process returns to S307. .
一方、これらの値が基準値以下の場合には(S313においてNO)、自動復帰操作(遮断弁6開)は行われず、アラーム表示点灯となる(S315)。 On the other hand, if these values are equal to or less than the reference value (NO in S313), the automatic return operation (opening of the shut-off valve 6) is not performed and the alarm display is lit (S315).
本発明は、ガスメーターのみならず、正立状態を設置条件とする計量器等に広く適用可能である。 The present invention can be widely applied not only to a gas meter but also to a measuring instrument having an upright state as an installation condition.
1・・・・加速度センサ搭載ガスメーター
2・・・・制御部
3・・・・加速度センサ
4・・・・流量センサ
5・・・・ガス流路
6・・・・遮断弁
7・・・・圧力センサ
8・・・・アラーム表示部
9・・・・使用量表示部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ガスメーター設置時に、該加速度センサが計測する加速度値に基づいて、3軸方向の初期オフセット値(θ=θ0、φ=φ0)を取得する手段と、
ガスメーター供用中の地震発生時において、地震終息後オフセット値(θ=θe、φ=φe )を取得する手段と、
地震終息後オフセット値の初期オフセット値からの変動量を求める手段と、
該変動量が第一の閾値(ε1、ε2)を超えたときは、ガスメーターの供給を遮断する手段と、
を備えて成ることを特徴とする加速度センサ搭載ガスメーター。
但し、重力加速度Gの3軸成分をGx、Gy、Gzとして
Means for obtaining an initial offset value (θ = θ 0 , φ = φ 0 ) in the three-axis directions based on an acceleration value measured by the acceleration sensor when the gas meter is installed;
Means for obtaining an offset value (θ = θe, φ = φe) after the end of the earthquake at the time of an earthquake in service of a gas meter;
Means for determining the amount of change from the initial offset value of the offset value after the end of the earthquake;
Means for shutting off the supply of the gas meter when the fluctuation amount exceeds the first threshold (ε1, ε2);
A gas meter equipped with an acceleration sensor.
However, the triaxial component of the gravitational acceleration G is Gx, Gy, Gz
前記変動量が前記第一の閾値を超えているときは、該自動復帰機能を稼働させない手段を、さらに備えて成ることを特徴とする請求項1又は2に記載の加速度センサ搭載ガスメーター。 When the safety of the piping system is confirmed after the end of the earthquake, it is further equipped with an automatic return function that automatically returns the shut-off meter, and
The acceleration sensor-equipped gas meter according to claim 1, further comprising means for not operating the automatic return function when the fluctuation amount exceeds the first threshold value.
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