JP5237775B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定装置に関する。

従来、超音波式や熱式のガスメータが知られている。このようなガスメータでは、約２秒に１回ガス流量を計測するようになっている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
特開２００８−２０２９４８号公報 特開２００１−３２４３６８号公報

しかし、ガスメータは、２秒に１回の間隔で２４時間ガス流量を計測するため、消費電力量は決して少なくない。また、計測間隔は２秒に１回とは限らず０．２秒に１回など、より短い計測間隔で計測を行う場合には、一層消費電力量が高まってしまう。特に、ガスメータに関しては、電池で検定期間の１０年間駆動しなければならず、消費電力量を抑えることが重要となる。

そこで、計測精度を落とすなどの方法により消費電力量を抑えることも可能ではあるが、ガスメータにおいては、ガス器具の使用中など高い計測精度が求められるタイミングが存在し、簡単には計測精度を落とすことができない。

なお、この問題は、ガスの流量を計測する計測装置であればガスメータに限ることなく、共通する問題である。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、消費電力量を抑えつつ、必要時に計測精度の低下を防止することが可能な測定装置を提供することにある。

本発明の測定装置は、積算流量を求めるために、第１所定時間毎の計測間隔で流路内のガス流量を測定する正規計測モードと、前記ガス流路下流側に設置されたガス器具の使用を判断すると共にガス漏れが発生しているか否かを判断するために、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方を検出する高速計測モードと、消費電力が正規計測モードでの消費電力以下であり且つ計測精度が正規計測モードでの計測精度以下であってガス流量を検出する簡易計測モードとを有した測定装置であって、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサと、前記流量センサからの電気信号に応じて流量を求めるマイコンと、前記マイコンの周辺回路であって、前記簡易計測モード時に前記流量センサから入力した電気信号が所定の出力変化を超える場合に、簡易計測モードから高速計測モードに移行するための第１トリガ信号を発生させるトリガ信号発生回路と、前記トリガ信号発生回路により第１トリガ信号が発生された場合に、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる駆動回路と、を備え、前記高速計測モードでは、計測したガス流量及びガス圧の少なくとも一方の波形から、波形の周波数及び振幅の少なくとも一方を求めて得られた値、又は波形の周波数及び振幅の少なくとも一方の状態を示す演算結果と、ガバナが有する調整スプリングの振動に応じた特徴と、ノズルホルダの圧縮性による振動に応じた特徴とに基づいて、ガス器具のうちガバナを有したガス器具の使用であるか、ガバナを有さないガス器具の使用であるかを判断することを特徴とする。

この測定装置によれば、トリガ信号発生回路がマイコンの周辺回路であるため、第１トリガ信号を発生させるにあたり、マイコンによる処理の必要が無く、マイコンの処理演算に関する電力消費を抑制することができる。また、簡易計測モード時に流量センサから入力した電気信号が所定の出力変化を超える場合に、トリガ信号発生回路が簡易計測モードから高速計測モードに移行するための第１トリガ信号を発生させ、高速計測モードにモード移行させる。このため、例えば、流量が例えばゼロのまま変化せず、積算量が所定量に達しない場合、すなわち精度の高い計測の必要性が無いような場合には、計測精度が正規計測モードでの計測精度以下となるものの消費電力を抑えた簡易計測モードで装置を駆動させることとなる。一方、ガスが流れ出して流量が変化し、積算量が所定量に達したような場合、すなわち比較的正確な計測の必要性が増したような場合には、消費電力が簡易計測モードでの消費電力以上となるものの計測精度が高い正規計測モードで装置を駆動させることとなる。従って、消費電力量を抑えつつ、必要時に計測精度の低下を防止することができる。また、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定する正規計測モードと、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方を検出する高速計測モードとを有する。このため、簡易計測モードにおいてガスが流れ出して流量が変化し、積算流量が所定値を超えるような場合に、積算流量を求めたり、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断を行ったりすることができる。さらに、高速計測モードでは、計測したガス流量及びガス圧の少なくとも一方の波形から、波形の周波数及び振幅の少なくとも一方を求めて得られた値、又は波形の周波数及び振幅の少なくとも一方の状態を示す演算結果に基づいて、ガス器具のうちガバナを有したガス器具の使用であるか、ガバナを有さないガス器具の使用であるかを判断する。ここで、ガバナを有するガス器具の使用開始時と、ガバナを有しないガス器具の使用開始時とでは、圧力や流量の波形の周波数や振幅に特徴的な差がある。よって、この特徴的な差によってガス器具のうちガバナを有したガス器具の使用であるか、ガバナを有さないガス器具の使用であるかを判断して、ガス漏れ判断の誤検出防止につなげることができる。

また、本発明の測定装置において、マイコンは、トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して、駆動回路に対して簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる指示信号を送信し、駆動回路は、マイコンからの指示信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させることが好ましい。

この測定装置によれば、マイコンは、トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して指示信号を送信し、駆動回路は、マイコンからの指示信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる。このため、直接第１トリガ信号を駆動回路に入力させる場合と比較して、トリガ信号発生回路から駆動回路への回路接続等不要になり、構成を簡素化することができる。

また、本発明の測定装置において、駆動回路は、トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させることが好ましい。

この測定装置によれば、駆動回路は、トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる。すなわち、トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号は、マイコンを介することなく直接駆動回路に入力されることとなり、簡易計測モードから高速計測モードへのモード移行に関してもマイコンが関与することなく、一層消費電力を低減することができる。

また、本発明の測定装置において、トリガ信号発生回路から第１トリガ信号を入力してオン状態となるスイッチ手段をさらに備え、マイコンは、トリガ信号発生回路から第１トリガ信号が出力されてスイッチ手段がオン状態となることにより、電源電圧が供給されることが好ましい。

この測定装置によれば、マイコンは、トリガ信号発生回路から第１トリガ信号が出力されてスイッチ手段がオン状態となることにより、電源電圧が供給される。このため、マイコンは、第２モードから第１モードにモード移行する際に電源オンとなり、モード移行するまでは停止状態にある。従って、一層消費電力を低減することができる。

また、本発明の測定装置において、トリガ信号発生回路は、簡易計測モード時に流量センサから入力した電気信号を積算して積算量が所定量に達した場合に、簡易計測モードから高速計測モードに移行するための第１トリガ信号を発生させ、マイコンは、高速計測モードにおいて特定時間だけ、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方が検出された後に、高速計測モードから正規計測モードに移行させる第２トリガ信号を発生させ、駆動回路は、トリガ信号発生回路から第１トリガ信号が発生された場合に、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させ、マイコンから第２トリガ信号が発生された場合に、高速計測モードから正規計測モードにモード移行させることが好ましい。

この測定装置によれば、簡易計測モード時に流量センサから入力した電気信号を積算して積算量が所定量に達した場合に、簡易計測モードから高速計測モードに移行し、高速計測モードにおいて特定時間だけ、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方が検出された後に、高速計測モードから正規計測モードに移行する。このため、簡易計測モードにおいてガスが流れ出して流量が変化し、積算流量が所定値を超えるような場合に、まず高速計測モードに移行し、その後正規計測モードに移行することとなる。これにより、ガスの流れが検出されると、高速計測モードにおいてガス器具の使用状態やガス漏れが瞬時に判断され、その後に積算流量を求める通常の計測に移行することとなる。これにより、ガス漏れ等の安全確認の後に通常の計測に移行することができる。

また、本発明の測定装置において、マイコンは、正規計測モードにおいて流量センサからの電気信号に基づいて所定値を超える流量が検出されないと判断した場合、正規計測モードから簡易計測モードに移行させる第３トリガ信号を発生させ、駆動回路は、マイコンから第３トリガ信号が発生された場合に、正規計測モードから簡易計測モードにモード移行させることが好ましい。

この測定装置によれば、正規計測モードにおいて所定値を超える流量が検出されない場合、正規計測モードから簡易計測モードに移行させる。このように、流量が所定値（例えば１．５Ｌ／ｈｒ）を超えず、ガスの流れが無いような場合、すなわち流量の積算、並びにガス器具の使用やガス漏れの判断の必要性が無い場合には簡易計測モードに移行することとなり、適切に消費電力量を低減することができる。

また、本発明の測定装置において、流量センサが熱式である場合において、簡易計測モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされていることが好ましい。

この測定装置によれば、流量センサが熱式である場合において、簡易計測モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされている。このため、ガス流量が熱式で検出される場合においてヒータに使用される消費電力量を低減させることができる。

また、本発明の測定装置において、高速計測モードの計測間隔は、正規計測モードの計測間隔よりも短くされていることが好ましい。

この測定装置によれば、高速計測モードの計測間隔は、正規計測モードの計測間隔よりも短くされている。このため、ガス器具の使用状態やガス漏れを判断する場合に細かな計測を行って判断精度を高めると共に、積算流量を得たい場合には通常の２秒に１回などの計測を行うことができる。

また、本発明の測定装置において、流量センサが熱式である場合において、高速計測モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされていることが好ましい。

この測定装置によれば、流量センサが熱式である場合において、高速計測モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされている。このため、第２モード以上の計測精度を有する高速計測モード及び正規計測モードにおいても、異なる感度とすることができ、利便性を向上させることができる。

また、本発明の測定装置において、正規計測モードでは、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定すると共に、この計測間隔を埋めるように簡易計測モードと同じ計測を行い、トリガ信号発生回路は、正規計測モード時に第１所定時間毎の計測間隔を埋めるように行われる簡易計測モードと同じ計測時において、流量センサからの電気信号が所定の出力変化を超える場合、正規計測モードから高速計測モードに移行させる第４トリガ信号を発生させ、駆動回路は、トリガ信号発生回路から第４トリガ信号が発生された場合に、正規計測モードから高速計測モードにモード移行させることが好ましい。

この測定装置によれば、正規計測モードでは、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定すると共に、この計測間隔を埋めるように簡易計測モードと同じ計測を行い、この簡易計測モードと同じ計測時において、流量センサからの電気信号が所定の出力変化を超える場合、正規計測モードから高速計測モードに移行させる。これにより、流量を計測している最中に新たなガス器具が使用されて流量が変化した場合などに、高速計測モードに移行することとなり、新たなガス器具の使用等を検出することができる。

また、本発明の測定装置において、トリガ信号発生回路は、バンドパスフィルタ回路を含んで構成されていることが好ましい。

この測定装置によれば、トリガ信号発生回路は、バンドパスフィルタ回路を含んで構成されているため、高周波ノイズについてもカットすることができ、第１トリガ信号の発生精度を向上させることができる。

本発明によれば、消費電力量を抑えつつ、必要時に計測精度の低下を防止することが可能な測定装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る計測装置を含むガス供給システムの構成図である。ガス供給システム１は、各ガス器具１０に燃料ガスを供給するものであって、複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、ガスメータ（計測装置）４０とを備えている。なお、図１に示す例では、ガスメータ４０を計測装置の一例として挙げるが、計測装置はガスメータ４０に限らず、ガス流量を計測する他の装置であってもよい。

調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ４０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ４０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。

また、ガス器具１０は、概略的に、遮断弁１２、ガバナ１３、及びバーナー１４を備えている。遮断弁１２は、ガス器具１０に設けられた弁である。ガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａを有し、ガス器具１０のバーナー１４に供給するガスの圧力をガバナ内弁１３ａの開度によって調整するものである。圧力調整された燃料ガスはガバナ１３の先端のノズル１３ｂを通じてバーナー１４に至り、燃焼することとなる。なお、ガス器具１０は、全てがガバナ１３を有しているわけでなく、ガスコンロなどのようにガバナ１３を有さないものもある。

図２は、図１に示したガバナ１３の一例を示す側方断面図である。なお、図２では、ガバナ１３の一例を示すに過ぎず、ガバナ１３の構成は図２に示すものに限られない。また、図２に示すガバナ１３については図１に示したノズル１３ｂを省略して図示する。

図２に示すようにガバナ１３は、外壁１３ｃとガバナキャップ１３ｄとによって形成される内部空間の一部をガス流路として用いるものである。このようなガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａに加えて、内部空間に、ダイヤフラム１３ｅ、調整スプリング１３ｆ、及び調整ネジ１３ｇを備えている。

ダイヤフラム１３ｅは、ガバナ１３の内部空間を仕切る膜状の部材である。このダイヤフラム１３ｅには、一方側（流路側）にガバナ内弁１３ａが取り付けられている。また、ダイヤフラム１３ｅの他方側（流路として機能しない側）に調整スプリング１３ｆが取り付けられている。調整スプリング１３ｆは、一端にダイヤフラム１３ｅが取り付けられ、他端に調整ネジ１３ｇが取り付けられている。調整ネジ１３ｇは、ねじ切り溝が形成されたガバナ１３の内壁に固定される構造となっており、ねじ切り溝との固定位置を変化させることで調整スプリング１３ｆの圧縮率を変更可能となっている。また、調整ネジ１３ｇは外部にむき出しとなっておらず、ガバナキャップ１３ｄによって覆われた構造となっている。

また、ガバナ１３の外壁１３ｃには、ダイヤフラム１３ｅの他方側に通じる空気孔１３ｈが形成されている。このため、ダイヤフラム１３ｅの他方側は空気圧となっている。さらに、図２に示す例においてガバナ内弁１３ａは半球形状となっており、上下動によって通過口１３ｉの開口割合を制御可能となっている。

このようなガバナ１３では、ガス入側のガス圧が高くなると、ダイヤフラム１３ｅが上へ押し上げられ、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも上に引き上げられる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が小さくなって、ガス流量が減少する。一方、ガス入側のガス圧が低くなると、ダイヤフラム１３ｅが下がり、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも下がる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が大きくなって、ガス流量が増大する。このように、ガバナ１３は上流側の圧力の変動に対して下流側の流量を一定に保つことで、下流側の圧力を調整することとなる。

図３は、本発明の第１実施形態に係るガスメータ４０の構成図である。同図に示すガスメータ４０は、流量センサ４１と、圧力センサ４２と、マイコン４７と、トリガ信号発生回路４８と、駆動回路４９とを備えている。

流量センサ４１は、ガスメータ４０内の流路に設置され、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力するものである。この流量センサ４１は、流量に応じて単調増加又は単調減少するアナログ電圧を出力するものが好ましい。また、流量センサ４１は、所定流量毎に１パルス出力するセンサ部と、パルスを入力して周波数／電圧変換する回路とから構成されていてもよい。なお、以下の説明において流量センサ４１は、温度分布をつくり出すヒータと、その温度分布に応じた信号を発生させるサーモパイル等によって構成されるフローセンサなどの熱式のセンサを例に説明する。

圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路内に存在するガスのガス圧を検出するためのものである。なお、圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路に限らず、可能であればガスメータ４０の外部に存在する第１配管３１内や第２配管３２内に設置されていてもよい。同様に、流量センサ４１についても設置箇所については変更可能である。

なお、本実施形態では、図３において流量センサ４１及び圧力センサ４２からの信号が直接マイコン４７に入力されているが、場合によっては増幅器等の他の要素が両者間に追加されていてもよい。

マイコン４７は、ガスメータ４０の全体を制御するものであり、流量の積算制御、表示制御、遮断弁の遮断制御等を行うものである。また、本実施形態においてマイコン４７は、流量検出部４７ａと、トリガ信号発生部４７ｂとを有している。流量検出部４７ａは、マイコン４７に入力された流量センサ４１からの電気信号に応じて流量を求めるものである。トリガ信号発生部４７ｂは、ガスメータ４０の計測モードを変更させるための指示信号や第２，第３トリガ信号を発生させるものである。なお、本実施形態においてガスメータ４０の計測モードは、簡易計測モード（第２モード）と、正規計測モード（第１モード）と、高速計測モード（第１モード）との３つからなっている。

トリガ信号発生回路４８は、マイコン４７の周辺回路であって、第１トリガ信号（及び第４トリガ信号）を発生させるものである。具体的にトリガ信号発生回路４８は、微分回路によって構成されており、流量センサ４１からの電気信号が所定以上の流量変化を示す場合（所定の出力変化を超える場合）に、第１トリガ信号を発生させる。ここで、所定以上の流量変化とは、２０Ｈｚ以上の周波数を示す流量変化であり、このような電気信号がトリガ信号発生回路４８に入力された場合、トリガ信号発生回路４８は約１２．５ｍｓ以内に第１トリガ信号を出力することとなる。マイコン４７は、この第１トリガ信号を入力ポートＰ１から入力して各種処理を実行する。

駆動回路４９は、流量センサ４１及び圧力センサ４２の駆動を制御するものであり、簡易計測モード駆動回路４９ａと、高速計測モード駆動回路４９ｂと、正規計測モード駆動回路４９ｃとを備えている。これらの駆動回路４９ａ〜４９ｃは、上記した３つの各計測モードに対応している。従って、ガスメータ４０を簡易計測モードで駆動させたい場合には、簡易計測モード駆動回路４９ａが機能し、高速計測モードで駆動させたい場合には、高速計測モード駆動回路４９ｂが機能する。また、ガスメータ４０を正規計測モードで駆動させたい場合には、正規計測モード駆動回路４９ｃが機能する。

ここで、各計測モードについて説明する。まず、正規計測モードとは、流路内のガス流量を検出するモードであって、具体的には第１所定時間毎に１回の計測間隔で流量センサ４１が駆動されて第１所定時間毎に１回のタイミングで流量検出部４７ａがガス流量を計測するモードである。高速計測モードとは、流路内のガス圧を検出するモードであって、具体的には第２所定時間毎に１回のタイミングでマイコン４７が圧力センサ４２からのガス圧出力を検出するモードである。簡易計測モードとは、簡易計測モードとは、低消費電力で連続的に（流量センサ４１が熱式センサである場合には「連続的」であるが、流量センサ４１が超音波センサである場合には「高速」）流量センサ４１が駆動されて流量センサ４１からの電気信号がトリガ信号発生回路４８に入力されることで、マイコン４７を介さず簡易的にガス流量を計測するモードである。

より詳細に各計測モードについて説明する。ガスメータ４０は、主としてガス器具１０が使用されていないときに簡易計測モードとなる。簡易計測モードは、消費電力が正規計測モード及び高速計測モードの消費電力以下であり、且つ、計測精度が正規計測モード及び高速計測モードの計測精度以下とされたモードである。具体的に簡易計測モードは、極めて高い計測精度を必要としておらず、流路内の流量が１．５Ｌ／ｈｒ以下である状態（ガス未使用と判断される状態）から、ある程度の流量が発生したことを検出できればよいモードとなっている。

正規計測モードは、積算流量を求めるために、約２秒に１回の計測間隔でガス流量を計測するモードである。ガスメータ４０は、主としてガス器具１０が使用されているときに正規計測モードとなり、ガス流量に応じてメータ本体に表示される積算流量の値を増加させていく。このように正規計測モードは、積算流量というガス使用量を求めるためのモードであるため、簡易計測モード以上の計測精度を求められることとなる。

高速計測モードは、最大で３００Ｈｚの周波数を示す圧力波形を計測できることが好ましく、例えば約１ミリ秒に１回の計測間隔でガス圧力を計測するモードである。ガスメータ４０は、主としてある程度の流量のガスが流れ始めてから特定時間（約０．３秒から２．０秒程度）経過するまで高速計測モードとなる。この高速計測モードにおいてガスメータ４０は、ガス圧の変化をとらえ、ガス流路下流側に設置されたガス器具１０の使用を判断すると共に、ガス漏れが発生しているか否かを判断することとなる。なお、ガス圧の変化とガス流量の変化とは相関関係がある。このため、高速計測モードでは、約１ミリ秒に１回の計測間隔でガス流量を計測してもよいし、約１ミリ秒に１回の計測間隔でガス圧とガス流量との双方を計測してもよい。

ここで、簡易計測モードでは連続的な計測を行っている。これに対して正規計測モードの計測間隔は２秒となっている。このため、簡易計測モードの方が計測時間が長く、簡易計測モードと正規計測モードとで同じ計測を行うと、簡易計測モードの消費電力は正規計測モードよりも高くなってしまう。そこで、本実施形態に係るガスメータ４０は、例えば以下の方法によって簡易計測モード時における消費電力を低減するようにしている。

まず、フローセンサなどの熱式ガスメータでは、ヒータにより発生する温度分布に基づいてガス流量が検出される。よって、正規計測モードにおけるヒータへの供給電圧を「１」とした場合、簡易計測モードでは、ヒータへの供給電圧を約「１／４」とする。これにより、消費電力は「１／１６」となる。なお、消費電力は「１／１６」に限らず、「１／１０」程度にされてもよい。

なお、高速計測モードにおいてガス流量を計測する場合、正規計測モードのようにヒータへの供給電圧を「１」としてもよいし、簡易計測モードのようにヒータへの供給電圧を約「１／４」としてもよい。また、高速計測モードにおいてヒータへの供給電圧は、「１／２」など中間的な値であってもよい。

さらに、本実施形態において簡易計測モードでは、マイコン４７の消費電力が低減されている。図４において後述するが、簡易計測モードにおいてマイコン４７は、入力ポートＰ１に第１トリガ信号が入力されるまで、流量や圧力の計測処理を必要としておらず、マイコン４７の消費電力自体が軽減されている。すなわち、簡易計測モードでは、流量センサ４１からの電気信号をトリガ信号発生回路４８が入力し、電気信号が所定の出力変化を超える場合に第１トリガ信号を出力するという簡易的な流量検出を行っており、正確な流量値を演算しておらず、マイコン４７の消費電力自体が軽減されている。よって、上記したように、ヒータの供給電圧を変化させることに加えて、マイコン４７の消費電力を抑えることにより、ガスメータ４０での全体の消費電力を抑え、この結果、簡易計測モードにおける消費電力は、高速計測モードや正規計測モード以下の消費電力となる。なお、簡易計測モードでは正確な流量を計測しておらず、簡易計測モードの計測精度は、高速計測モードや正規計測モードの計測精度以下となってしまう。

以上のようなガス供給システム１において、ガスメータ４０は以下のようにモード移行する。図４は、第１実施形態に係るガスメータ４０のモード移行方法の概略を示す状態遷移図である。図４に示すように、まず、ガスが使用されていない場合、ガスメータ４０は簡易計測モードとなる。このとき、ガスメータ４０は流量センサ４１を低消費電力で連続的に駆動させ、トリガ信号発生回路４８は、連続的に出力される電気信号を入力している。

ここで、トリガ信号発生回路４８は微分回路で構成されており、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力を超えない場合、すなわち所定時間以内に所定値を超える流量変化がない場合、微分回路からは、第１トリガ信号が出力されないようになっている。よって、マイコン４７は、流量演算等の処理が不要となっており、マイコン４７の消費電力が軽減されている。

一方、簡易計測モードにおいて流量センサ４１からの電気信号が所定の出力変化を超える場合、すなわち、計測モードにおいて所定時間以内に所定値を超える流量変化があった場合（Ｓ１）、トリガ信号発生回路４８は、第１トリガ信号を発生させる。これにより、マイコン４７のトリガ信号発生部４７ｂは、簡易計測モードから高速計測モードに移行するための指示信号を発生させる。そして、駆動回路４９は指示信号を入力して高速計測モード駆動回路４９ｂを機能させる。これにより、ガスメータ４０は、高速計測モードに移行する。また、これと同時にマイコン４７は、流量センサ４１の出力先を制御する切替スイッチ４１ａを切り替える切替信号を出力する。これにより、流量センサ４１からの電気信号は、マイコン４７に入力されるようになる。

また、ガスメータ４０は、高速計測モードに移行すると、約１ミリ秒に１回の計測間隔でガス圧の計測を行って、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具１０の使用、ガス漏れのいずれかの状態に該当するか否かを判断する。

また、ガスメータ４０は、高速計測モードにおいて圧力の計測を特定時間（例えば０．３秒から１秒程度）だけ行う。そして、特定時間経過後、トリガ信号発生部４７ｂは、高速計測モードから正規計測モードに移行させるための第２トリガ信号を発生させる。これにより、駆動回路４９は第２トリガ信号を入力して正規計測モード駆動回路４９ｃを機能させて、ガスメータ４０を正規計測モードに移行させる（Ｓ２）。

なお、高速計測モードにおいてガス漏れが発生していると判断した場合、ガスメータ４０は、遮断弁を動作させて流路を閉じ、ガス漏れの防止を図ることとなる。また、高速計測モードにおいて、特別な場合には特定時間経過後であっても高速計測モードを継続させる（Ｓ３）。ここで、特別な場合とは、例えば、ガス器具１０が一度着火に失敗し、失敗直後に再度着火動作を開始すると予想された場合などである。

正規計測モードに移行した場合、正規計測モード駆動回路４９ｃは流量センサ４１を約２秒に１回駆動させ、流量検出部４７ａは約２秒に１回の計測間隔で、ガス流量を検出していく。

そして、正規計測モードにおいて所定値（例えば１．５Ｌ／ｈｒ）を超える流量が検出されなくなったとする。すなわち、正規計測モードにおいて検出される流量がガス未使用と判断される状態の１．５Ｌ／ｈｒ以下となったとする（Ｓ４）。この場合、トリガ信号発生部４７ｂは、正規計測モードから簡易計測モードに移行させるための第３トリガ信号を発生させる。そして、駆動回路４９は第３トリガ信号を入力して簡易計測モード駆動回路４９ａを機能させて、ガスメータ４０を簡易計測モードに移行させる。また、これと同時にマイコン４７は、流量センサ４１の出力先を制御する切替スイッチ４１ａを切り替える切替信号を出力する。これにより、流量センサ４１からの電気信号は、トリガ信号発生回路４８に入力されるようになる。なお、正規計測モードから簡易計測モードに移行させる場合、ガス器具１０の使用が終了した直後で、ガス漏れが確実にないことを判断した後に、モード移行させるようにしてもよい。

なお、高速計測モードにおいて圧力センサ４２のみから信号を取得する場合、流量計測が行われなくなり、特定時間中流量計測が行われないこととなる。よって、高速計測モード中に正規計測モード相当の流量計測を行う並列処理を実行することが望ましい。これにより、特定時間中に発生した流量を取りこぼすことなく、積算流量を求めることができるからである。

ところで、正規計測モードにおいて所定値を超える流量変化があった場合、トリガ信号発生部４７ｂは、正規計測モードから高速計測モードに移行するための第４トリガ信号を発生させる。そして、駆動回路４９は、第４トリガ信号を入力して高速計測モード駆動回路４９ｂを機能させて、ガスメータ４０を高速計測モードに移行させる（Ｓ５）。この高速計測モードの移行により、ガスメータ４０は、ガス使用中に新たなガス器具１０が使用された場合、及び、ガス使用中に使用中のガス器具１０とは別の箇所からガス漏れが発生した場合などにおいて、新たなガス器具１０の使用であるか、ガス器具１０のガス使用量が変化したのか、ガス漏れであるかを判断することができる。

なお、ステップＳ５の処理を行う場合、正規計測モードを以下のようにしておくことが望ましい。具体的に正規計測モードでは２秒に１回の計測間隔でガス流量を検出しているが、この計測間隔を埋めるように簡易計測モードにおける計測を実施することが望ましい。すなわち、正規計測モードでは２秒に１回の計測間隔を埋めるように、連続的に流量計測を実施することが好ましい。より具体的に説明すると、正規計測モードにおける計測には５０ミリ秒程度の時間が必要となるため、残りの１９５０ミリ秒において、低消費電力の流量計測を実施することとなる。

後述するように、高速計測モードにおいてガス器具１０の使用やガス漏れを判断する場合、圧力波形は最大で１秒程度で安定状態となってしまう。このため、正規計測モードのように２秒に１回の計測間隔では、圧力波形が安定状態になりつつあるときなどに高速計測モードに移行してしまう可能性がある。よって、正規計測モードの計測間隔を埋めるように、簡易計測モードを実施することにより、圧力波形が安定状態になってしまう前に、高速計測モードに移行することができ、ガス器具１０の使用及びガス漏れ判断の正確性を向上させることができる。

なお、正規計測モードにおいて、低消費電力の流量計測を実施する場合、ヒータの熱安定に２０ミリ秒の時間が必要となる点を考慮するとよい。

次に、高速計測モードにおけるガス器具１０の使用、及びガス漏れについての判断方法について説明する。ガバナ付きガス器具１０が使用された場合、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合、及びガス漏れが発生した場合、それぞれ異なる圧力変化を示す。具体的には圧力変化を縦軸とし、時間を横軸とした場合、圧力変化の振幅及び周波数は特徴的なものとなる。マイコン４７は、高速計測モード時において、圧力変化の振幅及び周波数から、ガバナ付きガス器具１０が使用されたか否か、ガバナ無しガス器具１０が使用されたか否か、及びガス漏れが発生したか否かを判断する。

図５は、ガバナ付きガス器具１０の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図５において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガバナ付きガス器具１０の使用を開始してからの経過時間（秒）を示している。

ガバナ付きガス器具１０の使用が開始された場合、圧力は、図５に示す所定の振幅を示した後に、安定状態となる。具体的には、ガバナ付きガス器具１０の使用開始直後に、一度「−０．１」ｋＰａ弱への圧力低下を示した後（符号ａ１参照）、約「０．０５」ｋＰａへの圧力上昇を示す（符号ａ２参照）。その後、圧力は約「−０．０５」ｋＰａ強への圧力低下を示した後に（符号ａ３参照）、約「０．０５」ｋＰａ弱への圧力上昇を示す（符号ａ４参照）。以後、徐々に振幅が小さくなりつつも圧力は振動を繰り返し、最終的には圧力変化がない安定状態となる。

このような圧力の振動が発生する理由は、ガバナ１３内に調整スプリング１３ｆが設けられているからである。すなわち、ガバナ付きガス器具１０の使用が開始されると、調整スプリング１３ｆが振動すると共に、ガバナ内弁１３ａについても振動し、通過口１３ｉの開口割合についても小刻みに大きくなったり小さくなったりと変化するからである。

特に、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時においては、圧力振動の周波数や振幅に特徴が見られる。具体的には調整スプリング１３ｆが小刻みに振動することから、圧力について細かな振動を示すこととなる。この結果、圧力波形は比較的高い周波数成分を多く含むこととなる。また、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時に調整スプリング１３ｆの振動によって通過口１３ｉが大きくなったり小さくなったりすることから、圧力波形は、大きな振幅を示す。

なお、圧力Ｐは、

なる演算式で表すことができる。ここで、Ｃは振幅を示し、ｋは摩擦力（減衰定数）を示し、ωは復元力を示し、αは初期位置を示している。この式は多くの周波数ｆ_ｉ＝ω_ｉ／２πの振動の重ね合わせであることを示している。

図６は、ガバナ無しガス器具１０の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図６において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガバナ無しガス器具１０の使用を開始してからの経過時間（秒）を示している。

ガバナ無しガス器具１０の使用が開始された場合、圧力は、図６に示す所定の振幅を示した後に、安定状態となる。具体的には、ガバナ付きガス器具１０の使用開始直後に、一度「−０．１」ｋＰａ弱への圧力低下を示した後（符号ｂ１参照）、約「０．０１」ｋＰａへの圧力上昇を示す（符号ｂ２参照）。その後、圧力は約「−０．０５」ｋＰａ強への圧力低下を示す（符号ｂ３参照）。以後、圧力上昇が無い状態のまま、圧力は振動を繰り返す。そして、振幅が徐々に振幅が小さくなり、最終的には圧力変化がない安定状態となる。このような圧力の振動が発生する理由は、以下による。

図７は、ガバナ無しガス器具１０での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。図７に示すように、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合、燃料ガスは第２配管３２からノズルホルダ１００を通じてバーナー１４等に至る。ここで、ノズルホルダ１００にある流速を持った気体が流入したときはその慣性力で急には流速が小さくならずに一端ガスが圧縮され圧力が上昇する。その後上昇した圧力により流入流速が小さく（場合によっては逆流）なって圧力が下がる。これを繰り返すことで圧縮膨張の振動が発生する。

以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用時と、ガバナ無しガス器具１０の使用時とでは、圧力は振動することとなる。しかしながら、図６に示す圧力波形を図５に示す圧力波形と比較すると、以下のような差異がある。

まず、ガバナ付きガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆのように細かく振動する物質を有しているのに対し、ガバナ無しガス器具１０の場合、そのような物質を有していない。このため、図６に示す圧力波形は、図５に示す圧力波形と同様に振動を示しているものの、全体として振動周波数が図５に示す圧力波形よりも低くなる。

さらに、ガバナ付きガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆの振動によって振幅が大きくなっているが、ガバナ無しガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆが無く、ノズルホルダ１００の圧縮性による振動が発生しているのみである。このため、図６に示す圧力波形は、図５に示す圧力波形よりも振幅が小さくなる。

このような特徴から、マイコン４７は、ガバナ付きガス器具１０の使用であるか、ガバナ無しガス器具１０の使用であるか否かを判断できることとなる。

図８は、ガス漏れ時の圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図８において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガス漏れが発生してからの経過時間（秒）を示している。

図８に示すように、ガス漏れが発生した場合、圧力は明確な振動を示すことなく緩やかに低下していくこととなる。このように、ガス漏れの場合、調整スプリング１３ｆの振動、及び、ノズルホルダ１００の圧縮性による振動の双方が発生しないため、圧力波形には明確な振動が見られない。

以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時と、ガバナ無しガス器具１０の使用開始時と、ガス漏れ発生時とでは、圧力波形に特徴的な差異がある。マイコン４７は、上記の特徴から、ガバナ付きガス器具１０の使用であるか、ガバナ無しガス器具１０の使用であるか、ガス漏れであるかを判断することができる。なお、ガバナ付きガス器具１０の使用であるかなどを判断するにあたり、マイコン４７は、周波数や振幅の値を用いても良いし、周波数や振幅を示す演算結果（例えばフーリエ変換により得られるスペクトルデータ）を用いるようにしてもよい。

次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を説明する。図９は、第１実施形態に係るガスメータ４０の動作の詳細を示すフローチャートであり、簡易計測モードにおける動作を示している。

簡易計測モードでは、簡易計測モード駆動回路４９ａによって流量センサ４１が連続的に駆動される。このため、トリガ信号発生回路４８は、連続的に電気信号を入力している。このような状態において、マイコン４７は、第１トリガ信号を入力したか否かを判断する（Ｓ１０）。第１トリガ信号を入力していないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、入力したと判断するまで、この処理が繰り返される。

一方、第１トリガ信号を入力したと判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、所定の出力変化を超える電気信号がトリガ信号発生回路４８に入力されたと判断できる。すなわち、ある程度の流量のガスが流路内を流れようとしている。このような場合、マイコン４７は、切替信号を出力する（Ｓ１１）。これにより、流量センサ４１からの電気信号の出力先が、トリガ信号発生回路４８からマイコン４７に切り替えられる。そして、マイコン４７のトリガ信号発生部４７ｂは、指示信号を駆動回路４９に出力する（Ｓ１２）。これにより、駆動回路４９の高速計測モード駆動回路４９ｂが機能することとなり、計測モードは、簡易計測モードから高速計測モードに移行する（Ｓ１３）。その後、そして、図９に示す処理は終了する。

図１０は、第１実施形態に係るガスメータ４０の動作の詳細を示すフローチャートであり、高速計測モードにおける動作を示している。図１０に示すように、高速計測モードにおいて、マイコン４７は、第２所定時間（具体的には１ミリ秒）経過したか否かを判断する（Ｓ２０）。第２所定時間経過していないと判断した場合（Ｓ２０：ＮＯ）、経過したと判断されるまで、この処理が繰り返される。第２所定時間経過したと判断した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、マイコン４７は計時した時間をリセットする（Ｓ２１）。そして、マイコン４７は、圧力センサ４２からの信号に基づいて、流路内のガス圧を検出すると共に、検出したガス圧を記憶する（Ｓ２２）。

その後、マイコン４７は、特定時間（具体的には０．３秒〜２．０秒）経過したか否かを判断する（Ｓ２３）。この処理においてマイコン４７は、圧力データが所定個数（例えば３００〜１０００個）溜まったか否かによって特定時間経過したか否かを判断することとなる。特定時間を経過していないと判断した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、処理はステップＳ２０に移行する。

一方、特定時間経過したと判断した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、マイコン４７は、特定時間中にステップＳ２２において計測及び記憶したガス圧のデータに基づいて、ガス器具１０の使用やガス漏れを判断する（Ｓ２４）。その後、マイコン４７は、ステップＳ２４の処理においてガス漏れ無しと判断されたか否かを判断する（Ｓ２５）。

ガス漏れ無しと判断されていた場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、トリガ信号発生部４７ｂは、第２トリガ信号を発生させる（Ｓ２６）。これにより、駆動回路４９の正規計測モード駆動回路４９ｃが機能することとなり、計測モードは、高速計測モードから正規計測モードに移行する（Ｓ２７）。その後、図１０に示す処理は終了する。

一方、ガス漏れ無しと判断されていなかった場合（Ｓ２５：ＮＯ）、すなわち、ガス漏れがあったと判断されていた場合、マイコン４７は、遮断弁を遮断すると共に、警報等を行う（Ｓ２８）。その後、図１０に示す処理は終了する。

図１１は、第１実施形態に係るガスメータ４０の動作の詳細を示すフローチャートであり、正規計測モードにおける動作を示している。図１１に示すように、正規計測モードにおいて、マイコン４７は、まず切替信号を出力する（Ｓ４０）。これにより、流量センサ４１からの電気信号はトリガ信号発生回路４８に入力されることとなる。ここで、正規計測モードにおいて流量を計測する場合、流量センサ４１からの電気信号は、マイコン４７に入力されるべきである。しかし、正規計測モードでは、計測間隔を埋めるように簡易計測モードと同じ計測が実施される。しかも、簡易計測モードにおける計測回数の方が正規計測モードにおける計測回数よりも多くなってしまう。このため、正規計測モードでは、流量センサ４１からの電気信号の出力先をトリガ信号発生回路４８としておくことを基本とし、約２秒に１回の計測時に流量センサ４１からの電気信号の出力先がマイコン４７となるようにする。

切替信号の出力後、マイコン４７は、第１所定時間（具体的には２秒）経過したか否かを判断する（Ｓ４１）。第１所定時間経過したと判断した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、マイコン４７は計時した時間をリセットする（Ｓ４２）。そして、マイコン４７は、切替信号を出力する（Ｓ４３）。これにより、マイコン４７は、流量センサ４１からの電気信号の出力先をマイコン４７とする。

そして、流量検出部４７ａは、流量センサ４１からの信号に基づいて、流路内のガス流量を検出する（Ｓ４４）。次いで、マイコン４７は、ステップＳ４４において検出した流量が、所定値（例えば１．５Ｌ／ｈｒ）を超える流量であるか否かを判断する（Ｓ４５）。所定値を超える流量であると判断した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、マイコン４７は、ステップＳ４４において計測された流量を積算する（Ｓ４６）。そして、マイコン４７は切替信号を出力し（Ｓ４７）、流量センサ４１からの電気信号の出力先をトリガ信号発生回路４８とする。その後、処理はステップＳ４１に移行する。

一方、所定値を超える流量でないと判断した場合（Ｓ４５：ＮＯ）、トリガ信号発生部４７ｂは、第３トリガ信号を発生させる（Ｓ４８）。これにより、駆動回路４９の簡易計測モード駆動回路４９ａが機能することとなり、計測モードは、正規計測モードから簡易計測モードに移行する（Ｓ４９）。そして、マイコン４７は切替信号を出力し（Ｓ５０）、流量センサ４１からの電気信号の出力先をトリガ信号発生回路４８とする。その後、図１１に示す処理は終了する。なお、ステップＳ４５の処理では、１回だけ「ＮＯ」と判断された場合に、ステップＳ４８の処理に進むが、これに限らず、ステップＳ４５において複数回連続して「ＮＯ」と判断された場合に、ステップＳ４８の処理に進むことが望ましい。これにより、脈動により瞬間的に流量が所定値を超えなかった場合に簡易計測モードに移行することを防止できるからである。

ところで、ステップＳ４１において第１所定時間経過していないと判断した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、マイコン４７は、第４トリガ信号を入力したか否かを判断する（Ｓ５１）。第１トリガ信号を入力していないと判断した場合（Ｓ５１：ＮＯ）、処理はステップＳ４１に移行する。

一方、第４トリガ信号を入力したと判断した場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、トリガ信号発生部４７ｂは、指示信号を駆動回路４９に出力する（Ｓ５２）。これにより、駆動回路４９の高速計測モード駆動回路４９ｂが機能することとなり、計測モードは、正規計測モードから高速計測モードに移行する（Ｓ５３）。その後、マイコン４７は、切替信号を出力する（Ｓ５４）。これにより、流量センサ４１からの電気信号の出力先が、トリガ信号発生回路４８からマイコン４７に切り替えられる。その後、図１１に示す処理は終了する。

なお、ガスメータ４０に積算すべき流量の計測中（すなわちステップＳ４１〜Ｓ５０）において流量変化が発生した場合に、ステップＳ５２〜Ｓ５４の処理を実行させるようにしてもよい。これにより、切替スイッチ４１ａがトリガ信号発生回路４８側に接続されていない状態においても、流量変化があった場合に高速計測モードに移行することができるからである。

図１２は、図１０に示したステップＳ２４の詳細を示すフローチャートであり、ガス器具１０の使用及びガス漏れ判断に関する処理を示している。図１２に示すように、まず、マイコン４７は、図１０のステップＳ２２において記憶したガス圧の波形の周波数を分析すると共に（Ｓ６０）、振幅を分析する（Ｓ６１）。

その後、マイコン４７は、ステップＳ６０の分析結果に基づいて、波形内に判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれるか否かを判断する（Ｓ６２）。判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれると判断した場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、すなわち図５に示した圧力波形のようにある程度高い周波数成分を多く含む場合、マイコン４７は、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ６３）。そして、図１２に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ２５に移行する。

また、波形内に判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれないと判断した場合（Ｓ６２：ＮＯ）、マイコン４７は、第１の山の振幅値（すなわち圧力が変化してから最初に振幅が正方向に大きくなったときの最大値、又は、全体を通して最も振幅が正方向に大きくなったときの値）が元圧（図５等の縦軸で「０」の圧力）に所定量を加えた値以上であるか否かを判断する（Ｓ６４）。第１の山の振幅値が元圧に所定量を加えた値以上であると判断した場合（Ｓ６４：ＹＥＳ）、マイコン４７は、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ６３）。そして、図１２に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ２５に移行する。

一方、第１の山の振幅値が元圧に所定量を加えた値以上でないと判断した場合（Ｓ６４：ＮＯ）、マイコン４７は、第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値（具体的には元圧±規定の値）であるか否かを判断する（Ｓ６５）。第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値であると判断した場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、マイコン４７は、ガバナ無しガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ６６）。そして、図１２に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ２５に移行する。

また、第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値でないと判断した場合（Ｓ６５：ＮＯ）、マイコン４７は、第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下であるか否かを判断する（Ｓ６７）。第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下であると判断した場合（Ｓ６７：ＹＥＳ）、マイコン４７は、流量センサ４１からの信号に基づいて規定量以上の流量が検出されるか否かを判断する（Ｓ６８）。

規定量以上の流量が検出されると判断した場合（Ｓ６８：ＹＥＳ）、すなわち、ガス器具１０の使用による周波数及び振幅の特徴が得られず、流路内のガス圧が低下し、しかも規定量以上の流量が検出された場合、マイコン４７は、ガス漏れであると判断する（Ｓ６９）。そして、図１２に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ２５に移行する。

ところで、第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下でないと判断した場合（Ｓ６７：ＮＯ）、及び、規定量以上の流量が検出されないと判断した場合（Ｓ６８：ＮＯ）、マイコン４７は、ガス器具１０の使用及びガス漏れのいずれにも該当しないと判断する（Ｓ７０）。そして、図１２に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ２５に移行する。

なお、ガス器具１０の使用及びガス漏れについては、図１２に示すものに限らず、例えば、他の方法によって判断されてもよい。例えば、マイコン４７は、ステップＳ６２又はステップＳ６４において「ＹＥＳ」と判断した場合、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断するが、これに限らず、ステップＳ６２及びステップＳ６４の双方において「ＹＥＳ」と判断した場合、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。

また、マイコン４７は、圧力波形の減衰係数が予め定められた値以下である場合に、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。さらに、マイコン４７は、第１の山の振幅値が、第１の谷の振幅値（すなわち圧力が変化してから最初に振幅が負方向に大きくなったときの最小値、又は、全体を通して最も振幅が負方向に大きくなったときの値）よりも小さい場合に、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。さらには、上記した内容を各種組み合わせて、ガバナ付きガス器具１０の使用を判断してもよい。

このようにして、第１実施形態に係るガスメータ４０によれば、トリガ信号発生回路４８がマイコン４７の周辺回路であるため、第１トリガ信号を発生させるにあたり、マイコン４７による処理の必要が無く、マイコン４７の処理演算に関する電力消費を抑制することができる。また、第２モード時に流量センサ４１から入力した電気信号が所定の出力変化を超える場合、トリガ信号発生回路４８が第２モードから第１モードに移行するための第１トリガ信号を発生させ、第１モードにモード移行させる。このため、例えば、流量が例えばゼロのまま変化せず、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力を超えない場合、すなわち精度の高い計測の必要性が無いような場合には、計測精度が第１モードでの計測精度以下となるものの消費電力を抑えた第２モードで装置を駆動させることとなる。一方、ガスが流れ出して流量が変化し、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力変化を超えるような場合、すなわち比較的正確な計測の必要性が増したような場合には、消費電力が第２モードでの消費電力以上となるものの計測精度が高い第１モードで装置を駆動させることとなる。従って、消費電力量を抑えつつ、必要時に計測精度の低下を防止することができる。

また、マイコン４７は、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号を入力して指示信号を送信し、駆動回路４９は、マイコン４７からの指示信号を入力して、第２モードから第１モードにモード移行させる。このため、直接第１トリガ信号を駆動回路４９に入力させる場合と比較して、トリガ信号発生回路４８から駆動回路４９への回路接続等不要になり、構成を簡素化することができる。

また、第１モードは、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定する正規計測モードと、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方を検出する高速計測モードとからなる。このため、第２モードにおいてガスが流れ出して流量が変化し、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力変化を超えるような場合に、積算流量を求めたり、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断を行ったりすることができる。

また、第２モード時に流量センサ４１から入力した電気信号が所定の出力変化を超える場合に、第２モードから高速計測モードに移行し、高速計測モードにおいて特定時間だけ、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方が検出された後に、高速計測モードから正規計測モードに移行する。このため、第２モードにおいてガスが流れ出して流量が変化し、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力変化を超えるような場合に、まず高速計測モードに移行し、その後正規計測モードに移行することとなる。これにより、ガスの流れが検出されると、高速計測モードにおいてガス器具１０の使用状態やガス漏れが瞬時に判断され、その後に積算流量を求める通常の計測に移行することとなる。これにより、ガス漏れ等の安全確認の後に通常の計測に移行することができる。

また、高速計測モードでは、計測したガス流量及びガス圧の少なくとも一方の波形から、波形の周波数及び振幅の少なくとも一方を求めて得られた値、又は波形の周波数及び振幅の少なくとも一方の状態を示す演算結果に基づいて、ガス器具１０のうちガバナ１３を有したガス器具１０の使用であるか、ガバナ１３を有さないガス器具１０の使用であるかを判断する。ここで、ガバナ１３を有するガス器具１０の使用開始時と、ガバナ１３を有しないガス器具１０の使用開始時とでは、圧力や流量の波形の周波数や振幅に特徴的な差がある。よって、この特徴的な差によってガス器具のうちガバナ１３を有したガス器具１０の使用であるか、ガバナ１３を有さないガス器具１０の使用であるかを判断して、ガス漏れ判断の誤検出防止につなげることができる。

また、正規計測モードにおいて所定値を超える流量が検出されない場合、正規計測モードから第２モードに移行させる。このように、流量が所定値（例えば１．５Ｌ／ｈｒ）を超えず、ガスの流れが無いような場合、すなわち流量の積算、並びにガス器具１０の使用やガス漏れの判断の必要性が無い場合には第２モードに移行することとなり、適切に消費電力量を低減することができる。

また、簡易計測モードでは流量変化を連続的に監視している。このため、第２モードは、計測精度が正規計測モードでの計測精度以下であるが、間欠駆動する正規計測モードよりも、ガスが流れていない状態から流れが発生したことを早期に検出することができる。

また、流量センサ４１が熱式である場合において、第２モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされている。このため、ガス流量が熱式で検出される場合においてヒータに使用される消費電力量を低減させることができる。

また、高速計測モードの計測間隔は、正規計測モードの計測間隔よりも短くされている。このため、ガス器具１０の使用状態やガス漏れを判断する場合に細かな計測を行って判断精度を高めることができる。

また、高速計測モードにおいて圧力センサ４２のみから信号を取得する場合、高速計測モード中に正規計測モード相当の流量計測を行う並列処理を実行することが望ましい。これにより、特定時間中に発生した流量を取りこぼすことなく、積算流量を求めることができる。

また、正規計測モードでは、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定すると共に、この計測間隔を埋めるように第２モードと同じ計測を行い、この第２モードと同じ計測時において、流量センサ４１からの電気信号が所定の出力変化を超える場合、正規計測モードから高速計測モードに移行させる。これにより、流量を計測している最中に新たなガス器具１０が使用されて流量が変化した場合などに、高速計測モードに移行することとなり、新たなガス器具１０の使用等を検出することができる。

また、トリガ信号発生回路４８は、バンドパスフィルタ回路を含んで構成されているため、高周波ノイズについてもカットすることができ、第１トリガ信号の発生精度を向上させることができる。

なお、第１実施形態に係るガスメータ４０では、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号を１つの入力ポートＰ１から入力しているが、これに限らず、以下のようにしてもよい。すなわち、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号を入力する入力ポートをマイコン４７に２つ設け、正方向に所定の流量変化があった場合に出力する第１トリガ信号を１つのポートから入力し、負方向に所定の流量変化があった場合に出力する第１トリガ信号を残り１つのポートから入力する。これにより、マイコン４７は、正方向変化したか、負方向に変化したかについて判断する必要が無くなり、処理負荷を減じて一層消費電力を低減できる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０は、第１実施形態のものとほぼ同様であるが、一部構成及び処理が異なっている。以下、第１実施形態との相違点のみを説明する。

図１３は、本発明の第２実施形態に係るガスメータ４０の構成図である。図１３に示すように、第２実施形態に係るガスメータ４０は、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号の出力先が第１実施形態と異なると共に、新たにアナログスイッチ（スイッチ手段）５０を備えている。

このようなガスメータ４０では、簡易計測モードにおいてアナログスイッチ５０がオフとなっており、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号が入力されるまで、マイコン４７には電源電圧が供給されない状態となっている。

一方、トリガ信号発生回路４８から第１トリガ信号が出力されると、アナログスイッチ５０はオン状態となる。また、マイコン４７は、トリガ信号発生回路４８から第１トリガ信号が出力されてアナログスイッチ５０がオン状態となることにより、電源電圧が供給され、オン状態となる。

また、第１トリガ信号は、切替スイッチ４１ａ及び駆動回路４９に直接出力される。これにより、切替スイッチ４１ａはマイコン４７からの切替信号によらず、電気信号の出力先をマイコン４７側に切り替えることとなる。同様に、駆動回路４９は、マイコン４７からの指示信号を入力することなく、高速計測モード駆動回路４９ｂを機能させ、簡易計測モードから高速計測モードに移行させることとなる。

なお、一度第１トリガ信号を入力した切替スイッチ４１ａ、駆動回路４９及びアナログスイッチ５０は、モード移行状態やマイコンのオン状態から移行前の状態に戻らないように工夫されている必要がある。具体的には、アナログスイッチ５０にロジック回路を設けて図示しないマイコンからのリセット信号がなければ移行前の状態に戻らないようにすればよい。あるいは、トリガ信号発生回路４８のヒステリシスを大きくして、図示しないマイコンからのリセット信号がなければトリガ信号発生回路４８からの出力がオフ状態に戻らないようにすればよい。

また、第２実施形態においてトリガ信号発生回路４８は微分回路のみならず、波形整形回路を備え、波形整形された第１トリガ信号を出力して、アナログスイッチ５０をオン状態としたり、高速計測モード駆動回路４９ｂを機能させたりすることは言うまでもない。

以上のようにガスメータ４０を構成することにより、簡易計測モードではマイコン自体を停止状態にでき、一層消費電力を抑えることができる。

ところで、第２実施形態に係るガスメータ４０は、正規計測モードから簡易計測モードに移行する際に、アナログスイッチ５０をオフする信号を、出力ポートＰ２から出力してアナログスイッチ５０をオフ状態とする。また、正規計測モードから簡易計測モードに移行する際には、切替信号を出力して、出力先をトリガ信号発生回路４８に戻しておく。

このようにして、第２実施形態に係るガスメータ４０によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第２実施形態によれば、駆動回路４９は、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号を入力して、第２モードから第１モードにモード移行させる。すなわち、トリガ信号発生回路４８からの第１トリガ信号は、マイコン４７を介することなく直接駆動回路４９に入力されることとなり、第２モードから第１モードへのモード移行に関してもマイコンが関与することなく、一層消費電力を低減することができる。

また、マイコン４７は、トリガ信号発生回路４８から第１トリガ信号が出力されてアナログスイッチ５０がオン状態となることにより、電源電圧が供給される。このため、マイコン４７は、第２モードから第１モードにモード移行する際に電源オンとなり、モード移行するまでは停止状態にある。従って、一層消費電力を低減することができる。

なお、近年のマイコンは低消費電力モード・スリープモードなどの機能を持っており、モード切替端子への信号入力でモードを切り替えることもできるため、そのような端子へ第１トリガ信号を入力して、低消費電力モードから通常モードへ切り替えるように構成してもよい。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、本実施形態において高速計測モードは、１ミリ秒に１回の計測間隔となっていたが、これに限らず、より短い計測間隔又は長い計測間隔であってもよいし、常時圧力センサ４２が駆動されて常時圧力が検出される状態、すなわち計測間隔が０．１ミリ秒となっていてもよい。

また、本実施形態においてトリガ信号発生回路４８はガスメータ４０の一部として存在しているが、これに限らず、トリガ信号発生回路４８をガスメータ４０から取り出してトリガ信号発生装置として構成してもよい。また、トリガ信号発生回路４８のみならず、トリガ信号発生部４７ｂや駆動回路４９等についてもガスメータ４０から取り出して構成してもよい。

また、本実施形態に係る流量センサ４１が熱式のセンサである場合、高速計測モードのヒータ電圧は、正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされていることが望ましい。これにより、簡易計測モード以上の計測精度を有する高速計測モード及び正規計測モードにおいても、異なる感度とすることができ、利便性を向上させることができるからである。

また、本実施形態においてトリガ信号発生回路４８は、微分回路を含んで構成されているが、これに限らず、ハイパスフィルタを含んで構成されてもよい。ハイパスフィルタを用いる場合、カットオフ周波数は５Ｈｚ以下が好ましい。さらに、トリガ信号発生回路４８は、バンドパスフィルタを含んで構成されていることが望ましい。バンドパスフィルタとすることにより、高周波ノイズについてもカットすることができ、第１トリガ信号の発生精度を向上させることができるからである。なお、バンドパスフィルタを用いた場合、低周波側のカットオフ周波数は５Ｈｚ以下であり、高周波側のカットオフ周波数は２００Ｈｚ以上とするとよい。

また、本実施形態において流量センサ４１は、熱式のセンサを例に説明したが、これに限らず、他のものであってもよい。また、流量センサ４１は、アナログ電圧を出力するセンサに限らず、微分回路を一部変更することで、電流やパルス電圧を出力するものであってもよい。

また、本実施形態において高速計測モード及び正規計測モードが第２モードとして例示されているが、第２モードは、高速計測モード及び正規計測モードに限らず、いずれか一方のみであってもよいし、これらのモードを含む３つ以上のモードであってもよい。

さらに、本実施形態において高速計測モードからは、正規計測モードに移行するのみとなっているが、これに限らず、高速計測モードにおいて流量検出部４７ａにて検出された流量が所定値を超えない場合、高速計測モードから簡易計測モードに移行させるようにしてもよい。

また、本実施形態において第２トリガ信号はマイコン４７から出力されるが、これに限らず、マイコン４７の外部に、第２トリガ信号の発生用のアナログ回路を設けるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係る計測装置を含むガス供給システムの構成図である。 図１に示したガバナの一例を示す側方断面図である。 本発明の第１実施形態に係るガスメータの構成図である。 第１実施形態に係るガスメータのモード移行方法の概略を示す状態遷移図である。 ガバナ付きガス器具の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。 ガバナ無しガス器具の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。 ガバナ無しガス器具での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。 ガス漏れ時の圧力変化の様子を示すグラフである。 第１実施形態に係るガスメータの動作の詳細を示すフローチャートであり、簡易計測モードにおける動作を示している。 第１実施形態に係るガスメータの動作の詳細を示すフローチャートであり、高速計測モードにおける動作を示している。 第１実施形態に係るガスメータの動作の詳細を示すフローチャートであり、正規計測モードにおける動作を示している。 図１０に示したステップＳ２４の詳細を示すフローチャートであり、ガス器具の使用及びガス漏れ判断に関する処理を示している。 本発明の第２実施形態に係るガスメータの構成図である。

符号の説明

１…ガス供給システム
１０…ガス器具
１２…遮断弁
１３…ガバナ
１３ａ…ガバナ内弁
１３ｂ…ノズル
１３ｃ…外壁
１３ｄ…ガバナキャップ
１３ｅ…ダイヤフラム
１３ｆ…調整スプリング
１３ｇ…調整ネジ
１３ｈ…空気孔
１４…バーナー
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ（計測装置）
４１…流量センサ
４２…圧力センサ
４７…マイコン
４７ａ…流量検出部
４７ｂ…トリガ信号発生部
４８…トリガ信号発生回路
４９…駆動回路
４９ａ…簡易計測モード駆動回路
４９ｂ…高速計測モード駆動回路
４９ｃ…正規計測モード駆動回路
５０…アナログスイッチ（スイッチ手段）

Claims (11)

1. 積算流量を求めるために、第１所定時間毎の計測間隔で流路内のガス流量を測定する正規計測モードと、前記ガス流路下流側に設置されたガス器具の使用を判断すると共にガス漏れが発生しているか否かを判断するために、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方を検出する高速計測モードと、消費電力が正規計測モードでの消費電力以下であり且つ計測精度が正規計測モードでの計測精度以下であってガス流量を検出する簡易計測モードとを有した測定装置であって、
   流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサと、
   前記流量センサからの電気信号に応じて流量を求めるマイコンと、
   前記マイコンの周辺回路であって、前記簡易計測モード時に前記流量センサから入力した電気信号が所定の出力変化を超える場合に、簡易計測モードから高速計測モードに移行するための第１トリガ信号を発生させるトリガ信号発生回路と、
   前記トリガ信号発生回路により第１トリガ信号が発生された場合に、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる駆動回路と、を備え、
   前記高速計測モードでは、計測したガス流量及びガス圧の少なくとも一方の波形から、波形の周波数及び振幅の少なくとも一方を求めて得られた値、又は波形の周波数及び振幅の少なくとも一方の状態を示す演算結果と、ガバナが有する調整スプリングの振動に応じた特徴と、ノズルホルダの圧縮性による振動に応じた特徴とに基づいて、ガス器具のうちガバナを有したガス器具の使用であるか、ガバナを有さないガス器具の使用であるかを判断する
   ことを特徴とする測定装置。
2. 前記マイコンは、前記トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して、前記駆動回路に対して簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる指示信号を送信し、
   前記駆動回路は、前記マイコンからの指示信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記駆動回路は、前記トリガ信号発生回路からの第１トリガ信号を入力して、簡易計測モードから高速計測モードにモード移行させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
4. 前記トリガ信号発生回路から第１トリガ信号を入力してオン状態となるスイッチ手段をさらに備え、
   前記マイコンは、前記トリガ信号発生回路から第１トリガ信号が出力されて前記スイッチ手段がオン状態となることにより、電源電圧が供給される
   ことを特徴とする請求項３に記載の測定装置。
5. 前記トリガ信号発生回路は、前記簡易計測モード時に前記流量センサから入力した電気信号を積算して積算量が所定量に達した場合に、簡易計測モードから高速計測モードに移行するための第１トリガ信号を発生させ、
   前記マイコンは、前記高速計測モードにおいて特定時間だけ、第２所定時間毎の計測間隔でガス流量及びガス圧の少なくとも一方が検出された後に、前記高速計測モードから前記正規計測モードに移行させる第２トリガ信号を発生させ、
   前記駆動回路は、前記トリガ信号発生回路から第１トリガ信号が発生された場合に、前記簡易計測モードから前記高速計測モードにモード移行させ、前記マイコンから第２トリガ信号が発生された場合に、前記高速計測モードから前記正規計測モードにモード移行させる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測定装置。
6. 前記マイコンは、前記正規計測モードにおいて前記流量センサからの電気信号に基づいて所定値を超える流量が検出されないと判断した場合、前記正規計測モードから前記簡易計測モードに移行させる第３トリガ信号を発生させ、
   前記駆動回路は、前記マイコンから第３トリガ信号が発生された場合に、前記正規計測モードから前記簡易計測モードにモード移行させる
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の測定装置。
7. 流量センサが熱式である場合において、前記簡易計測モードのヒータ電圧は、前記正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされている
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の測定装置。
8. 前記高速計測モードの計測間隔は、前記正規計測モードの計測間隔よりも短くされている
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の測定装置。
9. 流量センサが熱式である場合において、前記高速計測モードのヒータ電圧は、前記正規計測モードのヒータ電圧よりも小さくされている
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の測定装置。
10. 前記正規計測モードでは、第１所定時間毎の計測間隔でガス流量を測定すると共に、この計測間隔を埋めるように簡易計測モードと同じ計測を行い、
    前記トリガ信号発生回路は、前記正規計測モード時に第１所定時間毎の計測間隔を埋めるように行われる簡易計測モードと同じ計測時において、前記流量センサからの電気信号が所定の出力変化を超える場合、前記正規計測モードから前記高速計測モードに移行させる第４トリガ信号を発生させ、
    前記駆動回路は、前記トリガ信号発生回路から第４トリガ信号が発生された場合に、前記正規計測モードから前記高速計測モードにモード移行させる
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の測定装置。
11. 前記トリガ信号発生回路は、バンドパスフィルタ回路を含んで構成されている
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の測定装置。
    

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