JP3359423B2 - ガスメータ - Google Patents
ガスメータInfo
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Description
響による誤計測を防止する手段を有するガスメータに関
する。
フルイディック流量計が知られている。このフルイディ
ック流量計は、噴流を発生させるノズルの下流側に、一
対の側壁によって流路拡大部を形成すると共に、側壁の
外側に設けられたリターンガイドによって、ノズルを通
過した流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出口側へ
導く一対のフィードバック流路を形成し、ノズルを通過
した流体が一対のフィードバック流路を交互に流れる現
象(以下、フルイディック発振という。)を利用し、フ
ルイディック発振の周波数に基づいて流体の流量を計量
するものである。
まり広くないため、例えば特開平4−315916号公
報に示されるように、フルイディック流量計と、微小流
量の測定に適したフローセンサとを併用したガスメータ
も提案されている。フローセンサは、発熱部と、この発
熱部の前後に配置された2つの温度センサとを有し、2
つの温度センサで検出される温度の差が気体の流速と関
係することを利用した流速センサである。
センサでは、実際の流量が零のときでも、気体の圧力変
動等の外乱があった場合に流量が検出されるという特性
がある。そこで、フローセンサを有する従来のガスメー
タでは、実際の流量が零のときに外乱の影響によって検
出された測定流量を積算しないように、例えばマイナス
側に1リットル、プラス側に0.1リットルのバッファ
機能を備えていた。このバッファ機能によれば、測定流
量を積算した値がマイナス側1リットル、プラス側0.
1リットルの範囲内で変動する場合には、マイナス側で
積算される測定流量とプラス側で積算される測定流量が
相殺され、ガスメータの流量積算値は変化しない。
たガスメータでは、実際の流量が零のときでも、外乱の
影響によって検出された測定流量が大きく、測定流量を
積算した値がプラス側のバッファ機能の範囲を越える場
合には、ガスメータの流量積算値としての積算が行われ
てしまうという問題点があった。このことを、図3を用
いて具体的に説明する。
によって検出された測定流量の時間的変化を示してい
る。この図において、斜線の部分はバッファ機能によっ
て相殺されなければならない部分である。しかし、外乱
の影響によって検出された測定流量が大きい場合には、
測定流量を積算した値がプラス側のバッファ機能の範囲
(例えば0.1リットル)を越えてしまい、最初にプラ
ス側に大きな測定流量が生じると、その後にマイナス側
に同量の測定流量が生じても相殺されず、図3(b)に
示すように、ガスメータの流量積算値としての積算が行
なわれてしまう。
流量を完全に相殺できるようにバッファの範囲を広くす
ることは、ガスメータの精度の低下を招くために好まし
くない。
ので、その目的は、圧力変動等の外乱の影響による誤計
測を防止することができるようにしたガスメータを提供
することにある。
タは、ガスの流量を測定する流量測定手段と、この流量
測定手段の測定値に対して平滑化処理を施す平滑化手段
と、この平滑化手段による平滑化処理後の値を積算した
値が所定値を越えたときに、平滑化処理後の値を出力す
る緩衝手段と、この緩衝手段から出力される値を積算す
る積算手段とを備え、前記平滑化手段が、前記流量測定
手段の測定値を所定の周期で取得し、今回の演算結果と
前回の演算結果との差の絶対値が、前回取得した測定値
と前々回取得した測定値との差の絶対値および所定の規
制値を越えないように制限する演算を行うことにより、
前記流量測定手段の測定値に対して平滑化処理を施すよ
うにしたものである。
てガスの流量が測定された後、その測定値が平滑化手段
によって平滑化される。さらに、緩衝手段において、平
滑化手段による平滑化処理後の値を積算した値が所定値
を越えたときに、平滑化処理後の値が出力され、この値
が積算手段によって積算される。
て詳細に説明する。
の構成を表すブロック図である。この図に示すように、
本実施例のガスメータは、フルイディック流量計とフロ
ーセンサとを併用したガスメータであり、フルイディッ
ク素子11と、フローセンサ12と、表示器13と、こ
れらを制御するマイクロコンピュータ20とを備えてい
る。
せるノズルと、このノズルの下流側に設けられ、流路拡
大部を形成する一対の側壁と、この側壁の外側に設けら
れ、ノズルを通過した流体を各側壁の外側に沿ってノズ
ルの噴出口側へ導く一対のフィードバック流路を形成す
るリターンガイドと、ノズルの噴出口近傍に設けられた
2つの導圧孔と、この2つ導圧孔に接続され、2つ導圧
孔間の差圧を検出する圧電膜センサとを備えている。そ
して、圧電膜センサの出力がフルイディック素子11の
出力としてマイクロコンピュータ20に入力されるよう
になっている。
ク素子11のノズルの通路内に配設され、発熱部と、こ
の発熱部の前後に配置された2つの温度センサとを備え
ている。
ック素子11とフローセンサ12の各出力を入力し、流
量を演算する流量演算部21と、この流量演算部21に
よって演算された測定流量を所定の周期で取得し、前回
の演算結果と今回取得した測定流量とを所定の割合で加
算する演算を行うことにより、測定流量に対して平滑化
処理を施す平滑化手段としてのフィルタ部22と、この
フィルタ部22による平滑化処理後の値を積算した値が
所定値を越えたときに、平滑化処理後の値を出力する緩
衝手段としてのバッファ部23と、このバッファ部23
から出力される値を積算する積算部24とを備えてい
る。これら流量演算部21、フィルタ部22、バッファ
部23および積算部24はそれぞれプログラムを実行す
ることによって実現されるようになっている。また、表
示器13は、積算部24による積算結果を表示するよう
になっている。なお、フルイディック素子11、フロー
センサ12および流量演算部21が本発明における流量
測定手段を構成する。
て説明する。
ク素子11は大流量域での測定を行い、フローセンサ1
2は小流量域での測定を行うと共に、フルイディック素
子11とフローセンサ12の測定領域は一部重複してい
る。
素子11のみの測定領域にあるときはフルイディック素
子11の出力から流量を演算し、流量がフローセンサ1
2のみの測定領域にあるときはフローセンサ12の出力
から流量を演算する。流量演算部21は、フルイディッ
ク素子11の出力から流量を演算する場合は、フルイデ
ィック素子11の出力を2値化してパルスを生成し、単
位時間当たりのパルスの数をカウントして、フルイディ
ック発振の周波数を求め、この周波数を流量に換算す
る。また、流量演算部21は、フローセンサ12の出力
から流量を演算する場合は、フローセンサ12の2つの
温度センサの温度差を一定に保つための発熱部の供給電
力から、あるいは、一定電流または一定電力で発熱部を
発熱させたときの2つの温度センサの温度差から流量を
求める。なお、流量がフルイディック素子11とフロー
センサ12で重複する測定領域にあるときは、流量演算
部21は、いずれか一方の出力から流量を求めるように
しても良いし、両者の出力を用いた演算(例えば平均値
をとる等)によって流量を求めるようにしても良い。あ
るいは特開平3−96817号公報に示されるように、
フルイディック素子11による測定値に基づいてフロー
センサ12による測定値を較正するようにしても良い。
数平均演算を行って、流量演算部21によって求められ
た測定流量に対して平滑化処理を施す。
21より取得した測定流量、Yn-1は前回のフィルタ部
22における演算結果、Yn は今回のフィルタ部22に
おける演算結果、Tはフィルタ定数(秒)、ΔTは外乱
変動の実行周期(秒)である。
書き換えると、次の式(2)となる。
部22による指数平均演算は、前回の演算結果Yn-1 と
今回取得した測定流量Xn とを所定の割合で加算する演
算を行って、測定流量に対して平滑化処理を施すもので
ある。
リットル、プラス側2リットルの範囲でフィルタ部22
の出力を積算した値を相殺し、フィルタ部22の出力を
積算した値がプラス側2リットルの範囲を越えたときに
のみ、フィルタ部22の出力を後段の積算部24に出力
する。積算部24は、このフィルタ部22の出力値を積
算して、ガスメータの流量積算値とする。そして、表示
器13は積算部24で求められた流量積算値を表示す
る。
タにおいて、圧力変動等の外乱の影響による誤計測が防
止されることを説明する。図2(a)は、流量が零のと
きに気体の圧力変動等の外乱があった場合に、流量演算
部21で検出される測定流量の時間的変化の一例を示す
ものである。このように外乱の影響による測定流量が大
きい場合には、流量演算部21で求められた測定流量を
そのままバッファ部23に入力すると、バッファの範囲
を越えて、流量積算値としての積算が行われてしまう。
これに対し、本実施例のガスメータでは、流量演算部2
1で求められた測定流量はフィルタ部22で平滑化処理
が施されるため、図2(a)に示す測定流量の時間的変
化に対して、フィルタ部22を通過した後の流量の時間
的変化は図2(b)に示すように振幅の小さいものとな
る。そして、このフィルタ部22を通過した後の流量が
バッファ部23に入力される。ここで、フィルタ部22
を通過した後の流量は、時間的変化の振幅が小さいの
で、積算した値はバッファ部23におけるバッファの範
囲を越えない。そのため、図2(c)に示すように、積
算部24では、流量積算値としての積算が行われず、外
乱の影響による誤計測が防止される。
ルタ部22において、流量演算部21によって演算され
た測定流量を所定の周期で取得し、前回の演算結果と今
回取得した測定流量とを所定の割合で加算する演算を行
うことにより、測定流量に対して平滑化処理を施すよう
にしたが、次のような方法により平滑化処理を施すよう
にしてもよい。
が、次の式(3)に示す演算を行うことにより、流量演
算部21によって求められた測定流量に対して平滑化処
理を施す方法である。
算部21より取得した測定流量、Xn-1 は前回、流量演
算部21より取得した測定流量、Xn は今回、流量演算
部21より取得した測定流量、Yn-1 は前回のフィルタ
部22における演算結果、Yn は今回のフィルタ部22
における演算結果である。また、MIN(A,B)はA
とBのうちの小さい方を選択する演算であり、MAX
(A,B)はAとBのうちの大きい方を選択する演算で
あり、SGN(A)はAの符号を代入することを表す。
である。
(%)、SPANは外乱の変動周期のスパン(採りうる
値の範囲における最大値と最小値との差)である。
2による演算は、今回の演算結果Yn と前回の演算結果
Yn-1 との差の絶対値が、前回取得した測定流量Xn-1
と前々回取得した測定流量Xn-2 との差の絶対値|X
n-1 −Xn-2 |および所定の規制値αを越えないように
制限する演算を行うことにより、測定流量に対して平滑
化処理を施す。
方法により平滑化処理を行うようにしてもよい。
(5)による演算を行うことにより、流量演算部21に
より求められた測定流量に対して平滑化処理を施す方法
である。
21より取得した測定流量、Xn-iはi回前に流量演算
部21より取得した測定流量(iは整数)、Yn は今回
のフィルタ部22における演算結果、Nは平均化個数
(Nは整数)である。
部21より取得した複数(N個)の測定値(Xn +X
n-1 +Xn-2 +……+Xn-N+1 )の平均値(移動平均
値)を求める演算を行って、測定流量に対して平滑化処
理を施す。なお、流量演算部21で求められた測定値の
ばらつきが大きい場合には、その大きさによって移動平
均を行う平均化個数(N)を変化させることによりばら
つき補正を行うことができる。
も、前述の実施例と同様の作用効果を奏することができ
る。
圧力変動等の外乱があった場合について説明したが、本
実施例のガスメータでは、流量が零ではないときに気体
の圧力変動等の外乱があった場合においても、フィルタ
部22による平滑化処理によって、外乱によるノイズ分
が低減されるため、測定精度が向上する。
例えば、流量測定手段としては、フルイディック素子1
1とフローセンサ12を用いたものに限らず、他の流量
センサを用いたものでも良い。
範囲は、マイナス側2リットル、プラス側2リットルに
限らず、適宜設定することができることは言うまでもな
い。
によれば、平滑化手段によって流量測定手段の測定値に
対して平滑化処理を施し、緩衝手段により、平滑化手段
による平滑化処理後の値を積算した値が所定値を越えた
ときに、平滑化処理後の値を出力し、この値を積算手段
によって積算するようにしたので、圧力変動等の外乱の
影響による誤計測を防止することができるという効果が
ある。
すブロック図である。
図である。
を説明するための特性図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ガスの流量を測定する流量測定手段と、 この流量測定手段の測定値に対して平滑化処理を施す平
滑化手段と、 この平滑化手段による平滑化処理後の値を積算した値が
所定値を越えたときに、平滑化処理後の値を出力する緩
衝手段と、 この緩衝手段から出力される値を積算する積算手段とを
備え、 前記平滑化手段は、前記流量測定手段の測定値を所定の
周期で取得し、今回の演算結果と前回の演算結果との差
の絶対値が、前回取得した測定値と前々回取得した測定
値との差の絶対値および所定の規制値を越えないように
制限する演算を行うことにより、前記流量測定手段の測
定値に対して平滑化処理を施すことを特徴とするガスメ
ータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16629094A JP3359423B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ガスメータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16629094A JP3359423B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ガスメータ |
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JPH0814961A JPH0814961A (ja) | 1996-01-19 |
JP3359423B2 true JP3359423B2 (ja) | 2002-12-24 |
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ID=15828615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16629094A Expired - Fee Related JP3359423B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ガスメータ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3359423B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
JP4568441B2 (ja) * | 2001-02-07 | 2010-10-27 | 大阪瓦斯株式会社 | 測定装置及び漏洩検知方法 |
JP2005037325A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量計測装置 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP16629094A patent/JP3359423B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0814961A (ja) | 1996-01-19 |
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