JP3950343B2 - フローセンサの異常検出方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フローセンサへの異物の接触や付着によるフローセンサの異常状態を検出するフローセンサの異常検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
雨天時にガス配管工事などを行なったりした場合、異物として水がガス配管中に混入してしまう場合がある。ガス配管中に水が混入すると、配管が腐食したり、燃焼機器が異常燃焼したりする不具合があった。
【０００３】
従来、膜式メータにおいては、ガス配管中に混入した水を検出することはできなかった。もし、ガス配管中に混入した水を検出する必要がある場合は、専用の水分検出器を用いて調査する必要があった。
【０００４】
また、ＬＰガスの場合には、ガス流路中において再液化現象が発生することがあり、このような場合に、電子化ガスメータにおいては、再液化したＬＰガスの液体が異物となって、正常なガス流量の計量ができなくなることがあった。
【０００５】
特に、フローセンサを用いたフローセンサ式ガスメータにおいては、水を含む液体等の異物によりフローセンサが正常に機能しなくなり、正常なガス流量の計量ができなくなることがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、ガス流路中の水等の異物によるフローセンサの異常状態を検出することができるフローセンサの異常検出方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出方法において、上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたは上記ヒータに異物の接触または付着ありと判定することを特徴とするフローセンサの異常検出方法に存する。
【０００８】
請求項１記載の発明においては、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出方法において、温度センサは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、ヒータの加熱にかかわらず一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定しているので、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。また、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明においては、一対の温度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明においては、一対の温度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている。
【００１５】
請求項２及び３記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出装置において、上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、上記異常検出装置は、上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手段からなることを特徴とするフローセンサの異常検出装置に存する。
【００１７】
請求項４記載の発明においては、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出装置において、温度センサは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、異常検出装置は、ヒータの加熱にかかわらず一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手段からなるので、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。また、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置に存する。
【００２１】
請求項５記載の発明においては、一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置に存する。
【００２３】
請求項６記載の発明においては、一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている。
【００２４】
請求項５及び６記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００３３】
【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説明する。
【００３４】
図１は、本発明のフローセンサの異常検出方法を実施する異常検出装置を組み込んだフローセンサ式ガスメータの実施の形態を示す構成図である。図１において、フローセンサ式ガスメータは、ガス流路中に配置されたフローセンサ１と、差分検出回路２１と、加算器２２と、スイッチ２３，２４と、Ａ／Ｄコンバータ２５と、判定手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２６と、警報手段としての表示部２７と、メモリ２８と、遮断弁２９と、通報手段としての通報部３０と、ヒータ駆動回路３１とを備えている。
【００３５】
フローセンサ１は、ガスを加熱するマイクロヒータ４と、マイクロヒータ４に対してガスの上流側に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する上流側温度センサとして働く上流側サーモパイル８と、マイクロヒータ４に対してガスの下流側に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する下流側温度センサとして働く下流側サーモパイル５と、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する右側温度センサとして働く右側サーモパイル１１と、マイクロヒータ４をはさんで右側サーモパイル１１と対向する側に、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する左側温度センサとして働く左側サーモパイル１３とを備えたマイクロフローセンサである。
【００３６】
差分検出回路２１は、非反転入力端子にフローセンサ１の上流側サーモパイル８が接続され、反転入力端子にフローセンサ１の下流側サーモパイル５が接続された差動アンプとして働くオペアンプ３２からなる。なお、上流側サーモパイル８と下流側サーモパイル５は、それぞれの起電力の同一極性側がオペアンプ３２の非反転入力端子及び反転入力端子に接続される。
【００３７】
加算器２２は、非反転入力端子にフローセンサ１の右側サーモパイル１１が接続され、反転入力端子にフローセンサ１の左側サーモパイル１３が接続されたオペアンプ３８からなる。なお、右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３は、それぞれの起電力の互いに反対の極性側がオペアンプ３７の非反転入力端子及び反転入力端子に接続される。
【００３８】
スイッチ２３は、リレースイッチや電子スイッチ等からなり、マイコン２６からの制御信号によって、一方がオンの時他方がオフとなるように制御される。
【００３９】
Ａ／Ｄコンバータ２５は、スイッチ２３を介して入力される差分検出回路２１のオペアンプ３２の出力電圧、または、スイッチ２４を介して入力される加算器２２の出力電圧をアナログ／デジタル変換する、たとえば１２ビットのＡ／Ｄコンバータである。
【００４０】
ヒータ駆動回路３１は、そのベースに入力されるマイコン２６からの制御信号でオン、オフ制御されるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタ３９からなる。スイッチングトランジスタ３９のエミッタは電源＋ＶMHに接続され、コレクタはフローセンサ１のマイクロヒータ４に接続されている。
【００４１】
図２及び図３は、図１のフローセンサ１の構成図及び断面図である。図２において、フローセンサ１は、Ｓｉ基板２と、ダイアフラム３と、ダイアフラム３上に形成された白金等からなるマイクロヒータ４と、マイクロヒータ４の下流側に所定の間隔でダイアフラム３上に形成された下流側サーモパイル５と、マイクロヒータ４に図示しない電源から駆動電流を供給する電源端子６Ａ，６Ｂと、マイクロヒータ４の上流側に下流側サーモパイル５と同一の所定間隔でダイアフラム３上に形成された上流側サーモパイル８と、上流側サーモパイル８から出力される第１温度検出信号を出力する第１出力端子９Ａ，９Ｂ、下流側サーモパイル５から出力される第２温度検出信号を出力する第２出力端子７Ａ，７Ｂ、を備えている。
【００４２】
また、マイクロフローセンサ１は、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向（図３における矢印Ｐから矢印Ｑへの方向）と略直交方向に所定の間隔で配置され、ガスの物性値を検出し、右側温度検出信号を出力する右側サーモパイル１１と、この右側サーモパイル１１から出力される右側温度検出信号を出力する第３出力端子１２Ａ，１２Ｂと、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に右側サーモパイル１１と同一の所定間隔で配置され、ガスの物性値を検出し、左側温度検出信号を出力する左側サーモパイル１３と、この左側サーモパイル１３から出力される左側温度検出信号を出力する第４出力端子１４Ａ，１４Ｂと、ガス温度を得るための抵抗１５，１６と、この抵抗１５，１６からのガス温度信号を出力する出力端子１７Ａ，１７Ｂとを備える。
【００４３】
上流側サーモパイル８、下流側サーモパイル５、右側サーモパイル１１及び左側サーモパイル１３は、熱電対から構成されている。この熱電対は、ｐ++−Ｓｉ及びＡｌにより構成され、冷接点と温接点とを有し、熱を検出し、冷接点と温接点との温度差から熱起電力が発生することにより、温度検出信号を出力するようになっている。
【００４４】
また、図３に示すように、Ｓｉ基板２には、ダイアフラム３が形成されており、このダイアフラム３には、マイクロヒータ４、上流側サーモパイル８、下流側サーモパイル５、右側サーモパイル１１及び左側サーモパイル１３のそれぞれの温接点が形成されている。
【００４５】
上述の構成において、図１に戻ってまず流量計測について説明する。流量計測時、マイコン２６は、ヒータ駆動回路３１のスイッチングトランジスタ３９のベースにハイレベルの制御信号を供給してスイッチングトランジスタ３９をオフさせ、マイクロヒータ４をヒータオフ状態とする。
【００４６】
また、マイコン２６は、スイッチ２３をオンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペアンプ３２より出力されるヒータオフ時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分（Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｆｆ１（＝Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００４７】
次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオフかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペアンプ３８より出力されるヒータオフ時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和（Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｆｆ２（＝Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００４８】
次に、マイコン２６は、ヒータ駆動回路３１のスイッチングトランジスタ３９のベースにローレベルの制御信号を供給してスイッチングトランジスタ３９をオンさせ、マイクロヒータ４に駆動電流を供給し、ヒータオン状態とし、ガス流路中のガスを加熱する。
【００４９】
また、マイコン２６は、スイッチ２３をオンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペアンプ３２より出力されるヒータオン時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差分（Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングし、サンプリングデータＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００５０】
次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオフかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペアンプ３８より出力されるヒータオン時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｎ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎの第１の和（Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００５１】
次いで、マイコン２６は、上述のようにして得られたデータＶｏｎ１，Ｖｏｎ２，Ｖｏｆｆ１およびＶｏｆｆ２をメモリ２８から読み出し、下記の演算処理を行って、ガスの流量値を算出する。
Ｖｆ＝｛（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）／（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）｝×パラメータ
ここで、パラメータは、ガス流路の断面積等で決まる係数である。
【００５２】
次いで、マイコン２６は、上述のようにして算出されたガス流量値を積算し、その積算値を、表示部２７に表示させ、メモり２８に格納すると共に、通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報する。
【００５３】
図４は、上述の通常の流量計測時の各センサ出力データと流量（ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで）の関係を示すグラフであり、図４（Ａ）は、マイクロヒータ４のオン時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差分データＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）と、マイクロヒータ４のオフ時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分データＶｏｆｆ１（＝Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）を示す。なお、計測バイアス値は、Ｖｏｎ１，Ｖｏｆｆ１および（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）を正領域で扱うためのバイアス値である（以下、同じ）。
【００５４】
また、図４（Ｂ）は、マイクロヒータ４のオン時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｎ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎの第１の和データＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）と、マイクロヒータ４のオフ時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和データＶｏｆｆ２（＝Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）を示す。
【００５５】
一方、マイコン２６は、流量計測時に流量異常を検知した場合は、遮断弁２９を遮断させると共に、異常警報を表示部２７に表示させかつ通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報する。
【００５６】
次に、ガス流路中への異物の混入に起因するフローセンサの異常検出動作について説明する。ここでは、異物としてたとえば水が混入した場合について説明する。
【００５７】
まず、差分検出回路２１のオペアンプ３２より出力される上流側サーモパイル８の温度検出信号及び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差分出力データに注目すると、マイクロヒータ４のオン時でかつ流量ゼロ時には、ガス配管中に水の混入がなければ、マイクロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果によって上流側サーモパイル８と下流側サーモパイル５に同等に伝達されるので、上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差が出ず、図４（Ａ）に示すように、Ｖｏｎ１およびＶｏｆｆ１は共に計測バイアス値となり、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）＝０となる。
【００５８】
一方、ガス配管中に水の混入があった場合、この水がガス流路中に配置されたマイクロフローセンサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒータ４がオンしてもその熱が水に奪われるため、上流側サーモパイル８及び下流側サーモパイル５の熱起電力はほとんど発生せず、温度検出信号Ｅ８ｏｎおよびＥ５ｏｎがほぼゼロになる。すなわち、Ｅ８ｏｎ≒０，Ｅ５ｏｎ≒０となり、したがって、図５（Ａ）に示すように、ヒータオン時のＶｏｎ１は上昇せずに、Ｖｏｆｆ１と同様に、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで計測バイアス値となる。その結果、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）＝０となる。
【００５９】
したがって、上流側サーモパイル８の温度検出信号及び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差分出力データは、流量ゼロ時も水分混入時も共にゼロになるため、この差分出力データでは、流量ゼロなのか水混入なのかを判別することができず、その結果、水の混入を検出することができない。
【００６０】
一方、加算回路２２のオペアンプ３８よりセンサ信号として出力される右側サーモパイル１１の温度検出信号及び左側サーモパイル１３の温度検出信号の加算出力に注目すると、ガス配管中に水の混入がない場合、マイクロヒータ４のオン時には流量ゼロであっても、マイクロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果によって右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に同等に伝達されるので、ヒータオン時の第１の和Ｖｏｎ２は、図４（Ｂ）に示すように、計測バイアス値以上の何らかの値が生じる。その結果、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）は、ゼロ以上の何らかの値となる（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≠０）。
【００６１】
一方、ガス配管中に水の混入があった場合、この水分がガス流路中に配置されたマイクロフローセンサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒータ４がオンしても、マイクロヒータ４の熱が、水に奪われて右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に伝達されなくなるため、右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３において熱起電力がほとんど発生せず、温度検出信号Ｅ１１ｏｎおよびＥ１３ｏｎがほぼゼロになる。すなわち、Ｅ１１ｏｎ≒０，Ｅ１３ｏｎ≒０となり、したがって、図５（Ｂ）に示すように、ヒータオン時の第１の和Ｖｏｎ２は、ほぼ計測バイアス値となる。その結果、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）≒０となる。
【００６２】
そこで、マイコン２６は、センサ出力の判別値（閾値）をゼロよりわずかに大きい値に予め設定し、流量計測時、加算回路２２のオペアンプ３８より出力される右側サーモパイル１１の温度検出信号及び左側サーモパイル１３の温度検出信号の加算出力を監視し、Ｖｏｎ２が計測バイアス値以上になっており、したがって（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以上の何らかの値となっていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≠０）、マイクロヒータ４への水の付着なし（したがって、水の混入なし）、と判定する。
【００６３】
一方、Ｖｏｎ２が計測バイアス値になり、したがって（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以下となっていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≦判別値）、マイコン２６は、マイクロヒータ４への水の付着あり（したがって、水の混入あり）、と判定する。
【００６４】
マイコン２６は、上述のように水の混入ありと判定した場合、水混入警報を表示部２７に表示させかつ通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報すると共に、遮断弁２９を遮断させる。
【００６５】
次に、上述の流量計測装置の一連の動作を図６に示すフローチャートで説明する。まず、マイコン２６は、流量計測のサンプリング時間になったか否かを判定し（ステップＳ１）、その答がイエスならば、ヒータ４をオフとし、ヒータオフ時の差分検出回路２１の出力データＶｏｆｆ１および加算器２２の出力データＶｏｆｆ２を計測する（ステップＳ２）。次いで、ヒータ４をオンとし、ヒータオン時の差分検出回路２１の出力データＶｏｎ１および加算器２２の出力データＶｏｎ２を計測する（ステップＳ３）。
【００６６】
次いで、マイコン２６は、ヒータオン時及びオフ時の差分検出回路２１及び加算器２２からの各出力データＶｏｆｆ１，Ｖｏｆｆ２，Ｖｏｎ１，Ｖｏｎ２に基づいて、流量値Ｖｆを演算する（ステップＳ４）。
【００６７】
次いで、マイコン２６は、ヒータオン時の加算器２２の出力データＶｏｎ２を監視し、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）≦判別値となっているか否かを判定する（ステップＳ５）。その答がノーならば、マイコン２６は、水の混入なし（マイクロヒータ４への水の付着なし）と判断し（ステップＳ６）、次にステップＳ１に戻り、次のサンプリング時間の到来を待ち受ける。
【００６８】
一方、ステップＳ５の答がイエスならば、マイコン２６は、水の混入あり（マイクロヒータ４への水の付着あり）と判断する（ステップＳ７）。
【００６９】
次いで、マイコン２６は、表示器２７に水混入警報を表示させる（ステップＳ８）と共に通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報し（ステップＳ８）、次いで、流量計測を停止し（ステップＳ９）、次いで、遮断弁３０を遮断させる（ステップＳ１０）。
【００７０】
このようにして、従来のように特別に水分検出装置等を用いることなく、ガス配管中に混入した水を検出することができる。また、ガス配管中への水の混入を、使用者やガス事業者に警報したり、ガス管理センター等の外部に通報したり、ガス配管中への水の混入時にガス流路を遮断して燃焼機器機における異常燃焼を防止することができる。
【００７１】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００７２】
たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２５は、マイクロコンピュータ２６に内蔵しても良い。
【００７３】
また、水混入の判定は、各サンプリング毎のデータにて実施しても良くまたは、サンプリング毎ではなく定期的（たとえば、１時間に１回）にマイコン２６での水分混入判断ロジックを動作させて確認しても良い。
【００７４】
また、マイコン２６は、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≦判別値）となっている場合に、水混入ありと判定しているが、これに代えて、Ｖｏｎ２の値が判別値以下のほぼゼロ（すなわち、計測バイアス値を考慮に入れない場合の加算器２２の出力）になっている場合に、水の混入あり、と判定しても良い。
【００７５】
また、右側サーモパイル１１の温度検出信号または左側サーモパイル１３の温度検出信号のどちらか一方の温度検出信号のみを増幅して判別値と比較し、水混入を判定するように構成しても良い。
【００７６】
また、上流側サーモパイル８１１の温度検出信号または左側サーモパイル１３の温度検出信号の和信号またはどちらか一方の温度検出信号のみを増幅して判別値と比較し、水混入を判定するように構成しても良い。
【００７７】
また、他の実施例として、異物として、水に限らず、再液化したＬＰガス等の液体や、金属片などの熱容量の比較的大きい物質（たとえば、測定すべきガスの数倍の熱容量を有する物質）または熱伝導率の比較的高い物質（たとえば、測定すべきガスの数倍の熱伝導率を有する物質）がフローセンサ１のマイクロヒータ４に接触または付着した場合に、異物の接触または付着あり（したがって、異物の混入有り）を判定するように構成しても良い。
【００７８】
さらに他の実施例として、異物がフローセンサ１のマイクロヒータ４ではなく温度センサのいずれかに接触または付着した場合に、異物の接触または付着あり（したがって、異物の混入有り）を判定するように構成しても良い。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。
【００８０】
請求項１、２、３記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、フローセンサの異常検出の感度が向上する。
【００８１】
請求項４記載の発明によれば、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。
【００８２】
請求項４から６記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローセンサの異常検出方法を実施する異常検出装置を組み込んだフローセンサ式ガスメータの実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１のフローセンサの構成図である。
【図３】図１のフローセンサの断面図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における通常の流量計測時の各センサ出力データと流量の関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における水混入時の各センサ出力データと流量の関係を示すグラフである。
【図６】図１の流量計測装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ フローセンサ
４ マイクロヒータ（ヒータ）
５ 下流側サーモパイル（下流側温度センサ）
８ 上流側サーモパイル（上流側温度センサ）
１１ 右側サーモパイル（右側温度センサ）
１３ 左側サーモパイル（左側温度センサ）
２１ 差分検出回路
２２ 加算器
２６ マイコン（判定手段）
２７ 表示部（警報手段）
２８ メモリ
２９ 遮断弁（遮断手段）
３０ 通報部（通報手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、フローセンサへの異物の接触や付着によるフローセンサの異常状態を検出するフローセンサの異常検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
雨天時にガス配管工事などを行なったりした場合、異物として水がガス配管中に混入してしまう場合がある。ガス配管中に水が混入すると、配管が腐食したり、燃焼機器が異常燃焼したりする不具合があった。
【０００３】
従来、膜式メータにおいては、ガス配管中に混入した水を検出することはできなかった。もし、ガス配管中に混入した水を検出する必要がある場合は、専用の水分検出器を用いて調査する必要があった。
【０００４】
また、ＬＰガスの場合には、ガス流路中において再液化現象が発生することがあり、このような場合に、電子化ガスメータにおいては、再液化したＬＰガスの液体が異物となって、正常なガス流量の計量ができなくなることがあった。
【０００５】
特に、フローセンサを用いたフローセンサ式ガスメータにおいては、水を含む液体等の異物によりフローセンサが正常に機能しなくなり、正常なガス流量の計量ができなくなることがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、ガス流路中の水等の異物によるフローセンサの異常状態を検出することができるフローセンサの異常検出方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出方法において、上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたは上記ヒータに異物の接触または付着ありと判定することを特徴とするフローセンサの異常検出方法に存する。
【０００８】
請求項１記載の発明においては、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出方法において、温度センサは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、ヒータの加熱にかかわらず一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定しているので、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。また、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明においては、一対の温度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法に存する。
【００１４】
請求項３記載の発明においては、一対の温度センサは、ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている。
【００１５】
請求項２及び３記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００１６】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出装置において、上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、上記異常検出装置は、上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手段からなることを特徴とするフローセンサの異常検出装置に存する。
【００１７】
請求項４記載の発明においては、ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出装置において、温度センサは、ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、異常検出装置は、ヒータの加熱にかかわらず一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手段からなるので、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。また、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００２０】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置に存する。
【００２１】
請求項５記載の発明においては、一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の発明は、前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されていることを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置に存する。
【００２３】
請求項６記載の発明においては、一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている。
【００２４】
請求項５及び６記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【００３３】
【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説明する。
【００３４】
図１は、本発明のフローセンサの異常検出方法を実施する異常検出装置を組み込んだフローセンサ式ガスメータの実施の形態を示す構成図である。図１において、フローセンサ式ガスメータは、ガス流路中に配置されたフローセンサ１と、差分検出回路２１と、加算器２２と、スイッチ２３，２４と、Ａ／Ｄコンバータ２５と、判定手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２６と、警報手段としての表示部２７と、メモリ２８と、遮断弁２９と、通報手段としての通報部３０と、ヒータ駆動回路３１とを備えている。
【００３５】
フローセンサ１は、ガスを加熱するマイクロヒータ４と、マイクロヒータ４に対してガスの上流側に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する上流側温度センサとして働く上流側サーモパイル８と、マイクロヒータ４に対してガスの下流側に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する下流側温度センサとして働く下流側サーモパイル５と、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する右側温度センサとして働く右側サーモパイル１１と、マイクロヒータ４をはさんで右側サーモパイル１１と対向する側に、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に配置され、ガスの温度を検出して温度検出信号を出力する左側温度センサとして働く左側サーモパイル１３とを備えたマイクロフローセンサである。
【００３６】
差分検出回路２１は、非反転入力端子にフローセンサ１の上流側サーモパイル８が接続され、反転入力端子にフローセンサ１の下流側サーモパイル５が接続された差動アンプとして働くオペアンプ３２からなる。なお、上流側サーモパイル８と下流側サーモパイル５は、それぞれの起電力の同一極性側がオペアンプ３２の非反転入力端子及び反転入力端子に接続される。
【００３７】
加算器２２は、非反転入力端子にフローセンサ１の右側サーモパイル１１が接続され、反転入力端子にフローセンサ１の左側サーモパイル１３が接続されたオペアンプ３８からなる。なお、右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３は、それぞれの起電力の互いに反対の極性側がオペアンプ３７の非反転入力端子及び反転入力端子に接続される。
【００３８】
スイッチ２３は、リレースイッチや電子スイッチ等からなり、マイコン２６からの制御信号によって、一方がオンの時他方がオフとなるように制御される。
【００３９】
Ａ／Ｄコンバータ２５は、スイッチ２３を介して入力される差分検出回路２１のオペアンプ３２の出力電圧、または、スイッチ２４を介して入力される加算器２２の出力電圧をアナログ／デジタル変換する、たとえば１２ビットのＡ／Ｄコンバータである。
【００４０】
ヒータ駆動回路３１は、そのベースに入力されるマイコン２６からの制御信号でオン、オフ制御されるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタ３９からなる。スイッチングトランジスタ３９のエミッタは電源＋ＶMHに接続され、コレクタはフローセンサ１のマイクロヒータ４に接続されている。
【００４１】
図２及び図３は、図１のフローセンサ１の構成図及び断面図である。図２において、フローセンサ１は、Ｓｉ基板２と、ダイアフラム３と、ダイアフラム３上に形成された白金等からなるマイクロヒータ４と、マイクロヒータ４の下流側に所定の間隔でダイアフラム３上に形成された下流側サーモパイル５と、マイクロヒータ４に図示しない電源から駆動電流を供給する電源端子６Ａ，６Ｂと、マイクロヒータ４の上流側に下流側サーモパイル５と同一の所定間隔でダイアフラム３上に形成された上流側サーモパイル８と、上流側サーモパイル８から出力される第１温度検出信号を出力する第１出力端子９Ａ，９Ｂ、下流側サーモパイル５から出力される第２温度検出信号を出力する第２出力端子７Ａ，７Ｂ、を備えている。
【００４２】
また、マイクロフローセンサ１は、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向（図３における矢印Ｐから矢印Ｑへの方向）と略直交方向に所定の間隔で配置され、ガスの物性値を検出し、右側温度検出信号を出力する右側サーモパイル１１と、この右側サーモパイル１１から出力される右側温度検出信号を出力する第３出力端子１２Ａ，１２Ｂと、マイクロヒータ４に対してガスの流れ方向と略直交方向に右側サーモパイル１１と同一の所定間隔で配置され、ガスの物性値を検出し、左側温度検出信号を出力する左側サーモパイル１３と、この左側サーモパイル１３から出力される左側温度検出信号を出力する第４出力端子１４Ａ，１４Ｂと、ガス温度を得るための抵抗１５，１６と、この抵抗１５，１６からのガス温度信号を出力する出力端子１７Ａ，１７Ｂとを備える。
【００４３】
上流側サーモパイル８、下流側サーモパイル５、右側サーモパイル１１及び左側サーモパイル１３は、熱電対から構成されている。この熱電対は、ｐ++−Ｓｉ及びＡｌにより構成され、冷接点と温接点とを有し、熱を検出し、冷接点と温接点との温度差から熱起電力が発生することにより、温度検出信号を出力するようになっている。
【００４４】
また、図３に示すように、Ｓｉ基板２には、ダイアフラム３が形成されており、このダイアフラム３には、マイクロヒータ４、上流側サーモパイル８、下流側サーモパイル５、右側サーモパイル１１及び左側サーモパイル１３のそれぞれの温接点が形成されている。
【００４５】
上述の構成において、図１に戻ってまず流量計測について説明する。流量計測時、マイコン２６は、ヒータ駆動回路３１のスイッチングトランジスタ３９のベースにハイレベルの制御信号を供給してスイッチングトランジスタ３９をオフさせ、マイクロヒータ４をヒータオフ状態とする。
【００４６】
また、マイコン２６は、スイッチ２３をオンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペアンプ３２より出力されるヒータオフ時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分（Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｆｆ１（＝Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００４７】
次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオフかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペアンプ３８より出力されるヒータオフ時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和（Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｆｆ２（＝Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００４８】
次に、マイコン２６は、ヒータ駆動回路３１のスイッチングトランジスタ３９のベースにローレベルの制御信号を供給してスイッチングトランジスタ３９をオンさせ、マイクロヒータ４に駆動電流を供給し、ヒータオン状態とし、ガス流路中のガスを加熱する。
【００４９】
また、マイコン２６は、スイッチ２３をオンかつスイッチ２４をオフとなるように制御し、オペアンプ３２より出力されるヒータオン時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差分（Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）をスイッチ２３、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングし、サンプリングデータＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００５０】
次に、マイコン２６は、スイッチ２３をオフかつスイッチ２４をオンとなるように切り換え、オペアンプ３８より出力されるヒータオン時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｎ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎの第１の和（Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）をスイッチ２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を介してＡ／Ｄ変換したデジタルデータをサンプリングして、サンプリングデータＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）を得て、メモリ２８に格納する。
【００５１】
次いで、マイコン２６は、上述のようにして得られたデータＶｏｎ１，Ｖｏｎ２，Ｖｏｆｆ１およびＶｏｆｆ２をメモリ２８から読み出し、下記の演算処理を行って、ガスの流量値を算出する。
Ｖｆ＝｛（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）／（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）｝×パラメータ
ここで、パラメータは、ガス流路の断面積等で決まる係数である。
【００５２】
次いで、マイコン２６は、上述のようにして算出されたガス流量値を積算し、その積算値を、表示部２７に表示させ、メモり２８に格納すると共に、通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報する。
【００５３】
図４は、上述の通常の流量計測時の各センサ出力データと流量（ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで）の関係を示すグラフであり、図４（Ａ）は、マイクロヒータ４のオン時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差分データＶｏｎ１（＝Ｅ５ｏｎ−Ｅ８ｏｎ）と、マイクロヒータ４のオフ時の上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｆｆ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｆｆの差分データＶｏｆｆ１（＝Ｅ５ｏｆｆ−Ｅ８ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）を示す。なお、計測バイアス値は、Ｖｏｎ１，Ｖｏｆｆ１および（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）を正領域で扱うためのバイアス値である（以下、同じ）。
【００５４】
また、図４（Ｂ）は、マイクロヒータ４のオン時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｎ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｎの第１の和データＶｏｎ２（＝Ｅ１１ｏｎ＋Ｅ１３ｏｎ）と、マイクロヒータ４のオフ時の右側サーモパイル１１の温度検出信号Ｅ１１ｏｆｆ及び左側サーモパイル１３の温度検出信号Ｅ１３ｏｆｆの第２の和データＶｏｆｆ２（＝Ｅ１１ｏｆｆ＋Ｅ１３ｏｆｆ）と、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）を示す。
【００５５】
一方、マイコン２６は、流量計測時に流量異常を検知した場合は、遮断弁２９を遮断させると共に、異常警報を表示部２７に表示させかつ通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報する。
【００５６】
次に、ガス流路中への異物の混入に起因するフローセンサの異常検出動作について説明する。ここでは、異物としてたとえば水が混入した場合について説明する。
【００５７】
まず、差分検出回路２１のオペアンプ３２より出力される上流側サーモパイル８の温度検出信号及び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差分出力データに注目すると、マイクロヒータ４のオン時でかつ流量ゼロ時には、ガス配管中に水の混入がなければ、マイクロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果によって上流側サーモパイル８と下流側サーモパイル５に同等に伝達されるので、上流側サーモパイル８の温度検出信号Ｅ８ｏｎ及び下流側サーモパイル５の温度検出信号Ｅ５ｏｎの差が出ず、図４（Ａ）に示すように、Ｖｏｎ１およびＶｏｆｆ１は共に計測バイアス値となり、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）＝０となる。
【００５８】
一方、ガス配管中に水の混入があった場合、この水がガス流路中に配置されたマイクロフローセンサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒータ４がオンしてもその熱が水に奪われるため、上流側サーモパイル８及び下流側サーモパイル５の熱起電力はほとんど発生せず、温度検出信号Ｅ８ｏｎおよびＥ５ｏｎがほぼゼロになる。すなわち、Ｅ８ｏｎ≒０，Ｅ５ｏｎ≒０となり、したがって、図５（Ａ）に示すように、ヒータオン時のＶｏｎ１は上昇せずに、Ｖｏｆｆ１と同様に、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで計測バイアス値となる。その結果、（Ｖｏｎ１−Ｖｏｆｆ１）＝０となる。
【００５９】
したがって、上流側サーモパイル８の温度検出信号及び下流側サーモパイル５の温度検出信号の差分出力データは、流量ゼロ時も水分混入時も共にゼロになるため、この差分出力データでは、流量ゼロなのか水混入なのかを判別することができず、その結果、水の混入を検出することができない。
【００６０】
一方、加算回路２２のオペアンプ３８よりセンサ信号として出力される右側サーモパイル１１の温度検出信号及び左側サーモパイル１３の温度検出信号の加算出力に注目すると、ガス配管中に水の混入がない場合、マイクロヒータ４のオン時には流量ゼロであっても、マイクロヒータ４からの熱が、ガスの熱拡散効果によって右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に同等に伝達されるので、ヒータオン時の第１の和Ｖｏｎ２は、図４（Ｂ）に示すように、計測バイアス値以上の何らかの値が生じる。その結果、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）は、ゼロ以上の何らかの値となる（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≠０）。
【００６１】
一方、ガス配管中に水の混入があった場合、この水分がガス流路中に配置されたマイクロフローセンサ１のマイクロヒータ４に付着すると、マイクロヒータ４がオンしても、マイクロヒータ４の熱が、水に奪われて右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３に伝達されなくなるため、右側サーモパイル１１と左側サーモパイル１３において熱起電力がほとんど発生せず、温度検出信号Ｅ１１ｏｎおよびＥ１３ｏｎがほぼゼロになる。すなわち、Ｅ１１ｏｎ≒０，Ｅ１３ｏｎ≒０となり、したがって、図５（Ｂ）に示すように、ヒータオン時の第１の和Ｖｏｎ２は、ほぼ計測バイアス値となる。その結果、流量ゼロから最大流量Ｑｍａｘまで、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）≒０となる。
【００６２】
そこで、マイコン２６は、センサ出力の判別値（閾値）をゼロよりわずかに大きい値に予め設定し、流量計測時、加算回路２２のオペアンプ３８より出力される右側サーモパイル１１の温度検出信号及び左側サーモパイル１３の温度検出信号の加算出力を監視し、Ｖｏｎ２が計測バイアス値以上になっており、したがって（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以上の何らかの値となっていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≠０）、マイクロヒータ４への水の付着なし（したがって、水の混入なし）、と判定する。
【００６３】
一方、Ｖｏｎ２が計測バイアス値になり、したがって（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）が判別値以下となっていれば（すなわち、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≦判別値）、マイコン２６は、マイクロヒータ４への水の付着あり（したがって、水の混入あり）、と判定する。
【００６４】
マイコン２６は、上述のように水の混入ありと判定した場合、水混入警報を表示部２７に表示させかつ通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報すると共に、遮断弁２９を遮断させる。
【００６５】
次に、上述の流量計測装置の一連の動作を図６に示すフローチャートで説明する。まず、マイコン２６は、流量計測のサンプリング時間になったか否かを判定し（ステップＳ１）、その答がイエスならば、ヒータ４をオフとし、ヒータオフ時の差分検出回路２１の出力データＶｏｆｆ１および加算器２２の出力データＶｏｆｆ２を計測する（ステップＳ２）。次いで、ヒータ４をオンとし、ヒータオン時の差分検出回路２１の出力データＶｏｎ１および加算器２２の出力データＶｏｎ２を計測する（ステップＳ３）。
【００６６】
次いで、マイコン２６は、ヒータオン時及びオフ時の差分検出回路２１及び加算器２２からの各出力データＶｏｆｆ１，Ｖｏｆｆ２，Ｖｏｎ１，Ｖｏｎ２に基づいて、流量値Ｖｆを演算する（ステップＳ４）。
【００６７】
次いで、マイコン２６は、ヒータオン時の加算器２２の出力データＶｏｎ２を監視し、（Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２）≦判別値となっているか否かを判定する（ステップＳ５）。その答がノーならば、マイコン２６は、水の混入なし（マイクロヒータ４への水の付着なし）と判断し（ステップＳ６）、次にステップＳ１に戻り、次のサンプリング時間の到来を待ち受ける。
【００６８】
一方、ステップＳ５の答がイエスならば、マイコン２６は、水の混入あり（マイクロヒータ４への水の付着あり）と判断する（ステップＳ７）。
【００６９】
次いで、マイコン２６は、表示器２７に水混入警報を表示させる（ステップＳ８）と共に通報部３０を介して外部（たとえば、ガス管理センター）に通報し（ステップＳ８）、次いで、流量計測を停止し（ステップＳ９）、次いで、遮断弁３０を遮断させる（ステップＳ１０）。
【００７０】
このようにして、従来のように特別に水分検出装置等を用いることなく、ガス配管中に混入した水を検出することができる。また、ガス配管中への水の混入を、使用者やガス事業者に警報したり、ガス管理センター等の外部に通報したり、ガス配管中への水の混入時にガス流路を遮断して燃焼機器機における異常燃焼を防止することができる。
【００７１】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００７２】
たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２５は、マイクロコンピュータ２６に内蔵しても良い。
【００７３】
また、水混入の判定は、各サンプリング毎のデータにて実施しても良くまたは、サンプリング毎ではなく定期的（たとえば、１時間に１回）にマイコン２６での水分混入判断ロジックを動作させて確認しても良い。
【００７４】
また、マイコン２６は、Ｖｏｎ２−Ｖｏｆｆ２≦判別値）となっている場合に、水混入ありと判定しているが、これに代えて、Ｖｏｎ２の値が判別値以下のほぼゼロ（すなわち、計測バイアス値を考慮に入れない場合の加算器２２の出力）になっている場合に、水の混入あり、と判定しても良い。
【００７５】
また、右側サーモパイル１１の温度検出信号または左側サーモパイル１３の温度検出信号のどちらか一方の温度検出信号のみを増幅して判別値と比較し、水混入を判定するように構成しても良い。
【００７６】
また、上流側サーモパイル８１１の温度検出信号または左側サーモパイル１３の温度検出信号の和信号またはどちらか一方の温度検出信号のみを増幅して判別値と比較し、水混入を判定するように構成しても良い。
【００７７】
また、他の実施例として、異物として、水に限らず、再液化したＬＰガス等の液体や、金属片などの熱容量の比較的大きい物質（たとえば、測定すべきガスの数倍の熱容量を有する物質）または熱伝導率の比較的高い物質（たとえば、測定すべきガスの数倍の熱伝導率を有する物質）がフローセンサ１のマイクロヒータ４に接触または付着した場合に、異物の接触または付着あり（したがって、異物の混入有り）を判定するように構成しても良い。
【００７８】
さらに他の実施例として、異物がフローセンサ１のマイクロヒータ４ではなく温度センサのいずれかに接触または付着した場合に、異物の接触または付着あり（したがって、異物の混入有り）を判定するように構成しても良い。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が、温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。
【００８０】
請求項１、２、３記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、フローセンサの異常検出の感度が向上する。
【００８１】
請求項４記載の発明によれば、水、液体、比較的熱容量が高い物質または比較的熱伝導率が高い物質等の異物が温度センサまたはヒータに接触または付着した異常状態を検出することができる。
【００８２】
請求項４から６記載の発明によれば、温度センサが一対になっているので、検出感度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローセンサの異常検出方法を実施する異常検出装置を組み込んだフローセンサ式ガスメータの実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１のフローセンサの構成図である。
【図３】図１のフローセンサの断面図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における通常の流量計測時の各センサ出力データと流量の関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図１における水混入時の各センサ出力データと流量の関係を示すグラフである。
【図６】図１の流量計測装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ フローセンサ
４ マイクロヒータ（ヒータ）
５ 下流側サーモパイル（下流側温度センサ）
８ 上流側サーモパイル（上流側温度センサ）
１１ 右側サーモパイル（右側温度センサ）
１３ 左側サーモパイル（左側温度センサ）
２１ 差分検出回路
２２ 加算器
２６ マイコン（判定手段）
２７ 表示部（警報手段）
２８ メモリ
２９ 遮断弁（遮断手段）
３０ 通報部（通報手段）
Claims (6)
- ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出方法において、
上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、
上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたは上記ヒータに異物の接触または付着ありと判定する
ことを特徴とするフローセンサの異常検出方法。 - 前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法。 - 前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のフローセンサの異常検出方法。 - ガスを加熱するヒータと、温度センサとを備えたフローセンサの異常検出装置において、
上記温度センサは、上記ヒータに対して対称に所定の間隔を置いて配置された一対の温度センサであり、
上記異常検出装置は、上記ヒータの加熱にかかわらず上記一対の温度センサの検出出力の和が変化しないもしくは閾値より変化が少ない場合に上記温度センサまたはヒータに異物の接触または付着ありと判定する判定手段
からなることを特徴とするフローセンサの異常検出装置。 - 前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向に配置されている
ことを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置。 - 前記一対の温度センサは、前記ヒータに対してガスの流れ方向と略直交方向に配置されている
ことを特徴とする請求項４記載のフローセンサの異常検出装置。
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