JP5213220B2 - 流量計測装置、通信システム、流量計測方法、流量計測プログラムおよび流体供給システム - Google Patents

Description

本発明は、流体の流量変化を捕らえることにより、流体を使用している環境に何らかの変化が生じたことを検知し、外部へ通知するための技術に関する。

従来、ガス流路を流れるガスの流量変化を捉えることにより、ガス流量計測装置の製造後であっても、市場に登場した新しい器具の使用パターンの情報を逐次取り入れて、器具別の正確な流量を検出するシステムが存在する（特許文献１参照）。

上記システムにおいては、各家庭に配置された流量計測装置が、サービスセンターと通信回線を通じて接続されている。そして、市場に新しいガス器具が登場した場合、サービスセンターによってガス器具のデータベースの内容が更新され、通信手段を介して流量計測装置のデータベース記憶手段の記憶内容が更新されることとなる。従って、家庭内にこの新しいガス器具が導入された場合であっても、常に正しい器具判別ができることとなる。
特開２００７−２４７５３号公報

しかしながら、上記の構成においても、家庭内に新しいガス器具が導入された場合、即座に対応するのは困難であった。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、既存のガス器具と類似の流量パターンを持つガス器具が新しく導入された場合であっても、当該新しいガス器具を判別する技術を提供することにある。

本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を計測する流量計測部と、流体を使用する新しい器具の導入時における当該新しい器具の試運転に起因する流量の非定常的挙動から、新しい器具の導入を検知する新事象検知部と、前記新事象検知部が検知した新しい器具の導入を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信する送信部と、を備え、前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いる。

本発明によれば、新しい器具の導入を確実に捉えることが可能となるため、器具判別、器具管理等をより適切に行うことが可能となる。特に、非定常的挙動を確実に捉えることが可能となる。

また、前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンの発生回数または単位時間あたりの発生回数に基づき、新しい器具が導入されたことを検知するようにしてもよい。

本発明によれば、偶発的な流量パターンによる検知の誤作動を防止し、確実に新しいガス器具の導入を検知することが可能となる。

前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンと前記新しい器具の流量の定常的挙動を反映した流量パターンから、新しい器具が導入されたことを検知するようにしてもよい。

本発明によれば、複数の条件による判断の採用により、単一の条件による検知の誤作動を防止し、確実に新しいガス器具の導入を検知することが可能となる。

流量計測装置と前記受信装置をネットワークで結ぶことにより通信システムが構成される。

さらに本発明は、流路に流れる流体の流量を計測するステップと、流体を使用する新しい器具の導入時における当該新しい器具の試運転に起因する流量の非定常的挙動であって、当該非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いて、新しい器具の導入を検知するステップと、前記検知した新しい器具の導入を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信するステップと、を備え、前記非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いる、流量計測方法をも提供する。また、このようなステップを、流量計測装置を制御するコンピュータに実行させる流量計測プログラムも本発明に含まれる。さらに上述の流量計測装置、通信システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システムも本発明に含まれる。

本発明によれば、非定常的挙動という特別な事象に基づき、新しいガス器具の導入を判別するため、新しいガス器具の導入を確実に捉えることが可能となる。

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。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態における流量計測装置としてのガスメータ１００と、センター装置２００と、ネットワーク３００と、ＣＯセンサ４００からなる流体供給システムのブロック図を示すものである。ガスメータ１００とＣＯセンサは建物に配置され、例えば無線または有線通信によって互いに通信可能となっている。また、センター装置２００はガス会社、プロパン業者、もしくはこれらと関係のある会社などの管理部署に設置され、各建物に配置されたガスメータ１００を集中管理する装置であり、ガスメータ１００とは電話回線、インターネットなどのネットワーク３００を介してネットワーク通信可能に接続されている。

ガスメータ１００は、流路１０２と、流量計測部としての超音波流量計１０４と、計測流量情報記憶部１０６と、新事象検知部１０８と、送受信部１１０と、器具判別部１１６と、器具別流量履歴情報保持部１１８とを備えたものである。さらにガスメータ１００は、流路１０２に配置され、緊急時などにガスを遮断する流路遮断弁１２２を含む。

超音波流量計１０４は、流路１０２に流れる流体としてのガスに対し、一定時間間隔（例えば２秒など）で超音波を発射してその流量を計測するものであり、一般的なものを使用することができる。計測流量情報記憶部１０６は、超音波流量計１０４で計測された計測流量値と、当該計測流量値を計測した計測時間が対応付けられて記述された対象データ（流量パターン）を記憶する。

新事象検知部１０８は、ガスメータ１００の使用環境において、従前の使用環境には存在しない、何らかの新しい事象（新事象）が生じた場合、器具判別部１１６における、従前の器具により生じる事象との比較により、従前の器具ではないこのような事象を検知し、当該新事象を表す新事象信号を生成する。特に本発明においては、使用環境下において従前には存在しなかった新しいガス器具を導入したという新事象を検知する。このような新事象信号が、外部の監視装置等に送信されることにより、新しいガス器具についても適切な維持管理を図ることが可能となる。

送受信部１１０は、外部の他の装置と、種々の情報を送受信するものであり、通信手段、通信方法は有線、無線を問わず何ら限定されない。送受信部１１０は、新事象検知部１０８が生成した新事象信号を、無線、インターネットなどのネットワーク３００を介して、ガス会社などが管理するセンター装置２００のごとき外部の装置に送信する送信部として機能する。

ＣＯセンサ４００は、ガス器具１３〜１５からＣＯ（一酸化炭素）が漏洩した場合等にＣＯを検知し、ＣＯの検知を示すＣＯ検知信号を送受信部（ＣＯ検知信号を受信する受信部として機能する）１１０に無線通信（有線通信でもよい）により送信する。もちろん、このＣＯ検知信号の送受信部が別途設けられて、送受信部１１０に信号が送られてもよい。送受信部１１０は受信したＣＯ検知信号を新事象検知部１０８に送信する。

器具判別部１１６は、計測流量情報記憶部１０６に記憶された流量パターンに対して、流体としてのガスを使用しているガス器具を判別する。ここで器具判別部１１６は、流量パターンと、予めガス器具ごとに器具別流量履歴情報保持部１１８に記憶されたガス器具固有の流量履歴情報を比較し、その類似関係等からガスを使用するガス器具を判別する。

また、ガスメータ１００は上流側においてガス管路１９に接続されるとともに、下流側にてガステーブル、ファンヒータ、床暖房等、種々のガス器具１３，１４，１５に接続されている。

本実施形態のガスメータ１００は、流量計測部たる超音波流量計１０４によって計測された流量の流量パターンから、流体の使用環境下において、従前の使用環境には存在しない事象である新事象が新たに生じたことを検知し、外部のセンター装置２００に通知する。本実施形態においては、図２以下のグラフに示すように、超音波流量計１０４が一定時間間隔（例えば２秒など）をおいて計測される流量（絶対流量）Ｑを計測し、計測された各流量が計測流量情報記憶部１０６に記憶され、グラフに示すような流量パターンが生成される。このような生成流量パターンに基づき、新事象が検知される。

（第１の実施形態）
上述したように、本発明では、ガスメータ１００の新事象検知部１０８が、新しいガス器具の導入時における、当該ガス器具の試運転に起因するガスの非定常的挙動から、新しいガス器具が導入されたことを検知する。本発明において、「新しい（ガス）器具」とは、市場に投入された新しい器具（いわゆる新製品）のみならず、家庭内など、当該ガスメータ１００の使用環境に初めて導入された器具の双方を含む。特に本実施形態では、新事象検知部１０８が、非定常的挙動と新しいガス器具のガスの定常的挙動から、新しいガス器具が導入されたことを検知する。

図２は、ガス器具１３，１４，１５としてガス器具Ａ、ガス器具Ｂ、ガス器具Ｃが使用されたときの流量パターンを示す。まず、ガス器具Ａ、ガス器具Ｂが使用された後、通常のガス器具によるガスの流量パターン、すなわち定常的挙動とは異なる（ガスが流れる時間が短い）流量パターンが２回現れている。このような非定常的挙動を反映した流量パターンは、例えば新しいガス器具の導入に伴うエアパージによって発生する。

「エアパージ」とは、ガス器具の中にある空気を追い出し、ガスを器具内に充填し、ガス器具を正常に使用できる状態にする作業である。従ってガスへの着火はなされていない。エアパージはガス器具の導入時に、基本的に必ず行われる作業のため、確実に非定常的挙動を捉えることが可能となる。

さらにエアパージの流量パターンが２回発生した後、前出のガス器具Ａ、ガス器具Ｂの流量パターンとは異なる何らかの新しいガス器具（ここでは仮にガス器具Ｃとする）の定常的挙動を反映した流量パターンが発生している。そして、新事象検知部１０８は、エアパージの流量パターンの如く非定常的挙動を反映した２回の流量パターンと、ガス器具Ｃの定常的挙動を反映した流量パターンの組み合わせから、ガス器具Ｃが導入されたことを検知する。

そこで、新事象検知部１０８は、新しい器具であるガス器具Ｃが導入されたことを新事象として検知し、新事象信号を生成して送受信部１１０に新事象信号を送る。送受信部１１０は、当該新事象信号をネットワーク３００を介してセンター装置２００に送る。センター装置２００は所定の通報手段により管理部署に新事象信号を通報し、管理部署は、何らかの新事象が生じたことを把握し、さらに新しいガス器具が導入されたことを把握して、ガスメータ１００の器具別流量履歴情報保持部１１８の情報を更新するなど、ガス器具の管理などのための所定の対策をたてることが可能となる。センター装置２００は新事象信号を受信する受信装置として機能し、ガスメータ１００と受信装置からなる通信システムが構成される。

上記の例では、新事象検知部１０８は、非定常的挙動と定常的挙動の双方から、新しいガス器具が導入されたことを検知している。これは、新事象検知部１０８が単なるノイズを非定常的挙動として検知するといった誤作動を防止するためである。しかしながら、非定常的挙動を確実に検知することができるなら、非定常的挙動のみで、新事象検知部１０８は、新しいガス器具が導入されたと判断し、新事象信号を生成するようにしてもよい。

また、上記の例では、新事象検知部１０８は、例えば２回という非定常的挙動を反映した流量パターンの発生回数（発生回数の総計）に基づき、新しいガス器具の導入を検知しているが、単位時間あたりの発生回数に基づき、新しいガス器具の導入を検知しても良い。

本実施形態によれば、非定常的挙動という特別な事象に基づき、新しいガス器具の導入を判別するため、新しいガス器具の導入を確実に捉えることが可能となる。特に新しく導入したガス器具Ｃの定常的挙動の流量パターンが、既存のガス器具Ａ、ガス器具Ｂの流量パターンと類似の場合、効果は大きい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態において、新事象検知部１０８は、基本的に非定常的挙動の流量パターンと、定常的挙動の流量パターンを組み合わせて、新しいガス器具の導入を検知している。本実施形態では、非定常的挙動の流量パターンのみから、新しいガス器具の導入が検知可能な例を示す。

図３は、ガス器具Ａ，Ｂが使用された後、新しいガス器具Ｃの試運転としてエアパージが２回行われ、その後ガス器具Ｃの通常運転が開始している。本例ではガス器具Ｃは給湯器であり、その定常的挙動下（通常運転）における流量パターンは緩点火点Ｐのような、最大流量より少ない流量での着火点をもつ。緩点火点Ｐでうまく着火がなされると、設定された流量が流れて、その流量での燃焼が行われる。一般的に緩点火点において、ガスが流れるにも拘らず着火がうまく行われない場合、長時間ガスを流し続けるのは好ましくないことから、ガスを流し続ける最大時間（最長緩点火時間）は予め定められている。この時間を過ぎると、ガスの流れを停止させるガス器具が存在する。給湯器はそのような器具の代表例である。このような制御はガス器具の制御部によって行われる。

今新しく導入されたガス器具が上記タイプの給湯器であるとする。図３においてエアパージ１、２は、給湯器を設置して試運転をした場合のパターン（非定常的流量パターン）である。試運転のエアパージ時においては、器具配管内に空気があるため、最初はうまく着火しない。すなわち、最長緩点火時間Δｔ１＝Δｔ２＝Δｔｐの間、空気が流れるが点火はしない。その後、器具配管内にガスが充満すると、器具Ｃのグラフのように、緩点火点Ｐを経て、ガス器具本来の流量が流れる。

従って、予め流量ＱｐがΔｔｐ（＝Δｔ１＝ｔ２）秒間続くような流量パターンは、所定ガス器具の試運転におけるパターンであると、例えば器具別流量履歴情報保持部１１８に記憶しておき、このようなパターンが一つでも出現すれば、新しいガス器具が導入され、試運転が開始されたと新事象検知部１０８は判定し、新しいガス器具の導入を検知しても良い。

もちろん、この場合も、エアパージのパターンに続くガス器具Ｃの通常運転時の定常的挙動（流量パターン）の発生と併せて、新事象検知部１０８は新しいガス器具の導入を検知しても良い。

尚、上述の実施形態では、試運転における非定常的挙動としてエアパージの例を挙げた。しかしながら、試運転における非定常的挙動はエアパージに限られず、その他の試運転時の流量の定常的挙動とは異なる挙動を示す現象も含まれる。例えば、エアパージ後、正常着火を短時間に何度か確認するなどの動作も、定常的挙動には近いが、正常使用とは異なるきわめて短時間の動作として、非定常的挙動に含めることもできる。また、実施例では非定常的挙動を検出する物理量として流量を用いたが、圧力でも同様の検出が可能である。

以上のような流量計測方法を実施するため、新事象検知部１０８や図示せぬコンピュータ（演算装置）には、本発明の流量計測方法の各ステップを実行させるプログラムが記憶されている。また、本発明の流量計測装置、流量計測方法、コンピュータに実行させるプログラムを用いた流体（ガス）の供給源を含む流体供給システムも本発明に含まれる。

なお、以上の説明は超音波流量計を用いた場合について説明したが、他の瞬間式の流量計測装置でも、同様の効果が得られることは明白である。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

本発明によれば、新しい器具の導入を確実に捉えることが可能となるため、器具判別、器具管理等をより適切に行うことが可能となる。

本発明の実施形態におけるガスメータを含むガス供給システムのブロック図 第１の実施の形態における非定常的挙動（エアパージ）の流量パターンを示すグラフ。 第２の実施の形態における非定常的挙動（エアパージ）の流量パターンを示すグラフ。

符号の説明

１３、１４、１５ ガス器具
１９ ガス管路
１００ ガスメータ（流量計測装置）
１０２ 流路
１０４ 超音波流量計（流量計測部）
１０６ 計測流量情報記憶部
１０８ 新事象検知部
１１０ 送受信部
１１６ 器具判別部
１１８ 器具別流量履歴情報保持部
１２２ 流路遮断弁
２００ センター装置
３００ ネットワーク
４００ ＣＯセンサ

Claims (8)

1. 流路に流れる流体の流量を計測する流量計測部と、
   流体を使用する新しい器具の導入時における当該新しい器具の試運転に起因する流量の非定常的挙動から、新しい器具の導入を検知する新事象検知部と、
   前記新事象検知部が検知した新しい器具の導入を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信する送信部と、を備え、
   前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いる流量計測装置。
2. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンの発生回数に基づき、新しい器具が導入されたことを検知する流量計測装置。
3. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンの単位時間あたりの発生回数に基づき、新しい器具が導入されたことを検知する流量計測装置。
4. 請求項１記載の流量計測装置であって、
   前記新事象検知部は、前記非定常的挙動を反映した流量パターンと前記新しい器具の流量の定常的挙動を反映した流量パターンから、新しい器具が導入されたことを検知する流量計測装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の流量計測装置と前記受信装置をネットワークで結んで構成される通信システム。
6. 流路に流れる流体の流量を計測するステップと、
   流体を使用する新しい器具の導入時における当該新しい器具の試運転に起因する流量の非定常的挙動であって、当該非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いて、新しい器具の導入を検知するステップと、
   前記検知した新しい器具の導入を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信するステップと、を備え、
   前記非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いる、流量計測方法。
7. 流量計測装置を制御するコンピュータに、以下のステップを実行させる流量計測プログラムであって、
   流路に流れる流体の流量を計測するステップと、
   流体を使用する新しい器具の導入時における当該新しい器具の試運転に起因する流量の非定常的挙動であって、当該非定常的挙動を反映した流量パターンとして、新しい器具のエアパージにおける流量パターンを用いて、新しい器具の導入を検知するステップと、
   前記検知した新しい器具の導入を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信するステップと、
   をコンピュータに実行させる流量計測プログラム。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の流量計測装置、通信システム、流量計測方法または流量計測プログラムを用いた流体供給システム。

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