JP3130162B2 - 流量計 - Google Patents

流量計

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JP3130162B2
JP3130162B2 JP05043552A JP4355293A JP3130162B2 JP 3130162 B2 JP3130162 B2 JP 3130162B2 JP 05043552 A JP05043552 A JP 05043552A JP 4355293 A JP4355293 A JP 4355293A JP 3130162 B2 JP3130162 B2 JP 3130162B2
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Japan
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晃一 竹村
浩一 植木
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Panasonic Corp
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Osaka Gas Co Ltd
Tokyo Gas Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスやLPGガス
などの流体流量を計測する流量計に係わり、特に、流体
の使用状態に異常が認められれば、遮断する安全機能付
きの流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の流量計は、特開平3−3
08921号公報に示されているように、フルイディッ
ク素子に流速検出用のフローセンサーを設けて、小流量
域では、このフローセンサーからの出力で計測し、中〜
大流量域ではフルイディック素子の発振周波数で計測す
る方式が提案されており、例えば図5の様な構成になっ
ていた。
【0003】即ち図5の従来の流量計において、1は流
量計本体、2はガス配管、3はフルイディック素子で、
流体のもつ運動エネルギーを利用して流体発振を生じさ
せる。4は圧電センサーで、流体発振の周波数を検出す
る。5はフルイディック素子のノズル部(図示せず)で
の流体の流速を検出し流速に比例したアナログ信号を発
生するフローセンサーである。6は遮断弁で、異常な使
用状態を検出すると閉状態となりガスの供給を遮断す
る。7は復帰装置で、手動操作により遮断弁6を開状態
にしてガスの使用を再開させることができる。8は制御
装置であり遮断弁6の駆動を制御している。
【0004】上記構成の流量計では、大〜中流量域は圧
電センサ4の検出信号で、小流量域でフローセンサ5の
検出信号で流量を計測する。フルイディック素子3より
発生される流体振動の特性はその形状に依存している。
家庭用の3号ガスメータの場合、3〜3000L/Hの
範囲の流量を計測する必要があるが、単一の素子でこの
範囲の流量を計測するのは困難なため、流体振動の発生
が困難である小流量域をフローセンサ5で計測する構成
を取っている。こうして計測された流量の時間的変化等
を制御装置8で監視し、異常と認められた場合には遮断
弁6が閉じてガスの供給を遮断する。ガスが遮断された
場合には、使用者が異常状態(例えばガスホースの抜
け)を解除し安全を確認した上で、復帰装置7を操作し
遮断弁6を開くことにより、再度ガスの使用が可能とな
る。ここで、遮断弁6によりガスが遮断された後、安全
確認を行わずに、復帰装置7が操作される場合もあるた
め、制御装置8では、復帰装置7が操作された後一定時
間内に、所定のガス流量が検出された場合には漏れが発
生しているものとして、再度遮断弁6によりガスを遮断
する。この漏れの有無を判定には通常は微小流量を想定
しているため、フローセンサ5により流量の判定を行っ
ているが詳細な内容については開示されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た構成の流量計において、ガスの遮断後に、復帰装置を
操作した後には、ガスの漏れの有無を確認しているが、
もしセンサに異常が発生している場合には、この漏れの
確認ができないため、最悪の場合にはガスの異常状態が
改善される以前にガスを再度使用してしまい、事故発生
を見逃してしまう危険性がある。
【0006】本発明は上記課題を解決するもので、セン
サの故障による事故の発生を未然に防止し、安全性を向
上することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の流量計は、一つ以上の流量検出手段と、前記流
量検出手段の出力により流量を求める流量計測手段と、
前記流量検出手段の上流側に設けられ流体を遮断する遮
断手段と、前記遮断手段の駆動による流体の遮断状態を
解除する復帰手段と、前記遮断手段の駆動を制御する制
御手段とを有し、前記制御手段は、前記流量検出手段の
出力により前記流量検出手段の故障状態を判定し故障発
生時には故障信号を出力する故障判定手段と、前記復帰
手段の操作された時に前記故障判定手段の故障信号を入
力していれば前記遮断手段に遮断信号を出力する遮断判
定手段とを有するものである。
【0008】また、一つ以上の流量検出手段と、前記流
量検出手段の出力により流量を求める流量計測手段と、
前記流量検出手段の上流側に設けられ流体を遮断する遮
断手段と、前記遮断手段の駆動による流体の遮断状態を
解除する復帰手段と、前記遮断手段の駆動を制御する制
御手段とを有し、前記制御手段は、前記の流量検出手段
の出力により前記流量検出手段の故障状態を判定し故障
発生時には故障信号を出力する故障判定手段と、前記復
帰手段の操作された後に所定時間駆動されるタイマと、
前記タイマの駆動中に前記故障判定手段の故障信号を入
力すると前記遮断手段に遮断信号を出力する遮断判定手
段とを有するものである。
【0009】
【作用】本発明の流量計は、上記第1の構成により、流
量検出手段に故障が発生した場合には、遮断手段が働い
てガスが遮断された後に、復帰手段を操作しても、遮断
判定手段から遮断信号が出力されるため、再度遮断手段
が働いてガスが遮断される。
【0010】また、上記第2の構成により、復帰手段を
操作した後、タイマが所定時間を計測し、漏れの有無を
確認している最中に、流量検出手段の故障が発生した場
合には、遮断判定手段から遮断信号が出力されるため、
再度遮断手段が働いてガスが遮断される。
【0011】したがって、センサの故障によるガス漏れ
の見逃しを防止し、事故の発生を未然に防ぐ。
【0012】
【実施例】以下本発明の一実施例を図1、図2、図3を
参照して説明する。
【0013】図1において、図6と同一構成・要素には
同一番号を付した。図1は本発明の流量計のブロック図
である。図1において、3はフルイディック素子で、ガ
ス配管2の途中に設けられ、流体がもつ運動エネルギー
を利用して流体発振を起こさせる。9は主に大流量を検
出する第1の流量検出手段で、流体の発振周波数を出力
電圧変化として検出する圧電センサー4と、電圧変動と
同等の周波数をもつパルス信号に変換するパルス信号変
換部10とで構成される。11は主に小流量を検出する
第2の流量検出手段で、流速と比例した電圧を発生する
フローセンサー5と、フローセンサー5の出力と比例し
たパルス数を一定時間毎に発生するA/D変換部12よ
り構成される。図2は、流量Qと第1の流量検出手段9
から出力されるパルス周波数F(Hz)、図3は流量Qと
第2の流量検出手段11から出力されるパルス数P(パ
ルス)の関係の概略を示したものである。第1の流量検
出手段9で計測し得る流量Qの範囲はQA以上QB以下の
領域であり、それ以下の流量では、F=0または不安定
となり、それ以上の領域では、出力Fは飽和して一定値
FBとなる。第2の流量検出手段11で計測し得る流量
の範囲はQC以下であり、それ以上の流量では、出力P
は飽和して一定値PCとなる。両方の流量検出手段から
は常時、その時の流量に対応する出力がなされ、流量計
測手段13に出力される。14は計測切換手段であり、
第1の流量検出手段9の出力と第2の流量検出手段11
の出力よりどちらをもとに流量を求めるかを判定し出力
する。計測切換手段14ではFがFDを越えれば第1の
流量検出手段9の出力で、FDを下回れば第2の流量検
出手段11の出力で流量計測がなされる様に判定を下
す。15は演算手段で、計測切換手段14の判定結果に
基づきどちらか一方の流量検出手段の出力を単位時間当
たりの流量に換算する演算処理を行う。16は積算手段
で、演算手段15で求めた流量を加算して流量の積算値
を求める。6は遮断手段であり、フルイディック素子3
の上流側、即ち第1の流量検出手段9および第2の流量
検出手段11の上流側に設けられており、ガス流路を遮
断する機能を有する。7は復帰手段であり、遮断手段6
によりガスが遮断された後に、手動操作によりガス流路
を開らき、再度ガスの使用を可能とする。8は制御手段
であり、遮断手段6の駆動を制御する。
【0014】つづいて、制御手段8の構成を説明する。
17は異常判定手段であり、演算手段15で求めた流量
を基にガスの使用状態を監視し異常と判断した場合に
は、遮断手段6に遮断信号を出力し、ガスを遮断させ
る。18は故障判定手段であり、第1の流量検出手段9
と第2の流量検出手段11の出力を基に、双方の流量検
出手段が正常であるか故障しているかの判定を下し、故
障と判定すれば、故障信号を出力する。19は遮断判定
手段であり、復帰手段7が操作された時に故障判定手段
18が故障信号を出力していれば、遮断手段6に遮断信
号を出力する。
【0015】次に、上記構成の動作を説明する。ガスの
流れが発生すると第1の流量検出手段9または第2の流
量検出手段11からの出力信号を基に演算手段15によ
り流量が求められる。異常判定手段17では、演算手段
15で求めた流量を基にガスの使用状態を監視し、異常
な使用状態を検出すれば遮断手段6に遮断信号を出力す
る。異常な使用状態とは例えば、ガスの総使用量が異常
に大きな場合、ガスの使用量が短時間で異常に増加した
場合、ガスが異常に長い時間使われた場合等である。異
常判定手段17は上記したような異常使用状態を想定し
た総流量や流量の増加パターン等を記憶しており、単位
時間当りの発生流量や、流量の変化量等の情報を基に、
このパターンに合致した場合には遮断信号を出力する。
【0016】本流量計は、二つの流量検出手段により計
測を行っているが、上述したように両方の流量検出手段
からは常時出力がなされており、その出力を比較するこ
とにより故障検出が可能となる。二つの流量検出手段が
正常であれば、双方の出力に相当する流量は等しくなる
はずである。ところが、双方の流量検出手段の出力に相
当する流量値が大きくかけ離れている場合には、どちら
か一方が故障していると判断することができる。
【0017】例えば、図2、図3で示すように、第1の
流量検出手段9の出力がF1で、第2の流量検出手段1
1の出力がP2であるとする。F1は流量Q1に相当し、
P2は流量Q2に相当し、Q1<<Q2の関係がある。した
がって、大流量検出用の第1の流量検出手段9で検出し
た流量が小流量検出用の第2の流量検出11で検出した
流量よりはるかに小さいのでどちらか一方の流量検出手
段が故障しているものとして故障信号を出力している。
【0018】このように、第1の流量検出手段9の出力
が小さいにもかかわらず第2の流量検出手段11の出力
が大きい場合、逆に、第1の流量検出手段9が大出力を
示しているのに第2の流量検出手段11の出力が小さい
場合等、故障信号が出力される。
【0019】また、流量検出手段の出力が通常考えられ
る範囲を越えている場合には、ひとつの流量検出手段の
出力のみでも故障の判定ができる。例えば、第1の流量
検出手段9の出力がFの飽和する値FBを越える場合
や、第2の流量検出手段11の出力が出力Pの飽和する
値PCを越えた場合がこれに相当する。
【0020】このように、故障判定手段18では二つの
流量検出手段のどちらかに故障が発生していると判断し
た場合には故障信号を出力する。
【0021】この流量計を用いてガス器具を使用した
時、何らかの原因でガスが遮断されたとする。遮断判定
手段19では、遮断発生後、復帰手段7が操作された場
合には、故障判定手段18の故障信号出力が過去に出力
されていないかどうかを確認する。もし、故障信号が出
力されていなければ、復帰手段7を操作することにより
ガス流路は開状態となるため、ガスの利用が可能とな
る。逆に、故障信号の出力がされていれば、これ以降は
正常な流量の判断が不可能であるから、危険回避のため
遮断信号を出力して遮断手段6を駆動させガス流路を遮
断する。したがって、流量検出手段が故障していれば、
一旦、遮断が発生した後は、復帰手段7を操作しても再
度遮断手段6が駆動されるため、ガスが使用できなくな
る。つまり、流量検出手段の故障したままの状態でのガ
スの使用を禁止して、ガス事故を未然に防止して安全性
を向上させている。
【0022】つづいて、本発明の他の実施例について図
4を用いて説明する。図4において、図1と同一の構成
・要素には同一番号を付し、詳細な説明は省略する。2
0はタイマであり、復帰手段7が操作された後に所定時
間だけ駆動される。21はガス漏れ量積算手段であり、
タイマ20の動作中の演算手段15の出力を積算する。
22はガス漏れ検出手段であり、ガス漏れ量積算手段2
1の積算値が所定値を越えていれば、ガス漏れ検出信号
を出力する。19は遮断判定手段であり、第1の実施例
とは機能が異なる。本実施例で、遮断判定手段19は、
タイマ20の動作中に、故障判定手段18の故障信号
か、または、ガス漏れ検出手段22のガス漏れ検出信号
を入力すれば、遮断手段6に遮断信号を出力する。
【0023】つぎに、上記構成の動作を説明する。ガス
使用中に、なんらかの原因により遮断が発生した場合、
使用者はガスの使用を再開するためには、復帰手段7を
操作する必要がある。復帰手段7が操作された後、異常
原因が取り除かれているかどうかを判定するため、制御
手段8が作用する。即ち、復帰手段7が操作された時点
でタイマ20が所定時間駆動され、このタイマの動作中
に一定値以上の流量がどうかを確認する。タイマ20の
動作中は、演算手段15の出力はガス漏れ積算手段21
により積算される。この積算値が予め定められた値を越
えていれば、安全確認がなされていないものと判定し
(例えば、ガス栓が開いたままの状態となっている)、
遮断判定手段19に遮断信号が出力され、その結果、遮
断手段6が駆動されガス流路が遮断される。一方、タイ
マ20の動作中、即ち、ガス漏れの検出中に、第1の実
施例で説明したような、流量検出手段の故障が発生した
とする。通常、この漏れの検出中に、流量検出手段に故
障が発生したとすると、ガス漏れ量積算手段21で積算
される値が誤っている可能性がある。最悪の場合を想定
すると、ガス漏れ検出期間中に大きな漏れが発生してい
るにも関わらず、流量検出手段の故障により実際の流量
よりも低い値しか検出されなかったため、遮断されず、
そのままの状態で放置されて、爆発等の事故を引き起こ
すことも考えられる。そこで、遮断判定手段19では、
タイマ20の動作中に二つの流量検出手段に故障が認め
られた場合、即ち、故障判定手段18からの故障信号を
入力した場合には、事故の危険性を回避するため遮断手
段6に遮断信号を出力してガス流路を遮断する。
【0024】上記したように本発明の流量計では、遮断
発生後の漏れの検出中に、流量検出手段の故障が発生し
た場合には、遮断判定手段19が遮断信号を出力し、再
度ガスを遮断させる。したがって、流量検出手段の故障
によるガス漏れの見逃しの危険性を回避して、安全性の
向上を図っている。
【0025】上記二つの実施例では、二つの流量検出手
段により流量を計測するガスメータについて説明した
が、流量検出手段の数が異なっても、あるいは、流体の
種類が液体(水道メータ)であっても同様の効果が得ら
れる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量計
は、流量検出手段の故障時にガスの遮断が発生した場合
には、復帰手段を操作しても、遮断判定手段が遮断信号
を出力して、ガスを再度遮断する。したがって、流量検
出手段が故障したままの状態で、ガスが使用されること
がなくなるため、事故の発生を防止し、安全性が高めら
れるという効果がある。
【0027】また、遮断発生後の漏れの検出中に、流量
検出手段の故障が発生した場合には、遮断判定手段が遮
断信号を出力し、再度ガスを遮断させる。したがって、
流量検出手段の故障によるガス漏れの見逃しの危険性を
回避して、安全性が高められるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における流量計のブロック図
【図2】同流量計における第1の流量検出手段の出力と
流量の関係を示す特性図
【図3】同流量計における第2の流量検出手段の出力と
流量の関係を示す特性図
【図4】本発明の他の実施例における流量計のブロック
【図5】従来の流量計のブロック図
【符号の説明】
6 遮断手段 7 復帰手段 8 制御手段 9 第1の流量検出手段 11 第2の流量検出手段 13 流量計測手段 18 故障判定手段 19 遮断判定手段 20 タイマ
フロントページの続き (72)発明者 竹村 晃一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 植木 浩一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−250319(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 3/22 G01F 1/00 G01F 1/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一つ以上の流量検出手段と、前記流量検出
    手段の出力により流量を求める流量計測手段と、前記流
    量検出手段の上流側に設けられ流体を遮断する遮断手段
    と、前記遮断手段の駆動による流体の遮断状態を解除す
    る復帰手段と、前記遮断手段の駆動を制御する制御手段
    とを有し、前記制御手段は、前記流量検出手段の出力に
    より前記流量検出手段の故障状態を判定し故障発生時に
    は故障信号を出力する故障判定手段と、前記復帰手段の
    操作された時に前記故障判定手段の故障信号を入力して
    いれば前記遮断手段に遮断信号を出力する遮断判定手段
    とを有する流量計。
  2. 【請求項2】一つ以上の流量検出手段と、前記流量検出
    手段の出力により流量を求める流量計測手段と、前記流
    量検出手段の上流側に設けられ流体を遮断する遮断手段
    と、前記遮断手段の駆動による流体の遮断状態を解除す
    る復帰手段と、前記遮断手段の駆動を制御する制御手段
    とを有し、前記制御手段は、前記の流量検出手段の出力
    により前記流量検出手段の故障状態を判定し故障発生時
    には故障信号を出力する故障判定手段と、前記復帰手段
    の操作された後に所定時間駆動されるタイマと、前記タ
    イマの駆動中に前記故障判定手段の故障信号を入力する
    と前記遮断手段に遮断信号を出力する遮断判定手段とを
    有する流量計。
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