JP2023047224A - ガスボンベ管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ガスボンベの残ガス量を正確に把握し、効率化及びコスト低減する。【解決手段】ガスボンベ管理システム100は、燃焼用ガスが充填されたガスボンベGBを少なくとも1つ備えたガス設備GFに設けられた検出対象となるガスボンベGBの下部に位置し、当該ガスボンベからの荷重を受けてボンベ自重を検出する検出部、検出部の検出結果に対応する重量検出データDwを無線通信により送信する通信部、通信部を制御する制御部、及び、電源を与える電池を備えた少なくとも1つの重量センサ10と、無線通信を介し受信された重量検出データDwを取得するデータ取得手段、及び、データ取得手段で取得された重量検出データDwに基づき、ガスボンベGB内の残ガス量を決定する決定手段、を備えたサーバ30と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、燃焼用ガスが充填されたガスボンベを管理するためのシステムに関する。
従来、LPガスの検針等を効率化する観点で、ガスメータからの情報に基づいて、ガス使用量を算出するシステムが知られている。例えば、特許文献1のガス供給管理システムは、ガスメータ、情報送信手段、収集手段、及び、管理手段を備える。情報送信手段は、ガス容器に設けられたガスメータと接続され、ガスメータからの情報を収集手段に送信する。収集手段は、上記送信された情報を収集する。管理手段は、使用量算出手段を備えており、この使用量算出手段は、上記収集された情報に基づいて、ガス使用量を算出する。
国際公開第2018/56436号(図10等)
上記従来技術ガス供給管理システムでは、ガスメータにおいて、ガス使用量に対応するデータがセンサで検出される。検出されたデータは、無線通信で送信される。これにより、ガス使用量、ガスボンベの残ガス量等を、効率的に把握でき、使用量に対応する料金計算も可能となる。しかしながら、一般に、この種のセンサとしては、刻々と変わるガス流通量を検出可能な高性能センサが要求され、高コストとなる。
本発明の目的は、ガス設備のガスボンベにおける残ガス量を正確に把握でき、効率化及びコスト低減できるガスボンベ管理システムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本願発明のガスボンベ管理システムは、燃焼用ガスが充填されたガスボンベを少なくとも1つ備えたガス設備に設けられた検出対象となる前記ガスボンベの下部に位置し、当該ガスボンベからの荷重を受けてボンベ自重を検出する検出部、前記検出部の検出結果に対応する重量検出データを無線通信により送信する通信部、前記通信部を制御する制御部、及び、電源を与える電池を備えた少なくとも1つの重量センサと、無線通信を介し受信された前記重量検出データを取得するデータ取得手段、及び、前記データ取得手段で取得された前記重量検出データに基づき、前記ガスボンベ内の残ガス量を決定する決定手段、を備えたサーバと、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、残ガス量を正確に把握でき、ガスボンベ内の燃焼用ガスが、ほぼなくなった適切なタイミングで、ガスボンベの交換を行うことができる。このため、新ガスボンベの配送、使用済みガスボンベの回収・残ガス処理・再充填等の頻度を減らすことができ、効率化を図れる。
一方、本発明とは別に、料金計算のための使用量データをセンサで検出して、無線通信で送信するシステムを用いる場合でも、残ガス量は把握できる。この場合、刻々と変わるガス流通量を検出可能な、高性能なセンサが必要であり、高コストとなる。それに比べ、本発明では、所定間隔での重量検出のみを行う簡素なセンサ構成で足りるため、コストを大きく低減できる。使用量データについては、従来の人手による手法を併用するが、その人件費を含めてもコストを低減できる。
本発明によれば、ガス設備のガスボンベにおける残ガス量を正確に把握でき、効率化及びコスト低減できる。
本発明の実施形態に係るガスボンベ管理システムの全体概略図である。 図1に示すガスボンベ管理システムが備える重量センサの斜視図、及び、重量センサに内蔵されるモジュールの斜視図である。 図1に示すガスボンベ管理システムが備える重量センサ(親機)、及び、重量センサ(子機)の機能ブロック図である。 図1に示すガスボンベ管理システムが備える切替器の機能ブロック図である。 図1に示すガスボンベ管理システムが備えるサーバの機能ブロック図である。 図1に示すガスボンベ管理システムが備えるサーバのCPUが参照する、重量検出データ、温度検出データ、及び、残ガス量の関係を規定するテーブルである。 図1に示すガスボンベ管理システムが備えるサーバのCPUが参照する、残ガス量、及び、重量センサにおける送信電波の送信頻度の関係を規定するテーブルである。 図1に示すガスボンベ管理システムが備えるサーバのCPUが参照する、サーバにおける受信電波の電波強度、及び、重量センサにおける送信電波の電波強度の関係を規定するテーブルである。 図1に示すガスボンベ管理システムによる、ガスボンベ内の残ガス量を決定する際の作動を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例が備えるガス設備の概略図である。
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
<ガスボンベ管理システム>
図1に示すように、本発明の実施形態に係るガスボンベ管理システム100は、ガス設備GFに適用される。ガス設備GFは、ガスボンベGBを少なくとも1つ備えている。本実施形態では、ガス設備GFは、複数のガスボンベGB、配管GL、及び、切替器20を備えている。各ガスボンベGBは、例えば、プロパンガス等の燃焼用ガスがそれぞれ充填されており、住宅や店舗の外に設置される。配管GLは、各ガスボンベGBに対して1本ずつ配設され、燃焼用ガスが流通可能となっている。各配管GLの一端および他端は、それぞれ燃焼用ガスの上流および下流に対応している。配管GLの一端は、ガスボンベGBの流出口に接続され、配管GLの他端は、切替器20の流入口に接続される。
切替器20は、マニホルドとして、各ガスボンベGBに対応する複数の流入口にて各配管GLを集約し、1つの流出口から燃焼用ガスを供給先に供給する。供給先としては、例えば、住宅、店舗内部等があげられる。切替器20は、例えば、電磁式の切替弁にて、上記複数の流入口うち何れか1つのみを「開」状態とし、残りを「閉」状態とする。これにより、連通するガス経路に対応して、複数のガスボンベGBのうち、何れか1つのみから燃焼用ガスが消費される。一方、他のガスボンベGBからの燃焼用ガスの消費は、規制される。切替器20では、連通するガス経路が、切替可能となっている。即ち、複数のガスボンベGBのうち、燃焼用ガスが消費される1つのガスボンベGBを、切替可能となっている。なお、ガス経路の切替は、切替器20のCPU等により制御され、その制御態様は後に詳述する。
ガスボンベ管理システム100は、重量センサ10、切替器20、及び、サーバ30を備えている。重量センサ10は、複数設けられている。複数の重量センサ10は、各ガスボンベGBに1つずつ対応している。各ガスボンベGBは、各重量センサ10の上に、それぞれ載置されている。複数のガスボンベGBのうちの1つは、第1ボンベとして規定される。この第1ボンベに対応する重量センサ10は、第1重量センサ10aである。第1ボンベ以外のガスボンベGBは、第2ボンベとして規定される。この第2ボンベに対応する重量センサ10は、第2重量センサ10bである。なお、第1重量センサ10a及び第2重量センサ10bは、以下、「重量センサ(親機)10a」及び「重量センサ(子機)10b」とも称呼する。即ち、重量センサ10は、1つの重量センサ(親機)10a、及び、複数の重量センサ(子機)10bを備えている。
ガスボンベ管理システム100では、重量センサ10は、切替器20及びサーバ30と、無線でのデータ通信が可能となっている。サーバ30は、例えば、クラウドサーバである。重量センサ10及びサーバ30間の無線通信は、基地局BSを介して実行される。一方、重量センサ10及び切替器20間の無線通信は、基地局BSを介さず、重量センサ(親機)10aを介して実行される。
<重量センサ>
図2に示すように、重量センサ10は、下蓋11、上蓋12、及び、モジュール13を備えている。重量センサ(親機)10a、及び、重量センサ(子機)10bは、それぞれ同じ構成を備えている。図2(a)に示すように、下蓋11、及び、上蓋12は、それぞれ略円筒形状の蓋である。下蓋11の上部に、上蓋12が同軸的に配置されて、内部空間を有する筐体が構成される。内部空間には、図2(b)に示すモジュール13が内蔵されている。上蓋12の頂面12aは、円盤状を呈している。円筒状のボンベGBが、重量センサ10に載置される場合、頂面12aは、ボンベGBの底面と同軸的に接する。このため、ボンベGBの自重に対応する力は、頂面12aに対して鉛直下方に作用する。
ここにおいて、「ボンベGBの自重」は、ボンベ容器の重さと、充填されている燃焼用ガスの重さを合わせたものである。「充填されている燃焼用ガスの重さ」は、ボンベ容器の内部に存在している燃焼用ガスの重さであって、液化状態の分と、気化状態の分を合わせたものである。
モジュール13は、略直方体状の筐体内に、電子回路基板を内蔵している。この電子回路基板は、例えば、平面視にて略長方形状の平板であり、2cm×3cmのサイズを有してもよい。図2(b)に示すように、モジュール13は、アンテナ14、及び、センサ本体15を備えている。電子回路基板と、アンテナ14及びセンサ本体15とは、筐体内で電気的に接続されている。アンテナ14、及び、センサ本体15は、これらの一部が、モジュール13の筐体の外側に露出している。アンテナ14は、長尺状を呈しており、モジュール13の筐体側面から延伸している。センサ本体15の検出部位は、モジュール13の筐体頂面から突出している。
モジュール13が、下蓋11及び上蓋12にて形成される内部空間に内蔵されると、アンテナ14は、下蓋11の側面の貫通孔11aを介して、内部空間から下蓋11の外部へ向けて露出する。センサ本体15の検出部位が、上蓋12における頂面12aの裏側と接するように、モジュール13は固定される。これにより、ボンベGBの底面と、センサ本体15の検出部位との間に、上蓋12の頂面12aが介装される。従って、センサ本体15の検出部位は、上蓋12の頂面12aを介し、ボンベGBから荷重を受けるようになっている。
図3に示すように、重量センサ(親機)10a、及び、重量センサ(子機)10bの各モジュール13は、上述したアンテナ14及びセンサ本体15に加え、通信モジュール16、温度センサ17、CPU18、電源19、及び、図示しない記憶装置をそれぞれ備えている。
アンテナ14は、例えば、IEEE802.11シリーズの規格に対応するものでよく、WiFi(登録商標)帯域の2.4GHz帯または5GHz帯の電波を、送受信できるようになっている。本実施形態における無線通信では、上記規格の電波が用いられる。
通信モジュール16は、発振回路等を備えており、アンテナ14と電気的に接続されている。通信モジュール16は、各種センサの検出信号を受けて変換し、アンテナ14を介して上記電波を送信するとともに、アンテナ14を介して受信した上記電波を受けて、電気信号に変換する。通信モジュール16及びアンテナ14は、重量検出データDw、温度検出データDt、及び、通知信号S1を、無線通信により送信する。重量検出データDw及び温度検出データDtは、センサ本体15及び温度センサ17の検出結果に、それぞれ対応している。通知信号S1は、切替器20でのガス経路切替を実行するための信号である。本実施形態では、通知信号S1は、検出された重量検出データDwが所定の閾値以下であると判定された場合に、送信される。
複数の重量センサ(子機)10bにおいて、アンテナ14及び通信モジュール16は、重量検出データDw、温度検出データDt、及び、通知信号S1を、重量センサ(親機)10aにそれぞれ送信する。重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、複数の重量センサ(子機)10bからの重量検出データDw、温度検出データDt、及び、通知信号S1を、それぞれ受信する。
重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、複数の重量センサ(子機)10bから受信した重量検出データDw及び温度検出データDtと、重量センサ(親機)10aの重量検出データDw及び温度検出データDtとを、基地局BSを介してサーバ30に送信する。また、重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、複数の重量センサ(子機)10bから受信した通知信号S1と、重量センサ(親機)10aの通知信号S1とを、切替器20に送信する。
更に、重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、切替器20からの完了信号S2を受信し、当該完了信号S2を、基地局BSを介してサーバ30に送信する。完了信号S2は、切替器20でのガス経路切替が完了したことを報告するための信号である。
通信モジュール16では、電波を送信する際の通信パラメータが可変となっている。本実施形態においては、通信パラメータは、送信電波の送信頻度Fr、及び、送信電波の電波強度Roである。重量センサ(親機)10a及び重量センサ(子機)10bの通信モジュール16においては、送信頻度Frが、1時間に1回、1日に1回、及び、2日に1回、のうちの何れかとなるよう調整される。重量センサ(親機)10aの通信モジュール16においては、電波強度Roが、+12dB、+13dB、及び、+15dB、のうちの何れかとなるよう調整される。ここにおいて、電波強度Roの基準値は+13dBである。
送信頻度Fr及び電波強度Roは、後述するように、サーバ30にて設定される(図7及び図8を参照)。設定された送信頻度Fr及び電波強度Roは、サーバ30から基地局BSを介して、重量センサ(親機)10aに送信される。重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、基地局BSからの送信頻度Frおよび電波強度Roを受信する。受信した送信頻度Frおよび電波強度Roは、モジュール13内の記憶装置にて、逐次更新・記憶される。重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、上述のように記憶装置にて記憶されている送信頻度Fr及び電波強度Roにおける、それぞれの最新データにて、基地局BSへの各種データの無線送信を実行する。
また、重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、受信した送信頻度Frを、重量センサ(子機)10bに送信する。重量センサ(子機)10bのアンテナ14及び通信モジュール16は、重量センサ(親機)10aからの送信頻度Frを受信する。受信した送信頻度Frは、モジュール13内の記憶装置にて、逐次更新・記憶される。重量センサ(子機)10bのアンテナ14及び通信モジュール16は、受信した送信頻度Frにて、重量センサ(親機)10aへの各種データの無線送信を実行する。
このように、重量センサ(親機)10aは、自身で取得した各種データを基地局BSへ送信するのに加え、重量センサ(子機)10b、切替器20、及び、基地局BSから送信される各種データを受信し、受信した各種データも、重量センサ(子機)10b、切替器20、及び、基地局BSへ送信する。即ち、重量センサ(親機)10aは、中継器としても機能するようになっている。なお、重量センサ(親機)10aのアンテナ14及び通信モジュール16は、第1通信部に相当する。重量センサ(子機)10bのアンテナ14及び通信モジュール16は、第2通信部に相当する。
センサ本体15は、ガス設備GFに設けられた検出対象となるガスボンベGBの下部に位置する。当該ガスボンベGBからの荷重を受けて、ガスボンベGBの自重を検出する。センサ本体15は、ガスボンベGBの自重の検出部位として、例えば、ひずみゲージを有する。センサ本体15では、ガスボンベGBからの荷重を受けると、ひずみゲージの検出信号が増幅回路により増幅され、ボンベGBの自重に対応する重量検出データDwが生成される。生成した重量検出データDwは、モジュール13内の記憶装置にて、逐次更新・記憶されていく。
なお、重量センサ(親機)10aのセンサ本体15及び重量検出データDwは、第1検出部及び第1重量検出データに相当する。重量センサ(子機)10bのセンサ本体15及び重量検出データDwは、第2検出部及び第2重量検出データに相当する。
温度センサ17は、検出対象となるガスボンベGB近傍の気温を検出する。温度センサ17は、上記気温に対応する温度検出データDtを生成する。生成した温度検出データDtは、モジュール13内の記憶装置にて、逐次更新・記憶されていく。温度センサ17は、温度検出部に相当する。
CPU18は、アンテナ14及び通信モジュール16による送受信の制御を実行する。CPU18は、具体的には、送信電波の送信頻度Frの調整、送信電波の電波強度Rоの調整、各種データの送信指示等を実行する。なお、CPU18は、制御部に相当する。
電源19は、モジュール13の駆動電源であり、通信モジュール16、CPU18等に電源供給する。電源19は、例えば、交換式の電池であり、この例では、充電可能な2次電池である。
<切替器>
図4に示すように、切替器20は、通信器21、切替弁22、及び、CPU23を備えている。切替器20は、ガス経路切替を実行する。上述したように、ガス経路切替により、連通するガス経路が切替わり、燃焼用ガスが消費されるガスボンベGBも切替わる。
通信器21は、重量センサ10と同規格の無線通信が可能となっている。通信器21は、重量センサ10からの通知信号S1を受信する。通知信号S1は、重量センサ(親機)10aから送信されるものであるが、その発出源は、重量センサ(親機)10a及び複数の重量センサ(子機)10bのうちの、何れか1つである。また、通信器21は、切替弁22によるガス経路切替が完了したと判定された場合、完了信号S2を重量センサ(親機)10aに送信する。
切替弁22は、マニホルドである切替器20にて、上述の開閉状態を達成可能な電磁式切替弁である。本実施形態においては、上述のように、複数のガスボンベGBのうち、何れか1つのみから燃焼用ガスが消費される。燃焼用ガスが消費されていき、重量検出データDwが閾値以下となった場合に、対象のガスボンベGBにおける重量センサ10から、通知信号S1が発出される。通信器21における通知信号S1の受信が判定されると、CPU23により切替弁22が操作されて、ガス経路切替が実行される。
ガス経路切替としては、連通していたガス経路が、切替弁22にて「開」状態から「閉」状態とされる。これと同時に、連通していなかったガス経路であって、満充填のガスボンベGBに対応する経路が、切替弁22にて「閉」状態から「開」状態とされる。このように、ガス経路切替が実行される毎に、燃焼用ガスが消費されるガスボンベGBが、切替わるようになっている。
CPU23は、通信器21による送受信の制御、及び、切替弁22によるガス経路切替の制御を実行する。
<サーバ>
図5に示すように、サーバ30は、データ取得手段31、決定手段32、パラメータ設定手段33、指令出力手段34、CPU35、図示しない記憶装置、及び、図示しない通信装置を備えている。サーバ30の通信装置は、重量センサ10と同規格の無線通信が可能となっている。この通信装置は、重量センサ(親機)10aから送信される重量検出データDw、温度検出データDt、及び、完了信号S2を、基地局BSを介して受信する。
特に、重量検出データDw及び温度検出データDtに対応する受信電波の電波強度Riは、受信毎に通信装置にて検出される。重量検出データDw、温度検出データDt、完了信号S2、及び、電波強度Riは、サーバ30の記憶装置に、受信毎に逐次更新・記憶される。
データ取得手段31は、無線通信を介し受信された重量検出データDw及び温度検出データDtを取得する。本実施形態においては、上述のように記憶装置にて記憶されている重量検出データDw及び温度検出データDtにおける、それぞれの最新データが取得される。
決定手段32は、データ取得手段31で取得された重量検出データDw、データ取得手段31で取得された温度検出データDt、及び、残ガス量Raを決定するテーブルに基づき、ガスボンベGB内の残ガス量Raを決定する。残ガス量Raは、満充填状態を100%、残量ゼロ状態を0%として規定され、0~100%(体積%)の範囲に推移する。残ガス量Raは、サーバ30の記憶装置に、決定毎に逐次更新・記憶される。
図6に示すように、残ガス量Raを決定するテーブルは、重量検出データDwと、温度検出データDtと、残ガス量Raとの関係を規定したものであり、予めサーバ30の記憶装置にて記憶されている。具体的には、データ取得手段31で取得された温度検出データDtが参照されて、重量検出データDwが可変に解釈され、残ガス量Raが決定される。上記テーブルによれば、重量検出データDwに対応する重量が大きいほど、また、温度検出データDtに対応する温度が低いほど、残ガス量Raがより大きい値に決定される。
例えば、重量検出データDwに対応する重量が60kg(容器重量:50kg、燃焼用ガス重量:10kg)であり、且つ、温度検出データDtに対応する温度が―10℃、20℃である場合には、上記テーブルの参照により、残ガス量Raが21%、14%(体積%)にそれぞれ決定される。
パラメータ設定手段33は、通信パラメータとして、重量センサ10の送信頻度Frおよび電波強度Roを可変に設定する。パラメータ設定手段33は、決定手段32で決定された残ガス量Ra、及び、送信頻度Frを決定するテーブルに基づき、重量センサ10における送信電波の送信頻度Frを決定する。ここで用いられる残ガス量Raは、記憶装置にて記憶されている残ガス量Raにおける最新データである。送信頻度Frは、サーバ30の記憶装置に、決定毎に逐次更新・記憶される。
図7に示すように、送信頻度Frを決定するテーブルは、残ガス量Raと、送信頻度Frとの関係を規定したものであり、予めサーバ30の記憶装置にて記憶されている。上記テーブルによれば、残ガス量Raが小さいほど、送信頻度Frがより大きい値に決定される。
例えば、残ガス量Raが0%~19%、20%~39%、40%~100%である場合には、上記テーブルの参照により、送信頻度Frが1時間に1回(1回/1hr)、1日に1回(1回/24hr)、2日に1回(1回/48hr)にそれぞれ決定される。
また、パラメータ設定手段33は、サーバ30の通信装置で検出された電波強度Ri、及び、電波強度Roを決定するテーブルに基づき、重量センサ10における送信電波の電波強度Roを決定する。ここで用いられる電波強度Riは、記憶装置にて記憶されている電波強度Riにおける最新データである。電波強度Roは、サーバ30の記憶装置に、決定毎に逐次更新・記憶される。
図8に示すように、電波強度Roを決定するテーブルは、電波強度Riと、電波強度Roとの関係を規定したものであり、予めサーバ30の記憶装置にて記憶されている。上記テーブルによれば、受信電波の電波強度Riが小さいほど、送信電波の電波強度Roがより大きい値に決定される。
例えば、サーバ30における受信電波の電波強度Riが、-100dBである場合、重量センサ10における送信電波の電波強度Roが、+13dBに決定される。電波強度Riが-120dB以上かつ-100dB未満、-100dBより大きく且つ-150dB以下である場合、電波強度Roが+15dB、+12dBにそれぞれ決定される。このように、受信電波の電波強度Riが小さい場合には、送信電波の電波強度Roが基準値よりも大きい値に設定され、受信電波の電波強度Riが大きい場合には、送信電波の電波強度Roが基準値よりも小さい値に設定される。
指令出力手段34は、重量センサ10から送信する際の通信パラメータである送信頻度Fr及び電波強度Roを無線通信により指示する、パラメータ指令を出力する。本実施形態においては、パラメータ指令として、サーバ30の記憶装置にて記憶されている送信頻度Fr及び電波強度Roにおける最新データが、サーバ30の通信装置から、基地局BSを介して重量センサ10へ送信される。送信された送信頻度Fr及び電波強度Roは、重量センサ10の通信モジュール16にて受信される。そして、重量センサ10からの送信電波における送信頻度および電波強度が、受信した送信頻度Fr及び電波強度Roに調整される。
CPU35は、通信装置による送受信の制御、残ガス量Raの決定、及び、通信パラメータの決定を実行する。
<実際の作動>
図9に示すフローチャートを参照しつつ、ガスボンベ管理システム100による、ガスボンベGB内の残ガス量Raを決定する際の作動を説明する。重量センサ10、切替器20、及び、サーバ30における各処理は、それぞれが備えるCPU18,23,35により実行される。
先ず、ステップ901では、重量センサ(子機)10bにて、現時点は送信時期か否かが判定される。送信時期は、重量検出データDw及び温度検出データDtを、重量センサ10からサーバ30へ送信するタイミングである。現時点で設定されている送信頻度Fr、及び、前回の送信時期からの現時点までの経過時間に基づいて、現時点が送信時期か否かが判定される。ステップ901にて「Yes」と判定されると、次のステップ902に進む。一方、ステップ901にて「No」と判定されると、送信時期が訪れるまで、重量検出データDw及び温度検出データDtの送信がなされない。
ステップ902では、重量センサ(子機)10bにて、対象となるガスボンベGBにおける、重量検出データDw及び温度検出データDtが検出される。検出されたこれらのデータは、重量センサ(子機)10bの記憶装置にて、更新・記憶される。
次いで、ステップ903では、重量センサ(子機)10bにて、上記検出された重量検出データDw及び温度検出データDtが、重量センサ(親機)10aに送信される。送信された重量検出データDw及び温度検出データDtは、重量センサ(親機)10aにて受信される。
次いで、ステップ904では、重量センサ(親機)10aにて、上記受信された重量検出データDw及び温度検出データDtが、基地局BSを介して、サーバ30に送信される。この送信において、電波強度が現時点で設定されている電波強度Roに調整される。このため、重量検出データDw及び温度検出データDtは、上記調整された電波強度Roにて送信される。送信された重量検出データDw及び温度検出データDtは、サーバ30にて受信される。
他方、ステップ905では、重量センサ(親機)10aにて、上述したステップ901と同様に、現時点は送信時期か否かが判定される。ステップ905にて「Yes」と判定されると、次のステップ906に進む。一方、ステップ905にて「No」と判定されると、送信時期が訪れるまで、重量検出データDw及び温度検出データDtの送信がなされない。
ステップ906では、重量センサ(親機)10aにて、対象となるガスボンベGBにおける、重量検出データDw及び温度検出データDtが検出される。検出されたこれらのデータは、重量センサ(親機)10aの記憶装置にて、更新・記憶される。
次いで、ステップ904では、重量センサ(親機)10aにて、上記検出された重量検出データDw及び温度検出データDtが、基地局BSを介して、サーバ30に送信される。この送信において、電波強度が現時点で設定されている電波強度Roに調整される。このため、重量検出データDw及び温度検出データDtは、上記調整された電波強度Roにて送信される。送信された重量検出データDw及び温度検出データDtは、サーバ30にて受信される。このように、重量センサ(親機)10aにて検出された重量検出データDw及び温度検出データDtと、重量センサ(子機)10bにて検出された重量検出データDw及び温度検出データDtとが、サーバ30にて受信される。受信された重量検出データDw及び温度検出データDtは、サーバ30の記憶装置にて、対応するガスボンベGBごとに更新・記憶される。
次いで、ステップ907では、サーバ30にて、重量検出データDw及び温度検出データDtが受信されたか否かが判定される。ステップ907にて「Yes」と判定されると、次のステップ908に進む。一方、ステップ907にて「No」と判定されると、受信するまでは次の処理に移行しない。
ステップ908では、サーバ30にて、受信電波の電波強度Riが検出される。検出された電波強度Riは、サーバ30の記憶装置にて更新・記憶される。
次いで、ステップ909では、サーバ30にて、重量検出データDw及び温度検出データDtが取得される。上記記憶されている重量検出データDw及び温度検出データDtの最新データが、対応するガスボンベGBごとに取得される。
次いで、ステップ910では、サーバ30にて、上記取得された重量検出データDw、上記取得された温度検出データDt、及び、残ガス量Raを決定するテーブルに基づき、対応するガスボンベGBごとに残ガス量Raが決定される(図6を参照)。決定された残ガス量Raは、サーバ30の記憶装置にて対応するガスボンベGBごとに更新・記憶される。
次いで、ステップ911では、サーバ30にて、上記決定された残ガス量Ra、及び、送信頻度Frを決定するテーブルに基づき、対応するガスボンベGBごとに送信頻度Frが決定される(図7を参照)。決定された送信頻度Frは、サーバ30の記憶装置にて対応するガスボンベGBごとに更新・記憶される。
次いで、ステップ912では、サーバ30にて、上記検出された電波強度Ri、及び、電波強度Roを決定するテーブルに基づき、重量センサ(親機)10aにおける送信電波の電波強度Roが決定される(図8を参照)。決定された電波強度Roは、サーバ30の記憶装置にて更新・記憶される。
次いで、ステップ913では、サーバ30にて、重量センサ10の通信パラメータが、上記決定された送信頻度Fr及び電波強度Roとなるよう、基地局BSを介して、重量センサ(親機)10aに対しパラメータ指示がなされる。即ち、サーバ30の記憶装置にて記憶されている、送信頻度Fr及び電波強度Roにおける最新データが、基地局BSを介し重量センサ(親機)10aに送信される。送信された送信頻度Fr及び電波強度Roは、重量センサ(親機)10aにて受信される。
次いで、ステップ914では、重量センサ(親機)10aにて、通信パラメータである送信頻度及び電波強度が、上記受信された送信頻度Fr及び電波強度Roに更新される。
次いで、ステップ915では、重量センサ(親機)10aにて、上記受信された送信頻度Frが、重量センサ(子機)10bに送信される。送信された送信頻度Frは、重量センサ(子機)10bにて受信される。
次いで、ステップ916では、重量センサ(子機)10bにて、通信パラメータである送信頻度が、上記受信された送信頻度Frに更新される。
次いで、ステップ917では、重量センサ(子機)10bにて、重量検出データDwが閾値以下であるか否かが判定される。ここにおいて、記憶装置にて記憶されている重量検出データDwにおける最新データが用いられる。閾値としては、例えば、燃焼用ガスが消費されてガスボンベGBの交換が必要とされる残ガス量に対応する重量が用いられる。ステップ917にて「Yes」と判定されると、次のステップ918に進む。一方、ステップ917にて「No」と判定されると、重量検出データDwが閾値以下となるまで、通知信号S1の送信がなされない。
ステップ918では、重量センサ(子機)10bにて、通知信号S1が重量センサ(親機)10aに送信される。送信された通知信号S1は、重量センサ(親機)10aにて受信される。
次いで、ステップ919では、重量センサ(親機)10aにて、上記受信された通知信号S1が切替器20に送信される。送信された通知信号S1は、切替器20にて受信される。
他方、ステップ920では、重量センサ(親機)10aにて、上述したステップ917と同様に、重量検出データDwが閾値以下であるか否かが判定される。ここにおいて、記憶装置にて記憶されている重量検出データDwにおける最新データが用いられる。閾値としては、例えば、燃焼用ガスが消費されてガスボンベGBの交換が必要とされる残ガス量に対応する重量が用いられる。ステップ920にて「Yes」と判定されると、次のステップ919に進む。一方、ステップ920にて「No」と判定されると、重量検出データDwが閾値以下となるまで、通知信号S1の送信がなされない。
ステップ919では、重量センサ(親機)10aにて、通知信号S1が切替器20に送信される。送信された通知信号S1は、切替器20にて受信される。このように、重量センサ(親機)10aが発出源である通知信号S1と、重量センサ(子機)10bが発出源である通知信号S1とが、切替器20にて受信される。
次いで、ステップ921では、切替器20にて、通知信号S1が受信されたか否かが判定される。ステップ921にて「Yes」と判定されると、次のステップ922に進む。一方、ステップ921にて「No」と判定されると、受信するまでは次の処理に移行しない。
ステップ922では、切替器20にて、上述したガス経路切替を実行する。各配管GLにおいて、連通していたガス経路であって、燃焼用ガスが消費されていたガスボンベGBに対応する経路が、切替弁22にて「開」状態から「閉」状態とされる。これと同時に、連通していなかった経路であって、満充填のガスボンベGBに対応する経路が、切替弁22にて「閉」状態から「開」状態とされる。これにより、燃焼用ガスが消費されるガスボンベGBが切替わる。
次いで、ステップ923では、切替器20にて、完了信号S2が重量センサ(親機)10aに送信される。送信された完了信号S2は、重量センサ(親機)10aにて受信される。
次いで、ステップ924では、重量センサ(親機)10aにて、上記受信された完了信号S2が、基地局BSを介してサーバ30に送信される。送信された完了信号S2は、サーバ30にて受信される。そして、処理が一旦終了し、再びステップ901からの処理を繰り返す。
<実施形態の効果>
以上説明したように、本発明の実施形態に係るガスボンベ管理システム100によれば、残ガス量Raを正確に把握でき、ガスボンベGB内の燃焼用ガスが、ほぼなくなった適切なタイミングで、ガスボンベGBの交換を行うことができる。このため、新ガスボンベGBの配送、使用済みガスボンベGBの回収・残ガス処理・再充填等の頻度を減らすことができ、効率化を図れる。
一方、本発明の実施形態とは別に、料金計算のための使用量データをセンサで検出して、無線通信で送信するシステムを用いる場合でも、残ガス量は把握できる。この場合、刻々と変わるガス流通量を検出可能な、高性能なセンサが必要であり、高コストとなる。それに比べ、本発明の実施形態では、所定間隔での重量検出のみを行う簡素なセンサ構成で足りるため、コストを大きく低減できる。使用量データについては、従来の人手による手法を併用するが、その人件費を含めてもコストを低減できる。
また、本発明の実施形態では特に、重量検出データDw、温度検出データDt、及び、残ガス量Raを決定するためのテーブルを用いて、残ガス量Raが決定される。燃焼用ガスとして、プロパンガス等が用いられる場合、ガスボンベGB内では、燃焼用ガスが圧縮されて液化ガスとなる。液化ガスの特性上、温度により密度が変化し、重量と体積との相関が変動する。上述のように残ガス量Raを決定することにより、温度によらず正確な残ガス量Ra(体積%)を、算出することができる。
また、本発明の実施形態では特に、重量センサ10からの送信電波の送信頻度Fr、及び、電波強度Roが、サーバ30にて設定される。重量センサ10の通信パラメータが、設定された送信頻度Fr及び電波強度Roとなるよう、サーバ30から重量センサ10に指示するよう構成される。通信パラメータとしては、例えば、重量センサ10から送信するときの送信頻度、電波強度、電波種類(縦偏波か横偏波か)等がある。上記構成により、重量センサ10とサーバ30との間の通信環境に応じて、適正な又は過不足のない通信パラメータを設定することができる。
例えば、送信頻度Frは、ガスボンベGB内の残ガス量Raが大きいほど、より低頻度となるよう設定される。残ガス量Raが比較的多い場合は、短期間のうちにガスがなくなる可能性は低い。このため、送信頻度Frを低頻度として、電源19の消費を抑制できる。残ガス量Raが少なくなったら、短期間のうちにガスがなくなる可能性がある。このため、送信頻度Frを高頻度として、残ガス量Raが0%となる前の適宜のタイミングを正確に算出して、交換決定できる。
例えば、電波強度Roは、重量センサ10からの受信電波の電波強度Riが基準値に比べ大きい場合、より小さい値に設定され、電源19の消費を抑制するために電波強度Roを下げるように指示される。電波強度Roは、重量センサ10からの受信電波の電波強度Riが基準値に比べ小さい場合、より大きい値に設定され、各種データの受信不良を防止するために電波強度Roを上げるように指示される。
また、本発明の実施形態では特に、重量センサ(子機)10bで検出された各種データは、重量センサ(子機)10bから重量センサ(親機)10aに送信される。重量センサ(親機)10aは、自身で検出した各種データと、上記送信された各種データとを、基地局BSを介してサーバ30へ送信する。これによれば、各センサが個別に基地局BSへの送信を行う場合に比べ、通信及び制御の簡素化を図れ、さらに重量センサ(子機)10bの電源19の消費低減も図れる。
また、本発明の実施形態では特に、切替器20が備えられ、重量センサ10からの通知信号S1に基づき、ガス経路切替が実行される。一般的なガス設備においては、圧力検出器を設けてその検出結果により、機械的に切り替える場合が多い。これに対し、本発明の実施形態によれば、圧力検出器が不要となり、無線通信により円滑かつ正確に、ガス経路切替を行うことができる。
また、本発明の実施形態では特に、切替器20にてガス経路切替が実行されると、切替器20からの完了通知S2が重量センサ(親機)10aにて受信される。受信された完了通知S2が、基地局BSを介してサーバ30へ送信される。一般的なガス設備においては、ガス経路切替の実行に際し、特段の完了報告はなされない。即ち、ガス経路切替の実行は、切替器20に任せ放しとなっている。これとは異なり、本発明の実施形態によれば、切替器20により正しくガス経路切替が実行されたことを、サーバ30で把握することができる。
<変形例>
上述した実施形態においては、ガスボンベ管理システム100が、1つのガス設備GFに適用される。これに代えて、例えば、図10に示すように、複数のガス設備に適用されてもよい。複数のガス設備は、第1ガス設備GF1、及び、第2ガス設備GF2を備える。第1ガス設備GF1の構成は、上述した実施形態のガス設備GFのものと同一である。第2ガス設備GF2の構成は、ガスボンベGBの下部に備えられる重量センサ10が、全て重量センサ(子機)10bである点のみ、第1ガス設備GF1と異なる。
この場合、データ送受信の態様は、第1ガス設備GF1及び第2ガス設備GF2では、それぞれ異なる。第1ガス設備GF1内の重量センサ(親機)10a、重量センサ(子機)10b、及び、切替器20の間における無線通信は、上述した実施形態と同一である。また、第1ガス設備GF1と、基地局BSを介したサーバ30との無線通信も、上述した実施形態と同一である。
第2ガス設備GF2に関する無線通信は、以下の通りである。第2ガス設備GF2内の重量センサ(子機)10bにて検出された、重量検出データDw及び温度検出データDtは、第1ガス設備GF1の重量センサ(親機)10aに送信されて、当該重量センサ(親機)10aでの受信を介して、基地局BS(サーバ30)へ送信される。第2ガス設備GF2内の重量センサ(子機)10bにて発出された通知信号S1は、第1ガス設備GF1の重量センサ(親機)10aに送信されて、当該重量センサ(親機)10aでの受信を介して、第2ガス設備GF2の切替器20へ送信される。第2ガス設備GF2内の切替器20にて発出された完了信号S2は、第1ガス設備GF1の重量センサ(親機)10aに送信されて、当該重量センサ(親機)10aでの受信を介して、基地局BS(サーバ30)へ送信される。サーバ30にて設定され、基地局BSを介して送信される送信頻度Frは、第1ガス設備GF1の重量センサ(親機)10aに送信されて、当該重量センサ(親機)10aでの受信を介して、第2ガス設備GF2内の重量センサ(子機)10bに送信される。
このように構成された変形例によっても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。特に、複数のガス設備を備える施設に、ガスボンベ管理システム100を適用する場合に有効である。複数のガス設備を備える施設としては、例えば、ビル等があげられ、ビルの階数が異なるフロア毎に、第1ガス設備GF1、第2ガス設備GF2がそれぞれ備えられてもよい。より具体的には、ビルの2階に第1ガス設備GF1、ビルの4階に第2ガス設備GF2が、備えられるようにしてもよい。
なお、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
10 重量センサ
10a 重量センサ(親機)
10b 重量センサ(子機)
14 アンテナ
15 センサ本体
16 通信モジュール
17 温度センサ
18 CPU
19 電源
20 切替器
21 通信器
23 CPU
30 サーバ
31 データ取得手段
32 決定手段
33 パラメータ設定手段
34 指令出力手段
35 CPU
100 ガスボンベ管理システム
BS 基地局
Dt 温度検出データ
Dw 重量検出データ
Fr 送信頻度
GB ガスボンベ
GF ガス設備
GF1 第1ガス設備
GF2 第2ガス設備
GL 配管
Ra 残ガス量
Ri 受信電波の電波強度
Ro 送信電波の電波強度
S1 通知信号
S2 完了信号
上記目的を達成するために、本願発明のガスボンベ管理システムは、燃焼用ガスが充填されたガスボンベを少なくとも1つ備えたガス設備に設けられた検出対象となる前記ガスボンベの下部に位置し、当該ガスボンベからの荷重を受けてボンベ自重を検出する検出部、前記検出部の検出結果に対応する重量検出データを無線通信により送信する通信部、前記通信部を制御する制御部、及び、電源を与える電池を備えた少なくとも1つの重量センサと、無線通信を介し受信された前記重量検出データを取得するデータ取得手段、及び、前記データ取得手段で取得された前記重量検出データに基づき、前記ガスボンベ内の残ガス量を決定する決定手段、を備えたサーバと、を有し、前記重量センサは、温度検出部をさらに有し、前記通信部は、前記重量検出データとともに、前記温度検出部の検出結果に対応した温度検出データを無線通信により送信し、前記データ取得手段は、無線通信を介し受信された前記重量検出データ及び前記温度検出データを取得し、前記決定手段は、前記データ取得手段で取得された前記温度検出データを参照して、前記重量検出データを可変に解釈して前記残ガス量を決定することを特徴とする。

Claims (6)

  1. 燃焼用ガスが充填されたガスボンベを少なくとも1つ備えたガス設備に設けられた検出対象となる前記ガスボンベの下部に位置し、当該ガスボンベからの荷重を受けてボンベ自重を検出する検出部、前記検出部の検出結果に対応する重量検出データを無線通信により送信する通信部、前記通信部を制御する制御部、及び、電源を与える電池を備えた少なくとも1つの重量センサと、
    無線通信を介し受信された前記重量検出データを取得するデータ取得手段、及び、前記データ取得手段で取得された前記重量検出データに基づき、前記ガスボンベ内の残ガス量を決定する決定手段、を備えたサーバと、
    を有することを特徴とするガスボンベ管理システム。
  2. 請求項1記載のガスボンベ管理システムにおいて、
    前記重量センサは、
    温度検出部をさらに有し、
    前記通信部は、
    前記重量検出データとともに、前記温度検出部の検出結果に対応した温度検出データを無線通信により送信し、
    前記データ取得手段は、
    無線通信を介し受信された前記重量検出データ及び前記温度検出データを取得し、
    前記決定手段は、
    前記データ取得手段で取得された前記温度検出データを参照して、前記重量検出データを可変に解釈して前記残ガス量を決定する
    ことを特徴とするガスボンベ管理システム。
  3. 請求項1又は請求項2記載のガスボンベ管理システムにおいて、
    前記サーバは、さらに、
    前記重量センサの前記通信部から送信する際の通信パラメータを無線通信により指示する、パラメータ指令を出力する指令出力手段と、
    前記決定手段により決定された前記残ガス量、又は、前記重量センサからの前記重量検出データの受信電波強度に応じて、前記パラメータ指令で指示する前記通信パラメータを可変に設定するパラメータ設定手段と、
    を有することを特徴とするガスボンベ管理システム。
  4. 請求項1記載のガスボンベ管理システムにおいて、
    前記ガス設備は、第1ボンベ及び第2ボンベを含む複数の前記ガスボンベを有しており、
    前記重量センサは、複数設けられており、
    前記複数の重量センサは、
    前記第1ボンベの下部に位置し当該第1ボンベのボンベ自重を検出する第1検出部、前記サーバへの前記重量検出データを送信する第1通信部を備えた第1重量センサと、
    前記第2ボンベの下部に位置し当該第2ボンベのボンベ自重を検出する第2検出部、及び、前記第2検出部の検出結果に対応する第2重量検出データを無線通信により前記第1重量センサの前記第1通信部へ送信する第2通信部、を備えた第2重量センサと、
    を含み、
    前記第1通信部は、
    前記第2重量センサの前記第2通信部から受信した前記第2重量検出データと、前記第1検出部の検出結果に対応する第1重量検出データと、を無線通信により送信する
    ことを特徴とするガスボンベ管理システム。
  5. 請求項4記載のガスボンベ管理システムにおいて、
    前記ガス設備は、さらに、
    前記燃焼用ガスの供給先へのガス配管に対し、前記複数のガスボンベのうちいずれか1つを選択的に連通させるガス経路切替を実行する切替器を有し、
    前記切替器は、
    無線通信が可能な通信器を備えており、前記複数のガスボンベそれぞれに対応する複数の前記重量センサの前記通信部のうち少なくとも1つの通信部から送信され前記通信器で受信した通知信号に基づき、前記ガス経路切替を実行する
    ことを特徴とするガスボンベ管理システム。
  6. 請求項5記載のガスボンベ管理システムにおいて、
    前記切替器は、
    前記通信器により、前記ガス経路切替の完了報告を、前記複数の重量センサそれぞれの複数の前記通信部のうち少なくとも1つに送信する
    ことを特徴とするガスボンベ管理システム。
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