JP2014238261A

JP2014238261A - 無線装置

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Publication number: JP2014238261A
Application number: JP2011213956A
Authority: JP
Inventors: 崇士渡邊; Takashi Watanabe; 修平宮武; Shuhei Miyatake; 杉山　正樹; Masaki Sugiyama; 正樹杉山
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2014-12-18
Also published as: EP2762841A1; EP2762841B1; ES2693675T3; EP2762841A4; WO2013046719A1

Abstract

【課題】従来の構成では、無線装置をガスメータに取り付けたことを検出するには、機構スイッチの位置調整等が必要であり、加えて、防水構造をとるのが難しいという課題がある。【解決手段】無線装置１１０はガスメータ１００に装着されると、ガスメータ１００内の計数用磁石１０４に、装着検出スイッチ２０３が反応するようにしたものである。これにより、無線装置１１０がガスメータ１００に正しく装着されていることを検出することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、液体、紛体、気体等の流量を計測する際、電気信号に変換するために必要になるパルス変換機構をメータの外部に取り付ける際の取り付機構に関するものである。

従来、機器外部に端末や付随物を取り付け、正常に取り付けられているか検出する方法として、押圧変動するスイッチを設ける方法があった。これは、機器外部に、端末や付随物が取り付けられると、機器あるいは、端末側に取り付けられている取り付け押圧変動するスイッチが、取り付けにより押圧されスイッチがオン、またはオフすることで検出する。この方式では、機器に端末が取り付けられたことを押圧変動するスイッチで物理的変動を電気的変動に変換していた（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６０−２５４５５６号公報

このような構造で、機器に端末が取り付けられ押圧変動するスイッチで検出すると、機器ごとに押圧される部位の寸法や応力を調整する必要があったり、物理的に変動する構成を必要とするため、防水、防粉構造を必要とする構造を単純に実現することが難しくなるという課題があった。このため、部品コストや製造コストがあがる構成となっていた。

前記従来の課題を解決するために、押圧変動するスイッチ等を使わずに機密構造を保てる仕組みで、機器の取り付けを検出する構成とする。具体的には、従来からある流量を升等で流量を測定するための流量検出用磁石を利用し、磁力を検出することで、機器に端末が正常に取り付けられていることを検出する。

これにより、機構的な変動量を検出するようなセンサーを使用せず、密閉構造を簡便に構成することができるため、部材費の低減、製造コストの抑制につなげた端末を実現することができる。また、正常に装着できることを磁力等で検出することでより正確に、端末ごとに構成をかることなく装着できていることを検出できるため、性能上も向上できる。

実施の形態１における無線装置をガスメータに装着した図実施の形態１における無線装置の内部構成図実施の形態１におけるガスメータと無線装置の内部構成図実施の形態１における装着検出スイッチ駆動エリアを示す図実施の形態１における無線装置内部ブロック図実施の形態１における検出フロー図実施の形態２における装着検出スイッチと流量検出スイッチの駆動エリアを示す図実施の形態２における無線装置内部ブロック図実施の形態２における装着検出スイッチと流量検出スイッチの出力波形の図実施の形態２における検出フロー図実施の形態３におけるガスメータと無線装置の内部構成図実施の形態３における流量検出スイッチの駆動エリアを示す図実施の形態３における装着検出スイッチの駆動エリアを示す図実施の形態３における無線装置内部ブロック図実装の形態３における流量検出スイッチと装着検出スイッチの出力波形の図実施の形態３における検出フロー図実施の形態４におけるガスメータと無線装置の内部構成図実施の形態４における流量検出スイッチ駆動エリアを示す図実施の形態４における装着検出スイッチ駆動エリアを示す図実施の形態４における無線装置内部ブロック図実施の形態４における検出フロー図

第１の発明は、外郭を構成する筐体と、筐体に設けられ流体の流量検出を行う流量検出スイッチと、流量検出スイッチもしくは筐体の装着位置を検出する装着検出スイッチと、流量検出スイッチからの出力と装着検出スイッチからの出力とを演算する演算部と、演算部により演算された内容を他端末へ通信する無線通信部と、を備え、演算部は、装着検出スイッチからの出力の内容に応じて、流量検出スイッチからの出力の演算の内容を変更するようにした。これにより、流量検出ユニット内の、流量検出スイッチの実装位置とは異なる位置に装着検出スイッチを実装しても、端末外にある流量変動により変動する磁石反応し、流量検出ユニットが機器に正常に装着されていることが検出できる。さらに、装着検出スイッチからの出力の内容に応じて流量検出スイッチからの出力の演算の内容を変更するようにしたことにより誤作動によるカウントミスを防止することができる。

第２の発明は、さらに、演算部は、装着検出スイッチからの出力によって、流量検出スイッチもしくは筐体の装着位置が異常と判断した場合には、流量検出スイッチからの出力を演算しないようにした。これにより、無線装置が中途半端な状態で流量検出を行うことを防ぎ、流量検出ができているときには、必ず正常に装着できているという判断ができる。

第３の発明は、さらに、演算部は、流量検出スイッチからの出力を演算中に、装着検出スイッチの出力に基づいて、流量検出スイッチもしくは筐体が正常に設置されていると判断できなくなった際には、正常に設置されていないという事象を含む情報を、通信部より送信するようにした。これにより、設置状況を適切に無線装置外に報知することができる。

第４の発明は、さらに、演算部は、流量検出スイッチからの出力を演算中に、装着検出スイッチの出力に基づいて、流量検出スイッチもしくは筐体が正常に設置されていると判断できなくなった際には、正常に設置されていると判断した状態で演算した演算結果と、正常に設置されていないと判断された状態で演算した演算結果と、で分離して演算するようにした。これにより、正常な状態で流量パルスを計数した状態を正確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をする。なお、この実施の形態によって本発明を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における取り付検出機構を組込んだ無線装置１１０をガスメータ１００に装着した全体図を示すものである。無線装置１１０はガスメータ１００に
装着した際、ガスメータ１００に装着したことを検出する取り付け検出機構が取り付けてある。ガスメータ１００は、ガスの容量を内部の升等を用い、使用量表示部１０１の歯車を回転させ、使用量表示部１０１で数値を表示する。

続いて、図２を用いて装着検出機構を組込んだ無線装置１１０の内部構成について説明を行う。無線装置１１０は、樹脂等で作られた上ケース２０１と下ケース２０２とで構成され外郭を構成する筐体に内容物が収められている。無線装置１１０内には、ガスメータ１００に無線装置１１０が取り付けられている検出機構として機能する装着検出スイッチ２０３と、ガスメータ１００を通る流量に応じて流量パルスを生成する流量検出スイッチ２０４がスイッチ基板２０５に実装されている。スイッチ基板２０５に実装されている２つの検出スイッチの信号は、接続ハーネス２０７を介してメイン基板２０６へ接続されている。メイン基板２０６では、スイッチ基板２０５に実装されている装着検出スイッチ２０３および流量検出スイッチ２０４で生成された情報を、信号処理等を行いかつ演算装置等に取り込み、無線装置１１０がガスメータ１００に装着されていることを検出する。また検出された状態を外部に情報伝達するために、メイン基板２０６上に実装されている無線回路、アンテナエレメント２０８、グランド板２０９等を介して無線通信を行う。以上の装着検知や流量検出、信号処理、無線通信等に必要なエネルギーは、バッテリー２１０を使って行う。

次に図３を用いて無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けた際、流量を検出する仕組みについて説明を行う。

ガスメータ１００には、ガスの流量に応じて、使用量表示部１０１内の計数機構１０３が回転し、使用量表示部１０１で使用量を表示する。計数機構１０３は、複数の歯車で構成されており、流量に応じて歯車が回転する。それぞれの歯車には、数字が記されており、使用量を示す表示装置を兼ねている。また、この計数機構１０３の歯車のうち、一番下の桁の歯車には、計数用磁石１０４が組み込まれており、歯車が回転することで磁石も回転する。

ガスメータ１００に対し、流量を測定する無線装置１１０は、上ケース２０１と下ケース２０２の筐体で囲まれた装置であり、筐体内に流量検出を行う流量検出スイッチは、計数機構１０３がガス流れることにより、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４との距離が変化する。流量検出スイッチ２０４と計数用磁石１０４との距離が離れた場合、流量検出スイッチ２０４はオフし、流量検出スイッチ２０４と計数用磁石１０４との距離が近づいた場合、流量検出スイッチ２０４はオンする。

流量検出スイッチ２０４は、たとえば、外部より磁束を近づけた際に、接点がオンし、遠ざけるとオフするようなスイッチを使用するようなリードスイッチを使う。このほかにも磁界を検出する半導体素子（たとえば、ホールＩＣ）や磁束密度に応じて抵抗が変化する半導体素子を使って検出してもよい。

ここで、流量検出スイッチ２０４をリードスイッチで構成した場合、リードスイッチは、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４との距離の範囲で、オンとオフが行われるような配置、およびリードスイッチの感動値のものを選択する必要がある。

次に図４を用いて、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４の位置関係を説明する。

図４は、ガスメータ１００内部に配置されている流量を検出するための計数機構１０３と、その内部に組み込まれている計数用磁石１０４と、無線装置１１０内のスイッチ基板
２０５と流量検出スイッチ２０４が配置されている模式図である。さらに、計数用磁石１０４の磁界のレベルおよび、流量検出スイッチ２０４の感動値等に応じて、流量検出スイッチ２０４のオン、オフするエリアが決まる。

図４において、エリア０１（３０１）に、流量検出スイッチ２０４を配置すると、計数機構１０３が回転し、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４の距離が変動しても、常に流量検出スイッチ２０４はオンしているエリアである。

エリア０２（３０２）は、流量検出スイッチ２０４を配置すると、計数機構１０３が回転し、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４の距離が変動すると、流量検出スイッチ２０４は、オンとオフするエリアがある。つまり計数機構１０３が回転することで、流量検出スイッチ２０４がオンからオフ（またはオフからオン）に変動する。これによりパルス生成回路を接続することで、流量に応じてパルス波形が出力される。つまり、エリア０２（３０２）に流量検出スイッチ２０４を配置すれば、流量検出ができる。

エリア０３（３０３）に、流量検出スイッチ２０４を配置すると、計数機構１０３が回転し、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４の距離が変動すると、流量検出スイッチは、常にオフ状態になるエリアである。

以上のように、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４の位置関係に応じて、３つのエリアに分類することができる。これらの関係は、計数用磁石の性能に応じて変化する。

図４では、装着検出スイッチ２０３を、エリア０１（３０１）の位置になるようにスイッチ基板２０５に実装する。これにより、装着検出スイッチ２０３は、ガスが流れ計数機構１０３が回転し、計数用磁石１０４との位置関係が変化しても、常にオンになる。これにより、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられていることを検出することができる。このことは、無線装置１１０が正常な位置に装着できていることや、盗難等を検出する機構としても使用できる。

次に、図５の無線装置内部ブロック図を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に装着されていることを検出する仕組みについて説明を行う。

図５において、無線装置１１０は、ガスメータ１００に装着されているか検出する装着検出スイッチ２０３、ガス流量を検出する流量検出スイッチ２０４、装着検出スイッチ２０３のオン、オフ信号を波形整形するための装着検出回路２１１、流量検出スイッチ２０４のオン、オフ信号を波形整形するための流量検出回路２１２、装着検出回路２１１および流量検出回路２１２で生成されたそれぞれの波形を取り込み、計数処理や検出処理を行う演算部２１３と、演算部２１３で計数処理や検出処理を行った結果や、流量の絶対値を算出するための初期値等を記憶する記憶部２１４と、演算部２１３で処理を行った流量や無線装置１１０の装着検出結果、あるいは記憶部２１４に記憶されている過去のガス流量の計数結果、計数結果から得られる演算結果や装着検出結果を上位端末へ通信を行うための無線通信部２１５から構成されている。

続いて、図５を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられるとことを検出する仕組みについて説明を行う。無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられると、装着検出スイッチ２０３は、ガスメータ１００内の計数用磁石１０４によってオフからオンになる。続いて装着検出回路２１１において、装着検出スイッチ２０３はバイアス電圧をかけ、波形整形を行う。たとえば、装着検出スイッチ２０３がオンになると、装着検出回路２１１で、バイアス電圧のハイレベルになるような信号出力がでる。また、常
にバイアス電圧をかける印加することで、装着検出回路２１１およびその周辺回路で電流が消費される場合には、イネーブル回路も組み込まれ、装着検出を行うときのみ、電圧レベルを印加するような構成にすることもできる。つぎに、装着検出回路２１１の出力は、演算部２１３に入力し、装着検出スイッチ２０３のオン／オフの判定を行う。判定方法として、演算部２１３は、たとえば、定期的にエッジ検出を行い、装着検出回路２１１の出力レベルを確認してもよいし、アナログ入力を行う演算部２１３でレベル判定を行ってもよい。また、さらに演算部２１３は、装着検出スイッチ２０３は、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられていることを検出できたときのみ、流量検出スイッチ２０４および流量検出回路２１２を介して得られるガス流量をカウントする処理を行う。

このように、装着検出スイッチからの出力の内容に応じて流量検出スイッチからの出力の演算の内容を変更することによって、誤作動によるカウントミスを防止することができる。そして、さらに装着検出スイッチからの出力によって、流量検出スイッチもしくは筐体の装着位置が異常と判断した場合には、流量検出スイッチからの出力を演算しないようにしたことにより、無線装置が中途半端な状態で流量検出を行うことを防ぎ、流量検出ができているときには、必ず正常に装着できているという判断ができる。

また、演算部２１３がカウント処理を行った結果は、あらかじめ決められた周期等で記憶部２１４に記憶される。さらに記憶されたカウントデータは、無線通信部２１５から定期的に上位端末あるいは中継端末へ送信される。

また、流量カウント処理を行っている最中、あるいは、流量カウント処理を行える状態から、装着検出スイッチ２０３、装着検出回路２１１を介して演算部２１３が、ガスメータ１００に無線装置１１０が装着されていないことを検出した場合には、流量検出スイッチ２０４、流量検出回路２１２、演算部２１３で行うガス流量の計数処理を停止する。もしくは、装着検出スイッチ２０３がオフになった情報や時刻、あるいは、装着検出回路２１１がオフになった以降に計数処理を行ったデータを、装着検出回路２１１がオン状態で計数処理を行ったデータと分離できるように記憶部２１４に記憶を行う。

さらに、装着検出スイッチ２０３がオフになり、無線装置１１０がガスメータ１００から外れたことを装着検出回路２１１を介し、演算部２１３が検出した場合には、無線通信部２１５から上位端末あるいは中継端末へ、あらかじめ定められたプロトコルに従って報知処理が行われる。

以上のような構成にすることで、無線装置１１０が、確実にガスメータ１００に正常に取り付けられることを検知するとともに流量計数処理ができる。また、流量計数処理中に無線装置１１０が取り外されたり、あるいは設置位置にズレが生じたことを検出することも可能になる。加えて、無線装置１１０の装着状況の異常を検出することにより、上位端末に報知する処理は、異常検知状態で流量計数処理を行ったデータと正常に装着された状態で計数処理を行ったデータとを分けて記憶する等で、信頼性が置けるデータかどうかを後で判断することができる。

図６は、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられることを検出するシーケンス図である。図６を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられたことを検出する手順および、無線装置１１０がガスメータ１００から取り外されたことを検出する手順について説明する。

はじめに、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられた際、無線装置１１０の起動や初期設定を行う（Ｓ１０１）。ここで無線装置１１０の起動とは、無線装置１１０を消費電流を抑制する待機モードから駆動させることを意味する。無線装置１１０は、バ
ッテリー等の内部電源で駆動されることが多いため、実際に設置、使用されるため消費電流を抑制する待機モード等に遷移させておく。Ｓ１０１で起動、初期設定を行った後、装着検出スイッチ２０３、装着検出回路２１１および演算部２１３を介して、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられているか検出処理を行う（Ｓ１０２）。Ｓ１０２のステップにおいて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられたことを検出した際には、次ステップ遷移し、検出できない場合には、当該ステップにとどまる。この場合、定期的に取り付け検出処理を行う。Ｓ１０２で無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられていることを検出できた場合には、流量検出スイッチ２０４、流量検出回路２１２および、演算部２１３を用いて、ガス流量の計数処理を行う（Ｓ１０３）。次に無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられているか確認を行う（Ｓ１０４）。ここでは、Ｓ１０２と同等の処理を行い、流量検出スイッチ２０４、装着検出回路２１１および演算部２１３を用いて検出を行う。ここで、取り付けられていることを確認できた場合には、ガス流量の計数処理を継続して行うため、Ｓ１０３へ遷移する。一方Ｓ１０４において取り付けが検出できなかった際には、ガス流量の計数処理を停止する（Ｓ１０５）。続いて、演算部２１３において、あらかじめ定められた電文構成に沿って、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に設置されていないという事象を含む情報を表現する電文を生成し、無線通信部２１５において、決められたプロトコルに応じて前記電文を出力する（Ｓ１０６）。

以上のように図６に示したフローを実現することで、無線装置１１０がガスメータ１００より取り外されたことを定期的に検出することができ、検出した内容を他の無線装置に報知することができる。また図６に示したフローでは、取り外しを検出したのち、計数動作を停止し、無線通信部２１５を介して、他の無線装置へ報知を行ったが、システムの性質に応じて、流量の計数処理は継続し、報知処理を行うことや、取り外し検出した以降の流量の計数処理結果は、取り外し検出データと分けて取り扱うことを行ってもよい。

以上の様な構成をとることで、無線装置１１０は、流量検出ができる状態でガスメータ１００に取り付けられていること、および無線装置１１０がガスメータより取り外されていること、または流量検出できない状態になっていることを正確に検出することができる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態における計数用磁石１０４と装着検出スイッチ２０３、および流量検出スイッチ２０４の位置関係を示した模式図である。

はじめに図７について、実施の形態１の図４と異なる部分について説明を行う。図７では、スイッチ基板２０５上に装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４の２つが実装されている。流量検出スイッチ２０４は、計数用磁石１０４との位置関係がエリア０２（３０２）になるよう実装されている。これにより、ガスメータにガスが流れ、計数機構１０３が回転し、計数用磁石１０４も回転する。その際、流量検出スイッチ２０４は、計数用磁石１０４との距離によりオン／オフ動作を行う。

さらに、装着検出スイッチ２０３は、流量検出スイッチ２０４と同様にスイッチ基板２０５に実装されている。また、計数用磁石１０４と装着検出スイッチ２０３との位置関係は、エリア０２（３０２）のエリアに実装されている。これにより、ガスメータにガスが流れ、計数機構１０３が回転すると、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４も、計数用磁石１０４との距離によりオン／オフ動作を行う。

次に図８を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられるとことを検出する仕組みについて説明を行う。図８は実施の形態２における無線装置１１０の内部ブロ
ック図である。ここでは、実施の形態１と異なる部分のみ説明を行う。

図８における比較演算部２１７は、装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４を介して取得された波形を比較し、無線装置１１０がガスメータ１００に装着されているか否かを判断する。本実施の形態２においては、無線装置１１０内の装着検出スイッチ２０３は、流量検出スイッチ２０４より計数用磁石１０４に近い側に実装されている。このため、装着検出スイッチ２０３は、計数用磁石１０４が回転し、オン／オフするデューティ比は、流量検出スイッチ２０４がオン／オフするデューティ比より大きくなる。これにより、装着検出スイッチ２０３がオンのときには、流量検出スイッチ２０４もオンになっていることになる。比較演算部２１７では、上記のように、流量検出スイッチ２０４がオンのとき、装着検出スイッチ２０３がオンになっているかを、入力される波形レベルで比較判断を行う。これにより無線装置１１０がガスメータ１００に装着されているかを判断する。

続いて、無線装置１１０内の装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４から出力される波形について図９を用いて説明を行う。

装着検出スイッチ２０３は、図７において流量検出スイッチ２０４と比較し、ガスメータ１００内の計数用磁石１０４に近い位置に実装されている。これにより、図９の上側の波形に示すように、装着検出スイッチ２０３の出力波形は、流量検出スイッチ２０４のよりデューティ比は大きくなっている。また、流量検出スイッチ２０４の信号レベルがハイレベルのときは、必ず装着検出スイッチ２０３の信号レベルもハイレベルになっている。

図１０は、実装の形態２における無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられることを検出するシーケンス図である。図１０を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられたことを検出する手順および、無線装置１１０がガスメータ１００から取り外されたことを検出する手順について説明する。

はじめに、無線装置１１０は、ガスメータ１００に取り付け、スイッチや、電源を投入することで起動させる。さらに各種パラメータ（無線通信に関するパラメータ、流量計数処理に必要な初期値等）を所定の方法で書き込み設定を行う（Ｓ２０１）。Ｓ２０１のステップにおいて起動、および各種パラメータが設定されることで、無線装置１１０はガス流量のカウントが行えるようになる。ガスメータ１００にガスが流れ、計数機構１０３が回転し、同時に計数用磁石と流量検出スイッチとの距離が変動することで、流量検出スイッチがオン／オフする。さらに流量検出回路２１２を介して、比較演算部２１７に取り込まれ、所定のプログラムで計数処理が行われる（Ｓ２０２）。次に、比較演算部には、流量検出スイッチ２０４と流量検出回路を介した信号と、装着検出スイッチ２０３と装着検出回路２１１を介した信号とが入力される。さらに比較演算部２１７では、流量検出スイッチ２０４を介して入力された信号がハイレベルのときは、装着検出スイッチ２０３を介して入力された信号もハイレベルを検出できているか、または、比較演算部２１７からの信号レベルがローレベルのときは、装着検出スイッチからの信号レベルは、ローレベルであるかを判断する。ここで、想定されている関係（装着検出スイッチからの信号：ハイレベルのときは、流量検出スイッチからの信号：ハイレベル。または、装着検出スイッチからの信号：ローレベルのときは、装着検出スイッチからの信号：ローレベル）が検出できた際には、無線装置１１０はガスメータ１００に正常に取り付けられていると判断し、ステップＳ２０２へ遷移する（Ｓ２０３）。Ｓ２０３のステップにおいて、装着スイッチの信号出力と流量検出スイッチからの信号出力が想定される関係になっていなかった場合には、無線装置が正常に設置されていないという事象を含む情報を通信部より送信する。そして、報知処理を行うか判断処理を行う。判断処理は、比較演算部２１７が、記憶部２１４に記憶されている履歴を確認し、報知処理が継続して行われているか否かを確認する。
当該ステップに遷移し、継続して報知処理が実施されていなかった場合には、報知処理を行う（Ｓ２０３）。次に、無線装置１１０は、比較演算部２１７において、あらかじめ決められた電文フォーマットに準じて電文を構成し、無線通信部２１５を介して、他の無線装置に当該無線装置がガスメータ１００に正常に取り付けられていないことを、無線通信を行うことで報知する。さらに、無線通信部２１５を介して報知を行ったのち、比較演算部２１７で、報知処理を行ったことを記憶部２１４に記憶する。次に、Ｓ２０２へ遷移する（Ｓ２０４）。

以上に示したフローを持って、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着できていなかった際、報知処理を行うことができる。

（実施の形態３）
はじめに、図１１を用いて実施の形態３の無線装置の説明を行う。図１１は、ガスメータと無線装置の内部構成を記載した図である。はじめに実施の形態１における図３と異なる部分に説明を行う。図１１において、装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４とが、スイッチ基板２０５に実施されている。流量検出スイッチ２０４は、装着検出スイッチ２０３と比較して計数用磁石１０４に近い位置に実装されている。流量検出スイッチ２０４は、たとえばアキシャルリードがついたリードスイッチで構成されたものを使用し、装着検出スイッチ２０３は表面実装タイプのリードスイッチを使って、スイッチ基板２０５に実装する。これにより、同じスイッチ基板に両部品を実装し、計数用磁石１０４との距離を調節する。

次に、図１２を用いて流量検出スイッチ２０４の動作範囲について説明を行う。図１２において、流量検出スイッチ２０４は、ガスがガスメータ内を通って流れ、計数機構１０３内の計数用磁石１０４が回転した際、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４との位置関係が変わった際、流量検出スイッチ２０４の動作状況を説明する。

図１２において、エリア０４（４０１）は、流量検出スイッチ２０４が、計数用磁石１０４によって常にオンするエリアを示している。また、エリア０５（４０２）は流量検出スイッチ２０４が、計数用磁石１０４によってオンする場合とオフしている場合とがあるエリアを示している。またエリア０６（４０３）は流量検出スイッチ２０４が、計数用磁石１０４によってオンすることはないエリアを示している。

次に図１３を用いて、計数用磁石１０４と装着検出スイッチ２０３の距離に応じた、装着検出スイッチ２０３の動作について説明を行う。

図１３において、エリア０７は（５０１）は、装着検出スイッチ２０３が、計数用磁石１０４によって常にオンするエリアを示している。また、エリア０８（５０２）は、装着検出スイッチ２０３が計数用磁石１０４によってオンする場合とオフしている場合とが存在するエリアを示している。また、エリア０９（５０３）は、装着検出スイッチ２０３が、計数用磁石１０４によってオンすることはないエリアを示している。

図１１に示すように、計数用磁石１０４と装着検出スイッチ２０３、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４との距離は異なり、図１２と図１３で説明したように、装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４は同じ動作エリアにあるが、両スイッチのオンオフ動作は異なっている。以上の状況下で、無線装置１１０がガスメータ１００に装着していることを説明していく。

図１４に実施の形態３における無線装置１１０の内部ブロック図を示す。ここでは、実施の形態１の図５、および実施の形態２の図８と異なる部分のみを説明していく。図１４
において、Ｄｕｔｙ算出部２１８は、装着検出スイッチ２０３で検出した信号を、装着検出回路２１１を介して入力する。また同様に流量検出スイッチ２０４で検出した信号を、流量検出回路２１２を介して入力を行う。Ｄｕｔｙ算出部２１８は装着検出スイッチ２０３および流量検出スイッチ２０４からの信号から、それぞれ信号のＤｕｔｙ比を算出する（流量信号Ｄｕｔｙおよび装着信号Ｄｕｔｙ）。具体的にはあらかじめ決められた基準時間内に、信号レベルがハイレベルになる時間を検出する。次にハイレベルになる時間を、あらかじめ決めらえた基準時間で除して、流量信号Ｄｕｔｙと装着信号Ｄｕｔｙを算出する。

比較演算部２１７では、Ｄｕｔｙ算出部２１８で算出した、装着信号Ｄｕｔｙと装着信号Ｄｕｔｙとを使って、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着されているか判断を行う。流量信号Ｄｕｔｙ≧装着信号Ｄｕｔｙの関係となっていた場合には、無線装置１１０はガスメータに正常に装着されていると判断し、流量信号Ｄｕｔｙ＜装着信号Ｄｕｔｙの場合は、正常に装着されていないと判断する。

さらに、比較演算部２１７では、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着されていないと判断した場合、ガスメータの弁を遮断するよう駆動回路２１９へアウトプットを行う。駆動回路２１９は、弁の種類によって構成を最適化させ、たとえばステッピングモータ、単純なブラシモータで構成された弁であれば、ＰＷＭ対応の回路やブリッジ回路等で構成される。弁２２０は、ガスメータに内蔵された弁または、外付けされた弁であり、ステッピングモータで構成される弁、電磁的に駆動する弁等で構成されており、遮断することで、ガスの供給を止めることができる。

続いて、図１５を用いて、装着検出スイッチ２０３、流量検出スイッチ２０４の信号の関係を説明を行う。

図１５は、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着されて、ガスメータにガスが流れ込み、計数機構１０３が回転し、装着検出スイッチ２０３と流量検出スイッチ２０４がオン、オフした際の波形を示す。図１５は、上側の波形は、流量検出スイッチ２０４で検出した出力を、流量検出回路２１２を介して取得した波形である。また下側の波形は、装着検出スイッチ２０３で検出した出力を、装着検出回路２１１を介して取得した波形である。

図１５において、流量検出スイッチ２０４からの出力波形と、装着検出スイッチ２０３からの出力波形とを比較すると、流量検出スイッチ２０４からの出力波形の方が、ハイレベル区間が長くなっている。これは、ガスメータ内の計数用磁石１０４と両スイッチとの距離を比較すると、流量検出スイッチ２０４の方が近く、計数用磁石１０４が回転した際、流量検出スイッチ２０４の方が、オンするエリアが広いことを示している。したがって、ある単位時間に占める、信号のオン時間を算出した結果をＤｕｔｙとすれば、流量信号のＤｕｔｙ≧装着信号のＤｕｔｙとなった際は、ガスメータ１００が無線装置１１０に装着されていると判断できる。また流量信号のＤｕｔｙ＜装着信号のＤｕｔｙの場合は、無線装置１１０はガスメータ１００に正常に装着されていないと判断する。

図１６は、実装の形態３における無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられることを検出するシーケンス図である。図１６を用いて、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられたことを検出する手順および、無線装置１１０がガスメータ１００から取り外されたことをうけて行う処理について説明を行う。

はじめに、無線装置１１０がガスメータ１００に取り付けられ、流量計測や装着検出を開始するための初期設定を行う。具体的には、無線装置を起動させ、無線装置１１０が流
量計測のための初期値や、無線装置固有の情報（使用チャネル、送信出力等）の設定を行う（Ｓ３０１）。続いて、ガスの使用を可能にするため、無線装置１１０に対して、弁を開栓する処理を行う（Ｓ３０２）。Ｓ３０２のステップを行うとガスメータ１００は、ガスを使用できる状態になり、ガスが使用されると、計数機構１０３が回転し、流量検出スイッチ２０４および装着検出スイッチ２０３のオン・オフを流量検出回路２１２と装着検出回路２１１とを介して、それぞれの信号がＤｕｔｙ算出部２１８に取り込まれる（Ｓ３０３）。続いて、Ｄｕｔｙ算出部２１８において、所定の時間における、装着検出スイッチ２０３および流量検出スイッチ２０４がオンになっている時間を求め、Ｄｕｔｙを算出する（Ｓ３０４）。次に、比較演算部２１７において、ステップＳ３０４で算出した、装着検出スイッチ２０３からの信号のＤｕｔｙと流量検出スイッチ２０４からのＤｕｔｙ信号の比較を行う。流量検出スイッチ２０４からの信号を用いて算出したＤｕｔｙ≧装着検出スイッチからの信号を用いて算出したＤｕｔｙの関係になっていた場合、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられてと判断し、前記の関係が成立しない場合は、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられていないこと判断する（Ｓ３０５）。ステップ３０５において、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられていると判断した場合には、ステップ３０３へ遷移する。またステップ３０５において、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられていないと判断した場合には、比較演算部２１７において、弁２２０に閉じるための信号を生成し、駆動回路２１９に向けて信号を出力し、弁２２０を閉栓する（Ｓ３０６）。続いて、弁２２０が閉じられたら、あらかじめ定められたプロトコルに沿って、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着されていないということと、弁を閉栓したという内容を含めた電文を比較演算部２１７で生成し、所定の無線通信部２１５を介して、他の端末へ向けて無線送信を行い、報知処理を行う（Ｓ３０７）。以上に示したフローを持って、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に装着できていなかった際、報知処理を行うことができる。

（実施の形態４）
図１７は、本実施の形態４における無線装置をガスメータに取り付け、無線装置の内部構成を示している。はじめに実施の形態１、および実施の形態３の図１１と異なる部分について説明を行う。

図１７の無線装置１１０において、流量検出スイッチ２０４は、無線装置１１０をガスメータ１００に取り付けた際に、計数用磁石１０４もっとも近づくようスイッチ基板２０５に実装されている。また装着検出スイッチ２０３は計数用磁石１０４よりは、計数用磁石１０４離れた位置に実装されている。流量検出スイッチ２０４と装着検出スイッチ２０３は、計数用磁石１０４に反応するように、強磁性体等のリードで構成されたリードスイッチまたは、磁気に反応する半導体素子から構成されている。また、流量検出スイッチ２０４と装着検出スイッチ２０３は、感動値が異なり、同じ磁石でも反応する距離、位置が異なる。ここでは、流量検出スイッチ２０４と装着検出スイッチ２０３とでは、装着検出スイッチ２０３の方が、感動値が小さく（感度がよい）計数用磁石１０４が遠くても反応しやすい部品を実装している。

続いて図１８と図１９を用いて、流量検出スイッチ２０４と装着検出スイッチ２０３の動作範囲について説明を行う。図１８は計数用磁石１０４が回転した際、流量検出スイッチ２０４が動作するエリアに関する説明の図であり、図１９は計数用磁石１０４が回転した際、装着検出スイッチ２０３が動作するエリア関する説明の図である。

図１８が示すように、ガスが流れ、計数機構１０３が回転し、同時に計数用磁石１０４も回転する。このとき、計数用磁石１０４と流量検出スイッチ２０４との距離が変動し、流量検出スイッチ２０４の動作状態により３つのエリアに分類することができる。エリア１０（４０１）、エリア１１（４０２）、エリア１２（４０３）があり、エリア１０（４
０１）は、計数用磁石１０４が回転し、流量検出スイッチ２０４との距離が変動しても、流量検出スイッチ２０４は常にオンしているエリアになる。エリア１１（４０２）は、計数用磁石１０４が回転し、流量検出スイッチ２０４との距離が変動すると、流量検出スイッチ２０４がオンする場合とオフする場合とが存在するエリアになる。また、エリア１２（４０３）は計数用磁石１０４が回転し、流量検出スイッチ２０４との距離が変動しても、流量検出スイッチ２０４は常にオフするエリアになる。

一方、図１９は、計数用磁石１０４と装着検出スイッチ２０３の距離によりエリアを３つに分け、装着検出スイッチ２０３の動作を分類した図になる。図１９では、図１８と同様に３つのエリアに分類される。エリア１３（５０１）、エリア１４（５０２）、エリア１５（５０３）があり、エリア１３（５０１）は、計数用磁石１０４が回転し、装着検出スイッチ２０３との距離が変動しても、装着検出スイッチ２０３は常にオンしているエリアになる。エリア１４（５０２）は、計数用磁石１０４が回転し、装着検出スイッチ２０３との距離が変動すると、装着検出スイッチ２０３がオンする場合とオフする場合とが存在するエリアになる。また、エリア１５（５０３）は計数用磁石１０４が回転し、装着検出スイッチ２０３との距離が変動しても、装着検出スイッチ２０３は常にオフするエリアになる。図１９を用いて説明した、装着検出スイッチ２０３の動作範囲は、図１８を用いて説明した、流量検出スイッチ２０４の動作範囲よりも広い。これは、装着検出スイッチ２０３の方が、流量検出スイッチ２０４よりも感動値が高いものを用いているため、計数用磁石１０４の磁束が弱くなった位置でも反応するエリアが広くなっている。

続いて図２０を用いて、実施の形態４における無線装置１１０の内部構成と各ブロックの説明を行う。なお図２０において、実施の形態１における図５、実施の形態２における図８、実施の形態３における図１４と異なる部分についてのみ説明を行う。

図２０において、論理演算部２２１は、装着検出回路２１１を介して装着検出スイッチ２０３の信号と、流量検出回路２１２を介して流量検出スイッチ２０４の信号が入力される。また、論理演算部２２１は、装着検出スイッチ２０３からの入力信号がハイレベルの際、流量検出スイッチ２０４からの入力信号レベルがハイレベルになっている場合には、ハイ出力を、比較演算部２１７へ出力を行う。無線装置１１０が正常に取り付けられていない場合には、論理演算部２２１において、流量検出スイッチ２０４の信号入力は、流量に応じて、ハイレベルおよびローレベルを繰り返し入力されるのに対して、装着検出スイッチ２０３からの入力信号は、ローレベルに固定されている状況になる。したがって比較演算部２１７において、装着検出ができないことになり、正常に無線装置１１０が取り付けられていないと判断を行う。さらに比較演算部２１７は、無線装置１１０の装着状態が、正常あるいは異常であることを表示部２２３に表示するために、表示部２２３を駆動するための表示回路駆動部２２２へ入力する信号を出力する。具体的には、無線装置１１０が正常に取り付けられていれば、無線装置１１０が起動されたときに、正常であることを表示するための信号を出力する。また、無線装置１１０が正常に取り付けられていない場合には、無線装置１１０が起動されたときに、正常ではないことを報知し、改善されてなときには、継続して報知を行う。

表示回路駆動部２２２は、表示部２２３を制御する回路であり、たとえば、表示部２２３が液晶で構成されている場合には、液晶駆動回路や、液晶用バックライトを駆動する回路になる。比較演算部２１７の信号に応じて、表示部２２３を制御する信号を生成する。

次に図２１は、実施の形態４における、無線装置１１０がガスメータ１００に装着されているか否かは判別するフローを示している。図２１を用いて以下説明を行う。

図２１において、はじめに無線装置１１０は、ガスメータ１００に取り付けられる際、
設置作業の一部として、無線装置１１０を所定の手順によって起動する。ここで起動とは、回路等に電源を投入したり、バッテリー等を接続し無線装置１１０が動作でいる状態にする作業を指す（Ｓ４０１）。続いて、無線装置１１０は別端末等を使って、有線あるいは無線で、接続され、初期設定を行う。ここでは、無線装置１１０の設置位置に関する情報、シリアルナンバー、あるいは無線ネットワーク構成に必要な情報、流量検出の初期値等を設定する。加えて無線装置１１０をガスメータ１００に取り付け、ガス流量をカウントするための接続等行う（Ｓ４０２）。前ステップにおいて初期設定が行われると、無線装置１１０はガス流量をカウントする計数処理を開始することができ、ガスメータに流れた流量に応じて、無線装置１１０は計数処理を開始する（Ｓ４０３）。次に無線装置１１０がガスメータ１００に正常に設置されているか検出を行うための処理を行う。具体的には、装着検出スイッチ２０３および、流量検出スイッチ２０４で検出した信号を、それぞれ装着検出回路２１１と流量検出回路２１２を介して論理演算部２２１に取り込む。論理演算部２２１に取り込まれた信号は、流量検出スイッチ２０４の信号および、装着検出スイッチ２０３からの信号がともにハイレベルの際、論理演算部２２１から比較演算部２１７へ向けてはい出力がされる。もし流量検出スイッチ２０４の信号および装着検出スイッチ２０３の信号がどちらともローレベルのときには、論理演算部２２１から常にローが出力される。続いて比較演算部２１７では、流量検出スイッチ２０４からの信号を流量検出回路２１２を介して取り込み、流量の計数処理を行う。同時に、論理演算部２２１から信号も入力され、論理演算部２２１の信号を使って装着検出を行う。流量をカウントアップした際に、論理演算部２２１から出力される信号に変化があるかどうかを確認し、論理演算部２２１からハイレベルを検出できたときには、無線装置１１０が正常に取り付けられていると判断する。また、正常に判断された場合には、定期的に当該ステップに入り、無線装置１１０が正常に取り付けられていることを確認する動作を行う（Ｓ４０４）。ステップ４０４において、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられていないと判断した場合には、比較演算部２１７にて、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に取り付けられていないことを報知するために、表示部２２３に表示するための信号を生成し、表示回路駆動部２２２に出力する。表示回路駆動部２２２は、比較演算部２１７から入力された信号に基づいて、信号処理を行い、表示部２２３に信号を供給し、表示部２２３を駆動する（Ｓ４０５）。次に比較演算部２１７は、無線を使って無線装置１１０外の別の無線装置に、無線装置１１０がガスメータ１００に正常に設置されていると判断できなくなったという事象を含む情報を報知する動作を行うために、あらかじめ定められたプロトコルや通信電文フォーマットに沿って電文を生成する。生成された電文は、無線通信部２１５に入力され、無線通信部２１５はアンテナを介し外部の無線装置に送信する（Ｓ４０６）。さらに無線装置１１０は、正常に取り付けられていないため、比較演算部２１７において、流量の計数処理を停止する（Ｓ４０７）。

以上のように図２１に示すフローによって無線装置１１０はガスメータ１００に正常に装着されていないことを検出し、ＬＣＤ等の表示部を使うことや無線により外部に報知する動作を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる無線装置は、ガスメータに正常に取り付けられているかどうかを、ガスメータ内の計数用磁石と組み合わせて検出することがきる。これにより、無線装置が流量を検出する仕組みと同様に構成されているため、流量検出が可能か否かは正確に判断することができる。

１００ガスメータ
１０１使用量表示部
１０３計数機構
１０４計数用磁石
１１０無線装置
２０１上ケース
２０２下ケース
２０３装着検出スイッチ
２０４流量検出スイッチ
２０５スイッチ基板
２０６メイン基板
２０７接続ハーネス
２０８アンテナエレメント
２０９グランド板
２１０バッテリー
２１１装着検出回路
２１２流量検出回路
２１４記憶部
２１５無線通信部
２１７比較演算部
２１８Ｄｕｔｙ算出部
２１９駆動回路
２２０弁
２２１論理演算部
２２２表示回路駆動部
２２３表示部

Claims

外郭を構成する筐体と、
前記筐体に設けられ流体の流量検出を行う流量検出スイッチと、
前記流量検出スイッチもしくは前記筐体の装着位置を検出する装着検出スイッチと、
前記流量検出スイッチからの出力と前記装着検出スイッチからの出力とを演算する演算部と、
前記演算部により演算された内容を他端末へ通信する無線通信部と、を備え、
前記演算部は、前記装着検出スイッチからの出力の内容に応じて、前記流量検出スイッチからの出力の演算の内容を変更することを特徴とする無線装置。
前記演算部は、前記装着検出スイッチからの出力によって、前記流量検出スイッチもしくは前記筐体の装着位置が異常と判断した場合には、前記流量検出スイッチからの出力を演算しないことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記演算部は、前記流量検出スイッチからの出力を演算中に、前記装着検出スイッチの出力に基づいて、前記流量検出スイッチもしくは前記筐体が正常に設置されていると判断できなくなった際には、正常に設置されていないという事象を含む情報を、前記通信部より送信することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
前記演算部は、前記流量検出スイッチからの出力を演算中に、前記装着検出スイッチの出力に基づいて、前記流量検出スイッチもしくは前記筐体が正常に設置されていると判断できなくなった際には、正常に設置されていると判断した状態で演算した演算結果と、正常に設置されていないと判断された状態で演算した演算結果と、で分離して演算することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。