JP4943926B2 - 流体計測装置及び流体保安システム - Google Patents

Description

本発明は、流体の使用時間が使用時間判定条件を満たしたときに遮断予告の警報を行い、該警報開始から監視時間にわたって流体の流れを監視して流量無しと判定したときに遮断予告の警報を終了する流体計測装置及び流体保安システムに関するものである。

特許文献１に示すように、ガスメータは燃焼器具の使用時間が異常に長い場合、燃焼器具の消し忘れ、又は器具栓の不完全閉止などによるガス漏れと判断し、ガスを遮断する使用時間遮断機能を有している。そして、ガスメータは使用時間予告と判定すると、集中監視センターに通報を行うとともに、例えば屋内に設けられた警報器等に対して、ガスの遮断を行う直前（およそ５〜８分前など）に注意を促すために遮断予告信号を出力することで、警報器によってガスの使用を停止するように音声出力などで促す。これにより、遮断予告に気がついたガス消費者は、ガスの使用を停止する。そして、ガスメータは所定の監視時間の間ガス流量を監視した後、流量なしと判定したときに警報器への信号の出力を停止する。その結果、警報器はガスメータからの信号出力停止を検知して音声等の警報を停止する。
特開２００３−３０２２７４号公報

しかしながら、上述したガスメータを通じて供給するガスを消費する燃焼機器の中には、使用中に供給ガス圧に圧力変動を生じさせるものがあり、例えば、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）の場合、その使用によってガス圧に約１５ｍｍＨ₂Ｏの変動を１０〜２０Ｈｚの周波数で生じさせる。このようなＧＨＰはガス流路に脈動（圧力変動）を生じさせる脈動発生源となり、集合住宅などにおいて特定の消費宅に設置されていると、ＧＨＰの生じさせる圧力変動により、隣家のガスメータ内のガス流路内に瞬間的なガスの流れが生じるため、ある流量に相当する時間差を計測してしまうようになる。これをガス消費に伴うガス流量と誤認し、通過流量として積算し積算流量を求めてしまうことがあると、積算値が実際のガス使用量よりも大きくなってしまい、計量器としては致命的な信頼性の上の問題となる。

そこで、ガスメータは、上述した脈動が発生する設備に取り付けられることを想定して、流量なし判定を行っていたため、脈動とガス流量を見分けるために、ガス流量のサンプリングに時間を要していた。そのため、ガスメータにおいて、上述した使用時間遮断機能が動作している場合に、遮断予告信号の出力による警報器の警報に応じてガス消費者がガスの使用を停止したにもかかわらず、警報器が鳴り続けるというように、使用時間遮断予告が警報され続けるため、消費者を戸惑わせてしまうという問題があった。なお、このような問題は、流体がガスの場合にのみ生じる問題ではなく、例えば水道水の供給等でも同様に生じる可能性がある。

よって本発明は、上述した問題点に鑑み、脈動が発生する設備に取り付けられることを想定しても、使用時間遮断予告の解除タイミングを実使用形態に近づけることができる流体計測装置及び流体保安システムを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の流体計測装置は、図１の基本構成図に示すように、流路を流れる流体の使用時間が予め定められた使用時間判定条件に満たしたことを検出する使用時間検出手段１１ａ１と、前記使用時間検出手段１１ａ１の検出に応じて遮断予告の警報開始を要求する遮断予告要求手段１１ａ２と、前記遮断予告要求手段１１ａ２が警報開始の要求を行った後の予め定められた監視時間内における前記流体の流れを監視して流量の有無を判定する流量判定手段１１ａ３と、前記監視時間が経過して前記流量判定手段１１ａ３による流量無しの判定に応じて前記遮断予告の警報停止を要求する警報停止要求手段１１ａ４と、を有する流体計測装置１０において、前記流路内に微少な脈動の発生又は脈動の発生無しを、前記遮断予告要求手段１１ａ２が遮断予告の要求を行った後から前記監視時間よりも短い脈動監視時間内で検出する微少脈動検出手段１１ａ５を有し、前記警報停止要求手段１１ａ４は、前記微少脈動監視手段１１ａ５による微少な脈動の発生又は脈動無しの検出に応じて前記遮断予告の警報停止を要求する手段であることを特徴とする。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項１記載の流体保安システムは、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の流体計測装置１０と、前記流体計測装置からの警報開始及び警報停止の要求に応じて警報が制御される警報器２０と、を有することを特徴とする。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の流体計測装置によれば、流体の使用時間が使用時間判定条件を満たしたときに遮断予告の警報開始を要求した後、監視時間における流量の検出する際に、監視時間よりも短い脈動監視時間内で微少脈動の発生無しを検出すると、その時点で遮断予告の警報停止を要求するようにしたことから、脈動がない又は小さい設備であれば、計測した流量のばらつきは小さく且つ流量も安定しているため、遮断予告後の流量なし判定時間を短縮することができる。従って、流体の使用時間遮断予告後に消費者が流体の消費を停止すると、速やかに警報を停止することができるため、遮断予告の警報時間を短縮して使用時間遮断予告の解除タイミングを実使用形態に近づけることができる。

以上説明したように請求項２に記載した本発明の流体保安システムによれば、脈動がない又は小さい設備であれば、流体計測装置は監視時間よりも短い脈動監視時間内で微少脈動の発生無しを検出した時点で警報停止を要求することから、警報器は速やかに遮断予告の警報を停止することができるため、遮断予告の警報に応じて消費者が流体の消費を停止した後に、警報され続けて消費者を戸惑わせるという問題を解消することができる。

以下、本発明に係る残り流体計測装置及び流体保安システムをガスメータ及びガス保安システムに適用する場合の一実施形態を、図２〜図４の図面を参照して以下に説明する。

図２において、本発明の流体保安システムとしてのガス保安システム１は、ガス供給ラインに組み込まれ且つ屋外に設けられたガスメータ１０と、該ガスメータ１０とは別体に屋内に設けられたガス漏れ警報器（以下、警報器ともいう）２０と、を有している。

ガスメータ１０は、予め定められたプログラムに従って動作するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１１を有している。ＭＰＵ１１は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１ａ、ＣＰＵ１１ａのためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ１１ｂ、各種のデータを格納するとともにＣＰＵ１１ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１１ｃ等を有して構成している。

ＲＯＭ１１ｂは、請求項中の使用時間検出手段、遮断予告要求手段、流量判定手段、警報停止要求手段、微少脈動検出手段等の各種手段としてＣＰＵ１１ａを機能させるための使用時間遮断処理プログラム、ガスメータ１０固有の機能を実現するためのプログラム等の各種プログラムを記憶している。即ち、本実施形態では、ガスメータ１０によって本発明の流体計測装置を実現している。

ガスメータ１０はさらに、メモリ部１２と、通信部１３と、流量センサ１４と、遮断弁１５と、を有している。そして、メモリ部１２と通信部１３と流量センサ１４と遮断弁１５との各々は、ＭＰＵ１１に電気的に接続されている。

メモリ部１２は、前記電池からの電力供給が断たれた場合でも、格納された各種データの保持が可能であり、ＣＰＵ１１ａの処理作業に必要な各種格納エリアを有する電気的消去／書き換え可能な読み出し専用のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。なお、本実施の形態では、ＭＰＵ１１とメモリ部１２によって請求項中の流体計測装置を実現している。

メモリ部１２は、ＣＰＵ１１ａが使用時間遮断処理プログラムを実行したときに参照する使用時間判定条件情報３１、流量有無判定情報３２、微少脈動判定情報３３等の各種情報を記憶している。

使用時間判定条件情報３１は、燃焼器具の使用時間が異常に長い場合に、燃焼器具の消し忘れ、または、器具栓の不完全閉止などによるガス漏れと判定するための判定条件を示すデータを有している。例えば、燃焼器具に対応した流量と判定時間（１６０分など）や流量区分と判定時間などの各種判定テーブルが挙げられる。

流量有無判定情報３２は、脈動が発生する設備に取り付けられることを想定した判定条件となっており、例えば、使用時間判定条件を満たしたことを検出したときに、警報器２０に遮断予告の警報開始を要求してから、流量の有無を判定するための判定条件等を示す各種データを有している。より詳細な一例としては、対象流量、判定基準、判定流量などのデータを有しており、判定流量を連続した検出回数の判定に必要な時間が、請求項中の監視時間に相当している。

微少脈動判定情報３３は、流路内に微少な脈動の発生又は脈動の発生無しを、前記遮断予告の要求を行った後から前記監視時間よりも短い脈動監視時間内で検出するための判定条件を示す情報となっている。微少脈動判定情報３３は、上述した流量有無判定情報３２と同様に、対象流量、判定基準、判定流量などのデータを有している。

通信部１３は、ＭＰＵ１１によって制御され、ガスメータ１０の外部にある種々の外部機器が接続される端子台等が用いられる。通信部１３は、通信線を介して警報器２０の通信部２４に通信可能に接続される。そして、ＭＰＵ１１から入力される各種電文を示す信号を警報器２０に送信すると共に、警報器２０から受信した信号が示す電文をＭＰＵ１１に出力する。

流量センサ１４は、例えば、ガス流路に配設された一対の超音波振動子から構成され、センサ回路部（図示せず）を介してＭＰＵ１１に接続される。そして、ＭＰＵ１１は、公知のように、流量センサ１４の一対の超音波振動子間の超音波信号伝搬時間に基づいて、ガス流路を通過するガスの流速、流量を算出する。なお、流量センサ１４については、流量センサがガスメータ１０の内部の可動部（膜）の動きに応じて流量信号を発生し、該流量信号をデジタル変換してＭＰＵ１１に出力したり、フローセンサを用いたりするなど種々異なる実施形態とすることができる。

遮断弁１５は、図示しないが、弁体と該弁体を駆動する駆動回路とを有し、ＭＰＵ１１から遮断信号が入力されると、ガス流路に設けた弁座を弁体で遮断するように駆動することでガス流路を遮断する供給停止状態となる。また、ＭＰＵ１１から復帰信号が入力されると、弁体が弁座を開放するように駆動することでガス流路を開放する供給可能状態となる。

このように構成したガスメータ１０は、流量センサ１４を用いてガスの使用量を計測する。そして、多量の流量が計測された場合や、通常ではあり得ないほどの長時間使用があった場合等に、異常と判定して遮断弁１５を駆動してガス流路を遮断し、安全性を確保する保安機能を有している。

ガスメータ１０は、保安機能に関連した保安信号を警報器２０に出力することで、その保安信号に対応する情報を前記屋内機器に表示／出力させている。例えば、前記保安信号の一例としては、遮断予告信号、弁遮断信号等が挙げられる。そして、遮断予告信号は、一定のガス使用が長時間継続したときに、ガスメータが器具の消し忘れと判断してガスの遮断を行う直前（およそ５〜８分前など）に注意を促すために、ガスメータが屋内機器に出力する信号である。弁遮断信号は、ガス使用の異常遮断、或いは外部センサの作動による遮断等で、ガスメータ１０の弁が閉じていることを示す信号である。

次に、警報器２０の概略構成の一例を以下に説明する。

警報器２０は、予め定められたプログラムに従って動作するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）２１と、メモリ部２２と、ガス検出部２３と、通信部２４と、音声ＩＣ（integrated circuit）２５と、報知部２６と、を有している。ＭＰＵ２１は、上述したガスメータ１０と同様に、ＣＰＵ２１ａと、ＲＯＭ２１ｂと、ＲＡＭ２１ｃと、を有して構成しており、ＭＰＵ２１にはメモリ部２２とガス検出部２３と通信部２４と音声ＩＣ２５と報知部２６とが電気的に接続されている。

ガス検出部２３は、図示しないが、接触燃焼式ガスセンサ等のガスセンサと、該ガスセンサを駆動する駆動回路と、を有している。ガス検出部２３は、ＭＰＵ２１からの要求に応じて駆動され、これによりガス濃度に応じたセンサ出力を検出してＭＰＵ２１に出力する。

通信部２４は、ＭＰＵ２１によって制御され、通信線３０を介してガスメータ１０の通信部１３に通信可能に接続される。通信部１３は、ＭＰＵ２１から入力される各種電文を示す信号をガスメータ１０に送信すると共に、ガスメータ１０から受信した信号が示す電文をＭＰＵ２１に出力する。

音声ＩＣ２５は、予め定められた複数種類の音声情報を記憶しており、ＣＰＵ２１から指定された音声情報を報知部２６に出力する。報知部２６は、音声ＩＣ２５から入力される音声情報を音声信号に変換し、アンプにより増幅してスピーカ等から出力すると共に、ＭＰＵ２１から入力される各種情報をＬＣＤ（liquid crystal display）等の表示器に表示する。

上述した構成の警報器２０は、通信部２４によってガスメータ１０から遮断予告信号を受信すると、ガスメータ１０が使用時間遮断の機能により流路を遮断する前の予告として、報知部２６によってガスの使用を停止するように警報を行う。この警報により、ガスを使用しているガス消費者はガスの使用を停止することになる。よって、ガスメータ１０は流路内の流量なしを検出することになる。しかしながら、ガス消費者によってガスの使用が停止されなかった場合は、流路内をガスが流れ続けることになる。

次に、上述したガスメータ１０のＣＰＵ１１ａが実行する本発明に係る使用時間遮断処理の一例を、図３に示すフローチャートを参照して以下に説明する。

ＣＰＵ１１ａによって上述した使用時間遮断処理プログラムが実行されると、ステップＳ１１において、流量センサ１４からの流量信号に基づいて流路内を流れるガスの流量が算出されてＲＡＭ１１ｃに記憶され、その後ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２（使用時間検出手段）において、メモリ部１２の使用時間判定条件情報３１とＲＡＭ１１ｃの流量に基づいて、使用時間判定条件を満たすか否かが判定される。判定条件を満たしていないと判定された場合（Ｓ１２でＮ）、ステップＳ１１に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、前記判定条件を満たすと判定された場合（Ｓ１２でＹ）、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３（遮断予告要求手段）において、遮断予告の警報開始を要求するための電文が生成されて通信部１３から警報器２０に送信されることで、警報器２０に遮断予告を警報させ、ステップＳ１４において、メモリ部１２の流量有無判定情報３２が有する監視時間が経過するとタイムアウトするタイマがスタートされ、その後ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、流量センサ１４からの流量信号に基づいて流路内を流れるガスの流量、瞬時流量等が算出されてＲＡＭ１１ｃに記憶され、ステップＳ１６（微少脈動検出手段）において、ＲＡＭ１１ｃの流量、瞬時流量等とメモリ部１２の微少脈動判定情報３３とに基づいて、微少脈動判定が成立しているか否かが判定される。微少脈動判定が成立していないと判定された場合（Ｓ１６でＮ）、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、タイマがタイムアウトしたか否かに基づいて、流量判定タイミングであるか否かが判定される。流量判定タイミングではないと判定された場合（Ｓ１７でＮ）、ステップＳ１５に戻り、一連の処理が繰り返される。一方、流量判定タイミングであると判定された場合（Ｓ１７でＹ）、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８（流量判定手段）において、ＲＡＭ１１ｃの流量とメモリ部１２の流量有無判定情報３２とに基づいて、遮断予告の警報後に流量があるか否かが判定される。流量があると判定された場合（Ｓ１８でＹ）、ステップＳ１９において、遮断弁１５に遮断信号が出力されることで、遮断弁１５によって流路が遮断され、ステップＳ２０において、流路の遮断通知を要求する電文が生成されて通信部１３から警報器２０に送信されることで、警報器２０に遮断を通知させ、その後処理を終了する。

また、微少脈動判定が成立していると判定された場合（Ｓ１６でＹ）、又は、遮断予告の警報後に流量がないと判定された場合（Ｓ１８でＮ）、ステップＳ２１（警報停止要求手段）において、遮断予告の警報停止を要求するための電文が生成されて通信部１３から警報器２０に送信されることで、警報器２０に遮断予告の警報を停止させ、その後処理を終了する。

次に、上述したガス保安システム１におけるガスメータ１０と警報器２０の本発明に係る動作（作用）の一例を、図４の図面を参照して以下に説明する。

図４に示す時刻ｔ０において、ガスメータ１０は流量センサ１４からの流量信号において流量Ｑのガスの使用開始を検出すると、使用時間遮断の監視を開始する。そして、時刻ｔ１において、使用時間判定条件を満たしたことを検出すると、警報器２０に対して遮断予告の警報開始を要求することで、警報器２０は遮断予告を報知部２６によって警報する。

また、ガスメータ１０は、時刻ｔ１〜ｔ３の監視時間Ｔ１における流量を監視し、時刻ｔ３において、その監視結果に基づいて、設備における脈動を考慮した流量の有無を判定する。そして、流量があると判定した場合は遮断弁１５によって流路を遮断し、その後、警報器２０に対して遮断通知を要求することで、警報器２０は遮断通知を行う。また、流量無しと判定した場合は、警報器２０に対して遮断予告の警報停止を要求することで、警報器２０は遮断予告を停止する。

また、ガスメータ１０は、時刻ｔ１〜ｔ２の脈動監視時間Ｔ２（ただし、Ｔ２＜Ｔ１）内において、流路内に微少な脈動の発生又は脈動発生無しを検出する。そして、脈動監視時間Ｔ２内にその何れかを検出すると、警報器２０に対して遮断予告の警報停止を要求することで、警報器２０は遮断予告を停止する。即ち、流路内に微少な脈動の発生又は脈動発生無しを検出できれば、流量有無判定を行う時刻ｔ３よりも前に警報器２０における遮断予告の警報を停止することができる。

以上説明したガスメータ１０によれば、ガスの使用時間が使用時間判定条件を満たしたときに遮断予告の警報開始を要求した後、監視時間Ｔ１における流量の検出する際に、監視時間Ｔ１よりも短い脈動監視時間Ｔ２内で微少脈動の発生又は脈動発生無しを検出すると、その時点で遮断予告の警報停止を要求するようにしたことから、脈動がない又は小さい設備であれば、計測した流量のばらつきは小さく且つ流量も安定しているため、遮断予告後の流量なし判定時間を短縮することができる。従って、ガスの使用時間遮断予告後に消費者が流体の消費を停止すると、速やかに警報を停止することができるため、遮断予告の警報時間を短縮して使用時間遮断予告の解除タイミングを実使用形態に近づけることができる。

また、ガス保安システム１によれば、脈動がない又は小さい設備であれば、ガスメータ１０は監視時間Ｔ１りも短い脈動監視時間Ｔ２内で微少脈動の発生無しを検出した時点で警報停止を要求することから、警報器２０は速やかに遮断予告の警報を停止することができるため、遮断予告の警報に応じて消費者がガスの消費を停止した後に、警報され続けて消費者を戸惑わせるという問題を解消することができる。

なお、上述した実施形態では、本発明の流体計測装置をガスメータ１０に適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、水道メータ等で実現することもできる。

このように上述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の流体計測装置及び流体保安システムの基本構成を示す構成図である。 本発明に係るガス保安システムの概略構成を示すシステム構成図である。 図２中のガスメータのＣＰＵが実行する本発明に係る使用時間遮断処理の一例を示すフローチャートである。 本発明に係る流体計測装置の動作の一例を説明するためのグラフである。

符号の説明

１ 流体保安システム（ガス保安システム）
１０ 流体計測装置（ガスメータ）
１１ａ１ 使用時間検出手段（ガスメータのＣＰＵ）
１１ａ２ 遮断予告要求手段（ガスメータのＣＰＵ）
１１ａ３ 流量判定手段（ガスメータのＣＰＵ）
１１ａ４ 警報停止要求手段（ガスメータのＣＰＵ）
１１ａ５ 微少脈動検出手段（ガスメータのＣＰＵ）
２０ 警報器（ガス漏れ警報器）

Claims (2)

1. 流路を流れる流体の使用時間が予め定められた使用時間判定条件に満たしたことを検出する使用時間検出手段と、前記使用時間検出手段の検出に応じて遮断予告の警報開始を要求する遮断予告要求手段と、前記遮断予告要求手段が警報開始の要求を行った後の予め定められた監視時間内における前記流体の流れを監視して流量の有無を判定する流量判定手段と、前記監視時間が経過して前記流量判定手段による流量無しの判定に応じて前記遮断予告の警報停止を要求する警報停止要求手段と、を有する流体計測装置において、
   前記流路内に微少な脈動の発生又は脈動の発生無しを、前記遮断予告要求手段が遮断予告の要求を行った後から前記監視時間よりも短い脈動監視時間内で検出する微少脈動検出手段を有し、
   前記警報停止要求手段は、前記微少脈動監視手段による微少な脈動の発生又は脈動無しの検出に応じて前記遮断予告の警報停止を要求する手段であることを特徴とする流体計測装置。
2. 請求項１に記載の流体計測装置と、前記流体計測装置からの警報開始及び警報停止の要求に応じて警報動作が制御される警報器と、を有することを特徴とする流体保安システム。

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