JP2020063932A - Purge determination device and method for controlling the same - Google Patents

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拓也 北澤
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Abstract

To provide a purge determination device capable of more precisely determining switching of a gas type while reducing operation costs, and to provide a method for controlling the purge determination device.SOLUTION: A purge determination device 1 includes: a flow path 10 connected to a gas flow outlet side of a gas meter; an ultrasonic sensor 20 for transmitting and receiving ultrasonic signals to and from the flow path 10; a measurement part 51 for measuring propagation time until an ultrasonic signal is received after it is transmitted by the ultrasonic sensor 20; and a determination part 52 for determining switching of a gas type based on propagation time measured by the measurement part 51. The determination part 52 determines switching of a gas type based on excess of a difference between the maximum propagation time and the minimum propagation time measured by the measurement part 51 over a purge determination value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、パージ判定装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a purge determination device and its control method.

従来、ガスメータの交換時におけるパージ作業において、ガスメータの下流側配管に設けられたガス放出口にガス回収容器を接続しメータ内の空気を回収する工法が提案されている(例えば特許文献1参照)。さらにガス放出口とガス回収容器との間に半導体式センサを有するガス濃度計を接続し、ガス濃度計が示すガス濃度に基づいて最小限のパージ量でガス回収容器を効率良く使用する工法も提案されている(例えば特許文献2参照)。   Conventionally, in purging work when replacing a gas meter, a method has been proposed in which a gas recovery container is connected to a gas discharge port provided in a downstream pipe of the gas meter to recover air in the meter (for example, see Patent Document 1). . Furthermore, there is also a construction method in which a gas concentration meter with a semiconductor sensor is connected between the gas outlet and the gas recovery container, and the gas recovery container is used efficiently with a minimum purge amount based on the gas concentration indicated by the gas concentration meter. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

特開2011−202926号公報JP, 2011-202926, A 特開2017−106882号公報JP, 2017-106882, A

上記2つの工法によりガスメータ交換時のパージ作業は安全で効率良く行うことが可能である。しかし、半導体式センサは1年毎にメンテナンスが必須であり毎年交換しなければならない。そこで、半導体式センサに代えて超音波センサを使用したガス濃度計が検討されている。超音波センサであれば例えば10年間メンテナンス無しで運用が可能となるため、運用コストを大幅に下げることが可能となるからである。   By the above two methods, the purging work when replacing the gas meter can be performed safely and efficiently. However, the semiconductor sensor requires maintenance every year and must be replaced every year. Therefore, a gas concentration meter that uses an ultrasonic sensor instead of the semiconductor sensor is under study. This is because the ultrasonic sensor can be operated without maintenance, for example, for 10 years, so that the operation cost can be significantly reduced.

しかし、高温時における空気と低温時における燃料ガス(具体的には13Aガス)については、超音波信号の伝搬時間が大凡同じになる傾向がある。このため、超音波センサを搭載した濃度計(パージ判定装置)によって伝搬時間を測定してガス種の切り替わりを判定しようとしても、正確に判定できない可能性があった。   However, the propagation time of the ultrasonic signal tends to be approximately the same for the air at high temperature and the fuel gas (specifically, 13A gas) at low temperature. Therefore, even if an attempt is made to determine the gas type switching by measuring the propagation time with a densitometer (purge determination device) equipped with an ultrasonic sensor, it may not be possible to make an accurate determination.

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、運用コストの低下を図りつつも、ガス種の切り替わりをより精度良く判定することが可能なパージ判定装置及びその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to be able to more accurately determine the switching of gas species while reducing the operating cost. A purge determination device and a control method thereof are provided.

本発明は、ガスメータのガス流出口側に接続される流路と、流路に対して超音波信号を送受信する超音波センサとを備えたものであって、超音波センサによって超音波信号が送信されてから受信されるまでの伝搬時間に基づいてガス種の切り替わりを判定する。この場合において、本発明は、計測された最大の伝搬時間と最小の伝搬時間との差分がパージ判定値を超えたことに基づいて、ガス種の切り替わりを判定する。   The present invention comprises a flow channel connected to a gas outlet side of a gas meter, and an ultrasonic sensor for transmitting and receiving an ultrasonic signal to and from the flow channel. The ultrasonic sensor transmits an ultrasonic signal. The switching of gas species is determined based on the propagation time from the reception to the reception. In this case, the present invention determines the switching of gas species based on the fact that the difference between the measured maximum propagation time and the minimum propagation time exceeds the purge determination value.

本発明によれば、運用コストの低下を図りつつも、ガス種の切り替わりをより精度良く判定することが可能なパージ判定装置及びその制御方法を提供することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a purge determination device and a control method thereof that can determine the switching of gas types with higher accuracy while reducing the operating cost.

本発明の実施形態に係るパージ判定装置を含むパージシステムの構成図である。It is a block diagram of a purge system including a purge determination device according to an embodiment of the present invention. 図1に示したパージ判定装置の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the purge determination apparatus shown in FIG. 第1の手法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating a 1st method. 第2の手法を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating a 2nd method. 本実施形態に係るパージ判定装置の制御方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the control method of the purge judgment device concerning this embodiment.

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。   Hereinafter, the present invention will be described along with preferred embodiments. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Further, in the embodiment described below, there is a part where illustration and description of a part of the configuration are omitted, but for details of the omitted technology, within a range in which there is no contradiction with the content described below, It goes without saying that publicly known or well-known techniques are appropriately applied.

図1は、本発明の実施形態に係るパージ判定装置を含むパージシステムの構成図である。図1に示すように、本実施形態に係るパージシステム100は、ガス流入口GM1とガス流出口GM2とを備えるガスメータGMのガス流出口GM2側に接続されて、ガスメータGMにおけるエアパージを判定するためのものであって、パージ判定装置1と、ガス回収容器2とを備えている。   FIG. 1 is a configuration diagram of a purge system including a purge determination device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the purge system 100 according to the present embodiment is connected to the gas outlet GM2 side of a gas meter GM including a gas inlet GM1 and a gas outlet GM2 to determine an air purge in the gas meter GM. And a purge determination device 1 and a gas recovery container 2.

パージ判定装置1は、ガスメータGMの交換時において浸入する空気がガスメータGM内からパージされたか否かを判定するための装置である。ガス回収容器2は、パージ判定の際に流出する燃料ガスを回収するための容器である。このガス回収容器2は、例えば内部が真空とされており、真空引き込みを利用して燃料ガス(更には空気)を回収するものである。   The purge determination device 1 is a device for determining whether or not the air that enters when the gas meter GM is replaced has been purged from inside the gas meter GM. The gas recovery container 2 is a container for recovering the fuel gas flowing out at the time of the purge determination. The inside of the gas recovery container 2 is, for example, evacuated, and the fuel gas (further, air) is recovered by utilizing vacuum drawing.

図2は、図1に示したパージ判定装置1の詳細を示すブロック図である。パージ判定装置1は、流路10、2つの超音波センサ20、送信回路30、受信回路40、及び、マイクロコンピュータ(以下、μCOM)50を備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing the details of the purge determination device 1 shown in FIG. The purge determination device 1 includes a flow path 10, two ultrasonic sensors 20, a transmission circuit 30, a reception circuit 40, and a microcomputer (hereinafter, μCOM) 50.

流路10は、入口側がガスメータGMのガス流出口GM2側に接続され、出口側がガス回収容器2に接続されるものである。   The flow path 10 has an inlet side connected to the gas outlet GM2 side of the gas meter GM and an outlet side connected to the gas recovery container 2.

2つの超音波センサ20は、流路10に対して超音波信号を送受信するものであって、例えば圧電式振動子によって構成されている。このような超音波センサ20は、流路10の長手方向に所定距離だけ離され、且つ、ガス流方向Yに対して所定角度をなすように配置された、いわゆるVパス方式のセンサとなっている。なお、超音波センサ20はVパスに限らず、いわゆるZパス方式のものであってもよい。   The two ultrasonic sensors 20 transmit / receive ultrasonic signals to / from the flow path 10, and are configured by, for example, piezoelectric vibrators. Such an ultrasonic sensor 20 is a so-called V-pass type sensor that is arranged at a predetermined distance in the longitudinal direction of the flow channel 10 and is arranged at a predetermined angle with respect to the gas flow direction Y. There is. The ultrasonic sensor 20 is not limited to the V pass, and may be a so-called Z pass type.

また、2つの超音波センサ20は、送信回路30及び受信回路40に接続されている。送信回路30は、μCOM50の制御の下で、2つの超音波センサ20の一方を駆動して超音波信号を発信させるものである。   Further, the two ultrasonic sensors 20 are connected to the transmission circuit 30 and the reception circuit 40. The transmission circuit 30 drives one of the two ultrasonic sensors 20 to emit an ultrasonic signal under the control of the μCOM 50.

受信回路40は、2つの超音波センサ20の他方にて受信された超音波信号を所定の強さまで増幅する増幅器(増幅手段)41を内蔵している。この増幅器41の増幅度は、μCOM50によって調整される。   The receiving circuit 40 has a built-in amplifier (amplifying means) 41 that amplifies the ultrasonic signal received by the other of the two ultrasonic sensors 20 to a predetermined intensity. The amplification degree of the amplifier 41 is adjusted by the μCOM 50.

このようなパージ判定装置1においては、送信回路30が2つの超音波センサ20の一方を駆動して超音波信号を送信させる。送信された超音波信号は他方の超音波センサ20によって受信され、受信回路40内の増幅器41によって所定の強さまで増幅される。さらに、パージ判定装置1は、上記の超音波信号の送信をタイミングを異ならせることにより上流側の超音波センサ20と下流側の超音波センサ20との双方から行うようになっている。   In such a purge determination device 1, the transmission circuit 30 drives one of the two ultrasonic sensors 20 to transmit an ultrasonic signal. The transmitted ultrasonic signal is received by the other ultrasonic sensor 20 and amplified by the amplifier 41 in the receiving circuit 40 to a predetermined intensity. Further, the purge determination device 1 is configured to perform the above-described transmission of the ultrasonic signal from both the upstream ultrasonic sensor 20 and the downstream ultrasonic sensor 20 by changing the timing.

μCOM50は、パージ判定装置1の全体を制御するものであり、計測部(計測手段)51と、判定部(判定手段)52と、圧力検出部(圧力検出手段)53とを備えている。   The μCOM 50 controls the entire purge determination device 1, and includes a measurement unit (measurement unit) 51, a determination unit (determination unit) 52, and a pressure detection unit (pressure detection unit) 53.

計測部51は、超音波センサ20によって超音波信号が送信されてから受信されるまでの伝搬時間を計測するものである。なお、伝搬時間は流路10を流れる気体の流速によって変化する。また、後述するように、本実施形態に係るパージ判定装置1はガス種の切り替わりを判定するものであることから、流速による伝搬時間への影響をキャンセルすることが好ましい。よって、本実施形態において計測部51は、上流側からの超音波信号の伝搬時間と、下流側からの超音波信号の伝搬時間との平均値を採用することが好ましい。   The measuring unit 51 measures the propagation time from the transmission of the ultrasonic signal by the ultrasonic sensor 20 to the reception of the ultrasonic signal. The propagation time changes depending on the flow velocity of the gas flowing through the flow path 10. Further, as will be described later, since the purge determination device 1 according to the present embodiment determines the switching of gas species, it is preferable to cancel the influence of the flow velocity on the propagation time. Therefore, in the present embodiment, it is preferable that the measuring unit 51 adopts an average value of the propagation time of the ultrasonic signal from the upstream side and the propagation time of the ultrasonic signal from the downstream side.

さらに、可能であれば別途流速センサを設け、上流側からの超音波信号の伝搬時間、又は、下流側からの超音波信号の伝搬時間のいずれか一方に対して、流速センサが示す流速分を調整し、調整後の時間を採用するようにしてもよい。加えて、パージ判定装置1やガス回収容器2の構造上、流路10に一定流量の気体を流すようにできる場合には、一定流量に応じた調整を行うようにしてもよい。   Furthermore, if possible, a separate flow velocity sensor is provided, and the flow velocity component indicated by the flow velocity sensor is set for either the propagation time of the ultrasonic signal from the upstream side or the propagation time of the ultrasonic signal from the downstream side. It may be adjusted and the time after the adjustment may be adopted. In addition, due to the structure of the purge determination device 1 and the gas recovery container 2, if a constant flow rate of gas can be made to flow through the flow path 10, adjustment may be performed according to the constant flow rate.

判定部52は、計測部51によって計測される伝搬時間に基づいてガス種の切り替わりを判定するものである。超音波信号の伝搬時間は、ガス種によって異なる傾向がある。このため、判定部52は、伝搬時間に基づいてガス種の切り替わりを判定することとなる。さらに、判定部52は、ガス種の切り替わりに基づいて、ガスメータGMのエアパージが完了したかについても判定することとなる。   The determination unit 52 determines switching of gas species based on the propagation time measured by the measurement unit 51. The propagation time of ultrasonic signals tends to differ depending on the gas species. Therefore, the determination unit 52 will determine the switching of the gas species based on the propagation time. Further, the determination unit 52 also determines whether the air purge of the gas meter GM is completed based on the switching of the gas type.

圧力センサ60は、流路10に面して設けられ、流路10内の気体圧力に応じた信号を出力するものである。圧力検出部53は、圧力センサ60からの信号に基づいて流路10内の気体圧力を検出するものである。   The pressure sensor 60 is provided facing the flow path 10 and outputs a signal according to the gas pressure in the flow path 10. The pressure detection unit 53 detects the gas pressure in the flow path 10 based on the signal from the pressure sensor 60.

ここで、高温時における空気と低温時における燃料ガス(具体的には13Aガス)については、超音波信号の伝搬時間が大凡同じになる傾向がある。具体的に説明すると、空気の65℃の音速(伝搬時間はセンサ間距離を音速で割った値)は368m/sであり、−30℃の音速は312m/sである。これに対して、13Aガスの65℃の音速は434m/sであり、−30℃の音速は368m/sである。よって、65℃の空気と−30℃の13Aガスの音速はほぼ同じとなってしまう。このため、伝搬時間を測定してガス種の切り替わりを判定しようとしても、正確に判定できない可能性があった。   Here, the propagation time of the ultrasonic signal tends to be approximately the same for the air at high temperature and the fuel gas (specifically, 13A gas) at low temperature. More specifically, the acoustic velocity of air at 65 ° C. (propagation time is a value obtained by dividing the distance between sensors by the acoustic velocity) is 368 m / s, and the acoustic velocity at −30 ° C. is 312 m / s. On the other hand, the sound velocity at 65 ° C. of 13A gas is 434 m / s, and the sound velocity at −30 ° C. is 368 m / s. Therefore, the sound speeds of 65 ° C. air and −30 ° C. 13A gas are almost the same. For this reason, there is a possibility that even if an attempt is made to determine the gas type switching by measuring the propagation time, the determination may not be accurate.

そこで、本実施形態に係るパージ判定装置1は、以下の2つの手法によって、ガス種の切り替わりを判定するようになっている。   Therefore, the purge determination device 1 according to the present embodiment is configured to determine gas type switching by the following two methods.

まず、第1の手法について説明する。第1の手法においては伝搬時間に基づいてガス種の切り替わりを判定する。図3は、第1の手法を説明するための概念図である。まず、同じ温度環境においてパージ判定装置1の流路10内に、13Aガスと空気とが、一定流速で13Aガス、空気、及び13Aガスの順に流れたとする。   First, the first method will be described. In the first method, switching of gas species is determined based on the propagation time. FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the first method. First, it is assumed that, in the same temperature environment, 13A gas and air flow in the flow path 10 of the purge determination device 1 at a constant flow rate in the order of 13A gas, air, and 13A gas.

まず、時刻0〜t31においては流路10内に13Aガスが流れている。このとき、伝搬時間は凡そ時間Aとなる。次に、時刻t31において流路10内に空気が流入し始める。これにより、流路10内は混ガス状態となり、伝搬時間は時間Aから時間Bに変化していく。そして、時刻t33になると流路10内には空気のみが流れる状態となり、伝搬時間は時間B付近で安定する。   First, from time 0 to t31, 13A gas is flowing in the flow path 10. At this time, the propagation time is about time A. Next, at time t31, air begins to flow into the flow path 10. As a result, the inside of the flow path 10 becomes a mixed gas state, and the propagation time changes from time A to time B. Then, at time t33, only air flows in the flow path 10, and the propagation time stabilizes near time B.

次に、時刻t34において流路10内に再度13Aガスが流入し始める。これにより、流路10内は再度混ガス状態となり、伝搬時間は時間Bから時間Aに変化していく。その後、時刻t36になると流路10内には13Aガスのみが流れる状態となり、伝搬時間は時間A付近で安定する。この時刻t36以降においては、ガスメータGMから空気が抜けたことが確実となり、エアパージが完了したこととなる。   Next, at time t34, the 13A gas begins to flow into the flow path 10 again. As a result, the inside of the flow path 10 is again in a mixed gas state, and the propagation time changes from time B to time A. After that, at time t36, only the 13A gas flows in the flow channel 10, and the propagation time stabilizes near time A. After this time t36, it is certain that the air has escaped from the gas meter GM, and the air purge is completed.

ここで、本実施形態に係るパージ判定装置1は、伝搬時間の最大値と最小値とを記憶するようになっている。より具体的にパージ判定装置1のμCOM50は、2秒毎に1回の計測を行い、この計測の複数回分の移動平均値について最大値と最小値とを記憶することが好ましい。これにより、ノイズを抑えることができるためである。そして、判定部52は、例えば、最大値と最小値との差分が予め定められたパージ判定値を超えた時点で、ガス種が変化したと判断する。なお、判定部52は、最大値と最小値との差分が予め定められたパージ判定値を超えた時点のみならず、超えた時点から所定時間後に、ガス種が変化したと判断してもよい。   Here, the purge determination device 1 according to the present embodiment is configured to store the maximum value and the minimum value of the propagation time. More specifically, it is preferable that the μCOM 50 of the purge determination device 1 performs the measurement once every 2 seconds and stores the maximum value and the minimum value of the moving average values of the plurality of times of the measurement. This is because noise can be suppressed. Then, the determination unit 52 determines that the gas type has changed, for example, when the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the predetermined purge determination value. The determining unit 52 may determine that the gas type has changed not only when the difference between the maximum value and the minimum value exceeds a predetermined purge determination value, but also after a predetermined time from the time when the difference exceeds the purge determination value. .

図3に沿って説明すると、まず時刻0〜t31においては、伝搬時間が時間Aで安定していることから、伝搬時間の最大値と最小値とは時間A付近となる。次いで、時刻t31以降となると混ガス状態となることから、伝搬時間の最大値が順次更新されていく。そして、例えば時刻t31と時刻t33との間の時刻t32において、最大値と最小値との差分がパージ判定値を超える。これにより、判定部52は、ガス種が切り替わったと判断する。   Referring to FIG. 3, first, from time 0 to t31, since the propagation time is stable at time A, the maximum value and the minimum value of the propagation time are near time A. Next, after time t31, a mixed gas state is entered, so the maximum value of the propagation time is sequentially updated. Then, for example, at time t32 between time t31 and time t33, the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the purge determination value. As a result, the determination unit 52 determines that the gas type has been switched.

なお、判定部52によりガス種が切り替わったと判断されると、μCOM50は、記憶した最大値と最小値とをリセットする。ここで、時刻t32における伝搬時間を時間Cとすると、時刻t32〜t33において最小値は時間C付近となる。一方、時刻t33において伝搬時間が時間Bとなることから、最大値は時間B付近となる。   When the determination unit 52 determines that the gas type has been switched, the μCOM 50 resets the stored maximum value and minimum value. Here, assuming that the propagation time at time t32 is time C, the minimum value is around time C from time t32 to time t33. On the other hand, since the propagation time is time B at time t33, the maximum value is near time B.

その後、時刻t34まで、最大値が時間B付近であり、最小値が時間C付近である状態を維持する。そして、時刻t34以降となると混ガス状態となることから、伝搬時間の最小値が更新されていく。そして、例えば時刻t34と時刻t36との間の時刻t35において、最大値と最小値との差分がパージ判定値を超える。これにより、判定部52は、ガス種が切り替わったと判断する。   After that, until time t34, the state in which the maximum value is around time B and the minimum value is around time C is maintained. Then, after the time t34, the mixed gas state is set, and therefore the minimum value of the propagation time is updated. Then, for example, at time t35 between time t34 and time t36, the difference between the maximum value and the minimum value exceeds the purge determination value. As a result, the determination unit 52 determines that the gas type has been switched.

なお、13Aガスと空気との65℃における音速差は66m/sであり、−30℃における音速差は56m/sである。ゆえに、本実施形態に係るパージ判定装置1においては、パージ判定値を例えば50m/s程度を反映した時間に設定することが好ましい。   The sound velocity difference between the 13A gas and the air at 65 ° C is 66 m / s, and the sound velocity difference at -30 ° C is 56 m / s. Therefore, in the purge determination device 1 according to the present embodiment, it is preferable to set the purge determination value to a time that reflects about 50 m / s, for example.

次に、第2の手法を説明する。第2の手法においては増幅度と圧力とに基づいてガス種の切り替わりを判定する。図4は、第2の手法を説明するための概念図である。図4に示す例においてはパージ判定装置1の流路10内の状態が、空気で満たされた状態、混ガス状態、13Aガスで満たされた状態、真空状態、及び13Aガスで満たされた状態の順で変化した場合を示している。   Next, the second method will be described. In the second method, switching of gas species is determined based on the amplification degree and the pressure. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the second method. In the example shown in FIG. 4, the inside of the flow path 10 of the purge determination device 1 is filled with air, mixed gas, filled with 13A gas, vacuum, and filled with 13A gas. It shows the case of changing in the order of.

まず、時刻0〜t41においては流路10内に13Aガスが流れている。このとき、増幅度は値Dとなり、圧力はDとなる。次に、時刻t41において流路10内に空気が流入し始める。これにより、流路10内は混ガス状態となる。混ガス状態となると、超音波信号は反射・屈折を繰り返して減衰した状態で受信される。このため、増幅度は大きくなる傾向にあり、例えば時刻t42において最大増幅度Eに達する。 First, from time 0 to t41, 13A gas is flowing in the flow path 10. At this time, the amplification degree becomes the value D G and the pressure becomes the D P. Next, at time t41, air begins to flow into the flow path 10. As a result, the inside of the flow path 10 is in a mixed gas state. In the mixed gas state, ultrasonic signals are repeatedly attenuated by being reflected and refracted. Therefore, the amplification degree tends to increase, and reaches the maximum amplification degree E G at time t42, for example.

時刻t42以降においては、流路10内の気体については空気の占める割合が大きくなっていき、増幅度は、最大増幅度Eから次第に低下していく。そして、時刻t43において増幅度は値Fを示す。そして、時刻t43になると流路10内には空気のみが流れる状態となり、増幅度は値F付近で安定する。なお、この間において、圧力は値Dを維持している。 After time t42, the proportion of air in the gas in the flow channel 10 increases, and the amplification degree gradually decreases from the maximum amplification degree E G. Then, at time t43, the amplification degree shows the value F G. Then, at time t43, only air flows in the flow path 10, and the amplification degree stabilizes near the value F G. During this period, the pressure maintains the value D P.

次に、時刻t44において、例えばパージ判定装置1の上流側のバルブが閉じられたとする。この場合、ガスメータGM側からの気体の流入がなくなる一方で、ガス回収容器2からは気体が引き込まれる。よって、流路10内は真空に近づいていく。超音波信号は真空状態において減衰する傾向があることから、時刻t45において例えば増幅度は最大増幅度Eに達する。 Next, at time t44, for example, the valve on the upstream side of the purge determination device 1 is closed. In this case, the gas does not flow from the gas meter GM side, but the gas is drawn from the gas recovery container 2. Therefore, the inside of the flow path 10 approaches a vacuum. Since the ultrasonic signal tends to be attenuated in the vacuum state, for example, the amplification degree reaches the maximum amplification degree E G at time t45.

その後、時刻t45においてパージ判定装置1の上流側のバルブが開けられて13Aガスが流入してきたとすると、増幅度は最大増幅度Eから次第に低下していき、流路10内が13Aガスで満たされる時刻t46になると、値Dで安定する。なお、時刻t44〜t46においては流路10内が真空状態に近づいていることから、圧力は値Dよりも低下した値E等を示す状態となる。 Thereafter, the 13A gas is opened upstream of the valve of the purge determination apparatus 1 at time t45 is as has flowed, the amplification degree gradually decreases gradually from a maximum amplification of E G, the channel 10 is filled with a 13A gas When the time t46 is reached, the value stabilizes at the value D G. In addition, from time t44 to t46, since the inside of the flow path 10 approaches the vacuum state, the pressure becomes a state in which the value E P or the like is lower than the value D P.

ここで、本実施形態に係るパージ判定装置1の判定部52は、増幅度と圧力とを監視しており、例えば増幅度が所定増幅度TH以上であり、且つ、圧力が所定圧力TH以上である状態が検出された時点で、ガス種が変化したと判断する。なお、判定部52は、増幅度が所定増幅度TH以上であり、且つ、圧力が所定圧力TH以上である状態が検出された時点のみならず、検出された時点から所定時間後に、ガス種が変化したと判断してもよい。なお、所定増幅度THは図4に示す例において値Dよりも高く値E未満に設定されており、所定圧力THは値Eよりも高く値D未満に設定されている。 Here, the determination unit 52 of the purge determination device 1 according to the present embodiment monitors the amplification degree and the pressure, for example, the amplification degree is equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G , and the pressure is the predetermined pressure TH P. When the above conditions are detected, it is determined that the gas species has changed. The determination unit 52 determines that not only the time when the state where the amplification degree is equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G and the pressure is equal to or higher than the predetermined pressure TH P is detected, but also after the predetermined time from the time when the gas is detected. It may be determined that the species has changed. The predetermined amplification degree TH G is set to a high value less than E G than the value D G In the example shown in FIG. 4, are set to high than the value D P than the predetermined pressure TH P value E P .

図4に沿って説明すると、まず時刻0〜t41において判定部52は、圧力は所定圧力TH以上であるものの、増幅度は所定増幅度TH未満であることから、ガス種が変化していないと判断する。そして、時刻t41〜t43においては増幅度が時刻t42において最大増幅度Eに達すると共に、圧力については値Dを維持することから、判定部52は、ガス種が変化したと判断する。 Describing along FIG. 4, first, at time 0 to t41, the determination unit 52 determines that the gas type has changed because the pressure is equal to or higher than the predetermined pressure TH P but the amplification degree is less than the predetermined amplification degree TH G. Judge not to. Then, at time t41~t43 with reaching the maximum degree of amplification E G in the amplification degree of the time t42, since it maintains the value D P is the pressure, the determination unit 52 determines that the gas species is changed.

その後、時刻t44〜t46においては増幅度が時刻t45において最大増幅度Eに達する。しかし、圧力については値Eまで低下することから、判定部52は、ガス種が変化していない(真空状態である)と判断する。 After that, the amplification degree reaches the maximum amplification degree E G at the time t45 from the time t44 to the time t46. However, since the pressure drops to the value E P , the determination unit 52 determines that the gas species has not changed (vacuum state).

本実施形態に係るパージ判定装置1は、上記のような第1及び第2の手法によって、ガス種の切り替わりを判定し、この切り替わりに基づいてパージ完了を判定する。具体的にパージ判定装置1の判定部52は、例えばガス種の切り替わりを2回判定した場合に、パージ完了であると判定する。また、判定部52は、例えば流路10内において気体の流れを検出してから規定時間(例えば1回目の切り替わり後となる時間)の経過後に、ガス種の切り替わりを判定した場合に、パージ完了であると判定してもよい。さらに、判定部52は、ガス種が切り替わったと判定したときに、伝搬時間が長くなったか短くなったかに基づいて、パージ完了を判断してもよい。   The purge determination device 1 according to the present embodiment determines the gas type switching by the first and second methods as described above, and determines the purge completion based on this switching. Specifically, the determination unit 52 of the purge determination device 1 determines that the purge is completed, for example, when the gas type switching is determined twice. Further, when the determination unit 52 determines that the gas type is switched after a lapse of a specified time (for example, the time after the first switching) after detecting the flow of gas in the flow path 10, the determination unit 52 completes the purge. May be determined. Further, the determination unit 52 may determine the completion of purge based on whether the propagation time has become longer or shorter when it is determined that the gas type has been switched.

次に、本実施形態に係るパージ判定装置1の制御方法を説明する。図5は、本実施形態に係るパージ判定装置1の制御方法を示すフローチャートである。   Next, a control method of the purge determination device 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a control method of the purge determination device 1 according to this embodiment.

まず、計測部51は伝搬時間を計測する(S1)。次いで、μCOM50は、ステップS1において計測された伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最大値を超えたかを判断する(S2)。伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最大値を超えた場合(S2:YES)、μCOM50は、最大値を更新する(S3)。そして、処理はステップS6に移行する。   First, the measurement unit 51 measures the propagation time (S1). Next, the μCOM 50 determines whether or not the propagation time (preferably a moving average of a plurality of times) measured in step S1 exceeds the stored maximum value (S2). When the propagation time (preferably a moving average of a plurality of times) exceeds the stored maximum value (S2: YES), the μCOM 50 updates the maximum value (S3). And a process transfers to step S6.

伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最大値を超えていない場合(S2:NO)、μCOM50は、ステップS1において計測された伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最小値を下回ったかを判断する(S4)。伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最小値を下回った場合(S4:YES)、μCOM50は、最小値を更新する(S5)。そして、処理はステップS6に移行する。   When the propagation time (preferably multiple moving averages) does not exceed the stored maximum value (S2: NO), the μCOM50 determines the propagation time (preferably multiple moving averages) measured in step S1. , It is determined whether the value is below the stored minimum value (S4). When the propagation time (preferably a moving average of a plurality of times) falls below the stored minimum value (S4: YES), the μCOM 50 updates the minimum value (S5). And a process transfers to step S6.

伝搬時間(好ましくは複数回の移動平均)が、記憶されている最小値を下回っていない場合(S4:NO)、μCOM50は、最大値も最小値も更新することなく、処理はステップS6に移行する。   If the propagation time (preferably a moving average of a plurality of times) is not lower than the stored minimum value (S4: NO), the μCOM 50 does not update the maximum value or the minimum value, and the process proceeds to step S6. To do.

ステップS6において判定部52は、記憶している最大値と最小値との差分がパージ判定値を超えるかを判断する(S6)。差分がパージ判定値を超える場合(S6:YES)、判定部52は、ガス種の切り替わりを判定する(S7)。なお、ステップS7の処理において判定部52は、ステップS6において「YES」と判断された時点やその時点から所定時間後に、ガス種が切り替わったと判定する。   In step S6, the determination unit 52 determines whether the difference between the stored maximum value and minimum value exceeds the purge determination value (S6). When the difference exceeds the purge determination value (S6: YES), the determination unit 52 determines the switching of the gas type (S7). In the process of step S7, the determination unit 52 determines that the gas type has been switched when the determination is “YES” in step S6 and after a predetermined time from that time.

一方、差分がパージ判定値を超えない場合(S6:NO)、判定部52は、増幅器41の増幅度が所定増幅度TH以上であるかを判断する(S9)。増幅度が所定増幅度TH以上でない場合(S9:NO)、図5に示す処理は終了する。 On the other hand, when the difference does not exceed the purge determination value (S6: NO), the determination unit 52 determines whether the amplification degree of the amplifier 41 is the predetermined amplification degree TH G or more (S9). When the amplification degree is not equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G (S9: NO), the process shown in FIG. 5 ends.

増幅度が所定増幅度TH以上である場合(S9:YES)、圧力検出部53は圧力を検出し(S10)、判定部52は、ステップS10において検出した圧力が所定圧力TH以上であるかを判断する(S11)。圧力が所定圧力TH以上でない場合(S11:NO)、判定部52は真空状態であると判定し、図5に示す処理は終了する。 When the amplification degree is equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G (S9: YES), the pressure detection unit 53 detects the pressure (S10), and the determination unit 52 determines that the pressure detected in step S10 is equal to or higher than the predetermined pressure TH P. It is determined (S11). If the pressure is less than the predetermined pressure TH P (S11: NO), the determination unit 52 determines that the vacuum state, the process shown in FIG. 5 is ended.

一方、圧力が所定圧力TH以上である場合(S11:YES)、判定部52は、ガス種の切り替わりを判定する(S7)。 On the other hand, if the pressure is equal to or greater than the predetermined pressure TH P (S11: YES), the determination unit 52 determines the switching of the gas species (S7).

ステップS7の後、μCOM50は、記憶している最大値及び最小値をリセットする(S8)。その後、図5に示す処理は終了する。   After step S7, the μCOM 50 resets the stored maximum value and minimum value (S8). Then, the process shown in FIG. 5 ends.

このようにして、本実施形態に係るパージ判定装置1及びその制御方法によれば、最大の伝搬時間と最小の伝搬時間との差分がパージ判定値を超えたことに基づいて、ガス種の切り替わりを判定する。ここで、第1のガス(本実施形態において13Aガス)がパージ判定装置1の流路10を流れている状態と、第2のガス(本実施形態において空気)がパージ判定装置1の流路10を流れている状態とでは伝搬時間が変化し、最大の伝搬時間と最小の伝搬時間との差分は大きくなる傾向にある。よって、差分がパージ判定値を超えるか否かを判断することで、ガス種の切り替わりを判定することができる。しかも、差分に基づいて判断することにより、温度に影響を受ける伝搬時間の値自体で判定することとならず、温度による影響をキャンセルしてガス種の切り替わりを判断することができる。加えて、超音波センサ20による伝搬時間に基づいて判断することから、半導体センサのような運用コストの高騰を抑えることができる。従って、運用コストの低下を図りつつも、ガス種の切り替わりをより精度良く判定することができる。   As described above, according to the purge determination device 1 and the control method thereof according to the present embodiment, the gas type is switched based on the fact that the difference between the maximum propagation time and the minimum propagation time exceeds the purge determination value. To judge. Here, a state in which the first gas (13A gas in this embodiment) is flowing in the flow passage 10 of the purge determination device 1 and a second gas (air in this embodiment) is the flow passage of the purge determination device 1 The propagation time changes in the state of flowing 10 and the difference between the maximum propagation time and the minimum propagation time tends to increase. Therefore, the gas type switching can be determined by determining whether or not the difference exceeds the purge determination value. Moreover, the judgment based on the difference does not mean the judgment of the propagation time value itself which is affected by the temperature, but the effect of the temperature can be canceled and the switching of the gas species can be judged. In addition, since the determination is made based on the propagation time of the ultrasonic sensor 20, it is possible to suppress a steep rise in the operating cost of the semiconductor sensor. Therefore, it is possible to more accurately determine the switching of the gas species while reducing the operating cost.

また、増幅度が所定増幅度TH以上であり、且つ検出された圧力が所定圧力TH以上である状態が検出されたことに基づいて、ガス種の切り替わりを判定する。ここで、増幅度については、混ガス状態や真空状態において増加する傾向にある。また、圧力が所定圧力以上である場合には、少なくとも真空状態でないと判断することができる。よって、増幅度が所定増幅度TH以上であり、且つ、圧力が所定圧力TH以上である状態とは、混ガス状態であるといえ、混ガス状態が明らかとなればガス種の切り替わりも判断できることから、より一層ガス種の切り替わりをより精度良く判定することができる。 Further, switching of the gas type is determined based on the detection of the state where the amplification degree is equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G and the detected pressure is equal to or higher than the predetermined pressure TH P. Here, the amplification degree tends to increase in a mixed gas state or a vacuum state. Further, when the pressure is equal to or higher than the predetermined pressure, it can be determined that at least the vacuum state is not established. Therefore, it can be said that a state where the amplification degree is equal to or higher than the predetermined amplification degree TH G and the pressure is equal to or higher than the predetermined pressure TH P is a mixed gas state. Since the determination can be made, the switching of the gas species can be determined more accurately.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。   Although the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and changes may be made without departing from the spirit of the present invention, and other suitable changes are possible within a possible range. You may combine the technology of.

例えば本実施形態に係るパージ判定装置1は13Aガスと空気との切り替わりを判定しているが、これに限らず、対象ガスは他のガスであってもよい。加えて、パージ判定装置1は、ガス回収容器2に接続されていなくともよい。さらには、パージ判定装置1は、上記の第1の手法のみ又は第2の手法のみを実施するものであってもよい。   For example, the purge determination apparatus 1 according to the present embodiment determines switching between the 13A gas and air, but the present invention is not limited to this, and the target gas may be another gas. In addition, the purge determination device 1 may not be connected to the gas recovery container 2. Furthermore, the purge determination device 1 may perform only the first method or the second method described above.

1 :パージ判定装置
10 :流路
20 :超音波センサ
41 :増幅器(増幅手段)
51 :計測部(計測手段)
52 :判定部(判定手段)
53 :圧力検出部(圧力検出手段)
GM :ガスメータ
GM2 :ガス流出口
TH :所定圧力
TH :所定増幅度
1: Purge determination device 10: Flow path 20: Ultrasonic sensor 41: Amplifier (amplification means)
51: Measuring unit (measuring means)
52: Judgment unit (judgment means)
53: Pressure detector (pressure detector)
GM: gas meter GM2: gas outlet TH P: predetermined pressure TH G: a predetermined amplification degree

Claims (3)

ガスメータのガス流出口側に接続される流路と、前記流路に対して超音波信号を送受信する超音波センサと、前記超音波センサによって超音波信号が送信されてから受信されるまでの伝搬時間を計測する計測手段と、前記計測手段によって計測される伝搬時間に基づいてガス種の切り替わりを判定する判定手段を備えたパージ判定装置であって、
前記判定手段は、前記計測手段によって計測された最大の伝搬時間と最小の伝搬時間との差分がパージ判定値を超えたことに基づいて、ガス種の切り替わりを判定する
ことを特徴とするパージ判定装置。
A flow path connected to the gas outlet side of the gas meter, an ultrasonic sensor that transmits and receives ultrasonic signals to and from the flow path, and propagation from the time when the ultrasonic signal is transmitted by the ultrasonic sensor until it is received. A purge determination device comprising a measuring means for measuring time, and a determining means for determining switching of gas species based on the propagation time measured by the measuring means,
The purge determination is characterized in that the determination unit determines switching of gas species based on that the difference between the maximum propagation time and the minimum propagation time measured by the measurement unit exceeds a purge determination value. apparatus.
前記超音波センサによって受信された超音波信号を所定の強さまで増幅する増幅手段と、
前記流路内の圧力を検出する圧力検出手段と、をさらに備え、
前記判定手段は、前記計測手段による計測開始後に、前記増幅手段における増幅度が所定増幅度以上であり、且つ、前記圧力検出手段により検出された圧力が所定圧力以上である状態が検出されたことに基づいて、ガス種の切り替わりを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のパージ判定装置。
Amplifying means for amplifying the ultrasonic signal received by the ultrasonic sensor to a predetermined strength,
Further comprising a pressure detection means for detecting the pressure in the flow path,
The determination means detects, after the measurement by the measurement means is started, a state in which the amplification degree in the amplification means is equal to or higher than a predetermined amplification degree and the pressure detected by the pressure detection means is equal to or higher than a predetermined pressure. The purge determination device according to claim 1, wherein the switching of the gas type is determined based on the above.
ガスメータのガス流出口側に接続される流路と、前記流路に対して超音波信号を送受信する超音波センサとを備え、前記超音波センサによって超音波信号が送信されてから受信されるまでの伝搬時間を計測する計測工程と、前記計測工程において計測される伝搬時間の変化に基づいてパージ完了を判定する判定工程を有したパージ判定装置の制御方法であって、
前記判定工程では、前記計測工程において計測された最大の伝搬時間と最小の伝搬時間との差分がパージ判定値を超えたことに基づいて、ガス種の切り替わりであると判定する
ことを特徴とするパージ判定装置の制御方法。
A flow path connected to the gas outlet side of the gas meter, and an ultrasonic sensor that transmits and receives an ultrasonic signal to and from the flow path, until the ultrasonic signal is transmitted from the ultrasonic sensor until it is received. A method of controlling a purge determination device having a measurement step of measuring a propagation time of, and a determination step of determining purge completion based on a change in the propagation time measured in the measurement step,
In the determination step, it is determined that the gas type is switched based on that the difference between the maximum propagation time and the minimum propagation time measured in the measurement step exceeds the purge determination value. Control method of purge determination device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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