JP2014228379A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆流方向の流量が発生する膜式の計量方法において相殺バッファを設けることで実流量値と指針値とのズレを防止する。【解決手段】流量検出部２１、正逆判定部２２、負パルス判定部２３、負要求判定部２４、正パルス判定部２５、正要求判定部２６、バッファ部２７、指針値保持部２８とを備え、正要求判定部２６と負要求判定部２４が正パルス判定部２５と負パルス判定部２３の各対になる処理要求信号を受け取ったときに互い対となる起点越え信号がない場合にバッファ値の加減算することでガス流量と指針値のズレを防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明はガス遮断装置の流量計測において、流量を計測している流れが正流方向・逆流方向に切替わる時に発生する計量誤差の発生を防止するためのものである。

従来、この種のガス遮断装置として、計量部（流量入力部）が膜により構成されたものにおける脈動等に起因する指針値のズレを防止しようとするものがあるが、これは磁石とリードスイッチで構成された流量検出部において、脈動によるリードスイッチの所謂チャタリングによる誤検知を防止しようとするもので、逆流方向の流量を検出する構成は開示されていない（例えば、特許文献１参照）。

一方、逆流方向の流量を考慮した補正方法が開示されたものがある（例えば、特許文献２参照）。

図５は、特許文献２に記載された従来のガス遮断装置のブロック図を示すものである。

図５に示すように、従来のガス遮断装置は流量入力部１、流量演算部２、第１バッファ３、第２バッファ４、指針値保持部５から構成され、以下にその役割を記載する。

なお、ガス遮断装置の特徴である流量演算部２から流量値信号ｂを取得して予め保持している判定値（例えば、ガスが大量に漏れた時の判定値等）と流量値信号ｂを比較し異常の有無（例えば、判定値を越えているか否か）を判定する異常判定部や、異常判定部で異常と判定したときにガス通路を閉栓する弁は本願の記載からは割愛する。

流量入力部１はガス通路内を通過するガス流量に対応した流量信号ａを出力し、流量演算部２は流量入力部１の流量信号ａを用いて流量値信号ｂを算出して出力する。

第１バッファ３は、それまで保持していたカウンタ値に流量演算部２の流量値信号ｂを加減算し、カウンタ値と流量値信号ｂの合計値が所定の積算桁上げ値以上に達すると積算値のカウントアップを行い積算値信号ｅを出力すると共に、積算桁上げ値を越えた剰余の値を剰余信号ｃとして出力したあと切り捨ててカウンタ値をクリアする。

第２バッファ４は、第１バッファ３の剰余信号ｃを受け取ると今まで保持していた剰余の値に新たに取得した剰余の値を加算して保持し、所定のタイミングで剰余加算信号ｄを出力して第１バッファ３のカウンタに加算する。

指針値保持部５は、第１バッファ３の積算値信号ｅを受け取ると、カウントアップした積算値を保持し直してＬＣＤ等の表示素子を用いて指針値（＝積算値）を表示するように構成されている。

また、他の誤差発生の防止方法として、定期的に正流方向・逆流方向の流量を一時的にストックし相殺する構成もある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−５５３３９号公報 特許第３７８１９４９号公報 特許第３３４４８４６号公報

計量部（流量入力部）が膜により構成されたものは、膜の往復運動をリンク機構等を用いて回転運動に変換し、例えば、図６に記載したように回転運動する機構部に配置した磁石の位置をリードスイッチで検出するように構成されており、リードスイッチのオンの度に所定の計量単位の加算を行うようになっている。

この構成において、ガスの通過量は、楕円軌道の軌跡で移動する磁石によりオン・オフするリードスイッチの入力にて、１回転、すなわちオンからオフとなり次のオンを判定するまで、を検出しないと計量ができない。

さらに、計量部（流量入力部）が膜で構成されている場合は、図６に記載したようにオン範囲中やオフ範囲中はガスが流れていてもオン・オフの状態が変わらないので、ガスが流れているか否かが判らないため、瞬間的なガス流量を検出することはできず、ガスが流れているか否かはリードスイッチのオン・オフの状態が変化するまでは判断できない。

従って、膜で計量部を構成したガス流量計において、逆流方向の流量が発生するような場合、特許文献２に記載された正流方向の流量によるバッファリングを行う構成や、特許文献３に記載された定期的に瞬時流量を計測して、相殺バッファを補正することを前提とした構成を適用することは困難であり、実流量と指針値との誤差発生を解消できないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、膜を計量部としかつ正流方向・逆流方向の流量が発生するような場合においても指針値に誤差が発生しないガス遮断装置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、本発明のガス遮断装置は、ガス通路内を通過するガス流量に基づいた複数のパルス信号を流量信号として出力する流量検出部と、前記流量信号に基づき前記ガス流量の正逆方向を判定し、逆流方向であれば負パルス信号を、正流方向であれば正パルス信号を出力する正逆判定部と、前記複数のパルス信号のＨｉ，Ｌｏの組み合わせが所定の組み合わせとなる状態を起点とするとき、前記負パルス信号をカウントし、逆流方向側の起点に到達したときに負処理要求信号を出力し、さらに前記逆流方向側の起点を超えたときに負起点越え信号を出力し、負クリア信号を受け取ると前記負起点越え信号の出力を停止する負パルス判定部と、前記負処理要求信号を受け取ると、正起点越え信号がない場合には減算信号を出力し、前記正起点越え信号の有無に係わらず正クリア信号を出力する負要求判定部と、前記正パルス信号をカウントし、正流方向側の起点に到達したときに正処理要求信号を出力し、さらに前記正流方向側の起点を超えたときに前記正起点越え信号を出力し、前記正クリア信号を受け取ると前記正起点越え信号の出力を停止する正パルス判定部と、前記正処理要求信号を受け取ると、前記負起点越え信号がない場合には加算信号を出力し、前記負起点越え信号の有無に係わらず前記負クリア信号を出力する正要求判定部と、前記減算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値から予め定められた第１の所定量を減算して新たなバッファ値として保持し、前記加算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値に予め定められた第２の所定量を加算して新たなバッファ値として保持し、加算後のバッファ値が予め定めていた積算単位値を越えたときにバッファオーバ信号を出力して加算後のバッファ値から前記積算単位値を差し引いて新たなバッファ値として保持し直すバッファ部と、前記バッファオーバ信号を受け取ると現在保持している指針値に前記積算単位値を加算して新たな指針値として保持する指針値保持部と、を備えたものである。

これによれば、単に起点到達時にバッファ部の加減算を実施することを防止できるため、例えば、供給ガスの圧力変動に伴う脈動で起点を挟んで流量信号が行き来するような状態が発生しても第１の所定量と第２の所定量の差が蓄積されることを防止し、かつ減算のみ・加算のみを繰り返すことも防止することができるようになる。

本発明のガス遮断装置は、逆流方向の流量を伴う瞬時流量を計測できない膜式であっても単純に起点到達時にバッファ部の加減算を実施することを防止してバッファ部のバッファ値を適正化できるようになるため、実流量値と指針値のズレを防止して指針値の精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態１におけるプログラム動作を示すフローチャート （１）本発明の実施の形態１における流量信号の起点と状態の関係を示す図、（２）同、正逆方向の判断を説明する図、（３）同、動作説明のための図 本発明の実施の形態１において３つのパルス信号を用いる際のセンサ出力判定の起点と状態の関係を示す図 従来のガス遮断装置の機能ブロック図 リードスイッチと磁石による流量信号の取り出し方法を示す概念図

第１の発明は、ガス通路内を通過するガス流量に基づいた複数のパルス信号を流量信号として出力する流量検出部と、前記流量信号に基づき前記ガス流量の正逆方向を判定し、逆流方向であれば負パルス信号を、正流方向であれば正パルス信号を出力する正逆判定部と、前記複数のパルス信号のＨｉ，Ｌｏの組み合わせが所定の組み合わせとなる状態を起点とするとき、前記負パルス信号をカウントし、逆流方向側の起点に到達したときに負処理要求信号を出力し、さらに前記逆流方向側の起点を超えたときに負起点越え信号を出力し、負クリア信号を受け取ると前記負起点越え信号の出力を停止する負パルス判定部と、前記負処理要求信号を受け取ると、正起点越え信号がない場合には減算信号を出力し、前記正起点越え信号の有無に係わらず正クリア信号を出力する負要求判定部と、前記正パルス信号をカウントし、正流方向側の起点に到達したときに正処理要求信号を出力し、さらに前記正流方向側の起点を超えたときに前記正起点越え信号を出力し、前記正クリア信号を受け取ると前記正起点越え信号の出力を停止する正パルス判定部と、前記正処理要求信号を受け取ると、前記負起点越え信号がない場合には加算信号を出力し、前記負起点越え信号の有無に係わらず前記負クリア信号を出力する正要求判定部と、前記減算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値から予め定められた第１の所定量を減算して新たなバッファ値として保持し、前記加算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値に予め定められた第２の所定量を加算して新たなバッファ値として保持し、加算後のバッファ値が予め定めていた積算単位値を越えたときにバッファオーバ信号を出力して加算後のバッファ値から前記積算単位値を差し引いて新たなバッファ値として保持し直すバッファ部と、前記バッファオーバ信号を受け取ると現在保持している指針値に前記積算単位値を加算して新たな指針値として保持する指針値保持部と、を備えたものである。

これによれば、起点を超えたか否かで前記バッファ部のバッファ値の減算または加算の有無を判定してバッファ値の更新を行うことでガス流量と指針値のズレを防止し指針値の精度を向上させることができる。

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、この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は、本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の機能ブロック図を示すものである。図２は、動作を説明するためのフローチャート、図３は、２つのセンサからのパルス信号を用いる際のセンサ出力（流量信号）の状態と、流量の演算方法を説明するための図である。

図１に示すように、本実施の形態のガス遮断装置は流量検出部２１、正逆判定部２２、負パルス判定部２３、負要求判定部２４、正パルス判定部２５、正要求判定部２６、バッファ部２７、指針値保持部２８、流量演算部３１、異常判定部３２、弁３３とから構成され、以下にその役割を記載する。

なお、ガス遮断装置内には制御基板（図中には記載はない）が内蔵され、制御基板内のマイコン（図中には記載はない）が上記構成の各入出力や各判定を実施している。なお電源としては電池を用いている。

流量検出部２１は、ガス通路内を通過するガスの流量を、その流量に応じて往復運動する膜の動きを磁石とＭＲセンサで検出することにより計測する。そして、検出したパルス信号をガス流量に基づいた流量信号Ａとして出力する。

本実施の形態において、流量検出部２１は、２つのＭＲセンサ（センサＡ，センサＢ）を用いている。ＭＲセンサは、膜の往復運動に連動して回転運動する機構部に配置された磁石の位置に応じた２つのパルス信号を流量信号Ａとして検出する。流量信号Ａは、図３（１）に示すように、ＭＲセンサのセンサＡ、センサＢにより検出された２つのパルス波形の信号（パルス信号）で構成される。

また、図３(１)及び（３）において、分割Ｎｏは、複数のパルス波形の状態に対応して流量信号Ａを分割し、分割した部分（分割）に対して順番に付与した番号である。本実施の形態では２つのセンサ（センサＡ，Ｂ）のパルス出力が１／４周期だけ位相をずらした構成としており、１／４周期毎に流量信号Ａは分割されている。

また、起点として示すＡ〜Ｆは、２つのパルス出力（パルス信号のＨｉ（high）、Ｌｏ（low））の組み合わせが所定の組み合わせである点（分割）を示す。本実施の形態では、センサＡ＝Ｌ（センサＡのパルス信号がＬｏである）、センサＢ＝Ｌの（センサＢのパルス信号がＬｏである）場合の分割を起点Ａ〜Ｆとしており、起点は１周期毎に現れる。また、＋１、−１は、起点Ａ〜Ｆに対して前後に隣接する分割の位置を示すものである。

また、以下の説明で、「正起点超え」とは、正流方向において、ある起点から次の分割へ変化することを意味し、「負起点超え」とは、逆流方向において、ある起点から次の分割へ変化することを意味する。

そして、流量信号Ａがある起点から次の起点に達すると一回転パルス（流量信号Ａの１周期）と判定されて、計量体積に基づいた所定量でバッファ値を更新している。また、起点以外の分割、たとえば、「起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）」や「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」は分割パルスと判定され、分割パルスの数などは後述する積算方法で用いられる。

なお、計量体積とは、ガス遮断装置内に構成された膜の往復運動によりガスを計量している際、たとえば、メータ筐体の大きさに基づいたガス通路を所定時間（たとえば、一回転パルス）毎に通過するガスの単位流量を指すものである。

正逆判定部２２は、流量検出部２１の流量信号Ａを受け取ると流量信号Ａに基づいてガス流量の正逆方向（流量を計測しているガスの流れが正流方向または逆流方向であるか）を判定し、逆流方向であれば負パルス信号Ｂを、あるいは正流方向であれば正パルス信号Ｃを出力する。この流量信号Ａのパルス信号のＨｉ、Ｌｏの組合せが変化して、流量信号Ａの分割が変わると、負パルス信号および正パルス信号は出力される。

具体的には、図３（２）に示すように、現在の流量信号Ａが「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」のセンサ出力状態（センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｌ）であった場合、正流方向であれば「正」に示すセンサ出力（パルス信号のＨｉ、Ｌｏ）の組合せ（センサＡ＝Ｈ（センサＡのパルス信号がＨｉである）、センサＢ＝Ｌ）となり、逆流方向であれば「負」に示すセンサ出力の組合せ（センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｈ（センサＢのパルス信号がＨｉである））となることから正逆の判断をすることができる。

そして、正逆判定部２２は負パルス信号Ｂおよび正パルス信号Ｃを負パルス判定部２３及び正パルス判定部２５のそれぞれに出力する。負パルス判定部２３及び正パルス判定部２５は、正パルス信号Ｃおよび負パルス信号Ｂを受け取り、正パルス信号Ｃを「＋１」、負パルス信号Ｂを「−１」としてカウントし、現在の分割Ｎｏを求める。

また、正逆判定部２２が負パルス信号Ｂを出力すると、負パルス判定部２３は、正逆判定部２２の負パルス信号Ｂを受け取る。そして、負パルス判定部２３は、負パルス信号Ｂをカウントして、現在の分割Ｎｏが起点に到達したか否かを判定する。判定の結果、起点に達したときに、負パルス判定部２３は、負起点越え信号Ｅの出力を停止して、負処理要求信号Ｄを出力する。さらに、負パルス判定部２３は、現在の分割Ｎｏが起点を超えたか否か、即ち、図３（１）において、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）から起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）へ」、「起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）から起点Ｃ−１（分割Ｎｏ．８）へ」、「起点Ｂ（分割Ｎｏ．５）から起点Ｂ−１（分割Ｎｏ．４）へ」等の変化が発生したかどうかを判定する。判定の結果、起点を超えたときに、負パルス判定部２３は負起点越え信号Ｅを出力する。また、負パルス判定部２３は、正要求判定部２６からの負クリア信号Ｆを受け取ると、負起点越え信号Ｅをクリアする。

なお、１周期内では起点に相当するセンサ出力の組合せ（センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｌ）が１つしかないので、負パルス信号Ｂのカウントではなく各センサのパルス信号のＨｉ、Ｌｏの組合せで１周期の判定を行ってもよい。また、逆流方向にガスが流れ続けると４つの分割パルス（分割）毎に起点が出現（「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」→「起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）」→「起点Ｂ（分割Ｎｏ．５）」）することとなる。

負要求判定部２４は、負パルス判定部２３の負処理要求信号Ｄを受け取ると、正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉがない場合には減算信号Ｇを出力し、また、正起点越え信号Ｉの有無に係わらず正クリア信号Ｊを出力する。

一方、正逆判定部２２が正パルス信号Ｃを出力すると、正パルス判定部２５は、正逆判定部２２の正パルス信号Ｃを受け取る。そして、正パルス判定部２５は、正パルス信号Ｃをカウントして、現在の分割Ｎｏが起点に到達したか否かを判定する。判定の結果、起点に達したときに、正パルス判定部２５は、正起点越え信号Ｉの出力を停止して、正処理要求信号Ｈを出力する。さらに、正パルス判定部２５は、現在の分割Ｎｏが起点を超えるか否か、即ち、図３（１）において、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）から起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）へ」、「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）から起点Ｅ＋１（分割Ｎｏ．１８）へ」、「起点Ｆ（分割Ｎｏ．２１）から起点Ｆ＋１（分割Ｎｏ．２２）へ」等の変化が発生したかどうかを判定する。判定の結果、起点を超えたときに、正パルス判定部２５は正起点越え信号Ｉを出力する。また、正パルス判定部２５は、負要求判定部２４の正クリア信号Ｊを受け取ると、正起点越え信号Ｉをクリアする。

なお、１周期内では起点に相当するセンサ出力の組合せ（センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｌ）が１つしかないので、正パルス信号Ｃのカウントではなく各センサのパルス信号のＨｉ、Ｌｏの組合せで１周期の判定を行ってもよい。また、正流方向にガスが流れ続けると４つの分割パルス（分割）毎に起点が出現（「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」→「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）」→「起点Ｆ（分割Ｎｏ．２１）」）することとなる。

正要求判定部２６は、正パルス判定部２５の正処理要求信号Ｈを受け取ると、負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅがない場合には加算信号Ｋを出力し、また、負起点越え信号Ｅの有無に係わらず負クリア信号Ｆを出力する。

バッファ部２７は、負要求判定部２４の減算信号Ｇを受け取ると現在保持しているバッファ値から予め定められた第１の所定量（例えば、計量体積と同じ値でも良いし、計量体積に任意の係数を掛けて補正した値でも良い）を減算して新たなバッファ値として保持する。

また、バッファ部２７は、正要求判定部２６の加算信号Ｋを取ると現在保持しているバッファ値に予め定められた第２の所定量（例えば、第１の所定量と同じでも良いし、計量体積に第１の所定量とは異なる任意の係数を掛けて補正した値でも良い）を加算して新たなバッファ値として保持し、加算後のバッファ値が予め定めていた積算単位値（例えば、計量体積でも良いし、１Ｌや１０Ｌ等の任意の単位でも良い）を越えたときにバッファオーバ信号Ｌを出力し、加算後のバッファ値から積算単位値を差し引いて新たなバッファ値として保持し直す。

この新たなバッファ値は積算単位値よりも小さな値の端数として保持されることとなる。例えば、第２の所定量＝２．５Ｌ、積算単位値＝１Ｌの場合は０．５（＝２．５−１−１）がバッファ値として保持される。

指針値保持部２８は、バッファ部２７のバッファオーバ信号Ｌを受け取ると現在保持している指針値に積算単位値を加算して新たな指針値として保持する。

このバッファオーバ信号Ｌは、例えば、バッファ値から積算単位値を複数回引いた場合には、複数の信号として出力されたものを受け取っても良いし、信号に重み付けをした情報として受け取っても良い。

また、指針値への積算単位値の加算方法としては、複数の信号として受け取ったときには信号を受け取る都度指針値に加算する方法とし、信号に重み付けをした情報として受け取ったときは重み付けに即した値を一挙に指針値に加算する方法とすることができる。

なお、起点越えの判定方法として、１周期内に起点と同じセンサ出力の組合せ（例えば、センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｌ）が複数発生するような構成の場合は、１周期内の負パルス信号および正パルス信号をカウントして、正逆方向毎に１周期分の分割パルス数に達したか否かで起点の到達の有無を判定し、さらに「起点となる分割パルス数＋１」で正起点越えを判定し、かつ「起点となる分割パルス数の−１」で負起点越えに到達したか否かを判定することができる。

また、ＭＲセンサのセンサ数は２つとは限らず、３つ以上（たとえば、図４に記載したように３つ）のセンサをＭＲセンサに用いても良い。このように、３つ以上のセンサをＭＲセンサに用いた場合であっても、上記と同様に起点および起点越えを判定することが可能である。

すなわち、起点を超えたか否かでバッファ部２７のバッファ値の減算または加算の有無を判定してバッファ値の更新を行うことで、ガス流量と指針値のズレを防止することが可能となる。

次に、図３（３）分割パルスの入力パターンを用いてバッファ部２７のバッファ値の挙動を以下で説明する。なお、以下の説明では、バッファ値を加減算する第１の所定量と第２の所定量は共に１Ｌとしている。この第１の所定量と第２の所定量は必ずしも同じになるとは限らないもので、正流方向と逆流方向の機構的な違いにより、異なる場合も有りうるものである。

（１）ｃａｓｅ１の場合
バッファ部２７のバッファ値＝０の状態で、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」から正流方向に流れ「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で正起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。

その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５に至ったあと、逆流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３へと遷移して再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至って負パルス判定部２３で負起点越え信号Ｅの出力が停止し、負処理要求信号Ｄが出力されるが、負要求判定部２４では正起点越え信号Ｉが出力されているので減算信号Ｇは出力されずバッファ部２７のバッファ値は「０」のままとなり、正クリア信号Ｊにより正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉの出力が停止される。

更に、起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）に至った後も逆流方向に流れているので「起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）」で負起点越えとなるため負パルス判定部２３にて負起点越え信号Ｅが出力される。

その後も逆流方向が続き分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１１に至ったあと、正流方向に流れが再び変わり分割Ｎｏ．１１→分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１３と遷移し、再々度「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至り正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力されるが、正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅが出力されているので加算信号Ｋは出力されずバッファ部２７のバッファ値は「０」のままとなり、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止されることとなる。

以上のように、ある起点を中心として、前後の起点に至らないような正逆方向の流量変化が発生した場合において、バッファ値が増減することがなく、正しい積算を行うことができる。

（２）ｃａｓｅ２の場合
バッファ部２７のバッファ値＝０の状態で、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」から正流方向に流れたので「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で正起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。

その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５に至ったあと、逆流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３と遷移して再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至って負パルス判定部２３で負起点越え信号Ｅの出力が停止し負処理要求信号Ｄが出力されるが、負要求判定部２４では正起点越え信号Ｉが出力されているので減算信号Ｇは出力されずバッファ部２７のバッファ値は「０」のままとなり、正クリア信号Ｊにより正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉの出力が停止される。

さらに、起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）に至った後も逆流方向に流れているので「起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）」で負起点越えとなるため負パルス判定部２３にて負起点越え信号Ｅが出力される。

その後も逆流方向が続き分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１１→分割Ｎｏ．１０→分割Ｎｏ．９と遷移し、新たな「起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）」に至って負パルス判定部２３で負起点越え信号Ｅの出力が停止し負処理要求信号Ｄが出力される。

このとき、負要求判定部２４では正起点越え信号Ｉは既に出力が停止されているので減算信号Ｇが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「−１（＝０−１）」となり、正クリア信号Ｊにより正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉの出力が停止（実際には既に出力は停止されている）されることとなる。

さらに、起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）に至った後も逆流方向に流れているので「起点Ｃ−１（分割Ｎｏ．８）」で負起点越えとなるため負パルス判定部２３にて負起点越え信号Ｅが再び出力される。

その後、正流方向に流れが変わり再び「起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）」に至って正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力されるが、正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅが出力されているので加算信号Ｋは出力されずバッファ部２７のバッファ値は「−１」のまま、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止されることとなる。

さらに、起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）に至った後も正流方向に流れているので「起点Ｃ＋１（分割Ｎｏ．１０）」で正起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１０→分割Ｎｏ．１１→分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１３と遷移し、再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至って正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力される。

このとき、正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅは既に出力が停止されているので加算信号Ｋが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「０（＝−１＋１）」となり、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止（実際には既に出力は停止されている）されることとなる。

そして、起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）に至った後も引き続き正流方向に流れているので「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で正起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。

その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１６→分割Ｎｏ．１７と遷移し、新たな「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）」に至って正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力される。

このとき正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅは既に出力が停止されているので加算信号Ｋが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「１（＝０＋１）」となり、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止されることとなる。

以上のように、ある起点から逆流側の起点に達した後、その起点を超えた後に、正流方向に流れが転じ、再びある起点を超えて正流方向の起点を超えた場合において、正しい積算を行うことができる。

（３）ｃａｓｅ３の場合
バッファ部２７のバッファ値＝０の状態で、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」から正流方向に流れて「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」となり正起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。

その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５に至ったあと、逆流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３と遷移して再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至って負パルス判定部２３で負起点越え信号Ｅの出力が停止し負処理要求信号Ｄが出力されるが、負要求判定部２４では正起点越え信号Ｉが出力されているので減算信号Ｇは出力されずバッファ部２７のバッファ値は「０」のままで、正クリア信号Ｊにより正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉの出力が停止される。

さらに、起点Ｄに至った後も逆流方向に流れて「起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）」で負起点越えとなるため負パルス判定部２３にて負起点越え信号Ｅが出力される。

その後も逆流方向が続き分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１１→分割Ｎｏ．１０→分割Ｎｏ．９と遷移し、新たな「起点Ｃ（分割Ｎｏ．９）」に至って負パルス判定部２３で負起点越え信号Ｅの出力が停止し負処理要求信号Ｄが出力される。

このとき負要求判定部２４では正起点越え信号Ｉは既に出力が停止されているので減算信号Ｇが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「−１（＝０−１）」となり、正クリア信号Ｊにより正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉの出力が停止（実際には既に出力は停止されている）されることとなる。

その後、再び正流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．９→分割Ｎｏ．１０→分割Ｎｏ．１１→分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１３と遷移し、再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至って正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力される。

このとき正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅは既に出力が停止（実際には新たな負起点越え信号Ｅは発生していない）されているので加算信号Ｋが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「０（＝−１＋１）」となり、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止されることとなる。

そして、引き続き正流方向に流れているので「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で起点越えとなるため正パルス判定部２５にて正起点越え信号Ｉが出力される。

その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１６→分割Ｎｏ．１７と遷移し、新たな「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）」に至って正パルス判定部２５で正起点越え信号Ｉの出力が停止し正処理要求信号Ｈが出力される。

このとき正要求判定部２６では負起点越え信号Ｅは既に出力が停止されているので加算信号Ｋが出力され、バッファ部２７のバッファ値は「１（＝０＋１）」となり、負クリア信号Ｆにより負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅの出力が停止（実際には既に出力は停止されている）されることとなる。

以上のように、ある起点から逆流側の起点に達した後、その起点を超えずに正流方向に流れが転じ、再びある起点を超えて正流方向の起点を超えた場合において、正しい積算を行うことができる。

次に、本実施の形態と比較するために、起点越え時、即ち、ある起点から起点に隣接の分割Ｎｏに至った場合にバッファ値を増減する方式をｃａｓｅ４として、逆に、起点に隣接する分割Ｎｏから起点に至った時にバッファ値を無条件に増減する方式をｃａｓｅ５として参考として以下説明する。

（４）ｃａｓｅ４の場合
バッファ値＝０の状態で、「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」から正流方向に流れたので「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で正起点越えとなるためバッファ値が加算（１（＝０＋１））される。その後も正流方向が続き分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５に至ったあと、逆流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１２と遷移して「起点Ｄ−１（分割Ｎｏ．１２）」で負起点越えとなるためバッファ値が減算（０（＝１−１））される。その後正流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４と遷移し、再び「起点Ｄ＋１（分割Ｎｏ．１４）」で正起点越えとなるためバッファ値が加算（１（＝０＋１））される。

この場合、動作開始直後にバッファ値が加算されることを除けばバッファ値は追従しているように見受けられるが、分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４・・・と繰り返せばバッファ値は加算され続け、あるいは分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１２→分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１２・・・と繰り返せばバッファ値は減算され続けることとなる。

即ち、起点越え時にバッファ値を増減する方式であれば、ある起点と隣の分割Ｎｏとの間を繰り返すような流量変動が発生した場合に、積算または減算の一方が繰り返されることになり、実際の積算値と誤差を生じることとなる。

（５）ｃａｓｅ５の場合
バッファ値＝０の状態で「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」から正流方向に流れたので分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５に至ったあと、逆流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３と遷移して再び「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」に至ってバッファ値が減算（−１（＝０−１））される。

その後、再び正流方向に流れが変わり分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１５→分割Ｎｏ．１６→分割Ｎｏ．１７と遷移し、新たな「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）」に至ってバッファ値が加算（０（＝−１＋１））される。

この場合、動作開始の最初の起点に至った時にバッファ値が減算されることを除けばバッファ値は追従しているように見受けられるが、分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３→分割Ｎｏ．１４→分割Ｎｏ．１３・・・と繰り返せばバッファ値は減算され続け、あるいは分割Ｎｏ．１６→分割Ｎｏ．１７→分割Ｎｏ．１６→分割Ｎｏ．１７・・・と繰り返せばバッファ値は加算され続けることとなる。

即ち、起点に至った時にバッファ値を無条件に増減する方式であれば、ある起点と隣の分割Ｎｏとの間を繰り返すような流量変動が発生した場合に、積算または減算の一方が繰り返されることになり、実際の積算値と誤差を生じることとなる。

本願の発明は、上記ｃａｓｅ４やｃａｓｅ５の不具合を考慮して改善し、起点近辺を行き来してもｃａｓｅ１のようにバッファ値の増減を繰り返さず、かつｃａｓｅ２やｃａｓｅ３のように起点に至ったときにバッファ値を増減可能にすることでガス通路を流れた実流量値と指針値のズレを防止したものである。

なお、ガス遮断装置として必要な遮断機能は、流量検出部２１、正逆判定部２２、正パルス判定部２５、流量演算部３１、異常判定部３２、弁３３とから構成され、以下にその役割を記載する。

なお、流量検出部２１、正逆判定部２２、正パルス判定部２５の動作は前述しているので記載を省略する。

流量演算部３１は、正パルス判定部２５から正処理要求信号Ｈを受け取ると流量値（例えば単位時間当たりの正処理要求信号Ｈの出力回数から算出しても良い）を算出し流量値信号Ｍを出力する。

異常判定部３２は、予め保持している判定値（例えば、ガスが大量に漏れた時の判定値等）と流量演算部３１から取得した流量値信号Ｍの値を比較して異常（例えば、ガス漏れを判定する判定値を越えているか否か）の有無を判定し、異常であれば弁駆動信号Ｎを出力し、異常でなければ弁駆動信号Ｎを出力しない。弁３３は、異常判定部３２からの弁駆動信号Ｎを取得するとガス通路を閉栓する。

そして、この遮断機能によりガス使用者の安全性と利便性が担保されている。

次に、図２に示す実施の形態１のプログラムフローチャート（処理Ｓ０１から処理Ｓ２９にて示す）を用いて処理の流れを説明する。ここで処理開始後は各処理を経由して再び処理Ｓ０１に戻り周期的に処理されるものとする。

流量検出部２１において処理Ｓ０１は、ガス通路内を通過するガス流量を流量信号Ａであるパルス信号として検出し、ガス流量に基づいた流量信号Ａを出力して処理Ｓ０２へ移行する。

正逆判定部２２において処理Ｓ０２は、流量検出部２１の流量信号Ａを受け取るとセンサ出力（ガス流量）の変化を図３（２）に示す正逆方向の判断方法に基づいて判定する。そして、新たに取得した流量信号Ａが前回取得した流量信号Ａと同じ出力状態の組合せのときに処理Ｓ０１に移行して再度新たな流量信号Ａを取得し、新たに取得した流量信号Ａが前回取得した流量信号Ａと異なる出力状態の組合せのときに処理Ｓ０３に移行する。

処理Ｓ０３は、図３（２）の「負」に示すセンサ出力の組合せ（センサＡ＝Ｌ、センサＢ＝Ｈ）であれば、逆流方向であるとして負パルス信号Ｂを出力して処理Ｓ０４へ移行し、「正」に示すセンサ出力の組合せ（センサＡ＝Ｈ、センサＢ＝Ｌ）であれば、正流方向であるとして正パルス信号Ｃを出力して処理Ｓ１０へ移行する。

負パルス判定部２３において処理Ｓ０４は、正逆判定部２２の負パルス信号Ｂを受け取ると負パルス信号Ｂをカウントし起点に到達したか否かを判定し、起点に達したときに処理Ｓ０５へ移行し、起点に達していなければ処理Ｓ０７へ移行する。

処理Ｓ０５は、負起点越え信号Ｅの出力を停止して処理Ｓ０６へ移行し、処理Ｓ０６は負処理要求信号Ｄを出力して処理Ｓ１６へ移行する。

処理Ｓ０７は、負処理要求信号Ｄの出力を停止して処理Ｓ０８へ移行する。処理Ｓ０８は起点を超えるか否かを判定し、起点を超えたときに処理Ｓ０９へ移行し、起点を超えた直後でなければ処理Ｓ０１へ移行する。処理Ｓ０９は負起点越え信号Ｅを出力して処理Ｓ１６へ移行する。

負要求判定部２４において処理Ｓ１６は、負パルス判定部２３の負処理要求信号Ｄを受け取っていれば処理Ｓ１７へ移行し、負処理要求信号Ｄを受け取っていなければ処理Ｓ２１へ移行する。

処理Ｓ１７は、正パルス判定部２５の正起点越え信号Ｉがない場合には処理Ｓ１８へ移行し、正起点越え信号Ｉがある場合には処理Ｓ１９へ移行する。

処理Ｓ１８は、減算信号Ｇを出力して、バッファ部２７において負要求判定部２４の減算信号Ｇを受け取ると現在保持しているバッファ値から予め定められた第１の所定量（例えば、計量体積と同じ値でも良いし、計量体積に任意の係数を掛けて補正した値でも良い）を減算して新たなバッファ値として保持して処理Ｓ１９へ移行する。

処理Ｓ１９は、正起点越え信号Ｉの有無に係わらず正クリア信号Ｊを出力し、正パルス判定部２５において負要求判定部２４の正クリア信号Ｊを受け取ると正起点越え信号Ｉの出力を停止して処理Ｓ２０へ移行する。

負パルス判定部２３において処理Ｓ２０は、負処理要求信号Ｄの出力を停止して処理Ｓ２６へ移行する。

正パルス判定部２５において処理Ｓ１０は、正逆判定部２２の正パルス信号Ｃを受け取ると正パルス信号Ｃをカウントし起点に到達したか否かを判定し、起点に達したときに処理Ｓ１１へ移行し、起点に達していなければ処理Ｓ１３へ移行する。

処理Ｓ１１は、正起点越え信号Ｉの出力を停止して処理Ｓ１２へ移行し、処理Ｓ１２は正処理要求信号Ｈを出力して処理Ｓ１６へ移行する。

処理Ｓ１３は、正処理要求信号Ｈの出力を停止して処理Ｓ１４へ移行する。処理Ｓ１４は起点を超えるか否かを判定し、起点を超えたときに処理Ｓ１５へ移行し、起点を超えた直後でなければ処理Ｓ０１へ移行する。

処理Ｓ１５は、正起点越え信号Ｉを出力して処理Ｓ１６へ移行する。

正要求判定部２６において処理Ｓ２１は、正パルス判定部２５の正処理要求信号Ｈを受け取っていれば処理Ｓ２２へ移行し、正処理要求信号Ｈを受け取っていなければ処理Ｓ０１へ移行する。

処理Ｓ２２は、負パルス判定部２３の負起点越え信号Ｅがない場合には処理Ｓ２３へ移行し、負起点越え信号Ｅがある場合には処理Ｓ２４へ移行する。

処理Ｓ２３は、加算信号Ｋを出力して、バッファ部２７において正要求判定部２６の加算信号Ｋを取ると現在保持しているバッファ値に予め定められた第２の所定量を加算して新たなバッファ値として保持して処理Ｓ２４へ移行する。

処理Ｓ２４は、負起点越え信号Ｅの有無に係わらず負クリア信号Ｆを出力し、負パルス判定部２３において正要求判定部２６の負クリア信号Ｆを受け取ると負起点越え信号Ｅの出力を停止して処理Ｓ２５へ移行する。

正パルス判定部２５において処理Ｓ２５は、正処理要求信号Ｈの出力を停止して処理Ｓ２６へ移行する。

バッファ部２７において処理Ｓ２６は、加算後のバッファ値が予め定めていた積算単位値を越えたときにバッファオーバ信号Ｌを出力して処理Ｓ２７へ移行し、積算単位値を越えていなければバッファオーバ信号Ｌの出力を停止して処理Ｓ０１へ移行する。

処理Ｓ２７は、加算後のバッファ値から積算単位値を差し引いて新たなバッファ値として保持し直して処理Ｓ２８へ移行する。

指針値保持部２８において処理Ｓ２８は、バッファ部２７のバッファオーバ信号Ｌを受け取ると現在保持している指針値に積算単位値を加算して新たな指針値として保持新たな指針値として保持して処理Ｓ２９へ移行する。

処理Ｓ２９は、保持している指針値の値をＬＣＤ等の表示デバイスで表示して処理Ｓ０１へ移行する。

以上のように、本実施の形態において、図３（３）に記載したように起点に達した時点でバッファ値を増減させるようにしても、供給ガスの圧力変動に伴う脈動により、例えば「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」の近辺を行き来しただけではバッファ値の増減を繰り返さないようにすると共に、起点から次の起点（例えば「起点Ｄ（分割Ｎｏ．１３）」と「起点Ｅ（分割Ｎｏ．１７）」）の１回転パルスが計れた時点でバッファ値を増減可能にすることで体積流量に基づく第１の所定量と第２の所定量の加減算を実施することが可能となり、ガス通路を流れた実流量値と指針値のズレを防止し指針値の精度を向上させることができる。

この結果、逆流方向の流量を伴う瞬時流量を計測できない膜式であっても単純に起点到達時にバッファ値の加減算を実施することを防止し、バッファ部のバッファ値を適正化できるようになるため精度と利便性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は逆流方向の流量を伴う瞬時流量を取得できない計測方法であっても相殺バッファを用いることで実流量値と指針値のズレを防止し改善することが可能となるので、ガスを水等に置き換えれば、水道メータ等の用途にも適用できる。

２１ 流量検出部
２２ 正逆判定部
２３ 負パルス判定部
２４ 負要求判定部
２５ 正パルス判定部
２６ 正要求判定部
２７ バッファ部
２８ 指針値保持部

Claims (1)

1. ガス通路内を通過するガス流量に基づいた複数のパルス信号を流量信号として出力する流量検出部と、
   前記流量信号に基づき前記ガス流量の正逆方向を判定し、逆流方向であれば負パルス信号を、正流方向であれば正パルス信号を出力する正逆判定部と、
   前記複数のパルス信号のＨｉ，Ｌｏの組み合わせが所定の組み合わせとなる状態を起点とするとき、前記負パルス信号をカウントし、逆流方向側の起点に到達したときに負処理要求信号を出力し、さらに前記逆流方向側の起点を超えたときに負起点越え信号を出力し、負クリア信号を受け取ると前記負起点越え信号の出力を停止する負パルス判定部と、
   前記負処理要求信号を受け取ると、正起点越え信号がない場合には減算信号を出力し、前記正起点越え信号の有無に係わらず正クリア信号を出力する負要求判定部と、
   前記正パルス信号をカウントし、正流方向側の起点に到達したときに正処理要求信号を出力し、さらに前記正流方向側の起点を超えたときに前記正起点越え信号を出力し、前記正クリア信号を受け取ると前記正起点越え信号の出力を停止する正パルス判定部と、
   前記正処理要求信号を受け取ると、前記負起点越え信号がない場合には加算信号を出力し、前記負起点越え信号の有無に係わらず前記負クリア信号を出力する正要求判定部と、
   前記減算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値から予め定められた第１の所定量を減算して新たなバッファ値として保持し、前記加算信号を受け取ると現在保持しているバッファ値に予め定められた第２の所定量を加算して新たなバッファ値として保持し、加算後のバッファ値が予め定めていた積算単位値を越えたときにバッファオーバ信号を出力して加算後のバッファ値から前記積算単位値を差し引いて新たなバッファ値として保持し直すバッファ部と、
   前記バッファオーバ信号を受け取ると現在保持している指針値に前記積算単位値を加算して新たな指針値として保持する指針値保持部と、を備えたことを特徴としたガス遮断装置。

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