JP5239239B2 - 流量計測装置およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、都市ガスやＬＰガスのような可燃性ガスの瞬時流量値や積算流量値を計測するために用いられるガスメータに関するものである。

従来、この種の流量計測装置は、各家庭へのガス供給流路（ガス流路）の入り口に取り付けられる。

この流量計測装置は、ガス流路を通過するガス流量を計測し、計測したガス流量は定期的な請求ガス料金の算出に利用される。

かかる流量計測装置は、ガス流量の計測という基本的な機能に加えて、ガスを使用するガス器具を判別する器具判別機能を有するものがある。

この器具判別機能によれば、ガスを使用するガス器具ごとにガス流量を算出することができるので、例えば、暖房用に使用したガスの料金を割り引くなど経営的選択が可能になり、ユーザへのサービスを多様化することができるとともに、ガス会社等はガスの使用量を高めるための販売戦略をとることができる。

図８は、器具判別機能を有する従来の流量計測装置を示すもので、ガス流路１０１に流れるガス流量を流量計測手段１０２で計測して流量記憶手段１０３で記憶するようにするとともに、前記流量計測手段１０２で計測したガス流量から現在使用しているガス器具を器具判別手段１０４で判別するようにしている。

前記流量計測手段１０２で計測したガス流量は流量積算手段１０５で積算し、その値を流量報知手段１０６で表示するようにしている。

そして、各家庭で使用されるガス器具の総台数分について燃焼制御に伴って発生する一連のガス流量パターンを分割した部分流量パターンテーブル１０７と、複数種類のガス器具とそれに対応する部分流量パターンの組み合わせとを対応付けた器具テーブル１０８とが付加してある。

器具判別手段１０４は、検出したガス流量パターン（時間に対応する流量は波形）から各制御ステップを判定する制御ステップ判定モジュール１０４ａと、制御ステップ毎に分割されたガス流量パターンから部分流量パターンを抽出する部分流量パターン抽出モジュール１０４ｂと、その部分流量パターンを手がかりに、流量パターンテーブル１０７と器具テーブル１０８から一致するガス器具を抽出するマッチングモジュール１０４ｃとを有する。

上記構成によって、新たにガス器具の使用を開始した場合に、流量記憶手段１０３には使用開始時間と、その後流量計測手段１０２が計測する計測結果とを時間に対するガス流量の波形が特定可能にするために記憶する。

そして、制御ステップモジュール１０４ａが記憶されたガス流量の波形（ガス流量の時間変化）を解析し、このガス器具波形のどこからどこまでが燃焼制御のどの制御ステップに対応するか判定する。

更に、部分流量抽出モジュール１０４ｂが各このガス流量の波形を制御ステップ毎に分割し、分割された部分流量パターンの特徴データ抽出する。

最後にマッチングモジュール１０４ｃが抽出された特徴データと、流量パターンテーブル１０７に記憶される各制御ステップの流量パターンとを比較してマッチングするパターンを検索し、その３つの制御ステップの特徴データが流量パターンテーブル１０７とどのように一致するかによってガス器具使用を判別する。

ここで、どのように一致するかの判別は、器具テーブル１０８使用して判別している。

これによって、現在使用しているガス器具を判別することができるので、この判別結果を利用してガス器具毎に最適な運転監視が行えるというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１４９０２７号公報

前記従来の流量計測装置では、予め部分流量抽出モジュール１０４ｂがガス流量変化を点火時、初期過渡期、安定期の３つのパターンに分割して、その３つの制御ステップの特徴データが流量パターンテーブル１０７とどのように一致するかによってガス器具使用を判別する。

そのため、点火時、初期過渡期、安定期を示す特徴がそれぞれユニークであるガス器具だけを使用することを前提条件とする必要がある。

つまり、複数台のガス器具が動作する場合を考えたときに、ガス器具Ａを稼動してガス器具Ｂを稼動する場合もあれば、ガス器具Ａを稼動してガス器具Ａを制御する場合もある。ガス器具Ｂの稼動に関わる流量変化と、ガス器具Ａを制御したときの流量変化とが区別できなければ制度のよい判別を行うことができないということである。故に、前記前提条件が成り立たなければガス器具が１台で動くことを強いるものになってしまう。

しかし、実際にガス器具を使用した場合に次のようなことが言える。家庭で使用されるガステーブルは、通常３口（バーナ２つとグリル１つ）、若しくは４口（バーナ３つとグリル１つ）である。

図９にガステーブルのあるバーナ（ここでは、バーナａとする）を時刻Ｔ１で稼動し、時刻Ｔ２で火力調節レバーを火力を最小に絞った後、時刻Ｔ３で同レバーで火力を最大にした時の計測ガス流量の時間変化を示す。

更に、図１０にガステーブルのグリルを時刻Ｔ４で稼動したときの計測ガス流量の時間変化を示す。

図で分かるように、ユーザによる操作内容によっては、バーナａを制御したときの流量変化とグリルの稼動に関わる流量変化とが区別困難である場合がある。

図１１は、図９の計測流量について、４秒前の計測流量との差分値の時間特性を示したもので、図１２は、図１０の計測流量について、４秒前の計測流量との差分値の時間特性を示したものである。

これはなぜかというと、ガステーブルは、ユーザがある範囲内ではあるが、その範囲内
で自由に火力を調節することができるので、ガステーブルを制御した場合の流量変化と小バーナを稼動したときの流量変化とが酷似する可能性があるためである。

故に、単純に流量変化だけを解析したのでは、ガス器具の起動なのか稼動中のガス器具への制御なのか判断することが困難である。

なお、説明の為小バーナを例にあげたが、ガス器具はファンヒータなどの暖房用のガス器具であったり、炊飯器などの厨房器具の起動による流量変化がガステーブルの制御による流量変化と酷似する場合もあり得る。

以上のように、計測流量の時間変化からガスを使用するガス器具を判別しようとした場合に、使用する器具の組み合わせとユーザによる使用方法にも依存するが、発生する流量変化の中には、起動時の流量変化にも起動後しばらく経ってからの制御による流量変化にも判別できる場合がある。

更に、ガス器具を使用する場合は、通常複数台を同時に使用する場合が多い。そのため、単純に部分的なバターンだけを見て動作するガス器具を判別したのでは誤った判別を行う可能性があり、精度を悪くしかねない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ガス器具が起動したと判別できるとともに、稼動中のガス器具への制御が行われたとも判別できる流量変化が発生した場合におけるガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させた流量計測装置を提供するものである。

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、ガス流量を所定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の起動時に生じる流量変化か否かを判別する起動判別手段と、前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の動作を制御した時に生じる流量変化か否かを判別する制御判別手段と、ある計測ガス流量変化に対して、前記起動判別手段がガス器具起動時の流量変化であると判別するとともに、前記制御判別手段がガス器具制御時の流量変化であると判別した場合に、流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数と前記稼動中ガス器具が消費していたガス流量を基に起動判別を優先するか制御判別を優先するか選択する判別選択手段とを備え、所定期間内における流量変化が予め設定された境界値以下である場合、前記制御判別手段は、前記流量計測手段で所定時間間隔で計測された流量毎の差が所定値以上である状態が前記所定期間以上連続するか、又は、前記所定期間内で流量変化が終了した場合に前記ガス器具の制御による流量変化と判断するものである。

これによって、単純に流量変化だけを解析した場合よりもそれまで稼動していたガス器具の動作状況等を考慮したうえで流量変化を発生させたガス器具を判別するので、特に複数台のガス器具が動作する状況を考慮した場合にガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させることができる。

何故なら、ガス器具には最大と最小のガス消費量がガス器具ごとに決まっているので、制御はその値を超えない範囲で行われる。だから、この範囲外になる流量変化が発生した場合には、他のガス器具が起動されたと判別することができる。また、稼動中のガス器具の台数も流量変化を発生させたガス器具を判別する上で重要な情報であるとともに、稼動しているガス器具の種類も例えば、ガス器具の中には制御を行わないガス器具もあるので大変重要である。

本発明の流量計測装置及びそのプログラムは、ガス器具が起動したと判別できるとともに、稼動中のガス器具への制御が行われたとも判別できる流量変化が発生した場合におけ
るガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させた流量計測装置を提供することができる。

第１の発明は、ガス流量を所定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の起動時に生じる流量変化か否かを判別する起動判別手段と、前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の動作を制御した時に生じる流量変化か否かを判別する制御判別手段と、ある計測ガス流量変化に対して、前記起動判別手段がガス器具起動時の流量変化であると判別するとともに、前記制御判別手段がガス器具制御時の流量変化であると判別した場合に、流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数と前記稼動中ガス器具が消費していたガス流量を基に起動判別を優先するか制御判別を優先するか選択する判別選択手段とを備え、所定期間内における流量変化が予め設定された境界値以下である場合、前記制御判別手段は、前記流量計測手段で所定時間間隔で計測された流量毎の差が所定値以上である状態が前記所定期間以上連続するか、又は、前記所定期間内で流量変化が終了した場合に前記ガス器具の制御による流量変化と判断するものである。

これによって、単純に流量変化だけを解析した場合よりもそれまで稼動していたガス器具の動作状況等を考慮したうえで流量変化を発生させたガス器具を判別するので、特に複数台のガス器具が動作する状況を考慮した場合にガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させることができる。

何故なら、ガス器具には最大と最小のガス消費量がガス器具ごとに決まっているので、制御はその値を超えない範囲で行われる。だから、この範囲外になる流量変化が発生した場合には、他のガス器具が起動されたと判別することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の流量計測装置は、前記流量差を前記起動判別手段が起動判別したガス器具毎に記憶する起動流量記憶手段を更に備え、前記判別選択手段は、流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数が０台の場合は、起動判別を選択するとともに、稼働台数が１台以上の場合には、発生した流量変化によって稼動中のガス器具の流量が前記起動流量記憶手段に記憶する前記流量差よりも大きくなる場合には起動判別を優先し、それ以外は制御判別を選択することによって、次のような効果を得る。

それは、プッシュ式のガステーブルの多くは、着火直後に立ち消えにくくするために、ユーザが着火するために着火用のボタンを押下すると火力調節レバーが何処にあってもある程度大きいガスが流れるように火力調節レバーが自動で火力が最大の方向に動く機構になっている。それ故、ガステーブルの着火直後は最大ガス消費量に近いガス流量（この流量を起動流量と呼ぶ）になっている。

これにより、この値を流量計測装置が記憶しておき、他のガス器具の起動か自身に対する制御か流量変化だけで判別できなかったときに流量変化によってこの起動流量を著しく超える流量変化である場合には、自身への制御ではなく他のガス器具が起動されたと判別することによってガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させることができる。

また、ガステーブルに限らず他のガス器具の多くも起動したときのガス流量が最大ガス消費量である場合が多いので、この値を著しく超えるガス器具の場合に、他のガス器具の起動であると判別できるとともに稼動中のガス器具の制御であるとも判別できる場合には、他のガス器具の起動判別を選択することによってガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させることができる。

例えば、ファンヒータなどにはホットダッシュ機能を備えていて、この機能とは、着火直後数分間は室温と無関係に最大ガス消費量でガスを消費し部屋を温める機能である。

第３の発明は、特に、第１または２の発明の記ガス器具とは、ガステーブルであることによって次のような効果を得る。

それは、ファンヒータなどの空調（暖房）用ガス器具やガステーブルなどの厨房（調理）用ガス器具において多くは、ガス器具内部にマイコンを備えていて電子制御で自身が消費するガス流量を制御する。

そのため、短時間に他のガス器具の起動と判別させたりするような流量変化を発生させたりする可能性は低く。また、変化しても変化する量が固定値である場合が多い。

しかし、ガステーブルの場合は、火力調節はユーザが使用目的に合わせて自由にそして、変化量も思いのままに短時間で変化させることができる。そのため、他のガス器具が起
動したと判別できるような流量変化を発生させることができる。

よって、稼動中のガス器具の中にガステーブルがある場合に限定して、前記判別選択手段が流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数と前記稼動中ガス器具が消費していたガス流量を基に起動判別を優先するか制御判別を優先するか選択することで、ガス器具が使用するガス流量の計算精度を向上させることができる。

第４の発明は、請求項第１から３の何れか１項に記載の流量計測装置の流量計測手段は
、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた構成により流量が変化した瞬間に器具判別動作や学習動作を作動させることができ細かく流量変化を捉えることで器具判別精度を向上することができる。

第５の発明は、請求項第１から４の何れか１項に記載の流量計測装置の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムとすることにより、パソコンなどで容易に実現することができ、そのプログラムを記録した記録媒体を用いることでソフトウェアを各利用者の家庭でインストールする作業も容易になる。

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、この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において、流量計測装置１の内部には、複数のガス器具Ａ，Ｂ，Ｃ（例えば、ファンヒータ、ガステーブル、ガスオーブン）に対してガス供給を行うための計測流路２が配設されている。

この計測流路２には、主に異常時にガスを遮断するガス遮断弁３と、ガス流量を検出する流量計測部４とが上流側から順に接続されている。

さらに、流量計測装置１の内部には、ユーザに対して視覚的な報知を行う表示部５と、前記流量計測部４の出力を入力するとともに、ガス遮断弁３を制御するコントロール部６が設けられている。

そして、コントロール部６は、ＣＰＵ（中央処理装置）７、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）８、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）９、および入出力ポート１０を備え、これらは互いにバス１１によって接続されている。

入出力ポート１０には、流量計測部４と、ガス遮断弁３を駆動する駆動回路１２と、表示部５を駆動する駆動回路１３が接続されている。

このコントロール部６では、ＣＰＵ７が、ＲＡＭ９をワーキングエリアとして、ＲＯＭ８に格納されてプログラムを実行することによって流量計測装置１としての機能を実現するようになっている。

ここで、流量計測部４について図２を用いて説明する。

図２において、計測流路２は矩形断面に設定され、その短辺側の相対向する路壁の上流側と下流側には一対の超音波送受信器１４、１５が配置されている。つまり、これら超音波送受信器１４、１５は角度φをもって斜めに対向して装着されている。

超音波送受信器１４、１５間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向
と逆方向の超音波の伝搬時間の差を所定間隔おいて計り、伝搬時間差信号として出力する働きを持つ。この伝搬時間差信号を受けて計算手段（図示せず）により被計測流体の流速及び流量を算出するものである。

算出式を下記に示す。

Ｌは測定距離であり、ｔ１を上流からの伝達時間、ｔ２を下流からの伝達時間、Ｃを音速とすると、計測ポイントの時刻Ｔでの流速Ｖは
Ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓφ）(（１／ｔ１）−（１／ｔ２）)
である。

更に、流速を計測するポイントによって計測流路２に流れるガスは突発的に変化するので、流路全体からみた流速よりも大きかったり、小さかったりする場合があるので、その影響を小さくするために前回計測した流速との平均を流量計測手段４が計測する計測流量としている。

なお、流量計測部４に関して、本実施の形態では超音波方式を採用しているが、他の、方式、例えばフルディック方式などでも短時間に一定サイクルで連続計測可能であれば使用可能である。

計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できるが、本実施の形態では２秒間隔の計測を行っている。更に、時間間隔を小さくすることは測定原理上可能であり、ガス器具によっては２秒より短時間で起動する器具もあるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある。

また、計測時間を従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、アルゴリズムの流量変化の差分を見て判断することが困難になり、コストや器具判別の性能面からバランスの良い時間としては２秒間隔計測で行っている。

図３において、流量計測装置１は、先ず、ガス流量を計測する流量計測手段１６と、起動判別・制御判別を行うために予め登録しておく各種器具情報を記憶する器具情報記憶手段１７と、流量計測手段１６が計測する計測流量の履歴を記憶する計測流量履歴記憶手段１８と、ガス器具が使用されたり、或いは制御された場合にそのガス器具を特定する器具判別手段１９と、計測流量に流量変化が発生しているか監視するとともに器具判別手段１９が判別を行うために必要な各種情報を計測流量履歴情報から算出する計測流量演算手段２０と、器具判別手段１９の判別結果と計測流量の履歴を基に現在稼動中のガス器具に流れるガス流量を算出する器具流量演算手段２１と、現在のガス器具が使用するガス流量とガス器具が起動したときの起動流量を記憶する流量記憶手段２２と、前記判別結果がユニークに決定できない場合に流量記憶手段２２の情報を基に最適な判別結果を選択する判別選択手段２３とを備えている。

流量計測手段１６は、流量計測部４とコントロール部６によって実現される。

流量計測手段１６は、２秒毎に計測する計測流路２のガス流量を計測流量履歴記憶手段１８に記憶する。

計測流量履歴記憶手段１８は、ＲＡＭ９によって実現され、器具判別手段１９が動作している器具を特定できるために必要な数分計測したガス流量を履歴情報として記憶してい
る。

器具情報記憶手段１７は、ＲＡＭ９によって実現され、図４に示すように器具を起動したときの流量、すなわち起動流量と制御パターンとが器具毎に判別値として記憶する。

なお、起動流量は、ガス器具の起動判別に用いる情報なので器具起動情報記憶手段１７ａに記憶され、制御パターンはガス器具の制御判別に用いる情報なので、器具制御情報記憶手段１７ｂに記憶されるものとする。

この情報は、ガス事業者が事前に端末等を使用して登録するなどして器具情報記憶手段１７に記憶させておくものとする。

また、制御パターンの急・緩とは、本実施の形態においていえば、流量変化が発生している期間において８秒以上連続して制御によるガス流量変化が発生する［８秒以上連続して前回の計測ガス流量値と現計測ガス流量値の差（絶対値）が３（Ｌ／ｈ）以上である］パターンは「緩」で、８秒未満でガス流量変化が終了するパターンは「急」とする。

８秒は、変更可能とする。ただし、対象としている期間中の全ての第１の演算手段が算出する差分値が８０（Ｌ／ｈ）未満である場合に限定する。この８０（Ｌ／ｈ）という境界値は、可変で５０（Ｌ／ｈ）、６０（Ｌ／ｈ）、７０（Ｌ／ｈ）、１００（Ｌ／ｈ）などユーザ毎に保有しているガス器具の組み合わせによって設定可能であるものとする。

計測流量演算手段２０は、第１の演算手段２０ａと第２の演算手段２０ｂとで構成され、両者はコントロール部６によって実現される。

第１の演算手段２０ａとは、計測流量履歴記憶手段１８を参照して、現在の流量値と２回（４秒）前の計測流量値との差分を計算する演算手段である。

第２の演算手段２０ｂとは、計測流量履歴記憶手段１８を参照して第１の演算手段２０ａが計算する差分値が予め定めた正の閾値より大きくなった時刻ａより４秒前の計測流量（Ｑａ）と時刻ａ後、第１の演算手段２０ａが計算する差分値の絶対値が前記正の閾値より小さくなった時刻ｂの計測流量（Ｑｂ）との流量差（Ｑｂ−Ｑａ）を計算する処理部である。

器具判別手段１９は、第１の演算手段２０ａが算出する差分値の絶対値が予め定めた閾値（例えば、３（Ｌ／ｈ）以上になった場合に流量変化が発生したと判別し、同差分値の絶対値が３（Ｌ／ｈ）未満になると流量変化が収束したと判別し、この流量変化を発生させたガス器具を特定するものである。

そして、起動判別手段１９ａと制御判別手段１９ｂと停止判別手段（図示せず）とで構成される。これら手段は、コントロール部６によって実現される。

起動判別手段１９ａは、流量変化が収束した時点での計測流量と流量変化発生直前の計測流量との流量差を器具起動情報記憶手段１７ａに登録される起動流量と比較して、例えば、両者が±５（Ｌ／ｈ）の誤差であるもの（複数ある場合は、最も近いもの）を対象としている流量変化がガス器具の起動によるものだと判別する。

制御判別手段１９ｂは、計測流量履歴情報記憶手段を参照し、流量変化が生じている期間の流量変化のパターンが上記に記した「急」パターンであるか「緩」パターンであるか判別する。なお、どちらにも該当しない場合には、発生した流量変化は制御によるもので
はないと判別する。

器具流量演算手段２１は、計測流量履歴記憶手段１８に記憶される今現在の計測流量を含む計測流量の履歴情報と器具判別手段１９の判別結果を基にして、稼動中であるガス器具に流れるガス流量を演算するものである。

計算内容を具体的に示すと、第１の演算手段２０ａが計算する差分値が時刻ｃで３（Ｌ／ｈ）以上になって時刻ｄ（最新の流量計測）で同差分値３（Ｌ／ｈ）未満になった場合で、且つ、２台のガス器具（ガス器具ＸとＹ）が稼動中の場合で、且つ、器具判別手段４によってガス器具Ｘがガス流量変化を生じさせたガス器具だと推測された場合には、期間（ｃ−ｄ）内のガス器具Ｙのガス流量を時刻ｃ直前に算出したガス流量Ｑｙが継続するとして計算する。

そして、ガス器具Ｘに流れるガス流量は、計測流量の履歴から期間（ｃ−ｄ）内の各計測流量から前記Ｑｙを減算した結果とする。これは、コントロール部６によって実現される。

流量記憶手段２２は、ＲＡＭ９によって実現され、ガス器具が起動したときに第２の演算手段２０ｂが計算する流量差を記憶する起動流量記憶手段２２ａと器具流量演算手段２１が計算する稼動中ガス器具へ流れるガス流量を記憶するものである。

但し、流量変化が生じた場合で、且つ、器具流量演算手段２１がその間のガス流量計算を行っていない場合には、流量変化が生じる直前のガス流量を記憶している。

次に図５にファンヒータを動作させた時の流量計測手段２が計測するガス流量の時間特性を示す。

図５から分かるように起動直後はホットダッシュ機能によってある一定のガス流量が流れ（起動流量でガス流量が一定である期間があって）、その後外気温と動作設定によってガス流量（時間特性）が変化する。図５においては１３０（Ｌ／ｈ）くらいから４０（Ｌ／ｈ）辺りまである程度長いの時間（７０秒目から１１６秒目までの間）をかけながらガス流量が変化している。

なお、この流量変化発生するタイミングは外気温・動作設定によって変わるので、流量変化が発生するタイミングを予め推測できるものではない。

更に、図６にガステーブルを動作させた時の流量計測手段１６が計測するガス流量の時間特性である。

この時、ガステーブルを着火後、火力調節レバーを「強」→「中」→「弱」→「中」→「強」→「弱」→「強」と変化させている。

図６から分かるように火力調節レバーによってユーザはいかようにもユーザがガス流量を変化させることができるとともにその制御のタイミングも変えることができる。

そして、ファンヒータの場合と異なり、ユーザが火力調節レバーを操作することによってガス流量変化が発生するので比較的短時間にガス流量が変化していることがわかる。

なお、プッシュ式のガステーブルの多くは、着火直後に立ち消えにくくするために、ユーザが着火するために着火用のボタンを押下すると火力調節レバーが何処にあってもある
程度大きいガスが流れるように火力調節レバーが自動で火力が最大の方向に動く機構になっている。

故に、ガステーブルの着火直後は最大ガス消費量に近い起動流量になっている。

本実施の形態における流量計測装置の動作について説明する。ここでは、図７のフローチャートを用いて説明する。

ここで本実施の形態では、稼動中のガス器具がない（０台）状態で図１０、図１２で示したガスグリルが動作し始めた場合の流量変化を対象とする。ガスグリルは、６秒目あたりで起動し、１２秒目付近で７５（Ｌ／ｈ）程度の流量で安定する［４秒前との差分値が３（Ｌ／ｈ）未満になる］。

以上を踏まえ、先ず、流量計測手段１６が計測流路２に流れるガス流量を２秒おきに計測する（Ｓ７０１）。

また、ガスグリルが起動するまでは、流量変化は発生していないので、流量変化が発生するまで何もしないで次の計測する時間まで待機する。

そして、ガスグリルが起動し第１の演算手段２０ａが計算する４秒前の計測流量との差分値が３（Ｌ／ｈ）以上になることで流量変化があると（Ｓ７０２）、同差分値の絶対値が３（Ｌ／ｈ）未満になる（流量変化が収束する）まで待機する。

流量変化が収束すると（Ｓ７０３）、第２の演算手段２０ｂは、計測流量履歴記憶手段を参照し、流量変化収束した時の計測流量と計算する流量変化が始まる直前の計測流量との流量差（起動流量）を計算する。

そして、起動判別手段１９ａは、その流量差と器具起動情報記憶手段に予め登録されている起動流量と比較して、起動した可能性があるガス器具を判別する（Ｓ７０４）。

本実施の形態では、ガステーブル（グリル）が最も起動流量に近いのでガスグリルが起動したと判別する。

ここで、第２の演算手段２０ｂが計算する流量差と登録される起動流量との差がどれくらいであれば、近いと判別するかについては、本実施の形態においては、差が１０（Ｌ／ｈ）以内であることで判断している。また、近いものが複数ある場合には、最も近いガス器具を選択するものとする。

そして、制御判別手段１９ｂも流量変化している期間の４秒前の計測値との差分値が８０（Ｌ／ｈ）未満であるので、制御判別を行う（Ｓ７０５）。

具体的には、流量変化している期間が８秒未満でガス流量変化が終了するので制御パターンは「急」とする。

つまり、制御パターンが急であるガス器具が制御されたと判別する。ここで、「急」と「緩」との区別を８秒という境界値で判別しているが、この値もユーザ毎に保有しているガス器具の組み合わせによって設定可能であるものとする。

また、本実施の形態では、単純に流量変化している期間だけで制御パターンを分類しているが、２秒前（前回）の計測流量との差分値を計算して、その値の大きさやある所定の
値を超える回数、階段状に変化する場合などを考慮しての流量変化の規則性等を考慮して制御パターンを決定するものであってもよい。

さらに、分類も２種類ではなく更に細かく分けるものであってもよい。

以上のように、ガス器具が起動したとも、ガス器具が制御されたとも判別できる流量変化が発生したので、判別選択手段２３は、本実施の形態おいては、現在稼動中のガス器具の台数を確認し（Ｓ７１１）、既に稼動中のガス器具は０台であるので起動判別を選択し、起動流量記憶手段２２ａに第２の演算手段２０ｂが計算した流量差を起動流量として記憶する（Ｓ７１２）。

そして、器具流量演算手段２１が判別結果を基に流量変化している間にガスグリルに流れるガス流量を計算し（Ｓ７１３）、現時点でのガスグリルに流れるガス流量（起動流量と同じ値）を器具流量記憶手段２２ｂに記憶する（Ｓ７１４）。

もちろん、判別結果が起動判別のみの場合には、起動流量記憶手段２２ａに第２の演算手段２０ｂが計算した流量差を起動流量として記憶する（Ｓ７０７）。

そして、器具流量演算手段２１が判別結果を基に流量変化している間に判別結果のガス器具に流れるガス流量を計算し（Ｓ７０８）、現時点での同ガス器具に流れるガス流量（起動流量と同じ値）を器具流量記憶手段２２ｂに記憶する（Ｓ７０９）。

制御判別のみの場合には、器具流量演算手段２１が判別結果を基に流量変化している間に判別結果のガス器具に流れるガス流量を計算し（Ｓ７０８）、現時点での同ガス器具に流れるガス流量（この場合は、起動流量と異なる値）を器具流量記憶手段２２ｂに記憶する（Ｓ７０９）。

以上のように、本実施の形態においては、ある流量変化に対してガス器具の起動したと判別でき、且つ、現在稼動中のガス器具に対して制御が行われたとも判別できる場合に、現在稼動中のガス器具の台数を考慮して、その判別を選択することによって、判別精度を向上させることができる。ガス使用に関してお客様に提供できるサービスとして先ず思い浮かぶのがガス料金に関するものである。

この場合には、ガスの積算流量が問題になってくるので、判別精度を向上させることによってガス器具毎のガス使用量の積算値の計算精度も向上させる。

（実施の形態２）
本実施の形態２における流量計測装置１の構成は、実施の形態１のものを同じ構成である。しかし、前提条件として、稼動中のガス器具がない（０台）状態で図９、図１１で示したガスグリルが動作し始めた場合の流量変化を対象とする。

ガステーブル（バーナａ）は、６秒目あたりで起動し、１２秒目付近で１０５（Ｌ／ｈ）程度の流量で安定する[４秒前との差分値が３（Ｌ／ｈ）未満になる]。

そして、３４秒目あたりで減少方向の制御が行われ、５０秒目あたりで増加方向の制御が行われる。

また、バーナａの起動については、実施の形態１で説明した処理内容と同じなので説明を省略する。しかし、この場合は、４秒前との流量差が８０（Ｌ／ｈ）なるものがあるので、判別結果は起動判別のものだけになる。

更に減少方向の制御については、減少した流量の大きさと流量変化直前のバーナａに流れるガス流量とが３０（Ｌ／ｈ）も異なることから、このバーナに対して停止判別手段（図示せず）がバーナを停止しない。

流量変化の期間が６秒であるので制御判別手段１９ｂは、制御パターンを「急」と判別してバーナに制御が行われたと判別して、器具流量演算手段２１がこの期間のバーナのガス流量を計算する。

そして、流量変化後の流量[ここでは、（３０Ｌ／ｈ）]を器具流量記憶手段２２ｂに記憶する。

そして、５０秒目あたりで増加方向の制御が行われた場合には、先ず、流量計測手段１６が計測流路２に流れるガス流量を２秒おきに計測する（Ｓ７０１）。

また、この制御が行われるまで（４０秒目辺りから４８秒目辺りまで）は、流量変化は発生していないので、流量変化が発生するまで何もしないで次の計測する時間まで待機する。

そして、バーナに対して制御が行われ第１の演算手段２０ａが計算する４秒前の計測流量との差分値が３[Ｌ／ｈ]以上になることで流量変化があると（Ｓ７０２）、同差分値の絶対値が３[Ｌ／ｈ]未満になる（流量変化が収束する）まで待機する。

流量変化が収束すると（Ｓ７０３）、第２の演算手段２０ｂは、計測流量履歴記憶手段を参照し、流量変化収束した時の計測流量と計算する流量変化が始まる直前の計測流量との流量差（起動流量）を計算する。

そして、起動判別手段１９ａは、その流量差と器具起動情報記憶手段に予め登録されている起動流量と比較して、起動した可能性があるガス器具を判別する（Ｓ７０４）。

本実施の形態でも、ガステーブル（グリル）が最も起動流量に近いのでガスグリルが起動したと判別する。

そして、制御判別手段１９ｂも流量変化している期間の４秒前の計測値との差分値が８０（Ｌ／ｈ）未満であるので、制御判別を行う（Ｓ７０５）。

具体的には、流量変化している期間が８秒未満でガス流量変化が終了するので制御パターンは「急」とする。

つまり、制御パターンが急であるガス器具が制御されたと判別する。

以上のように、ガス器具が起動したとも、ガス器具が制御されたとも判別できる流量変化が発生したので、判別選択手段２３は、本実施の形態おいては、現在稼動中のガス器具の台数を確認し（Ｓ７１１）、既に稼動中のガス器具は１台であるため、稼動中のガス器具に対して流量変化が発生する直前の流量を確認する。

本実施の形態では、ガス流量は３０（Ｌ／ｈ）である。そして、流量変化によって変化した流量は、７５（Ｌ／ｈ）であるので、両者の和が起動流量記憶手段２２ａに記憶される起動流量１０５（Ｌ／ｈ）より小さいかどうか確認する。

実際は、この起動流量に対して幾らかの余裕、例えば、５（Ｌ／ｈ）を持たせて大小関係を比較する。

本実施の形態では、余裕の効果で和の方が小さいことが成立し、バーナの制御を選択する。

そして、器具流量演算手段２１が判別結果を基に流量変化している間にバーナに流れるガス流量を計算する（Ｓ７１３）。

そして、現時点でのバーナに流れるガス流量を器具流量記憶手段２２ｂに記憶する（Ｓ７１４）。

また一方で、器具流量記憶部２２ｂに記憶されるバーナのガス流量が、例えば６０（Ｌ／ｈ）であった場合には、７５（Ｌ／ｈ）の流量変化量は起動流量を大きく超えるものになるので制御判別を選択する。

以上のように、本実施の形態においては、ある流量変化に対してガス器具が起動したと判別でき、且つ、現在稼動中のガス器具に対して制御が行われたとも判別できる場合に、現在稼動中のガス器具の台数と稼動中のガス器具の起動流量を考慮して、その判別を選択することによって、判別精度を向上させることができる。

ガス使用に関してお客様に提供できるサービスとして先ず思い浮かぶのがガス料金に関するものである。

この場合には、ガスの積算流量が問題になってくるので、判別精度を向上させることによってガス器具毎のガス使用量の積算値の計算精度も向上させる。

なお、稼動中のガス器具は、ガステーブルに限定するものではない。また、このような判断を行う根拠は、ガス器具の多くにおいて起動流量が最大ガス消費量に近いという考えに基づいている。

以上で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。

プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信したりすることで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる流量計測装置及びそのプログラムは、ガスメータの下流に接続されたガス器具が各時刻におけるガス使用量（流量）の計算を精度よく行うことができる。そのため、ガス器具と特定できない場合にはガス漏れ等の可能性を疑うことができ、結果的にはガス器具が適正に使用されているか監視することにつながる。つまりはガス使用者に対しての保安サービス等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における流量計測装置の構成図 本発明の実施の形態１における流量計測部の構成図 本発明の実施の形態１における流量計測装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態１における器具情報記憶手段に記憶される情報を示す説明図 本発明の実施の形態１におけるファンヒータ動作時に流れるガス流量の時間特性を示す説明図 本発明の実施の形態１におけるガステーブル動作時に流れるガス流量の時間特性を示す説明図 本発明の実施の形態１における流量計測装置のフローチャート 従来の流量計測装置の構成図 ガステーブルのバーナに点火したときに流れるガス流量の時間変化特性図 ガステーブルのグリルに点火したときに流れるガス流量の時間変化特性図 ガステーブルのバーナに点火した場合の４秒前の計測流量と今現在の計測流量との流量差の時間変化特性図 ガステーブルのバーナに点火した場合の４秒前の計測流量と今現在の計測流量との流量差の時間変化特性図

符号の説明

１ 流量計測装置
１６ 流量計測手段
１９ 器具判別手段
１９ａ 起動判別手段
１９ｂ 制御判別手段
１７ 器具情報記憶手段
１７ａ 器具起動情報記憶手段
１７ｂ 器具制御情報記憶手段
２０ 計測流量演算手段
２０ａ 第１の演算手段
２０ｂ 第２の演算手段
２３ 判別選択手段

Claims (5)

1. ガス流量を所定時間間隔で計測する流量計測手段と、
   前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の起動時に生じる流量変化か否かを判別する起動判別手段と、
   前記流量計測手段が計測する計測ガス流量変化がガス器具の動作を制御した時に生じる流量変化か否かを判別する制御判別手段と、
   計測ガス流量変化に対して、前記起動判別手段がガス器具起動時の流量変化であると判別するとともに、前記制御判別手段がガス器具制御時の流量変化であると判別した場合に、流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数と前記稼動中ガス器具が消費していたガス流量を基に起動判別を優先するか制御判別を優先するか選択する判別選択手段とを備え、
   所定期間内における流量変化が予め設定された境界値以下である場合、前記制御判別手段は、前記流量計測手段で所定時間間隔で計測された流量毎の差が所定値以上である状態が前記所定期間以上連続するか、又は、前記所定期間内で流量変化が終了した場合に前記ガス器具の制御による流量変化と判断する流量計測装置。
2. 前記流量計測装置は、
   前記流量差を前記起動判別手段が起動判別したガス器具毎に記憶する起動流量記憶手段を更に備え、
   前記判別選択手段は、流量変化が発生する前に稼動していたガス器具の台数が０台の場合は、起動判別を選択するとともに、稼働台数が１台以上の場合には、発生した流量変化によって稼動中のガス器具の流量が前記起動流量記憶手段に記憶する前記流量差よりも大きくなる場合には起動判別を優先し、それ以外は制御判別を選択する請求項１記載の流量計測装置。
3. 前記ガス器具とは、ガステーブルである請求項１または２に記載の流量計測装置。
4. 流量計測手段は、超音波流量計を用いた請求項１から３のいずれか１項に記載の流量計測装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の流量計測装置の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラム。