JP3781670B2

JP3781670B2 - ガス配管漏洩検査装置

Info

Publication number: JP3781670B2
Application number: JP2001376910A
Authority: JP
Inventors: 豊田中
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003177071A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス配管の微小漏れの有無を判定するガス配管漏洩検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス流量を内蔵のマイコンで常時監視し、異常流量などの緊急時に内蔵の遮断弁を閉じて、ガスの供給を停止する安全機能付ガスメータ（マイコンメータともいう）が公知で、家庭用の小型マイコンメータでは３〔Ｌ／Ｈ〕の配管漏洩を検知してＬＥＤを点滅させて警告する機能を備えている。そして、業務用の大型ガスメータでは５〔Ｌ／Ｈ〕の配管漏洩を検知して警告する機能を備えている。この従来技術では膜式ガスメータが使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術では、膜式ガスメータの寸法が大きいため、超音波流量計の原理による小型の推測式ガスメータの開発・実用化の検討が進められている。超音波流量計の原理による推測式ガスメータでは、一定時間間隔でサンプリング計測した流量計測値の平均値を求めるようにしているが、推測式ガスメータの近隣に設置されたＧＨＰ、給湯器、膜式ガスメータ等の機器によりガス配管内のガスに圧力変動（脈動）が生じ、これが流速変動となって超音波方式の推測式ガスメータの計測誤差が大きくなり、ガス配管の微小漏洩検知のための流量測定に弊害となるという問題点があった。
【０００４】
例えば、微小漏洩検査時の流量変動が図７（ａ）又は（ｂ）のように正弦波形に近い符号Ｑで示すようであるとする。なお同図で横軸は時間、縦軸は流量である。このときの流量変動の周期が仮に３秒弱とする。そして、超音波方式の推測式ガスメータで仮に３秒間隔でサンプリングする点を黒点で示すと、同図（ａ）のように約１０回のサンプリングで計測した流量の平均値は破線Ｂとなり、実線で示す真の平均流量Ａに対して符号Δで示すような大きな測定誤差を生じることがある。同じ流量変動とサンプリング間隔でも、サンプリング（即ち測定）時点が同図（ｂ）のようになると、サンプリング計測した流量の平均値はＢ′となり真の平均流量Ａに対して大きな誤差Δ′を生じる。そして、この誤差Δ′は前記誤差Δと比較して符号がたまたまプラス・マイナス逆になっている。
【０００５】
このように、超音波式のガスメータでサンプリング方式の計測では、サンプリングのタイミングによっては大きな測定誤差を生じて、ガス配管の微小漏洩検査を正確にできないという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、これらの問題点を解消できるガス配管漏洩検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１のガス配管漏洩検査装置において、ガス流量を常時監視し、異常流量などの緊急時に内蔵の開閉弁を閉じてガスの供給を停止する安全機能付ガスメータで、かつサンプリング方式の超音波ガスメータであって、
前記開閉弁をモータ式開閉弁で構成すると共に、ガス流量が一定流量以下のときにモータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測し、計測したガス流量に基づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１のガス配管漏洩検査装置において、モータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測するに当り、連続してサンプリングした複数の計測値の平均に基づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２のガス配管漏洩検査装置において、モータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測しているときに、ガス流量が第２の規定値▲２▼を超えたら、モータ式開閉弁の開度を１００％開に戻して漏洩検査を中断することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態を図１〜図４の実施例に従って説明する。なお、図１はガスメータの前面カバーを取り外した状態である。
【００１１】
ガスメータ１は、いわゆる安全機能付ガスメータを構成している。入口２からガスメータに入ったガスは、モータ式開閉弁（電動弁ともいう）３の弁体４と弁座５の間の流路を矢印Ａのように通り、流量計測手段６を通過して出口７からガスメータ下流の図示されてないガス配管へと流れる。モータ式開閉弁３のモータはステップモータが使われている。流量計測手段６は超音波流量計からなり、ガスメータを流れるガス流量を一定時間間隔でサンプリングして測定する。
【００１２】
流量計測手段６は電子基板８に搭載されたマイクロコンピュータからなる演算・制御手段９に駆動制御され、ガス流量をサンプリングして測定し、流量信号を演算・制御手段９に伝える。演算・制御手段９は通常のガス使用量計測モード時には、流量計測手段６からの前記流量信号を積算してガス使用量を演算し、液晶表示器からなる表示手段１０にガス使用量を表示する。ガス流量のサンプリングは数秒の時間間隔で行うことができる。流量計測手段６は超音波方式の流量計で、ガスの流れ中の超音波の伝搬時間からガスの流速を求め、これに流路断面積を乗じて流量を求めるものである。
【００１３】
電動弁駆動手段１１を構成する電子回路は、演算・制御手段９と共に前記電子基板８に搭載され、演算・制御手段９からの電圧駆動信号を受けて電流出力の駆動信号に変換してモータ式開閉弁３を駆動する。演算・制御手段９は周知のマイコンメータと同様にガス使用時における様々な異常使用状態がプログラムされており、流量異常や長時間にわたるガスの異常使用が発生すると、内蔵のマイコンが緊急事態が発生したと判断して、モータ式開閉弁３を全閉してガスの供給を止め、通信手段１２から図示されない電話回線を介して検針センターへ緊急事態の発生を通報する。このような安全機能や通報機能は、周知のマイコンメータと同じ機能である。異常事態が回復すると、モータ式開閉弁３は全開されて、ガスの供給を再開する。
【００１４】
図１で１３は電源用の電池である。
【００１５】
ガスメータ下流のガス配管漏洩検査を行うときは、演算・制御手段９をガス使用量計測モードからガス配管漏洩検査モードに切り替える。ガス配管漏洩検査はガス使用頻度の低い夜間等の帯に実施する。図５はガス配管漏洩検査時の手順を示すフローチャートである。同図において、ステップ１０１で現在の流量が第１の規定値▲１▼以下かどうかを判断する。流量が第１の規定値▲１▼以下でないときはガス使用中と見なしてＥＮＤへ移る。第１の規定値▲１▼以下のときはステップ１０３に移り、モータ式開閉弁（電動弁）を９０％閉とする。次にステップ１０５でサンプリングカウンタをクリアし、ステップ１０７で流量加算器の内容Ｑ_SAMをクリアする。次にステップ１０９で流量計測タイミングになったら、ステップ１１１で流量計測を実行する。
【００１６】
次にステップ１１３で、計測流量が前記第１の規定値▲１▼より小さい第２の規定値▲２▼以下かどうか判断し、▲２▼以下でないときはガス使用中であるとして電動弁（モータ式開閉弁）を１００％開に戻して漏洩検査を中断し、ガスが使用できるようにする（ステップ１１５）。ステップ１１３で計測流量が第２の規定値▲２▼以下のとき（即ち、ガスが使われていないとき）は、流量加算器の内容Ｑ_SAMに今回サンプリングした計測流量を加算し（ステップ１１７）、ステップ１１９でサンプリングカウンタをインクリメントする。次にステップ１２１でサンプリングカウンタの内容、即ちサンプリング回数Ｎが所定の回数になったかどうかを判断し、所定の回数になったら電動弁を１００％開に戻し（ステップ１２３）、ステップ１２５で平均流量をＱ_SAM／Ｎとして算出する。
【００１７】
こうして求めた平均流量Ｑ_SAM／Ｎは、今回のＮ回のサンプリングで計測した流量の平均であるため、この平均流量が前記規定値▲２▼より小さい所定の第３の規定値▲３▼−この規定値▲３▼は漏洩あり・なしの判定基準である−以下かどうかをステップ１２７で判断し、規定値▲３▼以下であれば漏洩なしと判定する（ステップ１２９）。漏洩なしとの判定が３０日間にわたって１回もないときは「内管漏洩確定」として図１，図２（ｂ）及び図４に示す表示部に「漏れあり」等の所定の警告表示を行うと共に、図４の通信手段１２を介して検針センターへ通報する。なお上記規定値▲１▼▲２▼▲３▼は、互いに▲１▼＞▲２▼＞▲３▼の大小関係に定められている。
【００１８】
上述の手順で、ガス配管の漏洩を検査するが、最初にステップ１０１でガスが使用されているかいないかを判断し、使用されていないときに、電動弁（モータ式開閉弁）を９０％閉じてガス流量を複数回サンプリング計測し、その平均値に基づいて、ガス配管漏洩の有無を判定する。モータ式開閉弁を９０％閉じることで、ガスの圧力変動による流量変動が大幅に低下する。前述のように、図７（ａ）（ｂ）のような流量変動がモータ式開閉弁（電動弁）３を１００％開とした状態であったとしても、９０％閉とすることで、流量変動は図６（ａ）又は（ｂ）の符号Ｑ′のように大幅に小さくなる。したがって、黒点で示すサンプリング時点で計測した約１０回の測定値の平均と真の平均流量との差は同図（ａ）ではΔΔとなり、同図（ｂ）ではΔ′Δ′となり、前記図７の（ａ）（ｂ）の場合のΔ，Δ′と比較して数分の１以下に低減し、漏洩検知時の測定誤差を実用上問題にならない程度に減少できる。その結果、漏洩の有無を正確に判定できる。
【００１９】
上述の実施例で、図５で説明した一連の処理は、演算・制御手段９が所定の時刻になったことを判定して、フローチャートで示した漏洩判定処理を開始する。このとき、時刻の基準となる時計機構は、内蔵するプログラム（ソフトウェア）で構成しても良いし、別に図示しない専用に時計ＩＣを追加して用いてもよい。漏洩判定処理のフローを開始する所定の時刻は、毎日同じ時刻とすることでもよいし、また、「漏洩なし」と判定した時刻を記憶しておき、次回からはその時刻に実行するようにしてもよい。また、２４時間の倍数や約数になっていない間隔で行い、毎日実行する時刻が少しずつずれるようにすることもできる。その結果、所定の期間、例えば３０日間にわたり、１回も「漏洩なし」と判定されないときに「内管漏洩確定」として前述のように表示手段で警告したり、通報手段を介して警報したりする。なお、漏洩確定時の表示手段による警告や通報手段による警報は何れか一方だけもよい。
【００２０】
図５のステップ１０３の前に、一定期間の流量変動幅を監視して、変動幅が所定の値を超えている場合のみ電動弁（モータ式開閉弁）の開度を小さくするように、例えば９０％閉としてもよい。
【００２１】
また、ステップ１０９から始まる一連の平均流量算出処理において、流量計測のサンプリング間隔を短くして単位時間当りの流量計測回数を増やし、平均値の精度を上げることもできる。
【００２２】
サンプリング間隔は通常３秒とし、繰り返し測定回数（Ｎ）を１００回位にするが、測定を素早く行って精度向上を図るため、漏洩検査判定時には、サンプリング間隔をより短くして、繰り返し回数を数百回にしてもよい。測定時間中の平均流量が求まるので、測定時間が長くなれば流量変動に関して、より平均化が得られる。
【００２３】
サンプリング間隔を極端に短くした場合、例えば１回のサンプリングでの測定時間が４０ｍｓで、サンプリング間隔を実質的に零とし、１秒間に２５回のサンプリングを行うと、ほぼ連続測定と同じになり、数Ｈｚ以上の流量変動周波数に対して平均化ができることになる。
【００２４】
漏洩検査は上述のように通常１日に１回の判定で良いが、ガスの使用状況を学習して、各需要家に好適な漏洩検査時間や、漏洩検査時のモータ式開閉弁の開度を演算・制御手段に設定しておくこともできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので、近隣の機器の影響によって圧力変動が大きい場合でも、流量変動を軽減させて漏洩の有無を判定するため、圧力変動の大きい現場においても漏洩検知が可能である。
【００２６】
また、流量変動が小さくできるので、微小漏洩流量まで精度良く測定でき、１回の測定で漏洩の有無が判定できる。
【００２７】
そして、請求項２の発明では、多数回のサンプリングの平均で判定するので、判定の間違いが無くなる。
【００２８】
更にまた、請求項３の発明では、漏洩検査中にガスが使用されると、自動的に１００％開弁するので、支障なくガスが使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の前面カバーを外した正面図。
【図２】（ａ）は図１の実施例のＡ−Ａ断面視図、（ｂ）は図１の実施例のＢ−Ｂ断面視図。
【図３】本発明の実施例の平面図。
【図４】本発明の実施例のブロック図。
【図５】本発明の実施例のフローチャート。
【図６】本発明の実施例の流量変動と測定誤差を説明する模式図で、（ａ）と（ｂ）はそれぞれ異なる態様のものである。
【図７】従来技術の流量変動と測定誤差を説明する模式図で、（ａ）と（ｂ）はそれぞれ異なる態様のものである。
【符号の説明】
１ガスメータ
２入口
３モータ式開閉弁（電動弁）
６流量計測手段
７出口
９演算・制御手段

Claims

ガス流量を常時監視し、異常流量などの緊急時に内蔵の開閉弁を閉じてガスの供給を停止する安全機能付ガスメータで、かつサンプリング方式の超音波ガスメータであって、
前記開閉弁をモータ式開閉弁で構成すると共に、ガス流量が一定流量以下のときにモータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測し、計測したガス流量に基づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とするガス配管漏洩検査装置。
モータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測するに当り、連続してサンプリングした複数の計測値の平均に基づいて微小漏洩の有無を判定することを特徴とする請求項１記載のガス配管漏洩検査装置。
モータ式開閉弁の開度を小さくした状態でガス流量を計測しているときに、ガス流量が第２の規定値▲２▼を超えたら、モータ式開閉弁の開度を１００％開に戻して漏洩検査を中断することを特徴とする請求項１又は２記載のガス配管漏洩検査装置。