JP3620522B2 - 計測装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給路に使用するガス保安装置の流量計測ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ガスやＬＰガスが安全に使用されることを目的として、燃料ガス（以下、ガスという）の使用量を計測して異常に使用量が増えた場合や、通常の使用状態と大きく掛け離れた時間使用されていることを検知すると、ガス通路を遮断する保安装置が普及している。
【０００３】
この種の保安装置は、ガス流量の検出信号を保安制御回路に取り込み、内部のマイクロコンピュータで処理してガス流量を監視し、異常があれば遮断信号を出力し、遮断弁を閉止する。
【０００４】
ガス流量の検出には、所定容積の計量室をガスが換気する回数で通過体積を計測する膜式と、所定の断面積のガス流路のガス流速を演算処理して流量を計測する超音波式がある。
【０００５】
超音波式流量検出の原理は、ガス流路内の２点間の超音波の伝搬時間はガス流速を含んだ関数であり、伝搬時間を計測すればガス流速が逆算でき、流速が判れば通過断面積より流量が判ることを応用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の超音波式の場合、内蔵する超音波センサーの配置距離を大きくすれば超音波の伝搬時間の計測誤差の影響が少なく測定精度が向上するが、寸法形状等の制限及び、超音波の伝搬ロス等の問題があり、あまり配置距離を大きくできないと言う課題があった。
【０００７】
そこで一計測サンプリング時の超音波の送受信を互いの信号の同期を取りながら複数回実行して繰り返し測定数を増やし、総伝搬時間を計測し、等価的に配置距離を大きくして測定精度を確保する方法が考案されているが、複数回測定により測定回路の消費電力が増大すると言う新たな課題を有していた。
【０００８】
さらに、ガス流速が小さい時ほど要求測定精度が高く、微小流量の要求精度に合わせて繰り返し測定回数を設定すると測定回路の消費電力が増大すると言う課題を有していた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、精密測定モードの測定サンプリング周期を通常測定モードの測定サンプリング周期より長くし、通常測定モードの合間に精密測定モードを配し、流量計測は通常測定モードで計測し、ゼロ流量判定は精密測定モードで計測する構成とした。
【００１０】
【発明実施の形態】
上記課題を解決するため、第１の発明は、流量計測は通常測定モードで計測し、ゼロ流量判定は精密測定モードで計測する構成とした。
【００１１】
第２の発明は、精密測定モードの測定サンプリング周期を異なる周期で複数個用意し、長周期のサンプリングでゼロ流量を捕らえられなければ短周期のサンプリングに切替える構成とした。
【００１２】
第３の発明は、通常測定モードの流量測定値がゼロ流量判定した時を起点として精密測定モードの計測サンプリングを少数回を限定として行ない、精密測定モードの稼動時間を減らす構成とした。
【００１３】
第４の発明は、精密測定モードで測定したゼロ流量判定で、予め設定した所定の時間内に流量ゼロの状態が一度も計測されない時は、ガス配管のリークとみなして内管漏洩警告表示を行なう構成とした。
【００１４】
第５の発明は、遮断弁復帰開放時の復帰漏洩検査時には精密測定モードでゼロ流量判定を行ない、計測精度を高める構成とした。
【００１５】
上記それぞれの発明により精密測定モードの稼動時間が減少し、消費電力を削減することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１−Ａは本発明の計測装置の一実施例を示す構成図である。
【００１７】
計測手段１の発振出力端子ＯＵＴより出力された電気信号は送信用超音波センサ２１で音響変換され、ガス流路３内に超音波が発せられる。距離Ｌを隔てて設置された受信用超音波センサ２２は、捕らえた超音波を再び電気信号に戻し、計測手段１の受信入力端子ＩＮに戻す。
【００１８】
計測手段路１は送信出力から受信入力までの時間、即ちガス流路３内の距離Ｌの超音波の伝搬時間Ｔを計測し、データ処理マクロコンピュータ５はデータバスライン４を通じて計測手段１から送られる伝搬時間Ｔのデータをもとに流量を演算する。
【００１９】
流量演算は、ガス流路内の２点間の超音波の伝搬時間Ｔはガス流速を含んだ関数であり、伝搬時間Ｔを計測すればガス流速が逆算でき、流速が判れば通過断面積Ｓより流量が判る原理に基づく。
【００２０】
図１−Ｂに送信出力端子ＯＵＴ及び受信入力端子ＩＮの信号波形を示す。伝搬時間Ｔが短かいと時間測定の誤差が大きく影響するので、受信用超音波センサ２２の受信信号をトリガにして送信用超音波センサ２１より再度送信することを繰り返し、複数回の総伝搬時間を計測し、等価的に測定距離Ｌを長くして測定精度を上げている。
【００２１】
精密測定モードと通常測定モードの計測手段は別回路である必要はなく、本実施例では単一の計測手段を用い、繰り返し測定数とサンプリング周期をそれぞれ所定の値に切替設定することで実現している。
【００２２】
図２はサンプリング動作の説明図で、通常計測モードでは繰り返し測定数は少なく（例：１２８回）、サンプリング周期ＴＬは短く（例：２秒毎）設定し、逆に精密測定モードでは繰り返し測定数は多く（例：１０２４回）、サンプリング周期ＴＨ１は長く（例：３６００秒毎）設定し、通常測定モードの測定サンプリング間隔の合間に精密測定モードの測定サンプリングを配している。
【００２３】
消費電力は、仮に全ての計測を２秒毎の精密測定モードのみのサンプリング行った場合と本実施例とで比較すれば、消費電力は繰り返し測定数に比例するので、１時間あたり（３０サンプリング×１０２４回）：（３０サンプリング×１２８回＋１サンプル×１０２４回）となり、凡そ６分の１に抑えられる。
【００２４】
又、精密測定モードの配置の１例として、通常測定モードの流量測定値がゼロ流量判定した時を起点として精密測定モードの計測サンプリングを１回／日だけ行なう設定にすれば、１日あたり８分の１に抑えられる。
【００２５】
遮断弁復帰開放時の復帰漏洩検査時には精密測定モードでゼロ流量判定を行ない、復帰確認時間（例えば１分）後は通常測定モードに戻る設定にすれば、復帰漏洩の測定精度を落とすことなく、消費電流を抑える事が出来る。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、精密測定モードのサンプリング周期を長く設定して省電力化できるため、計測装置の電源電池が小容量で実現可能という経済的効果を有す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の計測装置の構成図
【図２】本発明の計測装置のサンプリング動作の説明図
【符号の説明】
１ 計測手段
２１、２２ 超音波センサ
３ ガス流路
４ データバスライン
５ データ処理マイクロコンピュータ
Claims (4)
- 一計測時の繰り返し測定数を多くして測定精度を高めた精密測定モードと、繰り返し測定数の少ない通常測定モードを設け、精密測定モードの測定サンプリング周期を通常測定モードの測定サンプリング周期より長くし、通常測定モードの合間に精密測定モードを配し、流量計測は通常測定モードで計測し、ゼロ流量判定は精密測定モードで計測するようにした計測装置において、予め設定した所定の時間内に流量ゼロの状態が一度も計測されない時は、精密計測モードの計測周期を短くしてサンプル数を増やして再計測する計測装置。
- 一計測時の繰り返し測定数を多くして測定精度を高めた精密測定モードと、繰り返し測定数の少ない通常測定モードを設け、精密測定モードの測定サンプリング周期を通常測定モードの測定サンプリング周期より長くし、通常測定モードの合間に精密測定モードを配し、流量計測は通常測定モードで計測し、ゼロ流量判定は精密測定モードで計測するようにした計測装置において、前記通常測定モードの流量測定値がゼロ流量判定した時を起点として前記精密測定モードの計測サンプリングを行なう計測装置。
- 精密測定モードで測定したゼロ流量判定で、予め設定した所定の時間内に流量ゼロの状態が一度も計測されない時は、ガス配管のリークとみなして内管漏洩警告を行なう前記請求項１または２記載の計測装置。
- 異常発生時に流体遮断をした後、遮断弁復帰開放時の復帰漏洩検査時には精密測定モードでゼロ流量判定を行なう、請求項１または２記載の計測装置。
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