JP4159163B2 - 判定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ガス漏れ判断装置あるいはガス遮断装置に使用することができるガスフローパターンの解析技術に関するものであり、ガスメーターの下流側に接続されるガス機器において、このガス機器が自動燃焼制御動作（比例燃焼制御）をする場合に、この動作をガスメーターで検出されるフローパターンの解析により検出する技術に関する。
そしてさらには、機器が電力を供給されて比例制御的に作動する機器の場合、機器の給電側において、給電量を測定し、機器が自動制御動作（比例制御）状態で作動しているデータが、その測定データに含まれているかどうかを判定する判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、説明を容易にするために、機器がガス機器である場合を例として説明する。
ガス漏れの判断は、不測のガス漏れの継続状態を早期に解消する上で重要な技術である。このようなガス漏れは、ガスメーターに対して、その下流側（ガス供給側）に接続されるガス機器が、正常な点火・消火動作をおこなっているかどうか、さらには、これらのガス機器が所謂、自動燃焼制御状態（比例燃焼制御）にあるかどうかの判定を行って、これらの動作状態に無いと判断され、なお多量のガス流が検出されている場合に、ガス漏れが発生していると判断することができる。
従って、特開平５−１０７０９６においては、変化流量と流量変化継続時間とにより、流量変化がどのような事象によって生じたかを推定する個別流量推定手段を備え、流量変化が、機器の点火・消火によって生じたのか、比例燃焼制御等による同一機器の流量変化により生じたものかを識別することが提案されている。この先行技術においては、変化流量および流量変化継続時間を用いて条件判定をおこなう。
一方、特開平７−１５１５７７においては、流量変化が、ガス機器個々の点火・消火による流量変化によるものか、比例燃焼制御等による同一機器の流量変化により生じたものかを判別するために、流量変化および流量変化継続時間について、しきい値による条件判定をおこない、流量変化がしきい値以下で、且つ流量変化継続時間がしきい値以上の場合に、比例燃焼制御等による同一機器の流量変動であると認識する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−１０７０９６においては、機器の点火・消火及び比例燃焼制御状態を、変化流量と流量変化継続時間との組み合わせによる確からしさを基準とする推定手法によるため、推定に限界がある。
さらに、特開平７−１５１５７７においては、変化流量の下限しきい値を設定していないために、漏洩時の流量パターンが、供給圧の変動等の外乱要因によって発生する微小変動の場合、自動燃焼制御と誤認識する可能性がある。
さらに、変化流量および流量変化継続時間のみで比例燃焼制御の判断を行おうとする場合は、他のガス機器のＯＮ／ＯＦＦを伴う場合に正確な判断をおこなうことができない。即ち、短い周期で流量変動を繰り返す一部の機種の給湯器の自動燃焼制御方式のパターンは認識不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、例えば、フルイディックメータからの流量測定データに基づいて、下流側に接続されるガス機器において、自動燃焼制御（比例燃焼制御）が行われた場合に、確度よく、自動燃焼制御状態にあることを識別することができる技術を得ることにある。さらに、本願は、例えば、給電されて比例制御されて稼働する機器における給電量データより、この機器が比例制御状態にあるかどうかを判定するような用途にも使用できる判定装置を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明による請求項１に係わる監視対象時間域におけるガス流量の測定データが、自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転によるかどうかを判定する判定装置の特徴構成は、
前記監視対象時間域内に、同一傾向の流量変化が継続する単調変化領域が存在する場合に、前記単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く且つ前記単調変化領域に於ける全流量変化量（単調変化の開始から単調変化が終わるまでの流量変化量の合計）の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きいことを判定する第１条件判定手段と、
前記単調変化領域におけるガス流量の測定データが、流量変化後の流量が維持される同一流量継続時間域と、前記同一流量継続時間域の端（例えば終端）に位置する瞬時流量変化部との連続した組み合わせである階段状データである場合に、前記階段状データの段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいことを判定する第２条件判定手段とを備え、
前記第１条件判定手段、第２条件判定手段による判定が条件を満たす場合に、前記測定データが自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転による可能性があると判断するものとされていることである。
この判定装置には、第１条件判定手段を備えることにより、単調変化領域が、所定の時間間隔より大きく（ｌ設定値Ｌ）、所定の流量変化量より大きく（ｍ設定値以上Ｍ）の状態で発生していることが先ず判定される。さらに、所定状態より大きな単調変化が起こっている場合（第１条件を満たす場合）にあって、測定データが階段状データである場合に、その段数が所定設定値より大きいことを、第２条件判定手段により判定する。従って、緩やかに、且つ継続的な単調変化の区間が監視対象時間域内にあることを判定し、例えば、他のガス機器の点火・消火等の場合に発生する、瞬間的な流量変化との区分けを確実におこなうことができる。またこの場合、比例燃焼制御が複数段階を経て単調に発生している状態を良好に判定することができる。
よって、前記第１条件判定手段、第２条件判定手段による判定が条件を満たす場合に、前記測定データが自動燃焼制御状態にあるガス機器に運転による可能性があると、明示的な指標に基づいて判定することができる。
【０００６】
さて、請求項１に記載した構造において、さらに、前記監視対象時間域における流量最大値と流量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判定する第３条件判定手段と、
前記監視対象時間域におけるガス流量の測定データが備える極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判定する第４条件判定手段とを備え、
前記第１、２、３、４条件判定手段の全てにおいて、条件を満たすと判定した場合に、前記測定データが自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転によるものと判定する構造とすることが好ましい。
この構成の場合は、第３条件判断手段により、監視対象時間域における流量最大値と流量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判断することで、外乱等による微小な流量変動でなく、ガス機器の自動燃焼制御による顕著な流量変化があるかどうかを判定することができる。
一方、第４条件判定手段により、極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判断することで、自動燃焼制御状態（比例燃焼制御状態）にあって、流量変化が比較的緩慢に発生する制御をおこなうガス機器に於ける判定を良好に行える。
結果、第１〜４条件判定手段による判定を満足する場合に、自動燃焼制御状態と判定することにより、流量変化パターンが単調変化領域を含む状態で、緩慢な制御が行われる自動燃焼制御状態（比例燃焼制御状態）を的確に判定できる。
【００１０】
さて、これまで説明してきた手段にあっては、機器としてガスを供給されて自動燃焼制御（比例燃焼制御）状態を維持されて動作する機器からの測定データに於ける判定に関して説明したが、本願の手法は、ガス機器のみならず、給電されて比例制御状態で運転される機器、あるいは、その他の機器に対しても適用可能である。
即ち、請求項３に記載されているように、供給されるエネルギーを消費して稼働する機器に対して、前記機器に供給されるエネルギー源の経時的な供給量である測定データを取り込む構成を備え、監視対象時間域における前記測定データが、自動制御状態にある前記機器の運転によるかどうかを判定する判定装置を以下のように構成することが好ましい。
前記監視対象時間域内に、同一傾向の供給量変化が継続する単調変化領域が存在する場合に、前記単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く且つ前記単調変化領域に於ける全流量変化量の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きいことを判定する第１条件判定手段と、
前記単調変化領域における供給量の測定データが、供給量変化後の流量が維持される同一供給量継続時間域と、前記同一供給量継続時間域の端に位置する瞬時供給量変化部との連続した組み合わせである階段状データである場合に、前記階段状データの段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいことを判定する第２条件判定手段とを備え、
前記監視対象時間域における供給量最大値と供給量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判定する第３条件判定手段と、
前記監視対象時間域における供給量の測定データが備える極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判定する第４条件判定手段とを備え、
前記第１、２、３、４条件判定手段の全てにおいて、条件を満たすと判定した場合に、前記測定データが自動制御状態にある機器の運転によるものと判定する。
このようにしておくと、エネルギー源の供給量の経時的な変化の測定データから、上記と同様な第１、２、３、４判定手段の判定を行うことで、下手側の機器が自動制御状態（比例制御状態）にあるかどうかを判定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
図１（イ）、２は、それぞれ、フルイディックメータ（図外、このメータは、例えば、比較的高い時間分解能を備えた流体振動型流量計（図外）と、この流量計からの検出出力を測定データの形態に変換する測定部とを備えている）の下流側に備えられるガス機器（図外）が、制御目標等の変化を行った後、比例燃焼制御状態にある場合に、前記フルイディックメータで計測されるガス流量の測定データを示したものである。
ここで、図１（イ）は、所謂、緩慢な比例燃焼制御が行われる場合の例に対応しており、図２は、比較的細かな制御が行われる場合の例に対応している。これらの図において、０で示す時点が制御目標変化等の変更が行われ、比較的大流量の流量変化が起こった時点である。従って、この時点０から、所定時間内（図におけるｔ１〜ｔ２の間の時点）が、監視対象時間域となる。このｔ１及びｔ２は、予め設定される。
さて、測定データは、図面においてアナログ的に示しているが、フルイディックメータからの出力は、一定流量が流れた時点、時点でパルス信号を発生する形態で行われ、さらに、この信号は変換されて、図１（ロ）に示すような階段状データとされる。この階段状データは、流量変化後の流量が維持される同一流量継続時間域Ｓ１と、前記同一流量継続時間域Ｓ１の端（図示する場合は終端）に位置する瞬時流量変化部Ｓ２との連続した組み合わせである。
このような階段状データにあっては、流量の単調変化（流量増加が連続する、あるいは流量減少が連続する）は、連続する段が同一の傾向にあるかどうかで判定できる。さらに極値点は、一旦、増加若しくは減少の変化が発生した後、対応する逆の変化が発生する点として判定でき、この極値点の数のカウントも容易におこなうことができる。図１（ロ）に、極値点を符号Ｐで示した。
さらに、図１、図２の囲み内に、図３に基づいて説明する夫々の条件式を示した。
【００１２】
本願の判定で採用する判定手順のフローチャートを、図３に示した。さらに、それぞれの判定をおこなう手段を、判定行程の右肩に示した。
以下、フローチャートに従って、自動燃焼制御パターンの判定を説明する。
【００１３】
以下、フローチャートに従って、自動燃焼制御パターンの判定を説明する。
図３に示すように判定フローは、二つに大きく別れる。即ち、図３に於ける左側のフローは、ステップ３に示す所定状態以上の大きさを有する単調変化領域が表れるかどうかを探すものであり、同図に於ける右側のフローは、監視対象時間内に、ステップ３に示す大きさの単調変化領域が表れない場合に、採られるフローである。
【００１４】
以下、ステップ順に説明する。
先ず、現在時間が予め設定された監視時間内かどうかを判定する（ステップ１）。同フローにおいて、監視開始ｔ１から監視終了ｔ２までの時間が監視対象時間である。
順次入力されてくる測定データにおいて、その流量変化の状況が前の極値点からの関係において同一かどうかが判定される（単調変化が継続しているかどうか）とともに、流量変化の傾向に変化が起こった場合は、変化が発生した時点を、極値点として、この数を累積的に加算していく（ステップ２）。さらに、流量変化の傾向が維持されている単調変化状態において、その変化の傾向が継続している領域の大きさ及び段数を判定する（ステップ３）。即ち、単調変化領域がある場合、この単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く、前記単調変化領域に於ける流量変化量の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きい（第１条件）ことの判定が第１条件判定手段１により行われる。同時に、現在発生して監視対象となっている単調変化領域における階段状データの段数ＵＨを求め、この段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいかどうか（第２条件）の判定が第２条件判定手段２により行われる。ここで、単調変化領域を割り出し、第１、第２条件判定をおこなう手段を、単調変化領域判定手段と称する。
これらの条件を満たす場合は、自動燃焼制御パターンにある可能性があると判定し、満たさない場合は、判定当初に戻る。
さて、前記のように、ステップ３において、自動燃焼制御パターンにある可能性があると判定した場合にあっては、再度、現在時間が予め設定された監視時間内かどうかを判定する（ステップ４）。監視時間が過ぎていない場合は、測定データの変化状態を検出しながら、極値点の数をさらにカウントし続ける。
従って、この構成においては、一度、ステップ３で判定される緩慢な比例制御状態が表れると、それ以後は、このような緩慢な比例制御状態より、短時間で短周期の変化が発生することに注目して、判定をおこなうこととなる。
そして、ステップ４において、監視時間の経過が認められた場合には、極値設定値Ｈが緩慢な制御をおこなう場合の極値設定値であるＨ１とされる（ステップ６）。
一方、ステップ３で注目しているような単調変化領域がない場合は、極値設定値Ｈが細かな制御をおこなう場合の極値設定値であるＨ２とされる（ステップ７）。このステップ７には、ステップ３で注目しているような緩慢な単調変化領域が出現しなかった場合に、フローが到達するようにされており、この状況は、短時間の単調変化が頻繁に繰り返される状況である。従って、極値設定値であるＨ１とＨ２を比較すると、Ｈ２＞Ｈ１の関係に設定される。
さて、ステップ６及びステップ７を経た後、共に、監視対象時間域における流量最大値ｍａｘ及び流量最小値ｍｉｎとを求め、これらの差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きい（第３条件）かどうかが第３条件判定手段３により判定され、さらに、このような監視対象時間域において観測される極値点の数が、予め設定されている極値設定値より大きいかどうか（第４条件）が、第４条件判定手段４により判定される（ステップ８）。そして、ステップ８の条件を満たす場合は、自動燃焼制御パターンにあると判定し（ステップ９）、満たさない場合は、直に、自動燃焼制御パターンでないとの判定する（ステップ１０）。
このようにして、概略的に、自動燃焼制御パターンに当てはまるかどうかを判定することができる。
【００１５】
以上の行程を経て、ガス流量が、下流側に備えられたガス機器において発生している自動燃焼制御（比例制御）状態にあるかどうかを的確に判定することができる。
【００１６】
これまで、図面との対応において本願の判定手順を説明したが、以下にしきい値等の実際的な一例を示す。
ｔ１、ｔ２は、それぞれ１０、１２０ｓｅｃとできる。
しきい値に関しては、以下の表のように設定することができる。
【表１】

これらのしきい値は、当然、監視対象のガス機器に応じて適宜設定できる。
【００１７】
〔別実施の形態〕
上記の実施の形態においては、機器がガスを消費するガス機器である例を示したが、測定データが階段状データであり、測定部の下手側に比例制御状態で運転される機器を備える場合は、本願の判定手法を使用することができる。給電を受けて稼働する機器の場合は、以下のように構成すればよい。
即ち、供給されるエネルギー（電力）を消費して稼働する機器に対して、この機器に供給されるエネルギー源の経時的な供給量である測定データを取り込む構成を備え、監視対象時間域における測定データが、比例制御状態にある機器の運転によるかどうかを判定する判定装置は、以下の構成とすることが好ましい。
即ち、前記監視対象時間域内に、同一傾向の供給量変化が継続する単調変化領域が存在する場合に、前記単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く且つ前記単調変化領域に於ける全流量変化量の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きいことを判定する第１条件判定手段と、
前記単調変化領域における供給量の測定データが、供給量変化後の流量が維持される同一供給量継続時間域と、前記同一供給量継続時間域の端に位置する瞬時供給量変化部との連続した組み合わせである階段状データである場合に、前記階段状データの段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいことを判定する第２条件判定手段とを備え、
前記監視対象時間域における供給量最大値と供給量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判定する第３条件判定手段と、
前記監視対象時間域における供給量の測定データが備える極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判定する第４条件判定手段とを備え、
前記第１、２、３、４条件判定手段の全てにおいて、条件を満たすと判定した場合に、前記測定データが自動制御状態にある機器の運転によるものと判定する。
このような構成を採用することで、給電されて比例制御状態で運転される機器を下手側に備えた系において、下手側の機器がどのように運転されているかを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】緩慢な比例燃焼制御が施される場合のガス流量の変化状況を示す図
【図２】細かな比例燃焼制御が施される場合のガス流量の変化状況を示す図
【図３】判定シーケンスのフロー図
【符号の説明】
１ 第１条件判定手段
２ 第２条件判定手段
３ 第３条件判定手段
４ 第４条件判定手段

Claims (3)

1. 監視対象時間域におけるガス流量の測定データが、自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転によるかどうかを判定する判定装置であって、
   前記監視対象時間域内に、同一傾向の流量変化が継続する単調変化領域が存在する場合に、前記単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く且つ前記単調変化領域に於ける全流量変化量の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きいことを判定する第１条件判定手段と、
   前記単調変化領域におけるガス流量の測定データが、流量変化後の流量が維持される同一流量継続時間域と、前記同一流量継続時間域の端に位置する瞬時流量変化部との連続した組み合わせである階段状データである場合に、前記階段状データの段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいことを判定する第２条件判定手段とを備え、
   前記第１条件判定手段、第２条件判定手段による判定が条件を満たす場合に、前記測定データが自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転による可能性があると判断する判定装置。
2. さらに、前記監視対象時間域における流量最大値と流量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判定する第３条件判定手段と、
   前記監視対象時間域におけるガス流量の測定データが備える極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判定する第４条件判定手段とを備え、
   前記第１、２、３、４条件判定手段の全てにおいて、条件を満たすと判定した場合に、前記測定データが自動燃焼制御状態にあるガス機器の運転によるものと判定する請求項１記載の判定装置。
3. 供給されるエネルギーを消費して稼働する機器に対して、前記機器に供給されるエネルギー源の経時的な供給量である測定データを取り込む構成を備え、監視対象時間域における前記測定データが、自動制御状態にある前記機器の運転によるかどうかを判定する判定装置であって、
   前記監視対象時間域内に、同一傾向の供給量変化が継続する単調変化領域が存在する場合に、前記単調変化領域の時間間隔Ｙ６がｌ設定値Ｌよりも長く且つ前記単調変化領域に於ける全流量変化量の絶対値Ｘ５がｍ設定値Ｍよりも大きいことを判定する第１条件判定手段と、
   前記単調変化領域における供給量の測定データが、供給量変化後の流量が維持される同一供給量継続時間域と、前記同一供給量継続時間域の端に位置する瞬時供給量変化部との連続した組み合わせである階段状データである場合に、前記階段状データの段数ＵＨがｄｈ設定値ＤＨより大きいことを判定する第２条件判定手段とを備え、
   前記監視対象時間域における供給量最大値と供給量最小値との差Ｘ４がｊ設定値Ｊよりも大きいことを判定する第３条件判定手段と、
   前記監視対象時間域における供給量の測定データが備える極値点の数Ｉが極値設定値Ｈより大ききことを判定する第４条件判定手段とを備え、
   前記第１、２、３、４条件判定手段の全てにおいて、条件を満たすと判定した場合に、前記測定データが自動制御状態にある機器の運転によるものと判定する判定装置。

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