JP5290122B2 - ガスメータ - Google Patents

Description

本発明はガスメータに係り、特にガスが流れる管路に超音波を送受信してガスの流量を計測する超音波流量計を用いたガスメータに関する。

一般に、管路を流動する都市ガスの体積流量を測定するガスメータでは、管路内を流動するガスに向かって超音波を送受信する一対の超音波センサを用いた超音波流量計から得られた計測信号を積算する方式が採用されている。そして、超音波流量計においては、ガスが流入する流入口とガスが流出する流出口とを有するガス導通路（管路）内でガスの流れに沿った超音波の伝播時間と、ガスの流れに逆らった超音波の伝播時間との差分からガスの流速を求め、ひいては、流速と測定部位の断面積によりガスの体積流量を求めている（例えば、特許文献１参照）。

また、ガスメータでは、消費側でガスを消費していない場合でも、ガス管路内の圧力変動があると、その瞬時流量が微小流量であっても超音波流量計により計測された流量を積算し、その積算流量を表示している。

例えば、ガス管路内の圧力が上昇した場合には、ガス消費者側へガスが流動することになり、このガスの流動が超音波流量計によって計測されるため、見かけ上ガスの使用量が増加することになる。一方、ガスの圧力が低下した場合には、ガス消費者側からガス供給元へのガスの流動が発生することになるが、超音波流量計によって計測され瞬時流量をガスの使用量（積算流量）から減算することになる。

また、特許文献１に記載のガスメータでは、ガス導通路（管路）の上流側と下流側のそれぞれに羽根車を設け、ガスが上流側から下流側に流れる正流の場合には各羽根車が低負荷で回転し、ガスが下流側から上流側に逆流する場合には、各羽根車が低負荷で回転してガスの逆流を抑制する構成になっている。

特開平１１−２８１４３１号公報

しかしながら、上記ガスメータにおいて、圧力変動によりガス管路内のガスが下流（正流）また上流（逆流）へ流動した場合には、実際にガスが消費されていないのに積算流量の表示が増減することになるため、ガス消費者からみると流量計が故障しているのではないかといった疑念を抱くことになる。

上記特許文献１では、このような疑念を解消するため、ガス導通路（管路）の上流側と下流側のそれぞれに羽根車を設けることでガスの逆流を抑制することができるものの、ガスメータの構成が大型化するという問題があった。

また、ガスメータにあっては、ガスの使用量（積算流量）を計測するという目的に関連して減算機能を有していない積算カウンタが用いられている場合があり、この種の積算カウンタではガスの逆流による減算処理を行えないといった問題があった。

また、上記問題を解決するために、圧力変動により生じるガスの流動が微小流量以下となる場合には、積算カウンタにより積算流量としてカウントしないようにすることも考えられるが、この場合、消費者側において、当該微小流量以下の瞬時流量でのガスの使用がなされた場合に微小流量以下の使用量を積算流量としてカウントすることができないという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したガスメータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、ガスが流れる管路に超音波を送受信してガスの瞬時流量に応じた受信信号を出力する一対の超音波センサと、
前記一対の超音波センサからの受信信号の伝播時間に基づきガスの瞬時流量値を演算する瞬時流量演算部と、
前記演算部により演算された瞬時流量値を積算することにより積算流量値を演算する積算流量演算部と、
前記積算流量演算部で積算された積算流量値を記憶する積算流量記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された積算流量値を表示する表示器と、
を有するガスメータにおいて、
前記積算流量記憶手段とは別に設けられ、前記瞬時流量演算部により演算された瞬時流量値を積算することにより求められる補助積算流量値を記憶する補助記憶手段を設け、
前記積算流量演算部は、
前記瞬時流量演算部により演算された補助積算流量値に基づきガスの流れ方向が正流であるのか逆流であるのかを判定し、正流であると判定した場合に当該瞬時流量を前記補助記憶手段の補助積算流量値に加算して補助積算流量値を更新して当該補助記憶手段に記憶し、また、逆流であると判定した場合に当該瞬時流量を前記補助記憶手段の補助積算流量値より減算して補助積算流量値を更新して当該補助記憶手段に記憶させる第１の演算手段と、
前記補助記憶手段に記憶された補助積算流量値が予め設定された設定値以上に達した場合に当該補助積算流量値に応じた積算流量値を前記積算流量記憶手段の積算流量値に加算させる事により得られた積算流量値を前記積算流量記憶手段に記憶させるとともに、当該補助積算流量値から当該積算流量記憶手段の積算流量値に加算させた積算流量値を減算することにより得られる積算流量値を新たな補助積算流量値として前記補助記憶手段に更新記憶する第２の演算手段と、
を備え、
前記第１の演算手段は、演算された補助積算流量値が予め定められた下限値以下となった場合には、前記補助記憶手段に記憶させる補助積算流量値を前記下限値に保持することを特徴とする。
（２）本発明の前記第１の演算手段は、補助積算流量値Ｑを、
前記ガスの流れが正流である場合には、
Ｑ＝Ｑ＋（ｑ×γ１）
また、前記ガスの流れが逆流である場合には、
Ｑ＝Ｑ−（ｑ×γ２）
（演算式において、ｑは計測された流量、γ１は正流流量補正係数、γ２は逆流流量補正係数、γ１＜γ２）
上記演算式により演算することを特徴とする。

本発明によれば、ガスが消費されていないときに圧力変動の影響などにより微小な瞬時流量が計測されても補助記憶手段の補助積算流量値に加算されるだけで表示器に当該微小流量が加算されて表示されることがないので、ガス消費者が流量計の故障ではないかとの疑念を解消することができる。また、ガスが消費されることにより補助記憶手段の補助積算流量値が設定値以上に達した場合には、当該補助流量積算値を記憶手段の積算流量値に加算して表示器に表示するため、流量計測に対する信頼性を高めることができると共に、正確な積算流量値を表示器に表示させることができ、且つ微小流量を計測した際の積算流量値のカウントアップ回数を減少させて流量演算処理の簡素化を図ることができる。
また、本発明によれば、補助積算流量値が下限値以下の場合には、補助記憶手段の補助積算流量値を下限値に更新するため、ガス使用量が実際の使用量よりも極端に少なく積算されることを防止することができる。

また、本発明によれば、逆流流量補正係数γ２を正流流量補正係数γ１より大きい値に設定することにより、不使用量がガス使用量に加算されることを防止できる。

本発明によるガスメータの一実施例を示す斜視図である。 ガスメータの主管路の軸方向と直交する断面を示す図である。 ガスメータの平面図である。 ガスメータの演算部の構成を示すブロック図である。 流量演算制御処理を説明するためのフローチャートである。 図５に示すＳ１６の変形例１を示す図である。 図５に示すＳ１６の変形例２を示す図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本発明によるガスメータの一実施例を示す斜視図である。図２はガスメータの主管路の軸方向と直交する断面を示す図である。図３はガスメータの平面図である。

図１乃至図３に示されるように、ガスメータ１は、中高圧のガス供給管路に配されており、主管路２（管路）と、測定室３と、圧力室４、４と、第１及び第２仕切板５、６と、各圧力室４、４に対応する一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'とを備えた超音波流量計を用いた構成である。

ガスが流れる主管路２内は、軸直交方向（水平方向）、詳しくは短辺１２ａが延びる方向に沿って測定室３及び各圧力室４、４の３分割に区画される。

測定室３は、主管路２の短辺１２ａが延びる方向（軸直交方向）略中央に位置するように形成されている。また、測定室３の両側には、各圧力室４、４が位置するように形成されている。そして、測定室３内と各圧力室４、４内とは、それぞれ第１及び第２仕切板５、６に設けられた連通孔（圧力導入路）を介して連通され、該測定室３内と各圧力室４、４内とを略同じ圧力になるように設定される。

各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'は、該測定室３内を流動するガスに向かって超音波を送受信して、測定室３内を流動するガスの体積流量を計測するように、測定室３の上下側を囲む主管路２の短辺側壁部１２（壁部）に配置されている。

さらに、ガスメータ１は、ガスが流れる主管路２と、該主管路２の上流側に接続される流入管路１０と、主管路２の下流側に接続される流出管路１１とを備えている。

図２に示されるように、主管路２は、対向する一対の短辺側壁部１２と、対向する一対の長辺側壁部１３と有する。主管路２の内部空間は、一対の短辺１２ａと一対の長辺１３ａとからなる長方形状が長手方向に延在形成される。

主管路２内には、長辺側壁部１３と略平行な第１及び第２仕切板５、６が短辺１２ａの延びる方向に沿って間隔を置いて平行に配され、主管路２の内部空間が短辺１２ａの延びる方向に沿って３室に区画されている。そして、主管路２内には、短辺１２ａの延びる方向略中央に測定室３が設けられ、該測定室３の両側に圧力室４、４が設けられる。

また、主管路２の上流側の開口端部には、略矩形の上流側蓋部１５が結合されると共に、下流側の開口端部には、略矩形の下流側蓋部１６が結合される。これら上流側蓋部１５及び下流側蓋部１６には、主管路２内に設けた測定室３の上流側及び下流側の開口端部と一致する略矩形の開口部がそれぞれ形成される。

なお、図２に示されるように、測定室３は、主管路２を形成する一対の短辺側壁部１２と、一対の仕切板５、６とで囲まれる空間である。一方、各圧力室４、４は、主管路２を形成する一対の短辺側壁部１２及び一方の長辺側壁部１３と、第１または第２仕切板５または６と、上流側蓋部１５及び下流側蓋部１６とで囲まれる空間である。

図１に示されるように、流入管路１０は、その開口が軸直交断面にて上流側端部が略円形に形成されると共に、下流側端部が、測定室３の上流側の開口端部（上流側蓋部１５の開口部）と略同じ略矩形に形成される。なお、この流入管路１０の上流側端部には略円形の取付フランジ部２０が設けられると共に、下流側端部には略矩形の取付フランジ部２１が設けられる。

一方、流出管路１１は、その開口が軸直交断面にて上流側端部が、測定室３の下流側の開口端部（下流側蓋部１６の開口部）と略同じ略矩形に形成されると共に、下流側端部が略円形に形成される。なお、この流出管路１１の上流側端部には略矩形の取付フランジ部２２が設けられると共に、下流側端部には略円形の取付フランジ部２３が設けられている。

また、図２に示されるように、主管路２の測定室３内には、第１及び第２仕切板５、６と略平行な分岐板３０が、測定室３及び各圧力室４、４の並設方向の略中央に配設されており、測定室３内が各分割測定室３ａ、３ｂに２分割される。これにより、測定室３内に流入するガスは、分岐板３０を介して各分割測定室３ａ、３ｂに分岐されて流動される。

また、図１に示されるように、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２にはその軸方向に沿って、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動するガスに超音波を送受信する一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'がそれぞれ配置されている。そして、一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'と、該一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'に接続される演算部５０とにより、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流れるガスの体積流量を算出している。なお、本実施の形態では、超音波がＶ字反射伝播経路に沿って伝播するＶ字反射方式が採用されている。

各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の上側の短辺側壁部１２には、軸方向に沿って各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面に対向する開口３７が形成される。４個の各開口３７は、略矩形状に形成される。また、分割測定室３ａに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２にその軸方向に沿って設けた各開口３７は、短辺１２ａの延びる方向、すなわち各分割測定室３ａ、３ｂの並設方向に沿って一列に整列しておらず、互いに軸方向に相違して配置される。

図１及び図２に示されるように、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２には、各開口３７の周辺から超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を収納して支持する円筒状収納部４１、４２及び４３、４４が突出されている。超音波センサ８ａ、８ａ'が収納される円筒状収納部４１、４３と、超音波センサ８ｂ、８ｂ'が収納される円筒状収納部４２、４４とは、管路延在方向に対して短辺側壁部１２から互いに離間する方向に所定角度傾斜して設けられている。

そして、流入管路１０から主管路２内の測定室３に流入したガスは、分岐板３０により分岐して各分割測定室３ａ、３ｂを流れ、さらに、第１及び第２仕切板５、６の連通孔を通過して各圧力室４、４にも流入する。そのため、各分割測定室３ａ、３ｂと各圧力室４、４とは略同じ圧力に到達される。

次に、各分割測定室３ａ、３ｂのそれぞれに備えられた各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の内、上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'から超音波が、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む上側の短辺側壁部１２の開口３７を介して各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動するガスに照射されると共に、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む他方の短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、下流側の開口３７を介して下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'により受信される。そして、超音波センサ８ａ、８ａ'より超音波の受信と共に、受信信号を演算部５０に出力する。

また、上記とは逆に下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'から超音波が、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む下側の短辺側壁部１２の開口３７を介して各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動するガスに照射されると共に、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む他方の短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、上流側の開口３７を介して上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'により受信される。そして、超音波センサ８ｂ、８ｂ'より超音波の受信と共に、受信信号を演算部５０に出力する。演算部５０においては、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された上流側の受信信号と下流側の受信信号との時間差（位相差）に基づきガスの瞬時流量ｑを計測する。

すなわち、流量計測時は、演算部５０において、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流れるガスの流れに沿った超音波の伝播時間と、ガスの流れに逆らった超音波の伝播時間との差分から各分割測定室３ａ、３ｂそれぞれにおけるガスの流速が算出され、ひいては、各分割測定室３ａ、３ｂのそれぞれにおいて、流速と各分割測定室３ａ、３ｂの軸直交断面積とによりガスの瞬時流量ｑが算出される。

図４はガスメータの演算部の構成を示すブロック図である。図４に示されるように、演算部５０は、正逆判定回路６０と、流量演算回路７０とからなる瞬時流量演算部と、記憶部８０と、表示器駆動制御回路９０とを有する。記憶部８０は、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された上流側の受信信号と下流側の受信信号との時間差（位相差）からガスの瞬時流量を積算した積算流量値を記憶する積算流量カウンタ（積算流量記憶手段）１２０と、積算流量カウンタ１２０とは別に設けられ、当該積算流量カウンタ１２０と同様にガスの瞬時流量を積算した積算流量値を記憶する補助積算カウンタ（補助記憶手段）１３０と、積算流量カウンタ１２０から最小表示桁以上の流量積算値を表示器１００に出力する表示カウンタ１４０とを有する。

流量演算回路７０は、流量計測時、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'のうち上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'に超音波送信信号ｃ、ｄを出力する。これにより、超音波センサ８ｂ、８ｂ'から送信された超音波は、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動するガスに照射されると共に、短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'により受信される。また、流量演算回路７０は、流量計測時、上記とは逆に下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'に超音波送信信号ｃ、ｄを出力する。これにより、超音波センサ８ａ、８ａ'から送信された超音波は各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動するガスに照射されると共に、短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'により受信される。

各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂは、正逆判定回路６０及び流量演算回路７０に入力される。正逆判定回路６０は、受信信号ａ、ｂの位相差からガスの流れ方向が正流（＋または正）か逆流（−または負）かを判定し、判定結果を流量演算回路７０に入力する。

流量演算回路７０では、上流側の超音波センサ８ｂ、８ｂ'で受信された受信信号と下流側の超音波センサ８ａ、８ａ'で受信された受信信号との位相差に基づいて現在の流量ｑを演算する。また、流量演算回路７０は、現在の瞬時流量ｑの演算値を記憶部８０に入力する。

積算流量カウンタ１２０は、演算部５０よりの記憶指示に基づき過去から現在までの流量積算値Ｕを更新・記憶するものである。

補助積算カウンタ１３０では、過去に演算された微小流量積算値Ｑ（補助積算流量値）を記憶しており、当該微小流量積算値Ｑに現在の微小流量を加算して微小積算流量値Ｑを更新する。また、補助積算カウンタ１３０に記憶される微小流量積算値Ｑには、下限値（−α：逆流積算流量記憶下限値）〜上限値（β：正流積算流量記憶上限値）が設定されている。尚、微小流量の下限値（−α）及び上限値（β）は、任意の値に設定可能であり、通常のガス流量に応じて適宜設定される。

表示器駆動制御回路９０は、積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕのうち表示カウンタ１４０によって最小桁数の数値を除いた流量積算値を表示器１００に表示させる。

流量演算回路７０は、各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'により計測された瞬時流量ｑを補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値に加算する演算手段７０Ａ（第１の演算手段）と、補助積算カウンタ１３０に記憶された微小流量積算値が予め設定された設定値（上限値β）以上に達した場合に当該微小流量積算値に応じた積算流量を積算流量カウンタ１２０の積算流量値に加算する補助演算手段７０Ｂ（第２の演算手段）とを有する。なお、本実施例における補助演算手段７０Ｂでは、補助積算カウンタ１３０に記憶された微小流量積算値が予め設定された設定値（上限値β）以上に達した場合に当該微小流量積算値より上限値βを減算した値（積算流量）を積算流量カウンタ１２０の積算流量値に加算するようにし、この場合の補助積算カウンタ１３０に更新記憶される微小流量積算値はβとするようにされている。

演算手段７０Ａは、微小流量積算値Ｑを下記の演算式により演算する。
前記ガスの流れが正流である場合には、
Ｑ＝Ｑ＋（ｑ×γ１）・・・（式１）
により演算し、
また、前記ガスの流れが逆流である場合には、
Ｑ＝Ｑ−（ｑ×γ２）・・・（式２）
上記演算式において、ｑは計測された流量、γ１は正流流量補正係数、γ２は逆流流量補正係数、０＜γ１＜γ２、である。尚、０＜γ１＜γ２と設定することにより、ガス利用者にとってガスの逆流による不利益が生じないようにしている。

また、微小流量積算値Ｑは、前述のとおり予め下限値（−α）が設定されており、逆流流量の微小流量積算値Ｑが下限値（−α）以下の場合には、補助積算カウンタ１３０に記憶される微小流量積算値Ｑを下限値（−α）に保持する。

従って、超音波流量計により計測された瞬時流量ｑを加味して演算された微小流量積算値Ｑが予め設定された設定値（β）以上のときは、通常のガス使用による流量計測値であるので、微小流量積算値Ｑより設定値（β）を減算することにより得られる積算流量値が積算流量カウンタ１２０に入力されて積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕに加算される。また、超音波流量計により計測された現在の瞬時流量ｑを加味して演算された微小流量積算値Ｑが予め設定された設定値（β）以下のときは、通常のガス使用量より少ない微小流量であるので、この場合には、積算流量カウンタ１２０には今回の積算流量値は入力されないため、積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕは変動しないことになる。

このように、ガスが消費されていないときに圧力変動などの影響により所定流量以下の瞬時流量が計測されてもその瞬時流量の積算値が設定値（β）を超えることがなければ、積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕは変動しないので、圧力変動に伴う表示器１００に微小流量が表示されずに済み、ガス消費者が流量計の故障ではないかとの疑念を解消することができると共に、従来のような逆流を防止するための羽根車等の装置を別に設ける必要がないので、ガスメータ１の小型化も図れる。また、ガスが消費されることにより補助積算カウンタ１３０の微小積算流量値Ｑが設定値（β）以上に達した場合には、当該微小流量積算値Ｑを記憶手段の積算流量値（Ｕ）に加算して表示器１００に表示するため、流量計測に対する信頼性を高めることができると共に、正確な積算流量値を表示器１００に表示させることができ、且つ微小流量を計測した際の積算流量値のカウントアップ回数を減少させて流量演算処理の簡素化を図ることができる。

一般に、ガスメータの計測精度（器差）は高精度に製作されているため、ガス供給圧力の圧力変動により表示器１００に表示される積算流量値が表示カウンタにてカウントアップされる場合がある。更に、長期間の不使用により圧力変動が繰り返されることに伴って正流／逆流が繰り返し行なわれると、その累積により、場合によってはガスの不使用時においても積算流量値が表示カウンタにてカウントアップされる場合がある。

そこで、本実施例のガスメータ１において、逆流時の瞬時流量が正流時の瞬時流量よりも大きくなるように、逆流流量補正係数γ２を正流流量補正係数γ１より大きい値（γ１＜γ２）に設定することで逆流時の瞬時流量に逆流流量補正係数γ２を掛けた値を積算流量値から減算することになり、正流・逆流時の実際の瞬時流量が同一であったとしても、逆流の瞬時流量が生じているものとみなすようにできるようにすることにより、圧力変動周期等の複雑な関係を意識することなく、不使用時における流量積算値のカウントアップを防止することが可能になる。

ここで、流量演算回路７０が実行する流量演算制御処理について説明する。図５は流量演算制御処理を説明するためのフローチャートである。

図５のＳ１１において、各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'により計測された現在の瞬時流量ｑ（ｓｍ^３／ｈ）を読み込む。続いて、Ｓ１２で正逆判定回路６０による判定結果を読み込んで、当該瞬時流量ｑの流れ方向が正流か逆流かを判断する。Ｓ１２において、当該瞬時流量ｑの値が正（＞０）であるときは（ＮＯの場合）、流れ方向が正流であるのでＳ１３に進み、瞬時流量ｑに正流流量補正係数γ１を掛けた値を補助積算カウンタ１３０に記憶されていた微小流量積算値Ｑに加算、即ち、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑ＝Ｑ＋（ｑ×γ１）を演算し、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑを当該演算値に更新（記憶）する。

また、Ｓ１２において、当該瞬時流量ｑの値が負（＜０）であるときは（ＹＥＳの場合）、流れ方向が逆流であるのでＳ１４に進み、瞬時流量−ｑに逆流流量補正係数γ２を掛けた値を補助積算カウンタ１３０に記憶されていた微小流量積算値Ｑより減算、即ち、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑ＝Ｑ＋（−ｑ×γ２）を演算し、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑを当該演算値に更新（記憶）する。

次のＳ１５では、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑが微小積算流量の上限値β以上か否かを判定する。Ｓ１５において、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑが微小積算流量の上限値β未満の場合（ＮＯの場合）は、微小流量積算値Ｑの値が流量積算値Ｕに加算すべき積算流量値に達していないのでＳ１７に進む。

また、Ｓ１５において、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑが上限値β以上の場合（ＹＥＳの場合）は、微小流量積算値Ｑの値が流量積算値Ｕに加算すべき積算流量値に達しているので、Ｓ１６に進み、微小流量積算値Ｑのうち微小流量積算値の上限値βを越えた値（Ｑ−β）を積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕに加算する。この加算により更新された流量積算値Ｕは、表示器１００に表示される。また、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑを微小流量の上限値βに更新して微小流量積算値Ｑ＝βを積算流量カウンタ１２０に入力して積算流量カウンタ１２０の微小流量積算値Ｑを上限値βとする。

なお、本実施例では、Ｓ１６において、微小流量積算値Ｑのうち微小流量積算値の上限値βを越えた値（Ｑ−β）を積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕに加算するようにしているが、これに代えて、図６のＳ１６'(変形例１)に示すように、微小流量積算値Ｑを積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕに加算し、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑを零リセットするようにしてもよい。

また、微小流量積算値Ｑと上限値βとが極めて近い値となるように設定されているのであれば、Ｓ１６の処理を、図７のＳ１６''（変形例２）に示すように、上限値βを積算流量カウンタ１２０に記憶された流量積算値Ｕに加算し、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑより上限値βを減算した値を補助積算カウンタ１３０に記憶すべき微小流量積算値Ｑとして更新（記憶）するようにしてもよい。

次のＳ１７では、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑが微小流量積算値の下限値−α未満か否かを判定する。Ｓ１７において、微小流量積算値Ｑが微小流量積算値の下限値−α未満の場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ１８に進み、補助積算カウンタ１３０の微小流量積算値Ｑを下限値−αに設定する。これにより、前述のように逆流流量補正係数γ２を正流流量補正係数γ１より大きい値（γ１＜γ２）に設定することにより生じる、逆流積算流量値が無制限に大きくなることにより生じうるガスを使用しているにもかかわらず流量積算値Ｕが増加しないような減少を防止することができ、その分、ガス使用量を正確に計測することが可能となる。即ち、補助積算カウンタ１３０に記憶される逆流積算流量値が課題となることにより、実際にガスが使用開始されて正流方向にガスが流れ始めてからの過大な使用量の取りこぼしが発生することを防止することが可能になる。よって、ガス使用量が実際の使用量よりも極端に少なく積算されることを防止することができる。

また、Ｓ１７において、微小流量積算値Ｑが微小積算流量の下限値−α以上の場合（ＮＯの場合）は、Ｓ１８の処理を行なわずに上記Ｓ１１に戻る。

このように、上記Ｓ１１〜Ｓ１８の演算処理を繰り返すことにより、長時間（例えば、２４時間程度）に亘りガスの瞬時流量の変化を記録することが可能になり、微小流量域による正流、逆流の切替えを正確に把握することが可能になると共に、逆流発生回数や１日のうちの逆流発生時間帯などを記録することも可能になる。

また、ガスの供給圧力の変化と微小流量域の逆流発生回数や逆流発生時間帯とを比較することで、ガス供給圧力と逆流との関係を検証することも可能になる。

また、補助積算カウンタ１３０に記憶される積算流量値に下限値−α及び上限値βを設けているため、例えば、ガス消費機器がより複雑なガス制御方法を採用するのに伴って想定外の圧力変動が生じた場合でも、微小積算流量の下限値−α及び上限値βの各設定値を適宜変更することで瞬時流量ｑの計測値を積算流量カウンタ１２０の流量積算値Ｕに加算するか否かを変更できるので、複雑なトラブル発生の解析をせずに済むと共に、発生現場の圧力変動により容易に原因究明の判断が可能になる。

また、微小な瞬時流量の正流・逆流が繰り返し行なわれた際の流量積算値Ｕのカウントアップをより確実に防止するために微小積算流量−αの下限値を下げて正逆流量の相殺演算処理を行えるように設定することも可能である。

また、逆流時及び正流時の瞬時流量が共に下限値以上である場合に誤カウントが発生したときは、前述した演算式の逆流流量補正係数γ２を大きく設定し、徐々に正流流量補正係数γ１の値に近づけるように変更することにより、誤カウントの発生を抑制することが可能になる。

上記実施例では、２対の各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を有する構成の超音波流量計を用いて説明したが、これに限らず、例えば、１対の超音波センサ８ａ、８ｂを有する構成の超音波流量計を有するガスメータにも本発明を適用することができるのは勿論である。

また、上記実施例では、超音波流量計を用いて説明したが、本発明はこのタイプの流量計に限定されるのではなく、容積式流量計などの正流／逆流時の流量を計測可能な流量計であれば、本発明を適用できるのは勿論である。

１ ガスメータ
２ 主管路（管路）
３ 測定室
３ａ、３ｂ 分割測定室
４ 圧力室
５、６ 仕切板
８ａ、８ｂ、８ａ'、８ｂ' 超音波センサ
１１ 流出管路
１２ 短辺側壁部
１２ａ 短辺
１３ 長辺側壁部
１３ａ 長辺
１５ 上流側蓋部
１６ 下流側蓋部
２０〜２３ 取付フランジ部
３０ 分岐板
３７ 開口
４１〜４４ 円筒状収納部
５０ 演算部
６０ 正逆判定回路
７０ 流量演算回路
７０Ａ 演算手段
７０Ｂ 補助演算手段
８０ 記憶部
９０ 表示器駆動制御回路
１００ 表示器
１２０ 積算流量カウンタ
１３０ 補助積算カウンタ
１４０ 表示カウンタ

Claims (2)

1. ガスが流れる管路に超音波を送受信してガスの瞬時流量に応じた受信信号を出力する一対の超音波センサと、
   前記一対の超音波センサからの受信信号の伝播時間に基づきガスの瞬時流量値を演算する瞬時流量演算部と、
   前記演算部により演算された瞬時流量値を積算することにより積算流量値を演算する積算流量演算部と、
   前記積算流量演算部で積算された積算流量値を記憶する積算流量記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された積算流量値を表示する表示器と、
   を有するガスメータにおいて、
   前記積算流量記憶手段とは別に設けられ、前記瞬時流量演算部により演算された瞬時流量値を積算することにより求められる補助積算流量値を記憶する補助記憶手段を設け、
   前記積算流量演算部は、
   前記瞬時流量演算部により演算された補助積算流量値に基づきガスの流れ方向が正流であるのか逆流であるのかを判定し、正流であると判定した場合に当該瞬時流量を前記補助記憶手段の補助積算流量値に加算して補助積算流量値を更新して当該補助記憶手段に記憶し、また、逆流であると判定した場合に当該瞬時流量を前記補助記憶手段の補助積算流量値より減算して補助積算流量値を更新して当該補助記憶手段に記憶させる第１の演算手段と、
   前記補助記憶手段に記憶された補助積算流量値が予め設定された設定値以上に達した場合に当該補助積算流量値に応じた積算流量値を前記積算流量記憶手段の積算流量値に加算させる事により得られた積算流量値を前記積算流量記憶手段に記憶させるとともに、当該補助積算流量値から当該積算流量記憶手段の積算流量値に加算させた積算流量値を減算することにより得られる積算流量値を新たな補助積算流量値として前記補助記憶手段に更新記憶する第２の補助演算手段と、
   を備え、
   前記第１の演算手段は、演算された補助積算流量値が予め定められた下限値以下となった場合には、前記補助記憶手段に記憶させる補助積算流量値を前記下限値に保持することを特徴とするガスメータ。
2. 前記第１の演算手段は、補助積算流量値Ｑを、
   前記ガスの流れが正流である場合には、
   Ｑ＝Ｑ＋（ｑ×γ１）
   また、前記ガスの流れが逆流である場合には、
   Ｑ＝Ｑ−（ｑ×γ２）
   （演算式において、ｑは計測された流量、γ１は正流流量補正係数、γ２は逆流流量補正係数、γ１＜γ２）
   上記演算式により演算することを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。

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