JP2015014568A - Ultrasonic gas meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波式ガスメータに関する。 The present invention relates to an ultrasonic gas meter.
従来、超音波式流速センサを使用した超音波式ガスメータが提案されている。超音波式ガスメータは、ガス流路内に一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子からなる2つの音響トランスジューサによって超音波式流速センサを構成している。そして、一方のトランスジューサの発生する超音波信号を他方のトランスジューサに受信させる動作を行って超音波信号がトランスジューサ間で伝搬される伝搬時間を計測し、この計測した伝搬時間に基づいてガス流速を間欠的に求める。 Conventionally, an ultrasonic gas meter using an ultrasonic flow velocity sensor has been proposed. The ultrasonic gas meter constitutes an ultrasonic flow rate sensor by two acoustic transducers composed of, for example, piezoelectric vibrators that operate at an ultrasonic frequency and are spaced apart from each other within a gas flow path. Then, the ultrasonic signal generated by one transducer is received by the other transducer to measure the propagation time during which the ultrasonic signal propagates between the transducers, and the gas flow rate is intermittent based on the measured propagation time. Ask for.
この類の超音波式ガスメータでは、センサの表面や保護部材に結露が発生すると、器差が変化し、ガス流量を正確に検出することができなくとなるという問題がある。そこで、例えば特許文献1には、センサ信号の増幅度に基づいて結露を判断する超音波式ガスメータが開示されている。
In this type of ultrasonic gas meter, if condensation occurs on the surface of the sensor or the protection member, there is a problem that the instrumental difference changes and the gas flow rate cannot be detected accurately. Thus, for example,
ところで、ガスメータ上流のガス栓を閉じた状態で長期間ガスの使用が無い場合などには、混ガスや負圧が発生する。混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露が発生していない状況であっても結露が発生していると誤判断をしてしまう可能性がある。ここで、混ガスは、ガスメータ下流のガス器具、ガスホース、各接続部等の気密不良による呼吸作用により空気が混入する場合や、新たなガスメータを取り付ける際にエアパージをしない場合などに発生する。一方、負圧は、ガスメータ上流のガス栓を閉じた閉塞状態で温度変化が生じた場合や、ガスホースへの吸着や透過により発生する。 By the way, when the gas stopper upstream of the gas meter is closed and no gas is used for a long time, mixed gas or negative pressure is generated. When mixed gas or negative pressure is generated, the degree of amplification changes. Therefore, there is a possibility that it is erroneously determined that condensation occurs even in a situation where condensation does not occur. Here, the mixed gas is generated when air is mixed due to a breathing action due to poor airtightness such as a gas appliance, a gas hose, and each connection portion downstream of the gas meter, or when an air purge is not performed when a new gas meter is attached. On the other hand, the negative pressure is generated when a temperature change occurs in a closed state where the gas stopper upstream of the gas meter is closed, or by adsorption or permeation to the gas hose.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、結露の発生判断における誤判断を抑制することである。 This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to suppress the misjudgment in the generation | occurrence | production determination of dew condensation.
かかる課題を解決するために、本発明は、ガス流路内に間欠的に超音波信号を送信する送信手段と、超音波信号を受信する受信手段と、受信手段により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅手段と、増幅手段による増幅度を所定時間毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断手段と、ガスの未使用状態を判断する状態判断手段と、を有し、結露判断手段は、状態判断手段がガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないことを特徴とする超音波式ガスメータを提供する。 In order to solve such a problem, the present invention provides a transmitting means for intermittently transmitting an ultrasonic signal in a gas flow path, a receiving means for receiving an ultrasonic signal, and a signal received by the receiving means as a predetermined signal. Amplifying means for amplifying to the strength and the amplification degree by the amplifying means are monitored every predetermined time, and when the monitored amplification degree changes by a predetermined value or more than the initial value, it is determined that condensation has occurred in the gas flow path. Dew condensation determining means, and a state determining means for determining the unused state of the gas. When the state determining means determines the unused state of the gas, the dew condensation determining means condenses in the gas flow path. An ultrasonic gas meter is provided that does not execute a determination as to whether or not the gas is generated.
ここで、本発明において、状態判断手段は、ガス遮断弁がガス流路におけるガスの流れを止める閉状態である場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。 Here, in the present invention, it is preferable that the state determination means determines the unused state of the gas when the gas cutoff valve is in a closed state in which the gas flow in the gas flow path is stopped.
また、本発明において、ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有し、状態判断手段は、圧力検出手段によって検出された圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。 Further, in the present invention, it further includes pressure detection means for detecting the pressure in the gas flow path, and the state determination means is in an unused state of the gas when the pressure detected by the pressure detection means is outside a predetermined range. Is preferably determined.
また、本発明は、送信手段から送信されて受信手段により受信された超音波信号の伝搬時間に基づいて、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する流量計測手段をさらに有していてもよい。この場合、状態判断手段は、流量計測手段によって計測される流量を積算した積算流量値を周期的にサンプリングし、現在サンプリングした積算流量値と所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。 The present invention may further include a flow rate measuring unit that measures the flow rate of the gas flowing in the gas flow path based on the propagation time of the ultrasonic signal transmitted from the transmitting unit and received by the receiving unit. Good. In this case, the state determining means periodically samples the integrated flow value obtained by integrating the flow measured by the flow measuring means, and the difference between the currently sampled integrated flow value and the integrated flow value sampled before a predetermined period is predetermined. If it is smaller than the determination value, it is preferable to determine the unused state of the gas.
また、本発明において、結露判断手段は、動作モードが出荷モードである場合には、結露判断機能を無効にすることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the dew condensation determination means disables the dew condensation determination function when the operation mode is the shipping mode.
また、本発明は、ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有していてもよい。この場合、結露判断手段は、圧力検出手段によって検出される圧力の異常を判断した場合には、結露判断機能を無効にすることが好ましい。 In addition, the present invention may further include a pressure detection unit that detects a pressure in the gas flow path. In this case, it is preferable that the dew condensation determination unit disables the dew condensation determination function when determining an abnormality in the pressure detected by the pressure detection unit.
ガスの未使用状態においては、混合ガスや負圧が発生する傾向にあり、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ガスが未使用状態の場合に結露の発生判断を実行しないことで、結露の発生判断における誤判断の可能性を減じることができる。 When the gas is not used, a mixed gas or negative pressure tends to be generated. When the mixed gas or negative pressure is generated, the amplification degree is changed. Therefore, by not performing the determination of the occurrence of condensation when the gas is unused, the possibility of erroneous determination in the determination of occurrence of condensation can be reduced.
図1は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40を含むガス供給システム1の構成図である。ガス供給システム1は、各ガス器具10に燃料ガスを供給するものであって、複数のガス器具10と、配管31,32と、超音波式ガスメータ40とを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a
上流側配管31は、ガス供給元と超音波式ガスメータ40とを接続するものである。下流側配管32は超音波式ガスメータ40とガス器具10とを接続する配管である。超音波式ガスメータ40は、超音波信号の伝搬時間に基づいてガス流量を求め、求めたガス流量を積算して表示するものである。このようなガス供給システム1では、超音波式ガスメータ40内に上流側配管31及び下流側配管32とつながるガス流路が形成されており、燃料ガスは上流側配管31から超音波式ガスメータ40、及び下流側配管32を通じてガス器具10に到達し、ガス器具10において燃焼されることとなる。
The
ガス供給システム1では上流側配管31の亀裂等により上流側配管31に水Wが溜まる可能性がある。そして、上流側配管31に水Wが溜まると、水蒸気を多く含んだガスが超音波式ガスメータ40に供給され、超音波式流速センサの表面やメッシュなどの保護部材に水が付着する結露が発生して器差が変化してしまうことがある。そして、器差が変化してしまうと、ガス流量を正確に検出できなくなり、料金上の問題が発生してしまう。
In the
そこで、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40は、結露を判断することができる構成となっている。図2は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40を示す構成図である。同図に示す超音波式ガスメータ40は、ガス流路内に距離Lだけ離され、かつ、ガス流方向Yに対して角度θをなすように、互いに対向して配置された2つの音響トランスジューサ(送信手段,受信手段)TD1,TD2を有している。
Therefore, the
2つの音響トランスジューサTD1,TD2は、超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子から構成されている。ガス流路には、両音響トランスジューサTD1,TD2の上流側に弁閉によってガス流路を遮断するガス遮断弁47が設けられている。 The two acoustic transducers TD1, TD2 are composed of, for example, piezoelectric vibrators that operate at an ultrasonic frequency. The gas flow path is provided with a gas shut-off valve 47 that shuts off the gas flow path by closing the valve upstream of both acoustic transducers TD1 and TD2.
各トランスジューサTD1,TD2はトランスジューサインタフェース(I/F)回路41a,41bをそれぞれ介して送信回路42及び受信回路43に接続されている。送信回路42は、マイクロコンピュータ(μCOM)44の制御の下で、トランスジューサTD1,TD2の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号を間欠的に送信する。このため、トランスジューサTD1,TD2は、ガスの流れ方向Yに対して上流側及び下流側の双方から間欠的に超音波信号を送信して受信することとなる。
Each transducer TD1, TD2 is connected to a
受信回路43は、ガス流路を通過した超音波信号を受信した他方のトランスジューサTD1,TD2からの信号を入力して超音波信号を所定の強さまで増幅する増幅器(増幅手段)43aを内蔵している。この増幅器43aの増幅度は、μCOM44によって調整することができる。また、μCOM44には、表示器45が接続されている。
The
また、トランスジューサTD1,TD2が設けられる流路には複数の仕切板46が設けられている。複数の仕切板46は、ガス流入時における渦の発生などを防止するものであり、正確な流量測定に寄与するものである。なお、図2において仕切板46と超音波信号の送受信方向とは交差するように図示されているが、実際には両者は並行関係にあり、仕切板46は超音波信号の送受信を阻害しないように設置されている。
A plurality of
さらに、超音波式ガスメータ40は、切替スイッチ48を備えている。切替スイッチ48は、後述する結露判断機能の有効・無効を切替可能なものである。また、超音波式ガスメータ40には、ガス流路における圧力を検出する圧力センサ49が設けられている。
Further, the
図3は、図2に示したμCOM44の内部を示す構成図である。μCOM44は、図3に示すように、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット(CPU)44a、CPU44aが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるROM44b、及び、CPU44aでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM44cなどを内蔵している。また、これらはバスライン44dによって互いに接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing the inside of the
また、CPU44aは、サンプリング時間毎に2つのトランスジューサTD1,TD2にて送受信された超音波信号の伝搬時間に基づいてガス流速を計測し、計測したガス流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を計測する流量計測機能(流量計測手段)を備えている。サンプリング時間は、例えば2秒である。また、CPU44aは、計測される瞬時流量の積算値である積算流量値を算出する機能も備えている。
The
さらに、CPU44aは、増幅器43aによる増幅度を所定時間(例えば24時間)毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値(例えば「10」)以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断機能(結露判断手段)を有している。ここで、結露が発生すると水滴等の影響によって超音波信号の屈折や減衰等が発生して、増幅度が変化(増加)するという傾向を示す。よって、増幅度が基準値となる基準増幅度よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断することができる。なお、基準増幅度とは、結露の発生判断に先立ち設定され、また、必要に応じて更新される値である。
Further, the
また、CPU44aは、下記の3つのケースに該当する場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないこととしている。
Further, the
1つ目は、上流側から送信されて受信された超音波信号の伝搬時間と、下流側から送信されて受信された超音波信号の伝搬時間との和が所定範囲外の場合である。ここで、上流側及び下流側からの伝搬時間の和は、流速の影響を受けることなく、ガス種によって変化する傾向にある。例えば、流速が高くなり上流側からの超音波信号が早期に受信されるようになったとしても、下流側からの超音波信号は遅めに受信されることとなり、結果としては流速の影響を受けることなく、伝搬時間の和はあまり変化しないこととなる。よって、伝搬時間の和は流速に応じて変化しない。これに対し、伝搬時間の和はガス種によって変化する傾向にある。したがって、伝搬時間の和が所定範囲外の場合とは、計測対象となるガス種が変化したり、混ガス状態が発生したりした場合といえる。そして、ガス種の変化や混ガス状態のときには、増幅度が変化する傾向にあり、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、CPU44aは、伝搬時間の和が所定範囲外の場合、結露の発生判断を実行しないこととしている。
The first is a case where the sum of the propagation time of the ultrasonic signal transmitted and received from the upstream side and the propagation time of the ultrasonic signal transmitted and received from the downstream side is outside a predetermined range. Here, the sum of the propagation times from the upstream side and the downstream side tends to change depending on the gas type without being affected by the flow velocity. For example, even if the flow velocity increases and the ultrasonic signal from the upstream side is received early, the ultrasonic signal from the downstream side is received later, resulting in the influence of the flow velocity. Without being received, the sum of propagation times does not change much. Therefore, the sum of propagation times does not change according to the flow velocity. On the other hand, the sum of propagation times tends to change depending on the gas type. Therefore, the case where the sum of the propagation times is out of the predetermined range can be said to be a case where the gas type to be measured has changed or a mixed gas state has occurred. When the gas type is changed or in a mixed gas state, the amplification degree tends to change, and an error is likely to occur in the determination of the occurrence of condensation. Therefore, the
2つ目は、流量計測機能により計測された流量が所定流量を超える場合である。ここで、流量が所定流量(例えば1000L/h)を超えると、流路内において偏流や渦流が発生して増幅度が安定しない傾向を示す。このため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、CPU44aは、流量が所定流量を超える場合に結露の発生判断を実行しないこととしている。
The second is a case where the flow rate measured by the flow rate measurement function exceeds a predetermined flow rate. Here, when the flow rate exceeds a predetermined flow rate (for example, 1000 L / h), drift and vortex flow are generated in the flow path, and the amplification degree tends to be unstable. For this reason, an error is likely to occur in the determination of the occurrence of condensation. Therefore, the
3つ目は、ガスの未使用状態を判断した場合である。ここで、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。また、混合ガスや負圧は、ガスの未使用状態において発生する。そこで、CPU44aは、ガスの未使用状態である場合には、結露の発生判断をしないこととしている。また、このような判断を行う前提として、CPU44aは、ガスの未使用状態を判断する機能(状態判断手段)を有している。
The third is a case where the unused state of the gas is determined. Here, when a mixed gas or a negative pressure is generated, the amplification degree is changed, so that an error is easily caused in the determination of the occurrence of condensation. Moreover, mixed gas and negative pressure generate | occur | produce in the unused state of gas. Therefore, the
ガスの未使用状態の判断は、以下に示す3つの手法のうちのいずれか一つ又は複数を組み合わせて実行される。なお、ガス器具10は、1日のうち使用される時間は限定的であるため、ガスの未使用状態とは、現に使用されていないというガスが短期的に使用されていない状態をいうのではなく、長期にわたりガスが定常的に使用されない状態をいうものとする。
The determination of the unused state of gas is executed by combining any one or a plurality of the following three methods. Since the
ガス遮断弁47が、ガス流路におけるガスの流れを止める閉状態の場合には、ガス供給が遮断される。そのため、当該ガス遮断弁47が開状態へと復帰するまで、ガスを使用することはできない。そこで、CPU44aは、ガス遮断弁47が閉状態の場合には、ガスの未使用状態を判断することとしている。なお、ガス供給の遮断の判断は、超音波式ガスメータ40が備えるガス遮断弁47に限定されず、ガスの未使用状態となり得る他の遮断弁であってもよい。
When the gas shut-off valve 47 is in a closed state that stops the gas flow in the gas flow path, the gas supply is shut off. Therefore, the gas cannot be used until the gas shut-off valve 47 returns to the open state. Therefore, the
また、ガスの使用状態又は使用可能な状態であれば、圧力センサ49によって検出されるガス流路の圧力は、所定の圧力範囲(以下「正常範囲」という)内に存在する。そこで、CPU44aは、当該ガス流路の圧力が正常範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することとしている。
Further, if the gas is in a usable state or usable state, the pressure of the gas flow path detected by the
さらに、計測される瞬時流量の積算値である積算流量値は、ガスの使用に伴い増加していくこととなる。したがって、ガスの使用状態においては、ある一定の期間を隔てて得られる2つの積算流量値の間に、所定の判定値以上の差が生じることとなる。そこで、CPU44aは、積算流量値を周期的にサンプリングし、所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値を超えない場合には、ガスの未使用状態を判断する。
Furthermore, the integrated flow rate value, which is the integrated value of the instantaneous flow rate that is measured, increases as the gas is used. Therefore, when the gas is used, a difference equal to or greater than a predetermined determination value is generated between two integrated flow rate values obtained with a certain period. Therefore, the
また、本実施形態において、CPU44aは、更新機能を備えている。更新機能は、基準増幅度を更新する機能である。例えば増幅器43aによる増幅度は、超音波式ガスメータ40の周囲温度に応じて変化する傾向にある。同様に、増幅度は、トランスジューサTD1,TD2の表面やその保護部材にダストが付着した場合に変化する傾向にある。このような場合、結露が発生しなくとも増幅度が変化してしまい、誤って結露と判断してしまう可能性がある。そこで、基準増幅度を更新することにより、結露の発生判断を適切に実行することとしている。
In the present embodiment, the
さらに、CPU44aは、切替スイッチ48からのスイッチ信号に応じて結露判断機能を有効としたり、無効としたりする。すなわち、切替スイッチ48が有効側に設定されている場合、CPU44aは、結露判断機能を有効とし、結露の発生判断を実行し、切替スイッチ48が無効側に設定されている場合、CPU44aは、結露判断機能を無効とし、結露の発生判断を実行しない。
Further, the
図4は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40の結露の発生判断における基準増幅度の設定手順を示すフローチャートである。まず、ステップ10(S10)において、CPU44aは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、CPU44aは、送信回路42を通じてトランスジューサTD1,TD2を制御し、これにより、トランスジューサTD1,TD2は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器43aは、μCOM44によって調整される増幅度に従って、トランスジューサTD1,TD2が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμCOM44に出力する。そして、CPU44aは、トランスジューサTD1,TD2の伝搬時間を計測する。その後、CPU44aは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。
FIG. 4 is a flowchart showing a reference amplification degree setting procedure in the determination of the occurrence of condensation in the
ステップ11(S11)において、CPU44aは、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していない場合には、ステップ11において否定判定されるため、ステップ10の処理に戻る。一方、所定時間が経過した場合には、ステップ11において肯定判定されるため、ステップ12(S12)の処理に進む。
In step 11 (S11), the
ステップ12において、CPU44aは、切替スイッチ48が有効側に設定されているか否かを判断する。切替スイッチ48が無効側に設定されている場合には、ステップ12において否定判定されるため、ステップ10の処理に戻る。一方、切替スイッチ48が有効側に設定されている場合には、ステップ12において肯定判定されるため、ステップ13(S13)の処理に進む。
In step 12, the
ステップ13において、CPU44aは、伝搬時間の和が所定範囲内であるか否かを判断する。伝搬時間の和が所定範囲外である場合には、ステップ13において否定判定される。これにより、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ10の処理に戻る。一方、伝搬時間の和が所定範囲内である場合には、ステップ13において肯定判定されるため、ステップ14(S14)の処理に進む。
In step 13, the
ステップ14において、CPU44aは、演算された流量が所定流量以下であるか否かを判断する。演算された流量が所定流量よりも大きい場合には、ステップ14において否定判定される。これにより、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ10の処理に戻る。一方、演算された流量が所定流量以下の場合には、ステップ14において肯定判定されるため、ステップ15(S15)の処理に進む。
In step 14, the
ステップ15において、CPU44aは、ガス遮断弁47が開状態であるか否かを判断する。ガス遮断弁47が閉状態である場合には、ステップ15において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ10の処理に戻る。一方、ガス遮断弁47が開状態である場合には、ステップ15において肯定判定されるため、ステップ16(S16)の処理に進む。
In step 15, the
ステップ16において、CPU44aは、圧力センサ49によって検出されたガス流路の圧力が正常範囲内であるか否かを判断する。検出されたガス流路の圧力が正常範囲外である場合には、ステップ16において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ10の処理に戻る。一方、検出されたガス流路の圧力が所定範囲内である場合には、ステップ16において肯定判定されるため、ステップ17(S17)の処理に進む。
In step 16, the
ステップ17において、CPU44aは、現在の積算流量値と、所定期間前の積算流量値との差が所定の判定値以上であるか否かを判断する。積算流量値の差が判定値よりも小さい場合には、ステップ17において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ10の処理に戻る。一方、積算流量値の差が判定値以上の場合には、ステップ17において肯定判定されるため、ステップ18(S18)の処理に進む。
In
ステップ18において、CPU44aは、基準増幅度としてステップ10において用いた増幅度を設定する。
In
図5は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40の結露の発生判断を示すフローチャートである。まず、ステップ20(S20)において、CPU44aは、規定時間が経過したかを判断する。規定時間は、結露の発生判断の実行周期に相当し、例えば2秒である。このステップ20において肯定判定された場合、すなわち、規定時間が経過した場合には、ステップ21(S21)に進む。一方、ステップ20において否定判定された場合、すなわち、規定時間が経過していない場合には、ステップ20の処理を再度行う。
FIG. 5 is a flowchart showing the determination of the occurrence of condensation in the
ステップ21において、CPU44aは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、CPU44aは、送信回路42を通じてトランスジューサTD1,TD2を制御し、これにより、トランスジューサTD1,TD2は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器43aは、μCOM44によって調整される増幅度に従って、トランスジューサTD1,TD2が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμCOM44に出力する。そして、CPU44aは、トランスジューサTD1,TD2の伝搬時間を計測する。その後、CPU44aは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。
In step 21, the
ステップ22(S22)からステップ25(S25)までの各処理において、CPU44aは、結露の発生判断の実行条件を具備するか否かを判断する。ここで、ステップ22からステップ25までの各処理は、上述した基準増幅度の設定処理におけるステップ11からステップ14までの各処理と対応している。したがって、所定時間が経過した場合(ステップ22の否定判定)、切替スイッチ48が有効側に設定されている場合(ステップ23(S23)の否定判定)、伝搬時間の和が所定範囲外である場合(ステップ24(S24)の否定判定)、又は、演算された流量が所定流量よりも大きい場合(ステップ25の否定判定)には、結露の発生判断を行うことなく、ステップ20の処理に戻る。
In each process from step 22 (S22) to step 25 (S25), the
ステップ26(S26)において、CPU44aは、結露の発生判断を行う。具体的には、CPU44aは、ステップ20において用いられる増幅度が基準増幅度より所定値以上変化したか否かを判断する。増幅度が基準増幅度より所定値以上変化していない場合には、ステップ26において否定判定され、ステップ20の処理に戻る。一方、増幅度が基準増幅度より所定値以上変化している場合には、ステップ26において肯定判定される。すなわち、結露の可能性がある場合には、ステップ27(S27)の処理に進む。
In step 26 (S26), the
ステップ27からステップ29(S29)までの各処理において、CPU44aは、ガスの未使用状態を判断する。ステップ27からステップ29までの各処理は、上述した基準増幅度の設定処理におけるステップ15からステップ17の各処理と対応している。したがって、ガス遮断弁47が閉状態である場合(ステップ27の否定判定)、ガス流路の圧力が正常範囲外である場合(ステップ28(S28)の否定判定)、又は、積算流量値の差が判定値よりも小さい場合(ステップ29の否定判定)には、ステップ10の処理に戻る。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるシーンでは、結露の誤判断を抑制すべく、結露判定を行わないこととしている。
In each process from step 27 to step 29 (S29), the
ステップ30(S30)において、CPU44aは、ガス流路内に結露が発生していると判断する。そして、ステップ31(S31)において、CPU44aは、表示器45に警告を表示させる。
In step 30 (S30), the
図6は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40の結露の発生判断における基準増幅度の更新手順を示すフローチャートである。まず、ステップ40(S40)において、CPU44aは、所定期間が経過したかを判断する。所定期間は、基準増幅度の更新周期に相当し、例えば15日である。このステップ40において肯定判定された場合、すなわち、所定期間が経過した場合には、ステップ41(S41)に進む。一方、ステップ40において否定判定された場合、すなわち、所定期間が経過していない場合には、ステップ40の処理を再度行う。
FIG. 6 is a flowchart showing a reference amplification degree update procedure in the determination of the occurrence of condensation in the
ステップ41において、CPU44aは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、CPU44aは、送信回路42を通じてトランスジューサTD1,TD2を制御し、これにより、トランスジューサTD1,TD2は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器43aは、μCOM44によって調整される増幅度に従って、トランスジューサTD1,TD2が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμCOM44に出力する。そして、CPU44aは、トランスジューサTD1,TD2の伝搬時間を計測する。その後、CPU44aは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。
In step 41, the
ステップ42(S42)からステップ48(S48)までの各処理において、結露の発生判断の実行条件を具備するか否かの判断、結露の発生判断、及び、ガスの未使用状態であるか否かの判断を行う。ここで、ステップ42からステップ48までの各処理は、上述した結露の発生判断の処理におけるステップ22からステップ28までの各処理と対応している。
In each process from step 42 (S42) to step 48 (S48), it is determined whether or not the execution condition for the determination of the occurrence of condensation is satisfied, the determination of the occurrence of condensation, and whether or not the gas is unused. Make a decision. Here, each process from
ステップ49(S49)において、CPU44aは、ステップ40において用いられる増幅度を、基準増幅度として更新する。更新された基準増幅度は、結露の発生判断において参照される。
In step 49 (S49), the
図7は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ40が備える結露判断機能を無効化するための処理を示すフローチャートである。まず、ステップ60(S60)において、CPU44aは、切替スイッチ48が無効側に設定されているか否かを判断する。切替スイッチ48が無効側に設定されている場合には、ステップ60において肯定判定されるため、後述するステップ64(S64)の処理に進む。一方、切替スイッチ48が有効側に設定されている場合には、ステップ60において否定判定されるため、ステップ61(S61)の処理に進む。
FIG. 7 is a flowchart showing processing for invalidating the dew condensation determination function provided in the
ステップ61において、CPU44aは、伝搬時間の和が所定範囲外であるか否かを判断する。伝搬時間の和が所定範囲外である場合には、ステップ61において肯定判定されるため、ステップ64の処理に進む。一方、伝搬時間の和が所定範囲内である場合には、ステップ61において否定判定され、ステップ62(S62)の処理に進む。
In step 61, the
ステップ62において、CPU44aは、出荷モード中であるか否かを判断する。出荷モードは、ガスメータが設置場所に取り付けられてそのモードが解除されるまでの間に設定される、超音波式ガスメータ40の動作モードである。超音波式ガスメータ40が配管31,32といった設置場所に取り付けられて初めて結露判定を実行する意義を有することから、このステップ62において出荷モード中であるか否かの判断を行うこととしている。現在出荷モード中である場合には、ステップ62において肯定判定されるため、ステップ64の処理に進む。一方、現在出荷モードが解除されている場合には、ステップ62において否定判定されるため、ステップ63(S63)の処理に進む。
In step 62, the
ステップ63において、CPU44aは、圧力センサ49によって検出されたガス流路の圧力が正常範囲内か否かを判断する。ガス流路の圧力が異常である場合には、ステップ63において肯定判定されるため、ステップ64の処理に進む。一方、ガス流路の圧力が正常である場合には、ステップ62において否定判定されるため、ステップ60の処理に戻る。
In step 63, the
ステップ64において、CPU44aは、結露判断機能を無効にする。この無効状態においては、結露の発生判断に伴う各処理は実行されないこととなる。
In step 64, the
このように本実施形態において、超音波式ガスメータ40は、ガス流路内に間欠的に超音波信号を送信するとともに、超音波信号を受信する音響トランスジューサTD1,TD2と、音響トランスジューサTD1,TD2により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅器43aと、増幅度を所定時間毎に監視して増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断するとともに、ガスの未使用状態を判断するCPU44aと、を有している。ここで、CPU44aは、ガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないこととしている。
As described above, in the present embodiment, the
ガスの未使用状態においては、混合ガスや負圧が発生する傾向にあり、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ガスが未使用状態の場合に結露の発生判断を実行しないことで、誤判断の可能性を減じることができる。 When the gas is not used, a mixed gas or negative pressure tends to be generated. When the mixed gas or negative pressure is generated, the amplification degree is changed. Therefore, the possibility of misjudgment can be reduced by not determining the occurrence of condensation when the gas is unused.
また、本実施形態では、具体的な結露の発生判断のみならず、これに付随する処理である基準増幅度の設定処理及びその更新処理であっても、ガスの未使用状態を判断した場合には、これを実行しないこととしている。これにより、適切な基準増幅度にて結露の発生判断を行うことができるので、誤判断の可能性を減じることができる。 Further, in the present embodiment, not only the specific determination of the occurrence of condensation, but also the reference amplification degree setting process and its update process, which are processes associated therewith, are determined when the unused state of the gas is determined. Is going to not do this. As a result, it is possible to determine the occurrence of dew condensation with an appropriate reference amplification factor, thereby reducing the possibility of erroneous determination.
また、本実施形態において、CPU44aは、ガス遮断弁47がガス流路におけるガスの流れを止める閉状態である場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガス遮断弁47が閉状態である場合には、ガス供給元とガス器具10との間のガスの流通が遮断されるため、ガスの未使用状態であることの蓋然性が高い。そこで、ガス遮断弁47の閉状態から、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、CPU44aは、ガス流路の圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガスが使用可能な状態では、ガス流路の圧力は正常範囲に相当する所定範囲内をとることとなり、これ以外では、ガスの未使用状態であることの蓋然性が高い。そこで、ガス遮断弁47の閉状態から、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態において、CPU44aは、現在サンプリングした積算流量値と所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガスが使用状態にあれば積算流量値は経時的に増加することとなる。そこで、積算流量値の差を考慮することで、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。
Further, in this embodiment, the
また、本実施形態において、CPU44aは、動作モードが出荷モードである場合には、結露判断機能を無効にすることとしている。結露判断機能は、超音波式ガスメータ40が配管31,32に配置されてガス流量を計測する状況において実効性を有するところ、出荷モードではある場合には、結露判断機能を無効にすることで、結露の発生判断の誤判定や不要な電力の消費を抑制することできる。
In the present embodiment, the
また、CPU44aは、ガスセンサ39によって検出される圧力の低下を判断した場合には、結露判断機能を無効にする。ガス流路の圧力が正常な圧力にない状態では、結露判定が精度よく実行されない可能性があるので、結露判断を無効にすることで、結露の発生判断の誤判定や不要な電力の消費を抑制することできる。
Further, when the
以上、本実施形態にかかる超音波式ガスメータについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。 The ultrasonic gas meter according to the present embodiment has been described above, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
1 ガス供給システム
10 ガス器具
20 調整器
31 上流側配管
32 下流側配管
40 超音波式ガスメータ
41a トランスジューサI/F回路
41b トランスジューサI/F回路
42 送信回路
43 受信回路
43a 増幅器
44 μCOM
44a CPU
44b ROM
44b RAM
44b バスライン
45 表示器
46 仕切板
47 ガス遮断弁
48 切替スイッチ
49 圧力センサ
TD1 トランスジューサ
TD2 トランスジューサ
DESCRIPTION OF
44a CPU
44b ROM
44b RAM
Claims (6)
前記超音波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅手段と、
前記増幅手段による増幅度を所定時間毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断手段と、
ガスの未使用状態を判断する状態判断手段と、を有し、
前記結露判断手段は、前記状態判断手段がガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないことを特徴とする超音波式ガスメータ。 Transmission means for intermittently transmitting ultrasonic signals in the gas flow path;
Receiving means for receiving the ultrasonic signal;
Amplifying means for amplifying the signal received by the receiving means to a predetermined strength;
Condensation determining means for monitoring the amplification degree by the amplification means every predetermined time, and determining that condensation has occurred in the gas flow path when the monitored amplification degree has changed by a predetermined value or more than the initial value;
A state determining means for determining an unused state of the gas,
The ultrasonic gas meter characterized in that the dew condensation determination means does not execute a determination as to whether or not dew condensation has occurred in the gas flow path when the state determination means determines that the gas is not used. .
前記状態判断手段は、前記圧力検出手段によって検出された圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することを特徴とする請求項1又は2に記載された超音波式ガスメータ。 A pressure detecting means for detecting a pressure in the gas flow path;
3. The ultrasonic type according to claim 1, wherein the state determination unit determines a gas unused state when the pressure detected by the pressure detection unit is outside a predetermined range. Gas meter.
前記状態判断手段は、前記流量計測手段によって計測される流量を積算した積算流量値を周期的にサンプリングし、所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載された超音波式ガスメータ。 Based on the propagation time of the ultrasonic signal transmitted from the transmission unit and received by the reception unit, the flow rate measurement unit further measures the flow rate of the gas flowing in the gas flow path,
The state determining means periodically samples the integrated flow value obtained by integrating the flow measured by the flow measuring means, and the difference from the integrated flow value sampled before a predetermined period is smaller than a predetermined determination value. The ultrasonic gas meter according to claim 1, wherein an unused state of the gas is determined.
前記結露判断手段は、前記圧力検出手段によって検出される圧力の異常を判断した場合には、結露判断機能を無効にすることを特徴とする請求項1に記載された超音波式ガスメータ。 A pressure detecting means for detecting a pressure in the gas flow path;
2. The ultrasonic gas meter according to claim 1, wherein the dew condensation determination unit disables the dew condensation determination function when determining an abnormality in the pressure detected by the pressure detection unit.
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