JP3863335B2 - Gas security device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス通路に設置されるガス保安装置に関し、特にガス種を検出して表示するようにしたガス保安装置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、それらのガスの使用量を計測し、異常に使用量が増えた場合や、通常の使用状態と大きくか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、遮断弁を閉止するように構成されている。
【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超音波の伝搬時間で検出し、検出信号を演算処理して流量を計測する超音波式がある。超音波式流量検出の原理は、ガス通路内の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、伝搬時間を計測することでガス流速を逆算でき、流速が分かれば通過断面積より流量が分かることを応用している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のガス保安装置では、次のような課題があった。
【0006】
都市ガスとLPガスでは単位体積当たりの発生熱量が異なるので、都市ガスもLPガスも同一熱消費ポイントで同じ保安動作が得られるように、ガス流量を検出する際にその流量の重み付けに差を設けて、大別して都市ガス用メータとLPガス用メータに分けて生産されている。従って、都市ガス供給路にLPガス用メータを、或いはLPガス供給路に都市ガス用メータを誤って設置すると、保安性が確保されないという問題があった。
【0007】
また、LPガスは通常プロパンガスを主構成要素にしているが、原材料の違いや精製精度の違いにより、高・低分子量ガスの混入があり、ガスの品位に差があるため、LPガス用メータを用いた場合にも保安性の信頼性に差が生じるという問題があった。
【0008】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ガス種を検出して表示するようにしたガス保安装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス保安装置は、都市ガス供給路に設置される都市ガス用ガス保安装置或いはLPガス供給路に設置されるLPガス用ガス保安装置において、ガス通路と、ガス通路内に適宜の距離で設置した1対もしくはそれ以上の超音波センサと、対の超音波センサの一方で超音波を発し、他方で超音波を受信して超音波の伝搬時間を測定する制御測定回路と、伝搬時間測定結果をデータにして流量演算し、異常使用を検知するとガス通路を遮断する遮断弁を駆動する保安制御回路と、伝搬時間測定結果をデータにしてガス種を判定表示するガス種表示部とを備えたものであり、ガス種ごとに固有の音速によって伝搬時間が異なることからガス種を検出して表示することができる。
【0010】
また、ガス使用時にはガス種固有の音速に流速成分が加わって伝搬時間が一定しないので、ガス種表示部を、ガス通過方向に対して正負の2通りの方向で伝搬時間を測定し、その伝搬時間の差がゼロになるときの伝搬時間を用いてガス種の判定表示を行う構成、つまりガス流量ゼロ判定時における超音波の伝搬時間データを用いるように構成することにより、測定精度を高めることができる。
【0011】
また、ガス種表示部は、ガス通路と超音波センサの設置条件で定まる所定の伝搬時間を闘値として超音波の伝搬時間データを判定し、ガスの種別を表示するようにし、若しくはガス分子量と伝搬時間の相関関係を利用してガス分子量を超音波の伝搬時間データで検出し、伝搬時間データによって表示を異ならせるように構成したインジケータにてガス種を表示するようにすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス保安装置の一実施形態について、図1、図2を参照して説明する。
【0013】
図1において、1は制御測定回路で、その発信出力端子OUTより送信用の超音波センサ2(2A)に向けて超音波発信用の電気信号を出力する。送信用超音波センサ2Aは、電気信号を音響変換してガス通路3内に超音波を発する。ガス通路3には送信用超音波センサ2Aから距離Lを隔てて受信用の超音波センサ2(2B)が設置され、ガス通路3内を伝搬した超音波をとられる。受信用超音波センサ2Bはとらえた超音波を再び電気信号に変換して、制御測定回路1の受信入力端子INに入力する。
【0014】
制御測定回路1は送信出力から受信入力までの時間、即ちガス通路3内の距離Lの超音波の伝搬時間Tを計測し、計測データ信号T−DATAをガス種表示部4と保安制御回路5に出力する。
【0015】
ガス種表示部4は、ガス通路3と超音波センサ2(2A、2B)の設置条件で定まるガス種ごとの所定の伝搬時間を闘値として計測データ信号T−DATAを判定することにより、都市ガスとLPガスの別を検出して表示する。
【0016】
保安制御回路5は、計測データ信号T−DATAを取り込んで流量演算し、異常に使用量が増えた場合や、通常の使用状態と大きくかけ離れた時間使用されていることを検知すると、遮断手段6を駆動してガス通路3を遮断する。
【0017】
制御測定回路1の出力端子OUT及び入力端子INと、超音波センサ2(2A、2B)の接続状態は、切替手段7にて切替可能に構成されている。そして、この切替手段7にて接続関係を切り替えることで、ガス通過方向に対して正負の2通りの方向で伝搬時間を測定し、それらの伝搬時間に差がないときをゼロ流量と判定し、その時の伝搬時間Tを上記ガス種判定する際のデータとしており、それによって測定精度を高めている。
【0018】
ガス種表示は、都市ガスとLPガスの2種に限定されるものではなく、2つの闘値を設定すれば、LPガス、エア、都市ガスの判別が可能となる。ここで、エアの検出は、ガスメータの初期設置時にガス未供給状態を警告する表示として利用される。
【0019】
また、本実施形態のガス種表示部4には、図2に詳細に示すような構成のガス分子量を表示する複数のLED8a〜8eを有するインジケータ8が設けられている。計測データ信号T−DATAはデコーダ9に接続されている。分子量が大きいブタンガスの混入比が高い場合は相当分子量が大きくなり、逆に分子量の小さいメタンガスの混入比が高い場合は相当分子量が小さくなる。そして、気体の分子量と超音波の伝搬速度とは逆比例関係があるので、デコーダ9の出力端子とインジケータ8の各LED8a〜8eの接続を、伝搬時間の小さい方をメタン側のLED8aに、伝搬時間の大きい方をブタン側のLED8eに接続している。これにより、現在使用中のガスの構成傾向を位置表示でき、ガスの品位の警告表示として利用できる。なお、インジケータ8の表示方式は、上記のような複数のLEDによる表示に限らない。
【0020】
【発明の効果】
本発明のガス保安装置によれば、以上の説明から明らかなように、都市ガス供給路に設置される都市ガス用ガス保安装置或いはLPガス供給路に設置されるLPガス用ガス保安装置において、ガス種表示部に表示がでるので、ガス種に適合しないメータを誤って設置した場合にも誤りを容易かつ早期に発見することができ、適切な処置が可能となり、本来のガス保安装置の保安制御回路による保安機能が確保される。
【0021】
また、ガス種表示部を、ガス流量ゼロ判定時における超音波の伝搬時間データを用いるように構成することにより、測定精度を高めることができる。
【0022】
また、ガス分子量をインジケータ上に表示するようにすると、品位の低いガスが供給された場合にも未然に察知でき、対応し易いという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガス保安装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態におけるインジケータの構成図である。
【符号の説明】
1 制御測定回路
2(2A、2B) 超音波センサ
3 ガス通路
3 超音波センサ駆動回路
4 ガス種表示部
8 インジケータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas security device installed in a gas passage, and more particularly to a gas security device configured to detect and display a gas type.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for the purpose of safe use of city gas and LP gas, the amount of use of these gases has been measured, and when the amount of use has increased abnormally, or has been used for a time far from normal use conditions. When it is detected that the gas passage is detected, a security device that blocks the gas passage is in widespread use.
[0003]
This type of security device takes the gas flow rate detection signal into the safety control circuit, processes it with an internal microcomputer, monitors the gas flow rate, outputs a shutoff signal if there is an abnormality, and closes the shutoff valve. It is configured.
[0004]
The gas flow rate is detected by detecting the flow rate of the gas through the measurement chamber with a predetermined volume and the gas flow velocity of the gas flow path with a predetermined cross-sectional area using the ultrasonic propagation time. There is an ultrasonic type that measures a flow rate by processing a signal. The principle of ultrasonic flow rate detection is that the propagation time of the ultrasonic wave between two points in the gas passage is a function including the gas flow velocity. By measuring the propagation time, the gas flow velocity can be calculated backward, and if the flow velocity is known, it passes. It applies that the flow rate is known from the cross-sectional area.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional gas security device has the following problems.
[0006]
Because city gas and LP gas generate different amounts of heat per unit volume, the city gas and LP gas have a difference in their weighting when detecting the gas flow rate so that the same security operation can be obtained at the same heat consumption point. They are divided into city gas meters and LP gas meters. Therefore, if the LP gas meter is mistakenly installed in the city gas supply path or the city gas meter is mistakenly installed in the LP gas supply path, there is a problem that safety cannot be secured.
[0007]
In addition, propane gas is the main component of LP gas, but due to differences in raw materials and refining accuracy, high and low molecular weight gas may be mixed in, resulting in differences in gas quality. There is also a problem in that there is a difference in the reliability of security when using.
[0008]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a gas security device that detects and displays a gas type.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The gas safety device of the present invention is a gas gas safety device installed in a city gas supply channel or an LP gas gas security device installed in an LP gas supply channel. A control measurement circuit that emits ultrasonic waves on one of the pair of ultrasonic sensors and receives ultrasonic waves on the other side to measure the propagation time of the ultrasonic waves, and a propagation time A flow rate calculation is performed using the measurement results as data, and a safety control circuit that drives a shutoff valve that shuts off the gas passage when abnormal use is detected, and a gas type display section that determines and displays the gas type using the propagation time measurement results as data. Since the propagation time differs depending on the sound speed specific to each gas type, the gas type can be detected and displayed.
[0010]
In addition, when gas is used, the velocity component is added to the sound speed inherent to the gas type and the propagation time is not constant. Therefore, the gas type display unit measures the propagation time in two directions, positive and negative, with respect to the gas passage direction. The measurement accuracy is improved by using the propagation time data when the time difference becomes zero, that is , using the propagation time data of the ultrasonic wave when the gas flow rate is judged to be zero. Can do.
[0011]
In addition, the gas type display unit determines ultrasonic propagation time data using a predetermined propagation time determined by the installation conditions of the gas passage and the ultrasonic sensor as a threshold value, and displays the gas type, or the gas molecular weight The gas molecular weight can be detected by ultrasonic propagation time data using the correlation of the propagation time, and the gas type can be displayed by an indicator configured to display differently depending on the propagation time data.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a gas security device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control measurement circuit which outputs an electrical signal for ultrasonic transmission from its transmission output terminal OUT toward the ultrasonic sensor 2 (2A) for transmission. The transmitting
[0014]
The control measurement circuit 1 measures the time from the transmission output to the reception input, that is, the propagation time T of the ultrasonic wave at the distance L in the
[0015]
The gas type display unit 4 determines the measurement data signal T-DATA by using the predetermined propagation time for each gas type determined by the installation conditions of the
[0016]
The
[0017]
The connection state of the output terminal OUT and the input terminal IN of the control measurement circuit 1 and the ultrasonic sensor 2 (2A, 2B) is configured to be switchable by the switching means 7. And by switching the connection relationship with this switching means 7, the propagation time is measured in two directions positive and negative with respect to the gas passage direction, and when there is no difference in the propagation time, it is determined as zero flow rate, The propagation time T at that time is used as data for determining the gas type, thereby improving the measurement accuracy.
[0018]
The gas type display is not limited to two types of city gas and LP gas. If two threshold values are set, LP gas, air, and city gas can be distinguished. Here, the detection of air is used as a display to warn of a gas non-supply state when the gas meter is initially installed.
[0019]
Moreover, the indicator 8 which has several LED8a-8e which displays the gas molecular weight of a structure as shown in detail in FIG. 2 is provided in the gas type display part 4 of this embodiment. The measurement data signal T-DATA is connected to the
[0020]
【The invention's effect】
According to the gas safety device of the present invention, as is apparent from the above description , in the gas safety device for city gas installed in the city gas supply path or the gas security device for LP gas installed in the LP gas supply path, since the display on the gas type display unit out, can also be found an error easily and quickly when placed incorrectly meter does not conform to the gas species, it is possible to appropriate treatment, safety of the original gas safety device The security function by the control circuit is ensured.
[0021]
Further, the measurement accuracy can be improved by configuring the gas type display unit to use ultrasonic propagation time data at the time of determining the gas flow rate to zero.
[0022]
Further, when the gas molecular weight is displayed on the indicator, it is possible to detect in advance even when a low quality gas is supplied, and the effect of being easy to cope with is exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a gas security device of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an indicator in the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control measurement circuit 2 (2A, 2B)
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