JP4552442B2 - 流量計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガスや水道等の流量を計測するガスメータ、水道メータ等の流量計測装置に関するものである。

従来の流量計測装置は、ガスメータの場合を例にとると図２に示すような構成になっている。通過流量に応じて流量信号Ｓを出力する流量計測手段１と、流量計測手段１から送
られる流量信号Ｓを受ける毎に予め記憶している積算用重み付け値Ｇをもとに流量積算値Ｎ（例えばＮ＝Ｇ×Ｓ）を出力する流量積算手段２と、前記流量積算値Ｎを表示する流量表示手段７と、流量計測に必要な所定の情報を記憶する記憶手段３と、無電源でも記憶内容を保持する不揮発性記憶手段９と、前記不揮発性記憶手段の読み書きを制御する制御手段１０と、前記制御手段の動作時に不揮発性記憶手段９に電源を供給する間欠電源供給手段１１と、前記各手段に電源を供給する電源部５を備えたものである。

また、流量演算手段２により、過大な流量が検出された場合などの異常時には遮断手段８により流路を遮断する機能および流量積算値などを表示するための流量表示手段７を有している。さらに、通信手段４を備えており、入出力部６を介して外部との通信を可能としている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０４７６９７号公報

しかしながら、前記従来のような構成では、前記流量表示手段７は、それまでに使用した累積使用量である流量積算値が表示されるのみである。その時点での最新の流量積算値がいくらであるかを流量表示手段により知ることは出来るが、その流量積算値が過去どのように変化をしてきたか、又過去瞬時流量がどのように変化してきたかは知ることが出来ない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、流量計測装置の本来の計測機能を損なうことなく、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたって流量積算値がどの様に変化してきたか、又ある期間（例えば２時間位）の瞬時流量がどの様に変化しているかを収集可能な流量計測装置を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は通過流量に対応した流量計測データを出力する流量計測手段と、前記流量計測データをもとに演算処理し、瞬時流量や流量積算値を求める演算部Ａと、瞬時流量や流量積算値などの流量データを保持する不揮発性記憶手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａの動作時に不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込む前記瞬時流量や前記流
量積算値の流量データを選択する書き込み流量データ選択手段と、前記演算部Ａで演算処理した前記瞬時流量や前記流量積算値を表示する流量表示手段と、電源Ａとを備えた流量計測部と、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す演算部Ｂと、前記演算部Ｂで前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す時、前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ｂと、前記演算部Ｂで読み出された流量データを保持する不揮発性記憶手段Ｂと、前記演算部Ｂにデータ収集の開始、あるいは終了を指令するデータ収集開始／終了選択手段と、前記不揮発性記憶手段Ｂに保持された流量データを外部へデータ転送する入出力手段と、電源Ｂとを備えたデータ収集部とで構成し、前記演算部Ｂから前記演算部Ａに前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データの読み出しの要求信号を送り、前記演算部Ａから前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す許可信号が出力されたら、前記間欠電源供給手段Ｂは、前記電源Ｂから前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給すると共に、前記演算部Ｂは、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す様にしたものである。

これによって、流量計測装置の本来の計測機能を実行しながら、流量計測間隔毎の空き時間を利用して瞬時流量あるいは流量積算値を、無電源でも記憶内容を保持する前記不揮発性記憶手段Ａに逐次保存し、そして前記間欠電源供給手段Ｂにより前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給することにより、前記不揮発性記憶手段Ａに保存された瞬時流量あるいは流量積算値を演算部Ｂで読み出し、大メモリ容量の不揮発性記憶手段Ｂに逐次蓄積保存ができるようになり、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたる流量積算値データの蓄積、及
びある期間（例えば２時間位）の瞬時流量データの蓄積をすることが可能となる。

本発明の流量計測装置は、本来の流量計測機能を損なうことなく、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたって流量積算値がどの様に変化してきたか、あるいはある期間（例えば２時間位）の瞬時流量がどの様に変化してきたか収集できるようになり、例えば流体がガスの場合、蓄積された積算値データの変化からそのデータ収集期間の時間帯別のガス使用量や曜日別のガス使用量等を分析したりすることが出来るようになる。又蓄積された瞬時流量データの変化からガス配管でのガス漏れの状況を検証したり、又流量計測装置が取り付けられている配管内で、どの様な圧力変動（変動周波数、変動の大きさ等）が発生しているか等の分析を行なうことが可能となる。

第１の発明は、通過流量に対応した流量計測データを出力する流量計測手段と、前記流量計測データをもとに演算処理し、瞬時流量や流量積算値を求める演算部Ａと、瞬時流量や流量積算値などの流量データを保持する不揮発性記憶手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａの動作時に不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込む前記瞬時流量や前記流量積算値の流量データを選択する書き込み流量データ選択手段と、前記演算部Ａで演算処理した前記瞬時流量や前記流量積算値を表示する流量表示手段と、電源Ａとを備えた流量計測部と、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す演算部Ｂと、前記演算部Ｂで前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す時、前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ｂと、前記演算部Ｂで読み出された流量データを保持する不揮発性記憶手段Ｂと、前記演算部Ｂにデータ収集の開始、あるいは終了を指令するデータ収集開始／終了選択手段と、前記不揮発性記憶手段Ｂに保持された流量データを外部へデータ転送する入出力手段と、電源Ｂとを備えたデータ収集部とで構成することにより、流量計測装置の本来の計測機能を実行しながら、流量計測間隔毎の空き時間を利用して瞬時流量あるいは流量積算値を、無電源でも記憶内容を保持する前記不揮発性記憶手段Ａに逐次保存し、そして前記間欠電源供給手段Ｂにより前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給することにより、前記不揮発性記憶手段Ａに保存された瞬時流量や流量積算値の流量データを演算部Ｂで読み出し、大メモリ容量の不揮発性記憶手段Ｂに逐次蓄積保存ができるようになり、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたる流量積算値データの蓄積、及びある期間（例えば２時間位）の瞬時流量データの蓄積をすることが可能となる。そしてその蓄積された積算値データの変化からそのデータ収集期間の時間帯別のガス使用量や曜日別のガス使用量等を分析したりすることが出来るようになる。又、蓄積された瞬時流量データの変化からガス配管でガス漏れの状況を検証したり、前記流量計測装置が取り付けられている配管内で、どの様な圧力変動（変動周波数、変動の大きさ等）が発生しているか等の分析を行なうことが可能となる。 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における流量計測装置の構成ブロック図を示すものである。

図１において、１は通過流量に対応した流量計測データを出力する流量計測手段、１２は前記流量計測手段から送られてくる流量計測データをもとに演算処理し瞬時流量や流量積算値を求める演算部Ａ、９は無電源でも記憶内容を保持し、前記演算部Ａから送られてくる瞬時流量あるいは流量積算値を記憶保存し、データ収集部２１へのデータ転送の中継に用いる不揮発性記憶手段Ａ、１１は前記不揮発性記憶手段Ａ９の動作時に不揮発性記憶手段Ａ９に電源を供給する間欠電源供給手段Ａ、１３は前記不揮発性記憶手段Ａ９に書き
込む流量データとして前記瞬時流量を書き込むか、前記流量積算値を書き込むかを選択する書き込み流量データ選択手段、７は前記演算部Ａ１２で演算処理した瞬時流量あるいは流量積算値を表示する流量表示手段、５は前記各手段に電源を供給する電源Ａ、２０は上述した構成全体を示した流量計測部を示している。

又、１４は前記不揮発性記憶手段Ａ９に書き込まれた瞬時流量や流量積算値の流量データを読み出す演算部Ｂ、１６は前記演算部Ｂ１４で前記不揮発性記憶手段Ａ９に書き込まれた瞬時流量や流量積算値の流量データを読み出す時、前記不揮発性記憶手段Ａ９に電源を供給する間欠電源供給手段Ｂ、１７は前記演算部Ｂ１４で前記不揮発性記憶手段Ａ９から読み出した瞬時流量や流量積算値の流量データを蓄積保存し、無電源でも記憶内容を保持する不揮発性記憶手段Ｂ、１５は前記演算部Ｂ１４にデータ収集の開始、あるいは終了を指令するデータ収集開始／終了選択手段、１９は前記不揮発性記憶手段Ｂ１７に蓄積保存された瞬時流量や流量積算値の流量データを外部へデータ転送する入出力手段、１８は前記各部に電源を供給する電源Ｂ、２１は上述した構成全体を示したデータ収集部を示している。

以上のように構成された流量計測装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、通過流量に対応した流量計測データを出力する流量計測手段１は、例えば超音波流量計測手段がある。超音波流量計測手段は流路に１対の送受信を行なう超音波センサーが設けられ、一方の超音波センサーが送信の時、もう一方の超音波センサーが受信を受け持つようになっている。そして交互に送信、受信の役割を交替し、流路の上流側から下流側に超音波が送信される時の伝搬時間Ｔ１と、下流側から上流側に超音波が送信される時の伝搬時間Ｔ２を計時カウンタでカウントするようになっている。

時間に比例した上記カウンタ値の流量計測データが前記演算部Ａ１２に送られ下記演算式により演算部Ａ１２で演算処理され、瞬時流量が求められる。

Ｑ＝Ｋ×Ｓ×（１／Ｔ１―１／Ｔ２）
Ｋ：流路構造で決まる比例定数
Ｓ：流路断面積
そして上記の例の超音波流量計測手段で、例えば計測周期が２秒毎に繰り返される場合、２秒毎の瞬時流量を求めることができるようになる。又、この求めた瞬時流量が計測周期の２秒間一定に流れるとして時間積分することにより、この２秒間の流量積算値の増分を求めることができる。そしてその時点の最新の流量積算値としては、前回までの積算値に今回の積算値の増分を加えたものとして計算される。

この様にして求められた瞬時流量及び流量積算値は前記演算部Ａ１２のＲＡＭ領域に記憶保存される。演算部Ａ１２のＲＡＭ領域に記憶される瞬時流量及び流量積算値は、例えば流量計測周期が２秒毎の場合、２秒毎に新しい瞬時流量及び流量積算値に更新されていく。

書き込み流量データ選択手段１３は演算部Ａ１２へ指令を与えるもので、例えば瞬時流量データが選択されたときには、前記演算部Ａ１２のＲＡＭ領域に記憶されている前記瞬時流量が不揮発性記憶手段Ａ９に書き込み保存され、又流量積算値データが選択されたときには、前記演算部Ａ１２のＲＡＭ領域に記憶されている前記流量積算値が不揮発性記憶手段Ａ９に書き込み保存されるようになる。そして不揮発性記憶手段Ａ９に書き込み保存された前記瞬時流量あるいは前記流量積算値の流量データは、無電源でも記憶保持されることになる。

瞬時流量は時々刻々変化するものを捉えようとするものなので、ある期間の瞬時流量の変化をデータ収集しようとした場合、不揮発性記憶手段Ａ９への書き込み保存は、計測周期のｎ（整数）倍の周期で書き込みむようにする。例えば、上記の例の超音波流量計測手段の場合計測周期は２秒なので、瞬時流量の書き込み周期の最小は２秒周期となる。

又、前述した様に流量積算値は瞬時流量を時間積分したものなので秒単位ではおおきく変化しない。従ってある期間の流量積算値の変化をデータ収集しようとした場合、不揮発性記憶手段Ａ９への書き込み保存は、計測周期のｎ（整数）×３０倍の分単位の周期で書き込むようにする。例えば、上記の例の超音波流量計測手段の場合計測周期は２秒なので、流量積算値の書き込み周期の最小は１分周期となる。

次に間欠電源供給手段Ａ１１は、前記瞬時流量あるいは前記流量積算値の流量データを前記不揮発性記憶手段Ａ９に書き込み保存する時にのみ、前記不揮発性記憶手段Ａ９に電源供給するためのものである。間欠電源供給手段Ａ１１は、例えば演算部Ａ１２からの出力でＯＮ／ＯＦＦするトランジスタで構成することが出来る。

不揮発性記憶手段Ａ９に瞬時流量あるいは流量積算値が書き込み保存された後には、演算部Ａ１２は流量計測処理の方に動作を専念させることが出来る。そのため不揮発性記憶手段Ａ９への上記の様な書き込み処理を行なっても本来の流量計測機能が損なわれることはない。

流量表示手段７は、前記演算部Ａ１２で演算処理し求められた瞬時流量あるいは流量積算値を表示し、視覚的に認識できるようにするものである。従来の流量計測装置における流量表示手段７は、一般的に流量積算値を表示するようになっているが、本発明の流量計測装置における流量表示手段７は、書き込み流量データ選択手段１３によって選択した瞬時流量あるいは流量積算値に対応して、瞬時流量あるいは流量積算値を表示するようにしている。流量表示手段７は、例えば液晶表示の様なもので構成することができる。

次に、無電源でも前記不揮発性記憶手段Ａ９に記憶保存されている瞬時流量あるいは流量積算値を読み出し、データ収集するデータ収集部２１の動作について説明する。

データ収集部２１は、前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存された瞬時流量あるいは流量積算値を長期間にわたってデータ収集するための処理部である。

データ収集開始／終了選択手段１５は演算部Ｂ１４にデータ収集の開始あるいは終了を指令するものである。データ収集の開始を選択すると演算部Ｂ１４は、前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存された前記瞬時流量あるいは前記流量積算値を逐次読み出す様になる。その読み出しタイミングは演算部Ａ１２が前記不揮発性記憶手段Ａ９に書き込みを終了してから、前記不揮発性記憶手段Ａ９への次の書き込みが開始される前までの期間になる。

演算部Ａ１２が前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存されている瞬時流量あるいは流量積算値を読み出す場合、演算部Ａ１２が前記不揮発性記憶手段Ａ９に瞬時流量あるいは流量積算値を書き込むタイミングとバッティングすることのない様、演算部Ｂ１４は演算部Ａ１２へ前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存された瞬時流量あるいは流量積算値を読み出したいという要求信号を送り、演算部Ａ１２からの許可信号を認識することにより、前記不揮発性記憶手段Ａ９から瞬時流量あるいは流量積算値を読み出すようにしている。

演算部Ａ１２からの許可信号を認識すると、演算部Ｂ１４から間欠電源供給手段Ｂ１６へ信号が送られ、間欠電源供給手段Ｂ１６により前記不揮発性記憶手段Ａ９に電源Ｂ１８から電源供給するようにし、前記演算部Ｂ１４で前記不揮発性記憶手段Ａ９に記憶保存さ
れている瞬時流量あるいは流量積算値を読み出し、前記演算部Ｂ１４のＲＡＭ領域に一時記憶される。

前記演算部Ｂ１４で前記不揮発性記憶手段Ａ９に記憶保存されている瞬時流量あるいは流量積算値を読み出す場合、上記の様に間欠電源供給手段Ｂ１６により前記不揮発性記憶手段Ａ９に電源Ｂ１８から電源供給するようにしているので、流量計測部２０の電源Ａ５の電力消費をすることはない。

流量計測部の動作説明で前述した様に瞬時流量の場合、不揮発性記憶手段Ａ９への書き込み保存は、計測周期のｎ（整数）倍の周期（秒単位）で書き込まれる。従って、演算部Ｂ１４が前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存された瞬時流量を読み出す場合、計測周期のｎ（整数）倍の周期（秒単位）で読み出されることになる。例えば前述の超音波流量計測手段の場合計測周期が２秒であるので、読み出し周期の最小は２秒周期となる。

又、流量積算値の場合、不揮発性記憶手段Ａ９への書き込み保存は、流量計測周期のｎ（整数）×３０倍の周期（分単位）で書き込まれる。従って、演算部Ｂ１４が前記不揮発性記憶手段Ａ９に保存された流量積算値を読み出す場合、流量計測周期の（ｎ（整数）×３０）倍の周期（分単位）で読み出されることになる。例えば前述の超音波流量計測手段の場合計測周期が２秒であるので、読み出し周期の最小は１分周期となる。

演算部Ｂ１４のＲＡＭ領域に一時記憶された瞬時流量あるいは流量積算値は、前記演算部Ｂ１４により大容量の不揮発性記憶手段Ｂ１７に蓄積保存される。

このようにして、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたる流量積算値データの蓄積、あるいはある期間（例えば２時間位）の瞬時流量データの蓄積をすることが可能となる。データ収集開始／終了選択手段１５においてデータ収集の終了を選択すると演算部Ｂ１４は、前記不揮発性記憶手段Ａ９からの瞬時流量あるいは流量積算値読み出しを終了する。

不揮発性記憶手段Ａ９からの瞬時流量あるいは流量積算値の流量データの読み出しを終了した時点で、不揮発性記憶手段Ｂ１７に長期間にわたって蓄えられた瞬時流量あるいは流量積算値は入出力手段１９を経由してパソコン等の外部機器へ通信転送する。

この様に本発明の流量計測装置は、本来の流量計測機能を損なうことなく長期間（例えば１ヶ月間等）にわたって流量積算値がどの様に変化してきたか、あるいはある期間（例えば２時間位）の瞬時流量がどの様に変化してきたかデータ収集できるようになる。例えば流体がガスの場合、蓄積された積算値データの変化からそのデータ収集期間の時間帯別のガス使用量や曜日別のガス使用量等を分析したりすることが出来るようになる。又蓄積された瞬時流量データの変化からガス配管でのガス漏れの状況を検証したり、又前記流量計測装置が取り付けられている配管内でどの様な圧力変動（変動周波数、変動の大きさ等）が発生しているか等の分析を行なうことが可能となる。

以上のように、本発明にかかる流量計測装置は、本来の流量計測機能を損なうことなく、長期間（例えば１ヶ月間等）にわたって流量積算値がどの様に変化してきたか、あるいはある期間（例えば２時間位）の瞬時流量がどの様に変化してきたか収集できるようになり、例えば流体がガスの場合、蓄積された積算値データの変化からそのデータ収集期間の時間帯別のガス使用量や曜日別のガス使用量等を分析したりすることが出来るようになる。

本発明の実施例１の流量計測装置のブロック図 従来の流量計測装置のブロック図

１ 流量計測手段
２ 流量積算手段
３ 記憶手段
４ 通信手段
５ 電源Ａ
６ 入出力部
７ 流量表示手段
８ 遮断手段
９ 不揮発性記憶手段Ａ
１０ 制御手段
１１ 間欠電源供給手段Ａ
１２ 演算部Ａ
１３ 書き込み流量データ手段
１４ 演算部Ｂ
１５ データ収集開始／終了選択手段
１６ 間欠電源供給手段Ｂ
１７ 不揮発性記憶手段Ｂ
１８ 電源Ｂ
１９ 入出力手段
２０ 流量計測部
２１ データ収集部

Claims (1)

1. 通過流量に対応した流量計測データを出力する流量計測手段と、前記流量計測データをもとに演算処理し、瞬時流量や流量積算値を求める演算部Ａと、瞬時流量や流量積算値などの流量データを保持する不揮発性記憶手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａの動作時に不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ａと、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込む前記瞬時流量や前記流量積算値の流量データを選択する書き込み流量データ選択手段と、前記演算部Ａで演算処理した前記瞬時流量や前記流量積算値を表示する流量表示手段と、電源Ａとを備えた流量計測部と、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す演算部Ｂと、前記演算部Ｂで前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す時、前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給する間欠電源供給手段Ｂと、前記演算部Ｂで読み出された流量データを保持する不揮発性記憶手段Ｂと、前記演算部Ｂにデータ収集の開始、あるいは終了を指令するデータ収集開始／終了選択手段と、前記不揮発性記憶手段Ｂに保持された流量データを外部へデータ転送する入出力手段と、電源Ｂとを備えたデータ収集部とで構成し、前記演算部Ｂから前記演算部Ａに前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データの読み出しの要求信号を送り、前記演算部Ａから前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す許可信号が出力されたら、前記間欠電源供給手段Ｂは、前記電源Ｂから前記不揮発性記憶手段Ａに電源を供給すると共に、前記演算部Ｂは、前記不揮発性記憶手段Ａに書き込まれた流量データを読み出す様にした流量計測装置。

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