JP3651829B2 - ガスメータおよびガス漏洩検知方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路を流れるガスの漏洩を検知する機能を備えたガスメータおよびガス漏洩検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、膜式流量計やフルイディック流量計等の流量計を用いたガスメータが実用化されているが、最近では、流路を流れるガスの流量の状態を監視し、所定の条件に該当したときにガス漏れ異常発生と判断してガス流路を遮断する安全機能を有するマイクロコンピュータ搭載のガスメータが知られている。この種のガスメータによれば、ガスメータに接続された各種のガス燃焼機器や配管におけるガス漏れ等の異常を発見することが可能であり、安全性を高めることができる。
【０００３】
ここで、図１５および図１６を参照して、従来の膜式流量計におけるガス漏れ検知方法について説明する。ここで、図１５は、ガス漏れ無しと判定される場合の一例を示し、図１６は、ガス漏れ有りと判定される場合の一例を示す。これらの図で、横軸は時間の経過を表し、縦軸はガスの流量を表す。
【０００４】
周知のように、膜式流量計は、ガスの流れによる膜室の回転に伴って流量パルスが出力されるように構成されたものであり、この流量パルスをカウントすることにより、ガス流量を計測することができるようになっている。この流量パルスの出力間隔は、ガス流量の大小に依存する。このような膜式流量計を用いて構成されたガスメータでは、例えば次のようにしてガス漏れ検知を行うようになっている。すなわち、ガスメータに搭載されたマイクロコンピュータは、ある時点を起点として、一定の時間単位（例えば１時間単位）で流量パルスＰの出力の有無を監視する。そして、少なくとも１つの流量パルスＰを含む時間単位が連続して３０日間続いた場合に、ガス漏れ有りと判断して、安全弁を遮断するようになっている。
【０００５】
例えば図１５に示した例では、ガス機器の使用によるガス流量Ｑa ，Ｑb の発生に伴って流量パルスＰが出力されているが、この図に示した３０日間の中には、流量パルスＰが出力されない区間（時間単位）も存在するので、ガス漏れ有りとは判定されない。
【０００６】
これに対して、例えば図１６に示した例では、ガス機器の使用によるガス流量Ｑa の発生に伴って流量パルスＰが出力されているほかに、口火等やガス漏れ等による微小なガス流量の発生に伴って流量パルスＰが出力され、流量パルスＰが出力されている区間が３０日間にわたって継続しているので、ガス漏れ有りの判定がなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したガス漏れ検知方法では、単位時間以下の一定または不定間隔で間欠的に駆動されるようなガス機器には対応することができない。すなわち、図１７に示したように、単位時間（ここでは１時間）以下の間隔でガス機器が間欠的に駆動されると、ガス流量Ｑa の発生に伴って流量パルスＰが出力される。したがって、結果的に、流量パルスＰが出力された区間が３０日間にわたって継続し、図１６の場合と同様に、ガス漏れ有りの判定がなされる場合が生ずる。
【０００８】
このように、従来のガスメータおよびガス漏れ検知方法では、間欠的に駆動されるガス機器の運転が正常であるにもかかわらず、誤ってガス漏れ判定がなされ、ガス流路が遮断されてしまう場合があり、利用者にとって不便であった。また、ガス漏れ有りとの判定をなすまでに、上記したように例えば３０日という長い時間がかかり、早期にガス漏れ検知を行うことが困難であった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、早期のガス漏れ検知を可能にすると共に、誤ったガス漏れ検知を防止できるガスメータおよびガス漏洩検知方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のガスメータは、ガス流路を流れるガスの流量を検知する流量検知手段と、流量検知手段により検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定する流量判定手段と、時間を計測する時間計測手段と、流量判定手段による判定結果および時間計測手段による時間計測の結果、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるものと判定する漏洩判定手段と、ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付けた使用許容時間テーブルとを備え、漏洩判定手段が、さらに、流量検知手段により検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、使用許容時間テーブルを参照してそのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行う機能を有している。
【００１１】
本発明のガス漏洩検知方法は、ガス流路を流れるガスの流量を検知し、検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、しきい値以下のガス流量の状態の継続時間を計測し、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときにガス流路に漏洩箇所があると判定するようにし、さらに、ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付け、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、そのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行うようにしたものである。
【００１２】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法では、所定のしきい値以下のガス流量の状態の継続時間が計測され、この状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされる。さらに、ガス流量と使用許容時間とが対応付けられ、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合には、そのガス流量に対応する使用許容時間が取得され、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件として、ガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされる。
【００１３】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法においては、所定のしきい値がガス流路に接続されたガス機器によって消費される最小流量と等しく設定されるようにしてもよい。また、流量判定手段は、流量検知手段により検知されたガス流量に基づいて、ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、ガス機器が使用状態にあると判定したときに、時間計測手段の動作を一時停止させたり、あるいは、時間計測手段の動作を初期化させる機能を有するものであってもよい。
【００１４】
本発明のガスメータでは、さらに、漏洩判定手段によりガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされたときにガス流路を遮断する流路遮断手段を備えるように構成してもよい。
【００１５】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法では、所定のしきい値を変更可能に設定できるようにしたり、あるいは、所定の長さの期間を変更可能に設定できるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの要部の概略構成を表すものである。本実施の形態では、フローセンサを用いた計量機構とフルイディック素子を用いた計量機構とを併設して構成したガスメータについて説明する。なお、本発明の実施の形態に係るガス漏洩検知方法は、このガスメータによって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００１９】
図１に示したように、本実施の形態のガスメータは、圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２を有する計量機構部１００と、ガス漏れ等の異常が発生した場合に警報を表示するための警報表示部１１０と、流量積算値を表示するための表示部１２０と、必要に応じてこのガスメータ内のガス流路（本図では図示せず）を遮断するための遮断弁１４０と、この遮断弁１４０を駆動するための弁駆動部１５０と、以上の各部と直接または間接的に接続され、このガスメータ全体の制御を行う制御部１６０とを備えている。圧電膜センサ１０１は、大流量域の流量検出を担当するフルイディック素子（本図では図示せず）のフルイディック発振（後述）を検出するためのものであり、フローセンサ１０２は、低流量域の流量検出を担当するためのものである。
【００２０】
制御部１６０は、弁駆動部１５０および警報表示部１１０の各入力端に接続された漏洩判定制御部１６１と、計量機構部１００の圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２に接続された流量演算部１６２と、入力端が流量演算部１６２の出力端に接続されると共に出力端が表示部１２０に接続された積算部１６３とを有している。流量演算部１６２の出力端は、漏洩判定制御部１６１の入力端の１つにも接続されている。
【００２１】
漏洩判定制御部１６１は、このガスメータの下流側の流路（本図では図示せず）におけるガス漏れの有無を判定するほか、この判定の結果に応じて、遮断弁１４０の駆動制御および警報表示部１１０の表示制御等を行う機能を有している。より具体的には、漏洩判定制御部１６１は、流量演算部１６２からの流量値１６６に基づいて、ガス漏れが生じているか否かを判定し、その結果、ガス漏れ有りと判定した場合に、漏洩検知信号１６５を弁駆動部１５０および警報表示部１１０に出力し、遮断弁１４０を閉じさせると共に、警報表示部１１０にガス漏れ警報を表示させるようになっている。また、漏洩判定制御部１６１には、図示しない操作部または通信回線等を介して、後述する幾種類かの設定データ１６７を入力可能になっている。
【００２２】
流量演算部１６２は、計量機構部１００の圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２からの流量信号を２値化し、これらの信号のいずれか一方または双方に基づいて流量値１６６を演算して、積算部１６３および漏洩判定制御部１６１に出力するようになっている。積算部１６３は、流量演算部１６２からの流量値１６６を積算して表示部１２０に出力するという機能を有している。
【００２３】
制御部１６０は例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等に格納されたプログラムを実行することによって動作するようになっている。ここで、主として計量機構部１００および流量演算部１６２が本発明における「流量検知手段」に対応し、主として遮断弁１４０および弁駆動部１５０が本発明における「流路遮断手段」に対応する。
【００２４】
警報表示部１１０は、例えば液晶表示器（ＬＣＤ）を用いて構成され、漏洩判定制御部１６１からの漏洩検知信号１６５に応じて、ガス漏れ警報を表示するようになっている。表示部１２０もまた、例えば液晶表示器（ＬＣＤ）を用いて構成され、制御部１６０の積算部１６３から出力された流量積算値等を表示するようになっている。なお、本実施の形態では、警報表示部１１０を表示部１２０とは別個に設けるようにしているが、表示部１２０に警報表示機能をもたせるようにしてもよい。
【００２５】
図２は図１における漏洩判定制御部１６１の概略構成を表すものである。この図に示したように、漏洩判定制御部１６１は、流量演算部１６２からの流量値１６６および外部からの設定データ１６７が入力されるコントロール部１６１ａと、このコントロール部１６１ａによって必要に応じて参照される使用許容時間テーブル１６１ｂと、使用許容タイマ１６１ｃと、入力された設定データ１６７を保持するメモリ１６１ｄと、漏洩許容タイマ１６１ｅとを有している。ここで、主としてコントロール部１６１ａが本発明における「流量判定手段」および「漏洩判定手段」に対応し、漏洩許容タイマ１６１ｅが本発明における「時間計測手段」に対応する。
【００２６】
コントロール部１６１ａは、流量値１６６を監視し、使用許容時間テーブル１６１ｂ、使用許容タイマ１６１ｃ、メモリ１６１ｄおよび漏洩許容タイマ１６１ｅから得られる情報に基づいて、後述する所定の条件が満たされた場合にガス漏洩の可能性ありと判定するようになっている。そして、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定した場合に、漏洩検知信号１６５を弁駆動部１５０および警報表示部１１０に供給して、遮断弁１４０の駆動と警報表示とを行わせるという機能を有している。コントロール部１６１ａはまた、入力された設定データ１６７をメモリ１６１ｄの所定の領域に書き込む処理をも行うようになっている。
【００２７】
使用許容時間テーブル１６１ｂは、例えば図３に示したように、個別流量Ｑd の範囲ごとに使用許容時間Ｔu を対応付けて設定したもので、後述する一定の場合に、コントロール部１６１ａによって参照されるものである。
【００２８】
ここで、個別流量Ｑd とは、流量演算部１６２からの流量値１６６を一定時間τ（例えば３０秒）ずつ積算して得られる値が、所定の流量変動範囲（例えば３％）を超えて変化した場合に、前回の積算値と今回の積算値との差から演算で得られる単位時間当たり流量の変化分であり、例えば図４に示した例においてΔＱ１，ΔＱ２，ΔＱ３で示した量が該当する。なお、この図４は、一定時間τごとの流量積算値を基に単位時間当たりの平均流量を求めて時間τごとに表したものであって、流量の実時間変化を表すものではない。なお、図４において、横軸は時間、縦軸は一定時間τごとの平均流量を示す。
【００２９】
また、図３において、使用許容時間Ｔu とは、連続したガス使用が許容される時間であり、その長さは個別流量Ｑd の大きさに応じて異なる値に設定されている。より具体的には、新たな個別流量Ｑd が発生し、それが所定の流量変動範囲（例えば３％以下）を超えないように連続的に使用された場合において、その個別流量Ｑd となったときから流路が遮断されるまでの時間が使用許容時間である。図３に示した例では、個別流量Ｑd の範囲は、０〜５０リットル／時、５０〜５００リットル／時、５００〜１０００リットル／時、および、１，０００リットル／時以上、の４つに区分されている。使用許容時間Ｔu は、上記の４つの範囲に対応して、それぞれ、無制限、７２０分、３６０分、および１００分に設定されている。ここで、使用許容時間テーブル１６１ｂが本発明における「使用許容時間テーブル」に対応する。
【００３０】
使用許容タイマ１６１ｃは、ガスの総流量が所定の流量変動範囲（例えば３％以下）を超えて変化した場合（すなわち、新たな個別流量Ｑd が発生した場合）に、その変化の時点を起点とした経過時間（流量変動範囲内でのガス使用継続時間）を計測するためのものである。この使用許容タイマ１６１ｃは、コントロール部１６１ａからのタイマスタート信号によって計時動作を開始すると共に、時々刻々の時刻データをコントロール部１６１ａに送出するという機能を有する。
【００３１】
メモリ１６１ｄは、図２に示したように、設定データ１６７として入力されたガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm 等のパラメータを記憶するためのもので、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能型プログラマブルＲＯＭ）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、またはバッテリでバックアップされたＲＡＭ(Random Access Memory)等を用いて構成される。
【００３２】
ここで、ガス機器最小流量Ｑmin は、ガスメータの監視対象である流量系に配置されたガス機器の正常運転状態での最小ガス消費量である。例えば、ガスファンヒータを例にとると、ガス機器最小流量Ｑmin は４０リットル／時程度である。このガス機器最小流量Ｑmin が本発明における「所定のしきい値」に対応する。
【００３３】
また、漏洩許容時間Ｔm は、ガスの総流量（すなわち、ガスメータによって検出される全ガス流量。以下、単にガス流量という。）がガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲で推移する場合に、そのような流量状態の継続が許容される時間であり、その長さは、例えば６時間程度に設定される。より具体的には、ガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲のガス流量が検出されてから流路が遮断されるまでの時間が漏洩許容時間Ｔm である。ここで、漏洩許容時間Ｔm が本発明における「所定の長さの期間」に対応する。
【００３４】
漏洩許容タイマ１６１ｅは、ガス流量がガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲で推移する場合に、その実際の推移時間の長さを計測するためのものである。この漏洩許容タイマ１６１ｅは、コントロール部１６１ａからのタイマスタート信号によって計時動作を開始すると共に、時々刻々の時刻データをコントロール部１６１ａに送出するという機能を有する。
【００３５】
図５は、図１に示した計量機構部１００の断面構造を表すものである。この計量機構部１００は、ガスを受け入れる入口部１１とガスを排出する出口部１２とを有する本体１０を備えている。本体１０内には隔壁１３が設けられ、この隔壁１３と入口部１１との間に第１のガス流路１４が形成され、隔壁１３と出口部１２との間に第２のガス流路１５が形成されている。隔壁１３には開口部１６が設けられ、第１のガス流路１４内には、上記した遮断弁１４０（図１）が開口部１６を閉塞可能に設けられている。また、本体１０の外側にはソレノイド等からなる弁駆動部１５０（図１）が固定され、この弁駆動部１５０のプランジャ１９が、本体１０の側壁を貫通して遮断弁１４０に連結されている。また、遮断弁１４０と本体１０との間におけるプランジャ１９の周囲には、ばね２０が設けられ、このばね２０が遮断弁１４０を開口部１６側へ付勢している。正常使用時においては、弁駆動部１５０のソレノイドが通電状態に保たれており、遮断弁１４０は開口部１６から離反している。
【００３６】
第２のガス流路１５内には、入口部１１から受け入れたガスを通過させて噴流を発生させるノズル２１が設けられている。このノズル２１の上流側にはガスの流れを整えるための整流部材２２が設けられている。ノズル２１の下流側には、拡大された流路を形成する一対の側壁２３、２４が設けられている。この側壁２３、２４の間には、所定の間隔を開けて、上流側に第１ターゲット２５、下流側に第２ターゲット２６がそれぞれ配設されている。また、側壁２３、２４の外側には、ノズル２１を通過したガスを各側壁２３、２４の外周部に沿ってノズル２１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路２７、２８を形成するリターンガイド２９が配設されている。また、フィードバック流路２７、２８の各出口部分と出口部１２との間には、リターンガイド２９の背面と本体１０とによって、一対の排出路３１、３２が形成されている。また、ノズル２１の噴出口の近傍には、ノズル２１を通過したガスの流れる方向の切り替わりを検出するための圧電膜センサに通じる導圧孔３３、３４が設けられている。
【００３７】
ノズル２１の通路内には、フローセンサ１０２が設けられている。このフローサンサ１０２は、例えば、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する熱式流速センサとして構成されている。
【００３８】
図６は図５における導圧孔３３、３４を含む本体１０の断面を拡大して表すものである。この図に示すように、本体１０の底部の外側には、圧電膜センサ１０１が設けられている。また、導圧孔３３、３４には、それぞれ導圧管５１、５２の一端が接続されている。これらの導圧管５１、５２の各他端は、圧電膜センサ１０１の各圧力導入口に接続されている。そして、この圧電膜センサ１０１によって、導圧孔３３と導圧孔３４における差圧を検出し、この差圧の変化に基づいてフルイディック発振を検出するようになっている。なお、導圧管５１、５２および圧電膜センサ１０１は、本体１０の底部の外側に固定されたケース５５によって覆われている。
【００３９】
次に、以上のような構成のガスメータの動作を説明する。
【００４０】
まず、このガスメータの基本的な流量計測および表示に係る動作を説明する。図５において、計量機構部１００の入口部１１から受け入れられたガスは、第１のガス流路１４、開口部１６、第２のガス流路１５、整流部材２２を順に経て、ノズル２１に入る。ノズル２１を通過したガスは、噴流となって噴出口より噴出される。噴出口より噴出されたガスは、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。ここでは、まず側壁２３に沿って流れるものとする。側壁２３に沿って流れたガスは、更にフィードバック流路２７を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３１を経て出口部１２より排出される。このとき、ノズル２１より噴出されたガスは、フィードバック流路２７を流れてきたガスによって方向を変えられ、今度は他方の側壁２４に沿って流れるようになる。このガスは、さらにフィードバック流路２８を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３２を経て出口部１２より排出される。すると、ノズル２１より噴出されたガスは、今度は、フィードバック流路２８を流れてきたガスによって方向が変えられ、再び側壁２３、フィードバック流路２７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すことにより、ノズル２１を通過したガスは一対のフィードバック流路２７、２８を交互に流れるフルイディック発振を行う。このフルイディック発振の周波数および周期は流量と対応関係があり、圧電膜センサ１０１（図６）によって検出されて流量信号として出力され、制御部１６０の流量演算部１６２（図１）に入力される。
【００４１】
一方、フローセンサ１０２は、一定電流または一定電力で発熱部（図示せず）を発熱させたときにそこを流れるガスの流速に応じて２つの図示しない温度センサ間に生じた温度差に対応したパルス電圧を流量信号として出力し、流量演算部１６２に入力する。
【００４２】
図１において、流量演算部１６２は、流量がフルイディック素子による計測に適した大流量域にあるときは圧電膜センサ１０１からの流量信号を用い、流量がフローセンサ１０２による計測に適した小流量域にあるときはフローセンサ１０２からの流量信号を用いて流量を演算する。具体的には、流量演算部１６２は、圧電膜センサ１０１を用いる場合は、圧電膜センサ１０１からの流量信号を基にパルスを生成し、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。一方、フローセンサ１０２を用いる場合は、フローセンサ１０２からの流量信号の単位時間当たりのパルス数をカウントして、流量を求める。なお、流量が大流量域と小流量域の交錯する領域にあるときは、流量演算部１６２は、いずれか一方の出力から流量を求めるようにしてもよいし、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、圧電膜センサ１０１からの出力による測定値に基づいてフローセンサ１０２による測定値を較正するようにしてもよい。こうして得られた流量は、流量値１６６として出力される。なお、この段階の流量値１６６は、積算流量や平均流量ではなく、生のままの瞬時流量である。
【００４３】
次に、このガスメータのガス漏れ検知に係る動作を説明する。流量演算部１６２によって得られた流量値１６６は、積算部１６３に送られると共に、漏洩判定制御部１６１にも送られる。積算部１６３は、流量値１６６を積算して流量積算値を求め、これを表示部１２０に送って表示させる。一方、漏洩判定制御部１６１は、入力された流量値１６６を監視し、次のいずれかの条件が満たされたときに、ガス漏れの可能性があると判定する。
▲１▼流量値１６６によって示されるガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えない微少流量Ｑx である場合において、そのような流量状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm （例えば６時間）に達したとき。
▲２▼流量値１６６によって示されるガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えている場合において、演算により得られた個別流量Ｑd の状態の継続時間が、使用許容時間テーブル１６１ｂから得られた、対応する使用許容時間Ｔu に達したとき。
【００４４】
図７は、ガス流量ｑの推移状態と漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作との関係を表すものである。この図で、（ａ）は、ガス流量ｑ、すなわち、図１および図２における流量値１６６の推移を示し、（ｂ）は漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作を示す。なお、横軸は時間を示し、縦軸はガス流量を示す。この図の例では、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx が検出された時点Ｔs で漏洩許容タイマ１６１ｅが計時動作を開始し、微少流量Ｑx の状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm （この図の例では６時間）に達した時点Ｔr で漏洩判定制御部１６１によってガス漏れの可能性ありとの判定がなされ、漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされる。
【００４５】
漏洩判定制御部１６１は、ガス漏洩の可能性があると判定した場合に、漏洩検知信号１６５を出力し、弁駆動部１５０および警報表示部１１０に供給する。この漏洩検知信号１６５を受けた弁駆動部１５０および警報表示部１１０は、それぞれ、遮断弁１４０を閉じてガス流路を遮断すると共に、警報表示部１１０にガス漏れ警報を表示する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図８に示したように、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態の継続中に、ガス機器の実際の使用によってガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生したとしても、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットせずに監視を継続するものとする。したがって、漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされるのは、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm に達した場合か、もしくは、ガス流量ｑがゼロになった場合のみである。
【００４７】
次に、図９を参照して、このガスメータにおけるガス漏れ検知に係る全体動作を、より詳細に説明する。なお、この図９は、主として漏洩判定制御部１６１におけるコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。
【００４８】
図９において、漏洩許容タイマ１６１ｅは予めリセットされているものとする。漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａは、流量演算部１６２からの流量値１６６、すなわち、ガス流量ｑを常時監視して、ガスの使用状態を調べる（図９ステップＳ１０１）。この結果、ガスが使用されているとき、すなわち、ガス流量ｑがゼロでないときには（ステップＳ１０１；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、さらに、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin 以下であるか否かを調べる（ステップＳ１０２）。ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin 以下であったときは（ステップＳ１０２；Ｙ）、タイマスタート信号を出力して、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせる（ステップＳ１０３）。
【００４９】
こののち、ガス流量ｑがゼロになったときは（ステップＳ１０４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。これに対し、ガス流量ｑがゼロにならず（ステップＳ１０４；Ｎ）、かつ、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の状態の期間（以下、微少流量継続時間ｔm という。）が漏洩許容時間Ｔm に達したときは（ステップＳ１０５；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定し、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットすると共に、漏洩検知信号１６５を出力する（ステップＳ１０６）。
【００５０】
一方、ステップＳ１０２において、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えていた場合には（ステップＳ１０２；Ｎ）、コントロール部１６１ａは、そのときのガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（直前の流量に対して例えば３％以内）を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。この結果、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えていなかったときには（ステップＳ１０７；Ｎ）、ステップＳ１０１に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えていたときには（ステップＳ１０７；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ１０８）。
【００５１】
次に、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンについて説明する。なお、本実施の形態において、使用許容タイマ１６１ｃは既にリセットされているものとする。図１０に示したように、コントロール部１６１ａは、まず、個別流量Ｑd を算出する（ステップＳ１１０）。この個別流量Ｑd の算出は、図４で説明したように、流量演算部１６２からの流量値１６６の一定時間τごとの積算値を求め、前回の積算値と今回の積算値との差から単位時間当たり平均流量の変化分を求めることで行う。例えば、ガス使用を開始した当初においては、図４におけるΔＱ１が個別流量となる。
【００５２】
次に、コントロール部１６１ａは、ステップＳ１１０で求めた個別流量Ｑd を基に、使用許容時間テーブル１６１ｂ（図３）を参照し、対応する使用許容時間Ｔu を取得する（ステップＳ１１１）。そして、コントロール部１６１ａは、使用許容タイマ１６１ｃにタイマスタート信号を送って計時動作を開始させる（ステップＳ１１２）。
【００５３】
こののち、コントロール部１６１ａは、流量演算部１６２からの流量値１６６と、使用許容タイマ１６１ｃからのタイムカウント値である使用継続時間ｔu とを監視する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。そして、流量値１６６の一定時間τごとの積算値が上記の流量変動範囲（ここでは３％）内にある状態が上記の使用許容時間Ｔu にわたって続いたとき、すなわち、使用継続時間ｔu が使用許容時間Ｔu に達したとき（ステップＳ１１３；Ｎ，ステップＳ１１４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、この個別流量Ｑd がガス機器の使用によるものではなくガス漏れやガス栓開放等の異常発生によるものと判断し、漏洩検知信号１６５を出力する（図９ステップＳ１０６）。これに対し、流量値１６６の一定時間τごとの積算値が上記の流量変動範囲を超えた場合には（ステップＳ１１３；Ｙ）、ステップＳ１１０に戻って、再び個別流量Ｑd を算出し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係るガスメータによれば、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin に満たない大きさであったときは、漏洩許容時間Ｔm の経過をもってガス漏れの可能性ありと判定するようにしたので、微少なガス漏れ等の異常に対しても、従来よりも早期に、かつ、誤りなく、ガス漏れ判定を行うことができ、確実にガス流路を遮断することが可能となる。ガス機器最小流量Ｑmin に満たないガス流量ｑがガス漏れ以外の原因で生じることは考えにくいことから、漏洩許容時間Ｔm を比較的短く設定しても、誤ったガス漏れの判定が生じる可能性は少ないからである。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えるものである場合には、個別流量Ｑd を算出すると共に、この個別流量Ｑd に対応する使用許容時間Ｔu を使用許容時間テーブル１６１ｂから取得し、取得した使用許容時間Ｔu にわたってガス流量ｑが所定の流量変動範囲内にあったことが検出されたときにガス漏れ可能性ありと判定するようにしたので、ガス機器の運転によって生ずるような比較的大きい流量が長く継続した場合においても、大きなガス漏れ等の異常が発生したとみなして確実にガス流路を遮断することができる。
【００５６】
なお、ガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm のパラメータ値は、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じて、適宜に変更可能である。これらのパラメータの変更は、設定データ１６７として入力することで行うことができる。例えば、常時口火を保持するようなガス器具がガス流路に接続されている場合には、その口火によるガス消費量より小さな流量をガス機器最小流量Ｑmin として設定すればよい。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５８】
上記第１の実施の形態では、図８に示したように、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生したとしても、漏洩許容タイマ１６１ｅを停止させたりリセットすることなく、そのまま流量監視を継続するようにした。これに対して、本実施の形態では、図１１に示したように、微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生した場合には、漏洩許容タイマ１６１ｅを一時停止させ、元の微少流量Ｑx の状態に復帰した時点で漏洩許容タイマ１６１ｅを再スタートさせるようにしている。そして、漏洩許容タイマ１６１ｅによる計測時間の累計が漏洩許容時間Ｔm に達した時点Ｔr においてガス漏れ可能性有りと判定して、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、漏洩検知信号１６５を出力する。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略し、本実施の形態の特徴部分のみを説明するものとする。
【００５９】
図１２は、本実施の形態のガスメータにおける、主として漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。なお、この図のステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理は、上記第１の実施の形態における図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態において、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせたのち（ステップＳ２０３）、ガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（３％以内）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この結果、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えておらず（ステップＳ２０４；Ｎ）、かつ、微少流量継続時間ｔm が漏洩許容時間Ｔm に達したときは（ステップＳ２０５；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定し、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットすると共に、漏洩検知信号１６５を出力する（ステップＳ２０６）。
【００６１】
一方、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えた場合には（ステップＳ２０４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ２０８）と共に、漏洩許容タイマ１６１ｅを一時停止させる（ステップＳ２０９）。こののち、ガス流量ｑがゼロになったときは（ステップＳ２１０；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし（ステップＳ２１３）、ステップＳ２０１に戻って処理を繰り返す。また、ガス流量ｑはゼロではないが、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰しないときには（ステップＳ２１１；Ｎ）、漏洩許容タイマ１６１ｅの停止状態をそのまま保持し（ステップＳ２０９）、それ以降の処理を繰り返す。そして、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰したときには（ステップＳ２１１；Ｙ）、漏洩許容タイマ１６１ｅを再スタートさせる（ステップＳ２１２）。なお、ガス使用許容時間処理ルーチンの処理内容は第１の実施の形態で説明した内容と同じであるので、説明を省略する。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６３】
本実施の形態は、上記第１および第２の実施の形態と異なり、図１３に示したように、微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生した場合には、その時点で漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰した時点で、最初から計時動作を開始させるようにしたものである。具体的には、図１３に示したように、微少流量Ｑx を検知したタイミングＴs1のほか、ガス流量ｑが流量Ｑy から微少流量Ｑx に復帰するタイミングＴs2，Ｔs3，…において、それぞれ、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作が最初からスタートする。また、ガス流量ｑが微少流量Ｑx から流量Ｑy に変化したタイミングＴr1，Ｔr2，…において、それぞれ、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作がリセットされる。そして、漏洩許容タイマ１６１ｅによる計測時間が漏洩許容時間Ｔm に達した時点で、ガス漏れ可能性有りと判定して、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、漏洩検知信号１６５を出力する。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略し、本実施の形態の特徴部分のみを説明するものとする。
【００６４】
図１４は、本実施の形態のガスメータにおける、主として漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。なお、この図のステップＳ３０１〜Ｓ３０６の処理は、上記第２の実施の形態における図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態において、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせたのち（ステップＳ３０３）、ガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（３％以内）を超えたことを検知すると（ステップＳ３０４；Ｙ）、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ３０８）と共に、漏洩許容タイマ１６１ｅを直ちにリセットする（ステップＳ３０９）。そして、こののち、コントロール部１６１ａは、ステップＳ３０１に戻って処理を繰り返す。その他の処理内容は、上記第２の実施の形態（図１２）の場合と同様である。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係るガスメータによれば、微少流量Ｑx の状態が継続している最中に、ガス機器の使用によるガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が検知された時点で、無条件に漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットするようにしたので、誤ったガス漏れ判定を防止し得る可能性が高くなる。仮に、ガス機器の使用によってガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy になっている期間中に微少流量Ｑx がゼロに変化したというケースを想定すると、本実施の形態のようにすることにより、本来なら微少流量Ｑx のゼロへの変化と同時に漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされてしかるべきものが看過されて微少流量継続時間ｔm が漏洩許容時間Ｔm に達してしまう、という事態を回避できるからである。
【００６７】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、フルイディック素子とフローセンサの双方を用いたガスメータとして説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、フルイディック素子のみを用いたものや、フローセンサのみを用いたものにも適用可能である。さらに、本発明は、フルイディック素子やフローセンサのような瞬時流量を計測可能な素子を用いたガスメータには限定されず、膜式流量計やその他のタイプの流量計を用いたガスメータにも適用可能である。
【００６８】
また、上記各実施の形態では、ガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm のパラメータ値が適宜に変更可能であるようにしたが、これらのパラメータ値を固定するようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項７のいずれか１に記載のガスメータ、または請求項８ないし請求項１３のいずれか１に記載のガス漏洩検知方法によれば、ガス流路を流れるガスの流量を検知し、検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、しきい値以下のガス流量の状態の継続時間を計測し、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときにガス流路に漏洩箇所があると判定するようにしたので、比較的簡単な構成によって容易にガス漏れ検知機能を実現することができる。また、間欠的に運転されるガス機器にも対応して、誤りなくガス漏れ検知を行うことができるという効果を奏する。さらに、ガス流量と使用許容時間とを対応付け、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、そのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス漏れありと判定するようにしたので、ガス機器の使用による流量に相当するような、しきい値を超える流量が検出されている場合においても、その検出されているガス流量が本当にガス機器の使用によるものなのか、あるいはガス漏れによるものなのかを判別できるという効果を奏する。
【００７０】
特に、請求項２記載のガスメータまたは請求項９記載のガス漏洩検知方法によれば、ガス機器によって消費される最小流量値をしきい値として設定するようにしたので、しきい値に満たない流量がガス漏れ以外の原因で生じることは稀であることから、所定の長さの期間を比較的短く設定したとしても、誤ったガス漏れの判定が生じる可能性は少ない。したがって、微少なガス漏れ等の異常に対しても、従来よりも早期に、かつ、誤りなく、ガス漏れ判定を行うことができるという効果を奏する。
【００７１】
また、請求項５記載のガスメータによれば、さらに、漏洩判定手段によりガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされたときに、ガス流路を遮断する流路遮断手段を備えるようにしたので、ガス漏れの可能性が生じた時点で確実にガス流路を遮断でき、安全性を保つことができるという効果を奏する。
【００７２】
また、請求項６記載のガスメータまたは請求項１２記載のガス漏洩検知方法によれば、しきい値を変更可能に設定できるようにしたので、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じてしきい値を最適化することが可能となり、環境や状況に応じてガス漏洩検知を適切に行うことが可能になるという効果を奏する。
【００７３】
また、請求項７記載のガスメータまたは請求項１３記載のガス漏洩検知方法によれば、所定の長さの期間を変更可能に設定できるようにしたので、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じてガス漏れ判定までに要する期間を最適化することが可能となり、状況や環境に応じてガス漏洩検知を適切に行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの概略構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示したガスメータの漏洩判定制御部の概略構成を表すブロック図である。
【図３】図２に示した漏洩判定制御部における使用許容時間テーブルの一例を表す図である。
【図４】個別流量の意義を説明するための説明図である。
【図５】図１に示した計量機構部の要部構造を表す断面図である。
【図６】図５に示した計量機構部の要部構造の一部を表す拡大断面図である。
【図７】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための他のタイミング図である。
【図９】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１０】図９に示したガス使用許容時間処理ルーチンの内容を説明するための流れ図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１５】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法を説明するためのタイミング図である。
【図１６】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法を説明するための他のタイミング図である。
【図１７】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法の問題点を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１００…計量機構部、１０１…圧電膜センサ、１０２…フローセンサ、１１０…警報表示部、１４０…遮断弁、１５０…弁駆動部、１６０…制御部、１６１…漏洩判定制御部、１６１ａ…コントロール部、１６１ｂ…使用許容時間テーブル、１６１ｃ…使用許容タイマ、１６１ｄ…メモリ、１６１ｅ…漏洩許容タイマ、１６２…流量演算部、１６３…積算部、１６５…漏洩検知信号、１６６…流量値、１６７…設定データ、Ｔm …漏洩許容時間、ｔm …微少流量継続時間、Ｔu …使用許容時間、ｔu …使用継続時間、Ｑmin …ガス機器最小流量、Ｑx …微少流量、Ｑy …ガス機器使用による流量、Ｑd …個別流量
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路を流れるガスの漏洩を検知する機能を備えたガスメータおよびガス漏洩検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、膜式流量計やフルイディック流量計等の流量計を用いたガスメータが実用化されているが、最近では、流路を流れるガスの流量の状態を監視し、所定の条件に該当したときにガス漏れ異常発生と判断してガス流路を遮断する安全機能を有するマイクロコンピュータ搭載のガスメータが知られている。この種のガスメータによれば、ガスメータに接続された各種のガス燃焼機器や配管におけるガス漏れ等の異常を発見することが可能であり、安全性を高めることができる。
【０００３】
ここで、図１５および図１６を参照して、従来の膜式流量計におけるガス漏れ検知方法について説明する。ここで、図１５は、ガス漏れ無しと判定される場合の一例を示し、図１６は、ガス漏れ有りと判定される場合の一例を示す。これらの図で、横軸は時間の経過を表し、縦軸はガスの流量を表す。
【０００４】
周知のように、膜式流量計は、ガスの流れによる膜室の回転に伴って流量パルスが出力されるように構成されたものであり、この流量パルスをカウントすることにより、ガス流量を計測することができるようになっている。この流量パルスの出力間隔は、ガス流量の大小に依存する。このような膜式流量計を用いて構成されたガスメータでは、例えば次のようにしてガス漏れ検知を行うようになっている。すなわち、ガスメータに搭載されたマイクロコンピュータは、ある時点を起点として、一定の時間単位（例えば１時間単位）で流量パルスＰの出力の有無を監視する。そして、少なくとも１つの流量パルスＰを含む時間単位が連続して３０日間続いた場合に、ガス漏れ有りと判断して、安全弁を遮断するようになっている。
【０００５】
例えば図１５に示した例では、ガス機器の使用によるガス流量Ｑa ，Ｑb の発生に伴って流量パルスＰが出力されているが、この図に示した３０日間の中には、流量パルスＰが出力されない区間（時間単位）も存在するので、ガス漏れ有りとは判定されない。
【０００６】
これに対して、例えば図１６に示した例では、ガス機器の使用によるガス流量Ｑa の発生に伴って流量パルスＰが出力されているほかに、口火等やガス漏れ等による微小なガス流量の発生に伴って流量パルスＰが出力され、流量パルスＰが出力されている区間が３０日間にわたって継続しているので、ガス漏れ有りの判定がなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したガス漏れ検知方法では、単位時間以下の一定または不定間隔で間欠的に駆動されるようなガス機器には対応することができない。すなわち、図１７に示したように、単位時間（ここでは１時間）以下の間隔でガス機器が間欠的に駆動されると、ガス流量Ｑa の発生に伴って流量パルスＰが出力される。したがって、結果的に、流量パルスＰが出力された区間が３０日間にわたって継続し、図１６の場合と同様に、ガス漏れ有りの判定がなされる場合が生ずる。
【０００８】
このように、従来のガスメータおよびガス漏れ検知方法では、間欠的に駆動されるガス機器の運転が正常であるにもかかわらず、誤ってガス漏れ判定がなされ、ガス流路が遮断されてしまう場合があり、利用者にとって不便であった。また、ガス漏れ有りとの判定をなすまでに、上記したように例えば３０日という長い時間がかかり、早期にガス漏れ検知を行うことが困難であった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、早期のガス漏れ検知を可能にすると共に、誤ったガス漏れ検知を防止できるガスメータおよびガス漏洩検知方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のガスメータは、ガス流路を流れるガスの流量を検知する流量検知手段と、流量検知手段により検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定する流量判定手段と、時間を計測する時間計測手段と、流量判定手段による判定結果および時間計測手段による時間計測の結果、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるものと判定する漏洩判定手段と、ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付けた使用許容時間テーブルとを備え、漏洩判定手段が、さらに、流量検知手段により検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、使用許容時間テーブルを参照してそのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行う機能を有している。
【００１１】
本発明のガス漏洩検知方法は、ガス流路を流れるガスの流量を検知し、検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、しきい値以下のガス流量の状態の継続時間を計測し、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときにガス流路に漏洩箇所があると判定するようにし、さらに、ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付け、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、そのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行うようにしたものである。
【００１２】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法では、所定のしきい値以下のガス流量の状態の継続時間が計測され、この状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされる。さらに、ガス流量と使用許容時間とが対応付けられ、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合には、そのガス流量に対応する使用許容時間が取得され、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件として、ガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされる。
【００１３】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法においては、所定のしきい値がガス流路に接続されたガス機器によって消費される最小流量と等しく設定されるようにしてもよい。また、流量判定手段は、流量検知手段により検知されたガス流量に基づいて、ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、ガス機器が使用状態にあると判定したときに、時間計測手段の動作を一時停止させたり、あるいは、時間計測手段の動作を初期化させる機能を有するものであってもよい。
【００１４】
本発明のガスメータでは、さらに、漏洩判定手段によりガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされたときにガス流路を遮断する流路遮断手段を備えるように構成してもよい。
【００１５】
本発明のガスメータまたはガス漏洩検知方法では、所定のしきい値を変更可能に設定できるようにしたり、あるいは、所定の長さの期間を変更可能に設定できるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの要部の概略構成を表すものである。本実施の形態では、フローセンサを用いた計量機構とフルイディック素子を用いた計量機構とを併設して構成したガスメータについて説明する。なお、本発明の実施の形態に係るガス漏洩検知方法は、このガスメータによって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００１９】
図１に示したように、本実施の形態のガスメータは、圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２を有する計量機構部１００と、ガス漏れ等の異常が発生した場合に警報を表示するための警報表示部１１０と、流量積算値を表示するための表示部１２０と、必要に応じてこのガスメータ内のガス流路（本図では図示せず）を遮断するための遮断弁１４０と、この遮断弁１４０を駆動するための弁駆動部１５０と、以上の各部と直接または間接的に接続され、このガスメータ全体の制御を行う制御部１６０とを備えている。圧電膜センサ１０１は、大流量域の流量検出を担当するフルイディック素子（本図では図示せず）のフルイディック発振（後述）を検出するためのものであり、フローセンサ１０２は、低流量域の流量検出を担当するためのものである。
【００２０】
制御部１６０は、弁駆動部１５０および警報表示部１１０の各入力端に接続された漏洩判定制御部１６１と、計量機構部１００の圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２に接続された流量演算部１６２と、入力端が流量演算部１６２の出力端に接続されると共に出力端が表示部１２０に接続された積算部１６３とを有している。流量演算部１６２の出力端は、漏洩判定制御部１６１の入力端の１つにも接続されている。
【００２１】
漏洩判定制御部１６１は、このガスメータの下流側の流路（本図では図示せず）におけるガス漏れの有無を判定するほか、この判定の結果に応じて、遮断弁１４０の駆動制御および警報表示部１１０の表示制御等を行う機能を有している。より具体的には、漏洩判定制御部１６１は、流量演算部１６２からの流量値１６６に基づいて、ガス漏れが生じているか否かを判定し、その結果、ガス漏れ有りと判定した場合に、漏洩検知信号１６５を弁駆動部１５０および警報表示部１１０に出力し、遮断弁１４０を閉じさせると共に、警報表示部１１０にガス漏れ警報を表示させるようになっている。また、漏洩判定制御部１６１には、図示しない操作部または通信回線等を介して、後述する幾種類かの設定データ１６７を入力可能になっている。
【００２２】
流量演算部１６２は、計量機構部１００の圧電膜センサ１０１およびフローセンサ１０２からの流量信号を２値化し、これらの信号のいずれか一方または双方に基づいて流量値１６６を演算して、積算部１６３および漏洩判定制御部１６１に出力するようになっている。積算部１６３は、流量演算部１６２からの流量値１６６を積算して表示部１２０に出力するという機能を有している。
【００２３】
制御部１６０は例えばマイクロコンピュータを用いて構成され、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等に格納されたプログラムを実行することによって動作するようになっている。ここで、主として計量機構部１００および流量演算部１６２が本発明における「流量検知手段」に対応し、主として遮断弁１４０および弁駆動部１５０が本発明における「流路遮断手段」に対応する。
【００２４】
警報表示部１１０は、例えば液晶表示器（ＬＣＤ）を用いて構成され、漏洩判定制御部１６１からの漏洩検知信号１６５に応じて、ガス漏れ警報を表示するようになっている。表示部１２０もまた、例えば液晶表示器（ＬＣＤ）を用いて構成され、制御部１６０の積算部１６３から出力された流量積算値等を表示するようになっている。なお、本実施の形態では、警報表示部１１０を表示部１２０とは別個に設けるようにしているが、表示部１２０に警報表示機能をもたせるようにしてもよい。
【００２５】
図２は図１における漏洩判定制御部１６１の概略構成を表すものである。この図に示したように、漏洩判定制御部１６１は、流量演算部１６２からの流量値１６６および外部からの設定データ１６７が入力されるコントロール部１６１ａと、このコントロール部１６１ａによって必要に応じて参照される使用許容時間テーブル１６１ｂと、使用許容タイマ１６１ｃと、入力された設定データ１６７を保持するメモリ１６１ｄと、漏洩許容タイマ１６１ｅとを有している。ここで、主としてコントロール部１６１ａが本発明における「流量判定手段」および「漏洩判定手段」に対応し、漏洩許容タイマ１６１ｅが本発明における「時間計測手段」に対応する。
【００２６】
コントロール部１６１ａは、流量値１６６を監視し、使用許容時間テーブル１６１ｂ、使用許容タイマ１６１ｃ、メモリ１６１ｄおよび漏洩許容タイマ１６１ｅから得られる情報に基づいて、後述する所定の条件が満たされた場合にガス漏洩の可能性ありと判定するようになっている。そして、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定した場合に、漏洩検知信号１６５を弁駆動部１５０および警報表示部１１０に供給して、遮断弁１４０の駆動と警報表示とを行わせるという機能を有している。コントロール部１６１ａはまた、入力された設定データ１６７をメモリ１６１ｄの所定の領域に書き込む処理をも行うようになっている。
【００２７】
使用許容時間テーブル１６１ｂは、例えば図３に示したように、個別流量Ｑd の範囲ごとに使用許容時間Ｔu を対応付けて設定したもので、後述する一定の場合に、コントロール部１６１ａによって参照されるものである。
【００２８】
ここで、個別流量Ｑd とは、流量演算部１６２からの流量値１６６を一定時間τ（例えば３０秒）ずつ積算して得られる値が、所定の流量変動範囲（例えば３％）を超えて変化した場合に、前回の積算値と今回の積算値との差から演算で得られる単位時間当たり流量の変化分であり、例えば図４に示した例においてΔＱ１，ΔＱ２，ΔＱ３で示した量が該当する。なお、この図４は、一定時間τごとの流量積算値を基に単位時間当たりの平均流量を求めて時間τごとに表したものであって、流量の実時間変化を表すものではない。なお、図４において、横軸は時間、縦軸は一定時間τごとの平均流量を示す。
【００２９】
また、図３において、使用許容時間Ｔu とは、連続したガス使用が許容される時間であり、その長さは個別流量Ｑd の大きさに応じて異なる値に設定されている。より具体的には、新たな個別流量Ｑd が発生し、それが所定の流量変動範囲（例えば３％以下）を超えないように連続的に使用された場合において、その個別流量Ｑd となったときから流路が遮断されるまでの時間が使用許容時間である。図３に示した例では、個別流量Ｑd の範囲は、０〜５０リットル／時、５０〜５００リットル／時、５００〜１０００リットル／時、および、１，０００リットル／時以上、の４つに区分されている。使用許容時間Ｔu は、上記の４つの範囲に対応して、それぞれ、無制限、７２０分、３６０分、および１００分に設定されている。ここで、使用許容時間テーブル１６１ｂが本発明における「使用許容時間テーブル」に対応する。
【００３０】
使用許容タイマ１６１ｃは、ガスの総流量が所定の流量変動範囲（例えば３％以下）を超えて変化した場合（すなわち、新たな個別流量Ｑd が発生した場合）に、その変化の時点を起点とした経過時間（流量変動範囲内でのガス使用継続時間）を計測するためのものである。この使用許容タイマ１６１ｃは、コントロール部１６１ａからのタイマスタート信号によって計時動作を開始すると共に、時々刻々の時刻データをコントロール部１６１ａに送出するという機能を有する。
【００３１】
メモリ１６１ｄは、図２に示したように、設定データ１６７として入力されたガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm 等のパラメータを記憶するためのもので、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能型プログラマブルＲＯＭ）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、またはバッテリでバックアップされたＲＡＭ(Random Access Memory)等を用いて構成される。
【００３２】
ここで、ガス機器最小流量Ｑmin は、ガスメータの監視対象である流量系に配置されたガス機器の正常運転状態での最小ガス消費量である。例えば、ガスファンヒータを例にとると、ガス機器最小流量Ｑmin は４０リットル／時程度である。このガス機器最小流量Ｑmin が本発明における「所定のしきい値」に対応する。
【００３３】
また、漏洩許容時間Ｔm は、ガスの総流量（すなわち、ガスメータによって検出される全ガス流量。以下、単にガス流量という。）がガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲で推移する場合に、そのような流量状態の継続が許容される時間であり、その長さは、例えば６時間程度に設定される。より具体的には、ガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲のガス流量が検出されてから流路が遮断されるまでの時間が漏洩許容時間Ｔm である。ここで、漏洩許容時間Ｔm が本発明における「所定の長さの期間」に対応する。
【００３４】
漏洩許容タイマ１６１ｅは、ガス流量がガス機器最小流量Ｑmin を超えない範囲で推移する場合に、その実際の推移時間の長さを計測するためのものである。この漏洩許容タイマ１６１ｅは、コントロール部１６１ａからのタイマスタート信号によって計時動作を開始すると共に、時々刻々の時刻データをコントロール部１６１ａに送出するという機能を有する。
【００３５】
図５は、図１に示した計量機構部１００の断面構造を表すものである。この計量機構部１００は、ガスを受け入れる入口部１１とガスを排出する出口部１２とを有する本体１０を備えている。本体１０内には隔壁１３が設けられ、この隔壁１３と入口部１１との間に第１のガス流路１４が形成され、隔壁１３と出口部１２との間に第２のガス流路１５が形成されている。隔壁１３には開口部１６が設けられ、第１のガス流路１４内には、上記した遮断弁１４０（図１）が開口部１６を閉塞可能に設けられている。また、本体１０の外側にはソレノイド等からなる弁駆動部１５０（図１）が固定され、この弁駆動部１５０のプランジャ１９が、本体１０の側壁を貫通して遮断弁１４０に連結されている。また、遮断弁１４０と本体１０との間におけるプランジャ１９の周囲には、ばね２０が設けられ、このばね２０が遮断弁１４０を開口部１６側へ付勢している。正常使用時においては、弁駆動部１５０のソレノイドが通電状態に保たれており、遮断弁１４０は開口部１６から離反している。
【００３６】
第２のガス流路１５内には、入口部１１から受け入れたガスを通過させて噴流を発生させるノズル２１が設けられている。このノズル２１の上流側にはガスの流れを整えるための整流部材２２が設けられている。ノズル２１の下流側には、拡大された流路を形成する一対の側壁２３、２４が設けられている。この側壁２３、２４の間には、所定の間隔を開けて、上流側に第１ターゲット２５、下流側に第２ターゲット２６がそれぞれ配設されている。また、側壁２３、２４の外側には、ノズル２１を通過したガスを各側壁２３、２４の外周部に沿ってノズル２１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路２７、２８を形成するリターンガイド２９が配設されている。また、フィードバック流路２７、２８の各出口部分と出口部１２との間には、リターンガイド２９の背面と本体１０とによって、一対の排出路３１、３２が形成されている。また、ノズル２１の噴出口の近傍には、ノズル２１を通過したガスの流れる方向の切り替わりを検出するための圧電膜センサに通じる導圧孔３３、３４が設けられている。
【００３７】
ノズル２１の通路内には、フローセンサ１０２が設けられている。このフローサンサ１０２は、例えば、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する熱式流速センサとして構成されている。
【００３８】
図６は図５における導圧孔３３、３４を含む本体１０の断面を拡大して表すものである。この図に示すように、本体１０の底部の外側には、圧電膜センサ１０１が設けられている。また、導圧孔３３、３４には、それぞれ導圧管５１、５２の一端が接続されている。これらの導圧管５１、５２の各他端は、圧電膜センサ１０１の各圧力導入口に接続されている。そして、この圧電膜センサ１０１によって、導圧孔３３と導圧孔３４における差圧を検出し、この差圧の変化に基づいてフルイディック発振を検出するようになっている。なお、導圧管５１、５２および圧電膜センサ１０１は、本体１０の底部の外側に固定されたケース５５によって覆われている。
【００３９】
次に、以上のような構成のガスメータの動作を説明する。
【００４０】
まず、このガスメータの基本的な流量計測および表示に係る動作を説明する。図５において、計量機構部１００の入口部１１から受け入れられたガスは、第１のガス流路１４、開口部１６、第２のガス流路１５、整流部材２２を順に経て、ノズル２１に入る。ノズル２１を通過したガスは、噴流となって噴出口より噴出される。噴出口より噴出されたガスは、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れる。ここでは、まず側壁２３に沿って流れるものとする。側壁２３に沿って流れたガスは、更にフィードバック流路２７を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３１を経て出口部１２より排出される。このとき、ノズル２１より噴出されたガスは、フィードバック流路２７を流れてきたガスによって方向を変えられ、今度は他方の側壁２４に沿って流れるようになる。このガスは、さらにフィードバック流路２８を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３２を経て出口部１２より排出される。すると、ノズル２１より噴出されたガスは、今度は、フィードバック流路２８を流れてきたガスによって方向が変えられ、再び側壁２３、フィードバック流路２７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すことにより、ノズル２１を通過したガスは一対のフィードバック流路２７、２８を交互に流れるフルイディック発振を行う。このフルイディック発振の周波数および周期は流量と対応関係があり、圧電膜センサ１０１（図６）によって検出されて流量信号として出力され、制御部１６０の流量演算部１６２（図１）に入力される。
【００４１】
一方、フローセンサ１０２は、一定電流または一定電力で発熱部（図示せず）を発熱させたときにそこを流れるガスの流速に応じて２つの図示しない温度センサ間に生じた温度差に対応したパルス電圧を流量信号として出力し、流量演算部１６２に入力する。
【００４２】
図１において、流量演算部１６２は、流量がフルイディック素子による計測に適した大流量域にあるときは圧電膜センサ１０１からの流量信号を用い、流量がフローセンサ１０２による計測に適した小流量域にあるときはフローセンサ１０２からの流量信号を用いて流量を演算する。具体的には、流量演算部１６２は、圧電膜センサ１０１を用いる場合は、圧電膜センサ１０１からの流量信号を基にパルスを生成し、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。一方、フローセンサ１０２を用いる場合は、フローセンサ１０２からの流量信号の単位時間当たりのパルス数をカウントして、流量を求める。なお、流量が大流量域と小流量域の交錯する領域にあるときは、流量演算部１６２は、いずれか一方の出力から流量を求めるようにしてもよいし、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、圧電膜センサ１０１からの出力による測定値に基づいてフローセンサ１０２による測定値を較正するようにしてもよい。こうして得られた流量は、流量値１６６として出力される。なお、この段階の流量値１６６は、積算流量や平均流量ではなく、生のままの瞬時流量である。
【００４３】
次に、このガスメータのガス漏れ検知に係る動作を説明する。流量演算部１６２によって得られた流量値１６６は、積算部１６３に送られると共に、漏洩判定制御部１６１にも送られる。積算部１６３は、流量値１６６を積算して流量積算値を求め、これを表示部１２０に送って表示させる。一方、漏洩判定制御部１６１は、入力された流量値１６６を監視し、次のいずれかの条件が満たされたときに、ガス漏れの可能性があると判定する。
▲１▼流量値１６６によって示されるガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えない微少流量Ｑx である場合において、そのような流量状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm （例えば６時間）に達したとき。
▲２▼流量値１６６によって示されるガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えている場合において、演算により得られた個別流量Ｑd の状態の継続時間が、使用許容時間テーブル１６１ｂから得られた、対応する使用許容時間Ｔu に達したとき。
【００４４】
図７は、ガス流量ｑの推移状態と漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作との関係を表すものである。この図で、（ａ）は、ガス流量ｑ、すなわち、図１および図２における流量値１６６の推移を示し、（ｂ）は漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作を示す。なお、横軸は時間を示し、縦軸はガス流量を示す。この図の例では、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx が検出された時点Ｔs で漏洩許容タイマ１６１ｅが計時動作を開始し、微少流量Ｑx の状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm （この図の例では６時間）に達した時点Ｔr で漏洩判定制御部１６１によってガス漏れの可能性ありとの判定がなされ、漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされる。
【００４５】
漏洩判定制御部１６１は、ガス漏洩の可能性があると判定した場合に、漏洩検知信号１６５を出力し、弁駆動部１５０および警報表示部１１０に供給する。この漏洩検知信号１６５を受けた弁駆動部１５０および警報表示部１１０は、それぞれ、遮断弁１４０を閉じてガス流路を遮断すると共に、警報表示部１１０にガス漏れ警報を表示する。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図８に示したように、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態の継続中に、ガス機器の実際の使用によってガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生したとしても、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットせずに監視を継続するものとする。したがって、漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされるのは、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態の継続時間が漏洩許容時間Ｔm に達した場合か、もしくは、ガス流量ｑがゼロになった場合のみである。
【００４７】
次に、図９を参照して、このガスメータにおけるガス漏れ検知に係る全体動作を、より詳細に説明する。なお、この図９は、主として漏洩判定制御部１６１におけるコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。
【００４８】
図９において、漏洩許容タイマ１６１ｅは予めリセットされているものとする。漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａは、流量演算部１６２からの流量値１６６、すなわち、ガス流量ｑを常時監視して、ガスの使用状態を調べる（図９ステップＳ１０１）。この結果、ガスが使用されているとき、すなわち、ガス流量ｑがゼロでないときには（ステップＳ１０１；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、さらに、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin 以下であるか否かを調べる（ステップＳ１０２）。ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin 以下であったときは（ステップＳ１０２；Ｙ）、タイマスタート信号を出力して、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせる（ステップＳ１０３）。
【００４９】
こののち、ガス流量ｑがゼロになったときは（ステップＳ１０４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、ステップＳ１０１に戻って処理を繰り返す。これに対し、ガス流量ｑがゼロにならず（ステップＳ１０４；Ｎ）、かつ、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の状態の期間（以下、微少流量継続時間ｔm という。）が漏洩許容時間Ｔm に達したときは（ステップＳ１０５；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定し、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットすると共に、漏洩検知信号１６５を出力する（ステップＳ１０６）。
【００５０】
一方、ステップＳ１０２において、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えていた場合には（ステップＳ１０２；Ｎ）、コントロール部１６１ａは、そのときのガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（直前の流量に対して例えば３％以内）を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。この結果、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えていなかったときには（ステップＳ１０７；Ｎ）、ステップＳ１０１に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。これに対し、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えていたときには（ステップＳ１０７；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ１０８）。
【００５１】
次に、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンについて説明する。なお、本実施の形態において、使用許容タイマ１６１ｃは既にリセットされているものとする。図１０に示したように、コントロール部１６１ａは、まず、個別流量Ｑd を算出する（ステップＳ１１０）。この個別流量Ｑd の算出は、図４で説明したように、流量演算部１６２からの流量値１６６の一定時間τごとの積算値を求め、前回の積算値と今回の積算値との差から単位時間当たり平均流量の変化分を求めることで行う。例えば、ガス使用を開始した当初においては、図４におけるΔＱ１が個別流量となる。
【００５２】
次に、コントロール部１６１ａは、ステップＳ１１０で求めた個別流量Ｑd を基に、使用許容時間テーブル１６１ｂ（図３）を参照し、対応する使用許容時間Ｔu を取得する（ステップＳ１１１）。そして、コントロール部１６１ａは、使用許容タイマ１６１ｃにタイマスタート信号を送って計時動作を開始させる（ステップＳ１１２）。
【００５３】
こののち、コントロール部１６１ａは、流量演算部１６２からの流量値１６６と、使用許容タイマ１６１ｃからのタイムカウント値である使用継続時間ｔu とを監視する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。そして、流量値１６６の一定時間τごとの積算値が上記の流量変動範囲（ここでは３％）内にある状態が上記の使用許容時間Ｔu にわたって続いたとき、すなわち、使用継続時間ｔu が使用許容時間Ｔu に達したとき（ステップＳ１１３；Ｎ，ステップＳ１１４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、この個別流量Ｑd がガス機器の使用によるものではなくガス漏れやガス栓開放等の異常発生によるものと判断し、漏洩検知信号１６５を出力する（図９ステップＳ１０６）。これに対し、流量値１６６の一定時間τごとの積算値が上記の流量変動範囲を超えた場合には（ステップＳ１１３；Ｙ）、ステップＳ１１０に戻って、再び個別流量Ｑd を算出し、それ以降の処理を繰り返す。
【００５４】
以上のように、本実施の形態に係るガスメータによれば、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin に満たない大きさであったときは、漏洩許容時間Ｔm の経過をもってガス漏れの可能性ありと判定するようにしたので、微少なガス漏れ等の異常に対しても、従来よりも早期に、かつ、誤りなく、ガス漏れ判定を行うことができ、確実にガス流路を遮断することが可能となる。ガス機器最小流量Ｑmin に満たないガス流量ｑがガス漏れ以外の原因で生じることは考えにくいことから、漏洩許容時間Ｔm を比較的短く設定しても、誤ったガス漏れの判定が生じる可能性は少ないからである。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、ガス流量ｑがガス機器最小流量Ｑmin を超えるものである場合には、個別流量Ｑd を算出すると共に、この個別流量Ｑd に対応する使用許容時間Ｔu を使用許容時間テーブル１６１ｂから取得し、取得した使用許容時間Ｔu にわたってガス流量ｑが所定の流量変動範囲内にあったことが検出されたときにガス漏れ可能性ありと判定するようにしたので、ガス機器の運転によって生ずるような比較的大きい流量が長く継続した場合においても、大きなガス漏れ等の異常が発生したとみなして確実にガス流路を遮断することができる。
【００５６】
なお、ガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm のパラメータ値は、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じて、適宜に変更可能である。これらのパラメータの変更は、設定データ１６７として入力することで行うことができる。例えば、常時口火を保持するようなガス器具がガス流路に接続されている場合には、その口火によるガス消費量より小さな流量をガス機器最小流量Ｑmin として設定すればよい。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５８】
上記第１の実施の形態では、図８に示したように、ガス機器最小流量Ｑmin 以下の微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生したとしても、漏洩許容タイマ１６１ｅを停止させたりリセットすることなく、そのまま流量監視を継続するようにした。これに対して、本実施の形態では、図１１に示したように、微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生した場合には、漏洩許容タイマ１６１ｅを一時停止させ、元の微少流量Ｑx の状態に復帰した時点で漏洩許容タイマ１６１ｅを再スタートさせるようにしている。そして、漏洩許容タイマ１６１ｅによる計測時間の累計が漏洩許容時間Ｔm に達した時点Ｔr においてガス漏れ可能性有りと判定して、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、漏洩検知信号１６５を出力する。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略し、本実施の形態の特徴部分のみを説明するものとする。
【００５９】
図１２は、本実施の形態のガスメータにおける、主として漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。なお、この図のステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理は、上記第１の実施の形態における図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態において、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせたのち（ステップＳ２０３）、ガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（３％以内）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この結果、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えておらず（ステップＳ２０４；Ｎ）、かつ、微少流量継続時間ｔm が漏洩許容時間Ｔm に達したときは（ステップＳ２０５；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、ガス漏洩の可能性ありと判定し、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットすると共に、漏洩検知信号１６５を出力する（ステップＳ２０６）。
【００６１】
一方、ガス流量ｑの変化量が上記の流量変動範囲を超えた場合には（ステップＳ２０４；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ２０８）と共に、漏洩許容タイマ１６１ｅを一時停止させる（ステップＳ２０９）。こののち、ガス流量ｑがゼロになったときは（ステップＳ２１０；Ｙ）、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし（ステップＳ２１３）、ステップＳ２０１に戻って処理を繰り返す。また、ガス流量ｑはゼロではないが、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰しないときには（ステップＳ２１１；Ｎ）、漏洩許容タイマ１６１ｅの停止状態をそのまま保持し（ステップＳ２０９）、それ以降の処理を繰り返す。そして、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰したときには（ステップＳ２１１；Ｙ）、漏洩許容タイマ１６１ｅを再スタートさせる（ステップＳ２１２）。なお、ガス使用許容時間処理ルーチンの処理内容は第１の実施の形態で説明した内容と同じであるので、説明を省略する。
【００６２】
［第３の実施の形態］
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６３】
本実施の形態は、上記第１および第２の実施の形態と異なり、図１３に示したように、微少流量Ｑx の状態が継続している最中にガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が発生した場合には、その時点で漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、ガス流量ｑが元の微少流量Ｑx に復帰した時点で、最初から計時動作を開始させるようにしたものである。具体的には、図１３に示したように、微少流量Ｑx を検知したタイミングＴs1のほか、ガス流量ｑが流量Ｑy から微少流量Ｑx に復帰するタイミングＴs2，Ｔs3，…において、それぞれ、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作が最初からスタートする。また、ガス流量ｑが微少流量Ｑx から流量Ｑy に変化したタイミングＴr1，Ｔr2，…において、それぞれ、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作がリセットされる。そして、漏洩許容タイマ１６１ｅによる計測時間が漏洩許容時間Ｔm に達した時点で、ガス漏れ可能性有りと判定して、漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットし、漏洩検知信号１６５を出力する。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様であるので、その説明を省略し、本実施の形態の特徴部分のみを説明するものとする。
【００６４】
図１４は、本実施の形態のガスメータにおける、主として漏洩判定制御部１６１のコントロール部１６１ａ（図２）の制御動作を表すものである。なお、この図のステップＳ３０１〜Ｓ３０６の処理は、上記第２の実施の形態における図１２のステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理と同じであるので、説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態において、コントロール部１６１ａは、漏洩許容タイマ１６１ｅの計時動作をスタートさせたのち（ステップＳ３０３）、ガス流量ｑの変化量が所定の流量変動範囲（３％以内）を超えたことを検知すると（ステップＳ３０４；Ｙ）、図１０に示したガス使用許容時間処理ルーチンを実行する（ステップＳ３０８）と共に、漏洩許容タイマ１６１ｅを直ちにリセットする（ステップＳ３０９）。そして、こののち、コントロール部１６１ａは、ステップＳ３０１に戻って処理を繰り返す。その他の処理内容は、上記第２の実施の形態（図１２）の場合と同様である。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係るガスメータによれば、微少流量Ｑx の状態が継続している最中に、ガス機器の使用によるガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy が検知された時点で、無条件に漏洩許容タイマ１６１ｅをリセットするようにしたので、誤ったガス漏れ判定を防止し得る可能性が高くなる。仮に、ガス機器の使用によってガス機器最小流量Ｑmin を超える流量Ｑy になっている期間中に微少流量Ｑx がゼロに変化したというケースを想定すると、本実施の形態のようにすることにより、本来なら微少流量Ｑx のゼロへの変化と同時に漏洩許容タイマ１６１ｅがリセットされてしかるべきものが看過されて微少流量継続時間ｔm が漏洩許容時間Ｔm に達してしまう、という事態を回避できるからである。
【００６７】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、フルイディック素子とフローセンサの双方を用いたガスメータとして説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、フルイディック素子のみを用いたものや、フローセンサのみを用いたものにも適用可能である。さらに、本発明は、フルイディック素子やフローセンサのような瞬時流量を計測可能な素子を用いたガスメータには限定されず、膜式流量計やその他のタイプの流量計を用いたガスメータにも適用可能である。
【００６８】
また、上記各実施の形態では、ガス機器最小流量Ｑmin および漏洩許容時間Ｔm のパラメータ値が適宜に変更可能であるようにしたが、これらのパラメータ値を固定するようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし請求項７のいずれか１に記載のガスメータ、または請求項８ないし請求項１３のいずれか１に記載のガス漏洩検知方法によれば、ガス流路を流れるガスの流量を検知し、検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、しきい値以下のガス流量の状態の継続時間を計測し、しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときにガス流路に漏洩箇所があると判定するようにしたので、比較的簡単な構成によって容易にガス漏れ検知機能を実現することができる。また、間欠的に運転されるガス機器にも対応して、誤りなくガス漏れ検知を行うことができるという効果を奏する。さらに、ガス流量と使用許容時間とを対応付け、検知されたガス流量がしきい値を超えている場合に、そのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件としてガス漏れありと判定するようにしたので、ガス機器の使用による流量に相当するような、しきい値を超える流量が検出されている場合においても、その検出されているガス流量が本当にガス機器の使用によるものなのか、あるいはガス漏れによるものなのかを判別できるという効果を奏する。
【００７０】
特に、請求項２記載のガスメータまたは請求項９記載のガス漏洩検知方法によれば、ガス機器によって消費される最小流量値をしきい値として設定するようにしたので、しきい値に満たない流量がガス漏れ以外の原因で生じることは稀であることから、所定の長さの期間を比較的短く設定したとしても、誤ったガス漏れの判定が生じる可能性は少ない。したがって、微少なガス漏れ等の異常に対しても、従来よりも早期に、かつ、誤りなく、ガス漏れ判定を行うことができるという効果を奏する。
【００７１】
また、請求項５記載のガスメータによれば、さらに、漏洩判定手段によりガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされたときに、ガス流路を遮断する流路遮断手段を備えるようにしたので、ガス漏れの可能性が生じた時点で確実にガス流路を遮断でき、安全性を保つことができるという効果を奏する。
【００７２】
また、請求項６記載のガスメータまたは請求項１２記載のガス漏洩検知方法によれば、しきい値を変更可能に設定できるようにしたので、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じてしきい値を最適化することが可能となり、環境や状況に応じてガス漏洩検知を適切に行うことが可能になるという効果を奏する。
【００７３】
また、請求項７記載のガスメータまたは請求項１３記載のガス漏洩検知方法によれば、所定の長さの期間を変更可能に設定できるようにしたので、使用されるガス機器の種類、型式、設置状況あるいは使用状況等に応じてガス漏れ判定までに要する期間を最適化することが可能となり、状況や環境に応じてガス漏洩検知を適切に行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの概略構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示したガスメータの漏洩判定制御部の概略構成を表すブロック図である。
【図３】図２に示した漏洩判定制御部における使用許容時間テーブルの一例を表す図である。
【図４】個別流量の意義を説明するための説明図である。
【図５】図１に示した計量機構部の要部構造を表す断面図である。
【図６】図５に示した計量機構部の要部構造の一部を表す拡大断面図である。
【図７】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための他のタイミング図である。
【図９】このガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１０】図９に示したガス使用許容時間処理ルーチンの内容を説明するための流れ図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するためのタイミング図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータのガス漏洩検知動作を説明するための流れ図である。
【図１５】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法を説明するためのタイミング図である。
【図１６】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法を説明するための他のタイミング図である。
【図１７】従来のガスメータにおけるガス漏洩検知方法の問題点を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１００…計量機構部、１０１…圧電膜センサ、１０２…フローセンサ、１１０…警報表示部、１４０…遮断弁、１５０…弁駆動部、１６０…制御部、１６１…漏洩判定制御部、１６１ａ…コントロール部、１６１ｂ…使用許容時間テーブル、１６１ｃ…使用許容タイマ、１６１ｄ…メモリ、１６１ｅ…漏洩許容タイマ、１６２…流量演算部、１６３…積算部、１６５…漏洩検知信号、１６６…流量値、１６７…設定データ、Ｔm …漏洩許容時間、ｔm …微少流量継続時間、Ｔu …使用許容時間、ｔu …使用継続時間、Ｑmin …ガス機器最小流量、Ｑx …微少流量、Ｑy …ガス機器使用による流量、Ｑd …個別流量
Claims (13)
- ガス流路を流れるガスの流量を検知する流量検知手段と、
前記流量検知手段により検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定する流量判定手段と、
時間を計測する時間計測手段と、
前記流量判定手段による判定結果および前記時間計測手段による時間計測の結果、前記しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるものと判定する漏洩判定手段と、
ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付けた使用許容時間テーブルと
を備え、
前記漏洩判定手段は、さらに、前記流量検知手段により検知されたガス流量が前記しきい値を超えている場合に、前記使用許容時間テーブルを参照してそのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件として前記ガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行う機能を有する
ことを特徴とするガスメータ。 - 前記所定のしきい値は、前記ガス流路に接続されたガス機器によって消費される最小流量と等しく設定される
ことを特徴とする請求項１記載のガスメータ。 - 前記流量判定手段は、さらに、前記流量検知手段により検知されたガス流量に基づいて、前記ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、前記ガス機器が使用状態にあると判定したときに前記時間計測手段の動作を一時停止させる機能を有する
ことを特徴とする請求項２記載のガスメータ。 - 前記流量判定手段は、さらに、前記流量検知手段により検知されたガス流量に基づいて、前記ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、前記ガス機器が使用状態にあると判定したときに前記時間計測手段の動作を初期化させる機能を有する
ことを特徴とする請求項２記載のガスメータ。 - さらに、
前記漏洩判定手段により前記ガス流路に漏洩箇所があるとの判定がなされたときに、前記ガス流路を遮断する流路遮断手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のガスメータ。 - 前記所定のしきい値は、変更可能に設定され得るものである
ことを特徴とする請求項１記載のガスメータ。 - 前記所定の長さの期間は、変更可能に設定され得るものである
ことを特徴とする請求項１記載のガスメータ。 - ガス流路を流れるガスの流量を検知し、
検知されたガス流量が所定のしきい値以下であるか否かを判定し、
前記しきい値以下のガス流量の状態の継続時間を計測し、
前記しきい値以下のガス流量の状態が所定の長さの期間にわたって継続したときに、ガス流路に漏洩箇所があるものと判定し、
さらに、
ガス流量と、連続してガスを使用することができる時間を表す使用許容時間とを対応付け、
検知されたガス流量が前記しきい値を超えている場合に、そのガス流量に対応する使用許容時間を取得し、ガス流量の相対変化量がその取得した使用許容時間にわたって所定の範囲内にあることを条件として前記ガス流路に漏洩箇所があるとの判定を行う
ことを特徴とするガス漏洩検知方法。 - 前記所定のしきい値を、前記ガス流路に接続されたガス機器によって消費される最小流量と等しく設定した
ことを特徴とする請求項８記載のガス漏洩検知方法。 - さらに、
検知されたガス流量に基づいて、前記ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、
前記ガス機器が使用状態にあると判定したときに、前記しきい値以下のガス流量の継続時間の計測を一時停止させる
ことを特徴とする請求項９記載のガス漏洩検知方法。 - さらに、
検知されたガス流量に基づいて、前記ガス機器が使用状態にあるか否かを判定し、
前記ガス機器が使用状態にあると判定したときに、前記しきい値以下のガス流量の継続時間の計測動作を初期化させる
ことを特徴とする請求項９記載のガス漏洩検知方法。 - 前記所定のしきい値が、変更可能に設定され得るものであるようにした
ことを特徴とする請求項８記載のガス漏洩検知方法。 - 前記所定の長さの期間が、変更可能に設定され得るものであるようにした
ことを特徴とする請求項８記載のガス漏洩検知方法。
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