JP5356847B2 - Judgment device and judgment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、判断装置、及び判断方法に関する。 The present invention relates to a determination device and a determination method.
従来、使用中のガス器具にガバナが設けられているかを判断するガス器具判別装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, there has been proposed a gas appliance discriminating apparatus that determines whether or not a gas appliance in use is provided with a governor (see, for example, Patent Document 1).
しかし、従来のガス器具判別装置では、ガバナ付きガス器具の使用を判別できるものの、ガスストーブ、給湯器及びファンヒータなどのガス器具の種類までは判別することができない。さらに、従来のガス器具判別装置では、流量を絞った状態と全開状態とにおける流量変化の差に基づいてガバナが設けられていることを判断しており、流量変化を起こさせるためにある程度の時間を要し、短時間での判断ができない。 However, although the conventional gas appliance discriminating apparatus can discriminate use of a gas appliance with a governor, it cannot discriminate even the types of gas appliances such as a gas stove, a water heater and a fan heater. Furthermore, in the conventional gas appliance discriminating device, it is determined that the governor is provided based on the difference in flow rate change between the throttled state and the fully open state, and a certain amount of time is required to cause the flow rate change. It is necessary to make a judgment in a short time.
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、その発明の目的とするところは、より短時間で使用中のガス器具の種類を判断することが可能な判断装置、及び判断方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object of the present invention is a determination device capable of determining the type of gas appliance in use in a shorter time, And providing a judgment method.
本発明の判断装置は、流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、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の少なくとも一方からの電気信号を入力して得られる波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析手段と、予めガス器具毎のスペクトルデータを記憶したスペクトルデータ記憶手段と、解析手段により算出されたスペクトルデータと、スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出する算出手段と、算出手段により算出された類似度に基づいて、使用中のガス器具の種類を判断する判断手段と、を備え、解析手段は、圧力又は流量の変化発生時点から0.3秒から2秒以内の電気信号を入力して得られる波形を解析することを特徴とする。なお、「ガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出する」とは、記憶されたガス器具毎の全スペクトルデータとの類似度を算出する意味のみならず、記憶されたスペクトルデータのうち一部のスペクトルデータとの類似度を算出する意味も含む概念である。
The determination device of the present invention is configured to output an electric signal from at least one of a pressure sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas pressure in the flow path and a flow sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas flow rate in the flow path. Analyzing means for analyzing a waveform obtained by input and calculating spectrum data indicating a correlation between frequency and amplitude, spectrum data storing means for storing spectrum data for each gas appliance in advance, and calculating means Calculation means for calculating the similarity between the spectrum data and the spectrum data for each gas appliance stored in the spectrum data storage means, and determining the type of the gas appliance in use based on the similarity calculated by the calculation means comprising determination means for, the analysis means, solutions waveforms obtained by inputting an electric signal within 2 seconds 0.3 seconds from the change time point of generation of pressure or flow Characterized in that it. Note that “calculating the degree of similarity with spectrum data for each gas appliance” not only means calculating the degree of similarity with all stored spectrum data for each gas appliance, but also one of the stored spectrum data. This is a concept that includes the meaning of calculating the degree of similarity with the spectral data of the part.
この判断装置によれば、圧力センサ及び流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して得られる波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータと、記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出し、類似度に基づいて使用されたガス器具を判断する。ここで、ガス器具の使用時には、圧力や流量の波形にガス器具特有の特徴があらわれる。しかも、この特徴は圧力や流量の変化発生時点から数秒以内であらわれるものである。よって、上記特徴が数秒以内にあらわれる波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータと記憶したガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を求めることで、より短時間で使用中のガス器具の種類を判断することができる。 According to this determination device, a waveform obtained by inputting an electrical signal from at least one of a pressure sensor and a flow sensor is analyzed, spectrum data indicating a correlation between frequency and amplitude is calculated, and the calculated spectrum data And the similarity with the stored spectrum data for each gas appliance is calculated, and the used gas appliance is determined based on the similarity. Here, when the gas appliance is used, characteristics specific to the gas appliance appear in the waveform of pressure and flow rate. Moreover, this feature appears within a few seconds from the time when the change in pressure or flow rate occurs. Therefore, by analyzing the waveform in which the above characteristics appear within a few seconds to obtain spectral data indicating the correlation between frequency and amplitude, and by obtaining the similarity between this spectral data and the stored spectral data for each gas appliance, The type of gas appliance in use can be determined in a short time.
また、本発明の判断装置において、スペクトルデータ記憶手段は、ガス漏れについてのスペクトルデータを記憶し、算出手段は、解析手段により算出されたスペクトルデータと、スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出するのに先だって、スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度を算出し、判断手段は、算出手段により算出されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度が規定値以上である場合、ガス漏れであると判断することが好ましい。 In the determination apparatus of the present invention, the spectrum data storage means stores spectrum data on gas leakage, and the calculation means calculates the spectrum data calculated by the analysis means and the gas appliances stored by the spectrum data storage means. Prior to calculating the degree of similarity with the spectrum data, the degree of similarity with the gas leakage spectrum data stored by the spectrum data storage means is calculated, and the judgment means calculates the gas leakage spectrum data calculated by the calculation means. It is preferable to determine that there is a gas leak when the similarity to is greater than or equal to a specified value.
この判断装置によれば、ガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出するのに先だってガス漏れのスペクトルデータとの類似度を算出し、ガス漏れのスペクトルデータとの類似度が規定値以上である場合、ガス漏れであると判断する。このため、ガス漏れを判断できるだけでなく、ガス器具の種類を判別するよりも重要度が高いガス漏れ判断を先に行うこととなり、迅速な保安処理につなげることができる。 According to this determination apparatus, prior to calculating the similarity to the spectrum data for each gas appliance, the similarity to the gas leakage spectrum data is calculated, and the similarity to the gas leakage spectrum data is greater than or equal to a specified value. If there is, it is determined that there is a gas leak. For this reason, not only gas leakage can be determined, but also gas leakage determination, which is more important than determining the type of gas appliance, is performed first, and this can lead to quick security processing.
また、本発明の判断装置において、スペクトルデータ記憶手段により記憶されているスペクトルデータを補正する補正手段をさらに備え、補正手段は、スペクトルデータ記憶手段により記憶されているスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具のスペクトルデータを、解析手段により算出されたスペクトルデータに近づけるように補正することが好ましい。 The determination apparatus of the present invention further includes a correction unit that corrects the spectrum data stored in the spectrum data storage unit, and the correction unit is in use among the spectrum data stored in the spectrum data storage unit. It is preferable to correct the spectral data of the gas appliance determined to be close to the spectral data calculated by the analyzing means.
この判断装置によれば、記憶されているスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具のスペクトルデータを、解析手段により算出されたスペクトルデータに近づけるように補正する。ここで、スペクトルデータは各家庭の配管等の影響を受けて家庭毎に異なったものとなる傾向にある。よって、使用中であると判断されたガス器具のスペクトルデータを、解析手段により算出されたスペクトルデータに近づけるように補正することで、家庭毎に異なった傾向を学習することとなり、今後のガス器具の種類の判断精度を向上させることができる。 According to this determination device, the spectrum data of the gas appliance determined to be in use among the stored spectrum data is corrected so as to be close to the spectrum data calculated by the analysis means. Here, the spectrum data tends to be different for each household due to the influence of piping of each household. Therefore, by correcting the spectral data of gas appliances that are determined to be in use so as to be close to the spectral data calculated by the analysis means, different trends will be learned for each household, and future gas appliances will be learned. It is possible to improve the accuracy of judgment of the type.
また、本発明の判断装置において、流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化したことを判断する流量発生判断手段をさらに備え、流量発生判断手段により流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化したと判断された場合に特定時間だけ高速計測モードが実行され、解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出することが好ましい。 The determination apparatus according to the present invention further includes a flow rate generation determination unit that determines that the flow rate has changed from a state that does not exceed the predetermined value to a state that exceeds the predetermined value, and the flow rate does not exceed the predetermined value by the flow rate generation determination unit. When it is determined that the state has changed to a state exceeding the predetermined value, the high-speed measurement mode is executed for a specific time, and the analysis means analyzes the waveform obtained during execution of the high-speed measurement mode and analyzes the spectrum data. Is preferably calculated.
この判断装置によれば、流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化したと判断された場合に、高速計測モードが実行され、解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する。すなわち、流量が所定値(例えば1.5L/hr)を超えずにガスの流れがないような場合、解析手段はスペクトルデータを求めることがなく、流量が所定値を超えてガスの流れが発生した場合に高速計測モードが実行されて、解析手段はスペクトルデータを求めることとなる。このように、ガスの流れがなく、ガス器具が使用されていない場合にまでスペクトルデータを求めることがなく、無駄な処理を実行しないこととなって、消費電力を軽減することができる。加えて、高速計測モードは特定時間のみ実行されるため、不要に長い時間の波形を解析する可能性が少なくなり、処理量を抑えて消費電力を軽減することができる。 According to this determination device, when it is determined that the flow rate has changed from a state not exceeding the predetermined value to a state exceeding the predetermined value, the high-speed measurement mode is executed, and the analysis means is input during execution of the high-speed measurement mode. The spectrum data is calculated by analyzing the obtained waveform. That is, when there is no gas flow without the flow rate exceeding a predetermined value (for example, 1.5 L / hr), the analysis means does not obtain spectrum data, and the gas flow occurs when the flow rate exceeds the predetermined value. In this case, the high-speed measurement mode is executed, and the analysis means obtains spectrum data. In this way, spectrum data is not obtained until there is no gas flow and a gas appliance is not used, and wasteful processing is not performed, thereby reducing power consumption. In addition, since the high-speed measurement mode is executed only for a specific time, the possibility of analyzing a waveform for an unnecessarily long time is reduced, and the amount of processing can be reduced and the power consumption can be reduced.
流量が特定値以上変化しない安定状態から特定値以上流量変化が発生したことを判断する流量変化判断手段をさらに備え、流量変化判断手段により安定状態から特定値以上流量変化が発生したと判断された場合に特定時間だけ高速計測モードが実行され、解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出することが好ましい。 It further comprises a flow rate change judging means for judging that a flow rate change over a specific value has occurred from a stable state where the flow rate does not change over a specific value, and the flow rate change judging means determines that a flow rate change over a specific value has occurred from the stable state. In this case, it is preferable that the high-speed measurement mode is executed for a specific time, and the analysis means calculates the spectrum data by analyzing the waveform obtained during the execution of the high-speed measurement mode.
この判断装置によれば、流量が特定値以上変化しない安定状態から特定値以上流量変化が発生したと判断された場合に、高速計測モードが実行され、解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する。すなわち、流量変化が特定値(例えば脈動により変化し得ない程度の流量値)を超えずにガスの流れに変化がないような場合、解析手段はスペクトルデータを求めることがなく、流量変化が特定値を超えてガスの流れが変化した場合に高速計測モードが実行されて、解析手段はスペクトルデータを求めることとなる。このように、ガスの流れに変化があまりなく、ガス器具の使用状況等に変化がない場合にまでスペクトルデータを求めることがなく、無駄な処理を実行しないこととなって、消費電力を軽減することができる。加えて、高速計測モードは特定時間のみ実行されるため、不要に長い時間の波形を解析する可能性が少なくなり、処理量を抑えて消費電力を軽減することができる。 According to this determination apparatus, when it is determined that a flow rate change has occurred beyond a specific value from a stable state where the flow rate does not change above a specific value, the high-speed measurement mode is executed, and the analysis means Spectrum data is calculated by analyzing a waveform obtained by input. That is, if the flow rate change does not exceed a specific value (for example, a flow rate value that cannot be changed by pulsation) and the gas flow does not change, the analysis means does not obtain spectral data and the flow rate change is specified. When the gas flow changes beyond the value, the high-speed measurement mode is executed, and the analyzing means obtains the spectrum data. In this way, spectrum data is not obtained until there is little change in the gas flow and there is no change in the usage state of the gas appliance, and unnecessary processing is not executed, thereby reducing power consumption. be able to. In addition, since the high-speed measurement mode is executed only for a specific time, the possibility of analyzing a waveform for an unnecessarily long time is reduced, and the amount of processing can be reduced and the power consumption can be reduced.
また、本発明の判断方法は、流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、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の少なくとも一方からの電気信号を入力して得られる波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析工程と、解析工程において算出されたスペクトルデータと、予め記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出する算出工程と、算出工程において算出された類似度に基づいて、使用中のガス器具の種類を判断する判断工程と、を有し、解析工程では、圧力又は流量の変化発生時点から0.3秒から2秒以内の電気信号を入力して得られる波形を解析することを特徴とする。 In addition, the determination method of the present invention includes an electric signal from at least one of a pressure sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas pressure in the flow path and a flow sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas flow rate in the flow path. An analysis step of analyzing a waveform obtained by inputting a signal to calculate spectrum data indicating a correlation between frequency and amplitude, spectrum data calculated in the analysis step, spectrum data for each gas appliance stored in advance, A calculation process for calculating the similarity of the gas appliance, and a determination process for determining the type of gas appliance in use based on the similarity calculated in the calculation process. In the analysis process, a change in pressure or flow rate is generated. A waveform obtained by inputting an electrical signal within 0.3 second to 2 seconds from the time point is analyzed.
この判断方法によれば、圧力センサ及び流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して得られる波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータと、記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出し、類似度に基づいて使用されたガス器具を判断する。ここで、ガス器具の使用時には、圧力や流量の波形にガス器具特有の特徴があらわれる。しかも、この特徴は圧力や流量の変化発生時点から数秒以内であらわれるものである。よって、上記特徴が数秒以内にあらわれる波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータと記憶したガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を求めることで、より短時間で使用中のガス器具の種類を判断することができる。 According to this determination method, a waveform obtained by inputting an electrical signal from at least one of a pressure sensor and a flow sensor is analyzed, spectrum data indicating a correlation between frequency and amplitude is calculated, and the calculated spectrum data is calculated. And the similarity with the stored spectrum data for each gas appliance is calculated, and the used gas appliance is determined based on the similarity. Here, when the gas appliance is used, characteristics specific to the gas appliance appear in the waveform of pressure and flow rate. Moreover, this feature appears within a few seconds from the time when the change in pressure or flow rate occurs. Therefore, by analyzing the waveform in which the above characteristics appear within a few seconds to obtain spectral data indicating the correlation between frequency and amplitude, and by obtaining the similarity between this spectral data and the stored spectral data for each gas appliance, The type of gas appliance in use can be determined in a short time.
本発明によれば、より短時間で使用中のガス器具の種類を判断することが可能な判断装置、及び判断方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the judgment apparatus and judgment method which can judge the kind of gas appliance in use for a shorter time can be provided.
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、本発明の実施形態に係る判断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、ガスストーブ、ファンヒータ、給湯器及びテーブルコンロなどの各ガス器具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(判断装置)40とを備えている。なお、図1に示す例では、ガスメータ40を判断装置の一例として挙げるが、判断装置はガスメータ40に限るものではない。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a gas supply system including a determination device according to an embodiment of the present invention. The
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。この調整器20は、例えば燃料ガスを2.9kPa程度の圧力に調整して第1配管31に流す構成となっている。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。
The
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、テーブルコンロなどのようにガバナ13を有さないものもある。
The
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。
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
The
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。
The
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。
In such a
図3は、本発明の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、流路内のガス流量が増加した場合又は流路内のガス圧力が減少した場合にその流量や圧力の変化に基づいて、使用中のガス器具の種類(例えばガスストーブ、ファンヒータ、給湯器及びテーブルコンロなど)を判断すると共に、ガス漏れを判断するものである。このようなガスメータ40は、圧力センサ42と、流量センサ41と、マイコン43とを備えている。なお、本実施形態では、圧力センサ42からの電気信号に基づいて、使用中のガス器具の種類やガス漏れを判断するガスメータ40を例に説明するが、流量センサ41の電気信号に基づいて使用中のガス器具の種類やガス漏れを判断するものであってもよい。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
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。本実施形態に係るガスメータ40が超音波式のガスメータである場合、流量センサ41は、流路内に一定距離だけ離れて配置された例えば圧電式振動子からなる2つの音響トランスジューサ等によって構成される。また、本実施形態に係るガスメータ40がフローセンサなどの熱式センサを搭載したガスメータである場合、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。
The
圧力センサ42は、ガスメータ40内の流路に設置され、流路内のガス圧力応じた電気信号を出力するものである。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。
The
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43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。
In the present embodiment, signals from the
マイコン43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43は、スペクトルデータ記憶部(スペクトルデータ記憶手段)43aと、解析部(解析手段)43bと、算出部(算出手段)43cと、判断部(判断手段)43dと、補正部(補正手段)43eを有している。
The
スペクトルデータ記憶部43aは、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを複数記憶したものである。このスペクトルデータ記憶部43aは、ガス器具毎のスペクトルデータと、ガス漏れ時のスペクトルデータとを記憶している。ここで、ガス漏れ時のスペクトルデータ及びガス器具毎のスペクトルデータについて説明する。
The spectrum
図4は、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであり、図5は、テーブルコンロが使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。また、図6は、ガスストーブが使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであり、図7は、給湯器が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであり、図8は、ファンヒータが使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。なお、図4〜図8において縦軸は振幅を示し、横軸は周波数を示している。また、フーリエ変換した圧力波形は、圧力の変動が発生してから約0.3秒〜2秒経過するまでの時間帯において、1ミリ秒の間隔で計測した圧力データからなっている。 FIG. 4 is a graph showing spectrum data obtained by Fourier transforming a pressure waveform when a gas leak occurs, and FIG. 5 is a spectrum obtained by Fourier transforming the pressure waveform when a table stove is used. It is a graph which shows data. FIG. 6 is a graph showing spectral data obtained by Fourier transforming the pressure waveform when the gas stove is used, and FIG. 7 is a graph showing the Fourier transform of the pressure waveform when the water heater is used. FIG. 8 is a graph showing spectrum data obtained, and FIG. 8 is a graph showing spectrum data obtained by Fourier transforming a pressure waveform when a fan heater is used. 4 to 8, the vertical axis indicates the amplitude, and the horizontal axis indicates the frequency. The Fourier-transformed pressure waveform is composed of pressure data measured at intervals of 1 millisecond in a time period from the occurrence of pressure fluctuation until about 0.3 second to 2 seconds elapses.
図4に示すように、ガス漏れが発生した場合、得られる圧力波形には20Hz以上の周波数成分が殆ど含まれていない。また、図5に示すように、テーブルコンロが使用された場合、得られる圧力波形には20Hz以上の周波数成分が殆ど含まれていないが、約10Hz付近の周波数成分において大きな振幅を示す傾向がある。 As shown in FIG. 4, when a gas leak occurs, the obtained pressure waveform contains almost no frequency component of 20 Hz or more. Further, as shown in FIG. 5, when a table stove is used, the obtained pressure waveform contains almost no frequency component of 20 Hz or more, but tends to show a large amplitude in a frequency component around 10 Hz. .
また、図6〜図8に示すように、ガスストーブ、給湯器、及びファンヒータが使用された場合、得られる圧力波形には20Hz以上の周波数成分において大きな振幅を示す傾向がある。より詳細には図6に示すように、ガスストーブが使用された場合、得られる圧力波形には20〜40Hz程度の周波数成分において大きな振幅を示す傾向にある。また、図7に示すように、給湯器が使用された場合、得られる圧力波形には20〜40Hz程度の周波数成分に加えて、70Hz以上の周波数成分において大きな振幅を示す傾向にある。さらに、図8に示すように、ファンヒータが使用された場合、得られる圧力波形には20〜40Hz及び250Hz程度の周波数成分において大きな振幅を示す傾向にある。なお、図4〜図8において60Hz付近に存在するピークは、商用電源によるノイズである。 Moreover, as shown in FIGS. 6-8, when a gas stove, a water heater, and a fan heater are used, the obtained pressure waveform tends to show a large amplitude in a frequency component of 20 Hz or more. More specifically, as shown in FIG. 6, when a gas stove is used, the obtained pressure waveform tends to show a large amplitude in a frequency component of about 20 to 40 Hz. Moreover, as shown in FIG. 7, when a water heater is used, the obtained pressure waveform tends to show a large amplitude in a frequency component of 70 Hz or more in addition to a frequency component of about 20 to 40 Hz. Furthermore, as shown in FIG. 8, when a fan heater is used, the obtained pressure waveform tends to show a large amplitude in frequency components of about 20 to 40 Hz and about 250 Hz. In addition, the peak which exists in 60-Hz vicinity in FIGS. 4-8 is the noise by a commercial power source.
このようにガス漏れや使用されるガス器具毎に圧力波形の周波数成分が異なってくる。この理由は以下のように説明することができる。まず、図6〜図8に示すガスストーブ、給湯器、及びファンヒータはガバナ13を有している。このようなガバナ付きガス器具10が使用された場合、ガバナ13内に調整スプリング13fが設けられているため、圧力波形に高い周波数成分が含まれ易くなる。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。このため、圧力波形に高い周波数成分が含まれ易くなる。
As described above, the frequency component of the pressure waveform varies depending on the gas leak and the gas appliance to be used. The reason for this can be explained as follows. First, the gas stove, the water heater, and the fan heater shown in FIGS. 6 to 8 have a
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は初期位相を示している。この式は多くの周波数fi=ωi/2πの振動の重ね合わせであることを示している。
The pressure P is
It can be expressed by the following equation. Here, C represents the amplitude, k represents the frictional force (attenuation constant), ω represents the restoring force, and α represents the initial phase. This equation indicates that this is a superposition of vibrations of many frequencies f i = ω i / 2π.
さらに、図7及び図8に示す給湯器及びファンヒータは、電子制御機能を有している。ここで、電子制御機能とは、PIDなどの自動制御によりガス量を細かく調整することでガス燃焼量を制御する機能をいう。このため、電子制御機能を有するガス器具10の使用時においては、比較的高い周波数が圧力波形に重畳して、波形には高い周波数の振幅信号が重畳計測されることとなる。従って、図7及び図8に示す電子制御機能付きのガス器具10の使用時には、50Hz以上の比較的高い周波数域において大きな振幅が得られることとなる。なお、図7及び図8に示すグラフにおいて、多く含まれる周波数が異なっている理由は、ガス量の調整具合がガス器具毎に異なるためである。
Furthermore, the water heater and the fan heater shown in FIGS. 7 and 8 have an electronic control function. Here, the electronic control function refers to a function of controlling the gas combustion amount by finely adjusting the gas amount by automatic control such as PID. For this reason, when the
また、図5に示すテーブルコンロは、ガバナ13を有していない。図9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9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旦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。
Further, the table stove shown in FIG. 5 does not have the
ところが、ガバナ無しガス器具10の場合、ガバナ付きガス器具10のように、細かく振動する調整スプリング13fを有していない。このため、ガバナ無しガス器具10の使用による圧力波形は、ガバナ無しガス器具10の使用時よりも高い周波数成分が含まれることなく、中程度の周波数成分を示すこととなる。
However, the
また、図4に示すガス漏れの場合、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。このため、圧力波形には明確な振動が見られず、中程度以上の周波数成分すら含まれないこととなる。
Moreover, in the case of the gas leak shown in FIG. 4, neither the vibration of the
以上のように、使用されるガス器具10の種類に応じて、圧力波形の周波数成分に違いが生じると共に、ガス漏れ発生時にも周波数成分に違いが生じる。図3に示したスペクトルデータ記憶部43aは、上記の如く、ガス器具10の種類毎及びガス漏れ発生時それぞれのスペクトルデータを記憶していることとなる。
As described above, the frequency component of the pressure waveform varies depending on the type of the
再度、図3を参照する。解析部43bは、圧力センサ42からの電気信号を入力して得られる波形をフーリエ変換して、スペクトルデータを算出するものである。算出部43cは、解析部43bにより算出されたスペクトルデータと、スペクトルデータ記憶部43aにより記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出するものである。さらに、算出部43cは、スペクトルデータ記憶部43aにより記憶されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度についても算出するものである。なお、類似度の算出方法については相関係数作成処理など種々の方法が採用可能である。
FIG. 3 will be referred to again. The
判断部43dは、算出部43cにより算出された類似度に基づいて、使用中のガス器具10の種類を判断するものである。また、判断部43dは、スペクトルデータ記憶部43aにより記憶されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度が規定値以上である場合、ガス漏れであると判断するものである。
The
以上の構成により、本実施形態に係るガスメータ40は、使用中のガス器具10の種類及びガス漏れを判断することとなる。ところで、上記に示した周波数や振幅の特徴は、圧力変動発生時(すなわちガス器具10の使用開始時又はガス漏れ発生時)から最大で2秒以内に得られる特徴である。従って、本実施形態に係るガスメータ40は、瞬時にガス漏れや使用ガス器具10を判断できることとなる。
With the above configuration, the
ここで、各家庭では配管31,32の配置等の関係から、ガス器具使用時の圧力波形に相違が生じる傾向にある。このため、実際に使用されたガス器具10の圧力波形を解析して得られたスペクトルデータと、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されたそのガス器具10についてのスペクトルデータとの相異が大きい場合があり得る。そこで、本実施形態に係るガスメータ40は、補正部43eを備えている。補正部43eは、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されているスペクトルデータを補正するものである。補正対象となるスペクトルデータは、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されるスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具10のスペクトルデータである。補正部43eは、使用中であると判断されたスペクトルデータを、解析部43bにより算出されたスペクトルデータに近づけるように補正することとなる。
Here, there is a tendency that a difference occurs in the pressure waveform when the gas appliance is used due to the arrangement of the
以上のように、本実施形態に係るガスメータ40では、使用中のガス器具10の種類を判断することができ、且つ、ガス漏れについても判断することができる。ここで、ガス器具10の種類の判断やガス漏れ判断を常時行っていると、ガスメータ40の消費電力が増大してしまう。そこで、本実施形態に係るガスメータ40は、3つの計測モードを有し、消費電力を抑えつつガス器具10の種類の判断やガス漏れ判断を行うようにしている。
As described above, in the
図10は、本実施形態に係るガスメータ40のモード移行の概要を示す状態遷移図である。図10に示すように、本実施形態に係るガスメータ40は、簡易計測モード、高速計測モード及び正規計測モードの3つの計測モードで動作する。
FIG. 10 is a state transition diagram showing an outline of mode transition of the
簡易計測モードは、流量が所定値(例えば1.5L/hrであり、ガスメータ40で計測可能な最小流量)を超えない状態から所定値を超える状態に変化したことを判断するモードである。この簡易計測モードでは、第1所定時間(例えば0.1秒)に1回の計測間隔で流量が計測され、マイコン43は、第1所定時間に1回のタイミングで最小流量を超える流量が検出されたかを判断することとなる。このように、マイコン43は流量の発生を判断する流量発生判断手段として機能することとなる。そして、流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化した場合、計測モードは高速計測モードに移行する(S1)。一方、流量が所定値を超えない場合、すなわち流量がゼロと判断される場合には、簡易計測モードのまま維持されることとなる。
The simple measurement mode is a mode in which it is determined that the flow rate has changed from a state in which the flow rate does not exceed a predetermined value (for example, 1.5 L / hr, the minimum flow rate that can be measured by the gas meter 40) to a state that exceeds the predetermined value. In this simple measurement mode, the flow rate is measured at a measurement interval once in a first predetermined time (for example, 0.1 seconds), and the
なお、簡易計測モードでは、流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化したことを判断すればよいため、高い計測精度を必要とせず、消費電力が抑えられることとなる。具体的に説明すると、流量センサ41が超音波センサである場合、超音波の発振回数や伝搬時間の計測回数を少なくすれば、計測精度が低くなるものの消費電力を抑えることが可能なる。また、流量センサ41が熱式センサである場合、ヒータへの駆動電圧を低下させれば、消費電力を抑えることが可能なる。
Note that, in the simple measurement mode, it is only necessary to determine that the flow rate has changed from a state in which the flow rate does not exceed the predetermined value to a state in which the flow rate exceeds the predetermined value, so that high measurement accuracy is not required and power consumption is suppressed. More specifically, when the
また、本実施形態では簡易計測モード中のマイコン43が流量発生判断手段として機能するが、これに限られず、マイコン43以外のものが流量発生判断手段として機能してもよい。例えば、流量発生時にはガス圧力も変化するため、ガス圧力を計測する圧力スイッチ等を流量発生判断手段として機能させてもよい。さらには、マイコン43が圧力センサ42からの電気信号に基づいて流量の発生を判断するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
高速計測モードは、上記の如く、スペクトルデータを解析すると共に類似度を算出して、ガス漏れ及び使用ガス器具10の種類を判断するモードである。この高速計測モードでは、第2所定時間(例えば1ミリ秒)に1回の計測間隔で圧力が計測される。また、高速計測モードでは圧力の計測を特定時間(例えば0.3秒〜2.0秒)しか実行しないようになっている。特定時間経過後、計測モードは、正規計測モードに移行する(S2)。
As described above, the high-speed measurement mode is a mode in which the spectral data is analyzed and the similarity is calculated to determine the gas leakage and the type of the
この高速計測モードにおいて、解析部43bは圧力波形をフーリエ変換してスペクトルデータを算出し、算出部43cは、フーリエ変換して得られたスペクトルデータと、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されるスペクトルデータとの類似度を算出する。この際、算出部43cは、ガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を求めるのに先立って、ガス漏れ発生時のスペクトルデータとの類似度を求め、類似度が規定値以上である場合にはガス漏れと判断する。すなわち、緊急度の高いガス漏れ判断を先に行うようにしている。そして、ガス漏れでないと判断された場合、ガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出し、類似度が最大のスペクトルデータが示す種類のガス器具10が使用されていると判断する。
In the high-speed measurement mode, the
なお、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。
In the high-speed measurement mode, in a special case, the high-speed measurement mode is continued even after a specific time has elapsed (S3). Here, the special case is, for example, a case where the
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に、ガス流量を計測するモードである。この正規計測モードでは、第3所定時間(例えば2秒)に1回の計測間隔で流量が計測される。正規計測モードにおいて連続して所定値を超える流量が計測されなくなった場合、計測モードは簡易計測モードに移行する(S4)。 The regular measurement mode is a mode for measuring a gas flow rate in order to obtain a gas usage amount called an integrated flow rate. In the regular measurement mode, the flow rate is measured at a measurement interval once every third predetermined time (for example, 2 seconds). When the flow rate exceeding the predetermined value is not continuously measured in the normal measurement mode, the measurement mode shifts to the simple measurement mode (S4).
以上のように、本実施形態に係るガスメータ40では、流量が発生していないときに簡易計測モードとなって消費電力を抑え、流量発生時に高速計測モードに移行して、ガス漏れ及び使用ガス器具10の種類を判断する。そして、判断が終了すると(すなわち特定時間経過すると)、正規計測モードに移行して通常の流量計測を行うこととなる。
As described above, in the
なお、図10に示した例では、高速計測モードは簡易計測モードからしか移行しないが、これに限らず、正規計測モードから移行するようにしてもよい。すなわち、正規計測モードにおいてマイコン43は、流量が特定値(例えば脈動により変化し得ない程度の流量値)以上変化しない安定状態から特定値以上流量変化が発生したことを判断するようにし、安定状態から特定値以上流量変化が発生したと判断した場合に、正規計測モードから高速計測モードに移行するようにしてもよい。こうすることで、ガス器具10の使用中であっても2台目以降のガス器具開始と判断して新たに使用されたガス器具10の種類等を判断できるからである。なお、この場合においてマイコン43は流量変化判断手段として機能することとなる。また、正規計測モードから高速計測モードへの移行についても、簡易計測モードから高速計測モードへの移行と同様に、マイコン43以外のものが流量変化判断手段として機能してもよい。
In the example shown in FIG. 10, the high-speed measurement mode shifts only from the simple measurement mode. However, the present invention is not limited to this, and the normal measurement mode may be shifted. In other words, in the normal measurement mode, the
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11は、本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。
Next, the operation of the
簡易計測モードにおいて、マイコン43は、第1所定時間(具体的には0.1秒)経過したか否かを判断する(S11)。第1所定時間経過していないと判断した場合(S11: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1所定時間経過したと判断した場合(S11:YES)、マイコン43は計時した時間をリセットする(S12)。そして、マイコン43は流量センサ41からの電気信号に基づいて流量を検出する(S13)。
In the simple measurement mode, the
次いで、マイコン43は、所定値を超える流量が検出されたか否かを判断する(S14)。所定値を超える流量が検出されていないと判断した場合(S14:NO)、処理はステップS11に移行する。
Next, the
一方、所定値を超える流量が検出されたと判断した場合(S14:YES)、すなわち流量が発生した場合、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(S15)。その後、図11に示す処理は終了する。 On the other hand, when it is determined that a flow rate exceeding the predetermined value is detected (S14: YES), that is, when a flow rate is generated, the measurement mode shifts from the simple measurement mode to the high-speed measurement mode (S15). Thereafter, the process shown in FIG. 11 ends.
図12は、本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12に示すように、高速計測モードにおいて、まず、マイコン43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(S21)。第2所定時間経過していないと判断した場合(S21: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(S21:YES)、マイコン43は計時した時間をリセットする(S22)。そして、マイコン43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(S23)。
FIG. 12 is a flowchart showing details of the operation of the
その後、マイコン43は、特定時間(具体的には0.3〜2秒)経過したか否かを判断する(S24)。この処理においてマイコン43は、圧力データが所定個数(例えば300〜2000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(S24:NO)、処理はステップS21に移行する。
Thereafter, the
一方、特定時間経過したと判断した場合(S24:YES)、マイコン43は、特定時間中にステップS23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(S25)。その後、マイコン43は、ステップS25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(S26)。
On the other hand, when it is determined that the specific time has elapsed (S24: YES), the
ガス漏れ無しと判断されていた場合(S26:YES)、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12に示す処理は終了する。 When it is determined that there is no gas leakage (S26: YES), the measurement mode shifts from the high-speed measurement mode to the regular measurement mode (S27). Thereafter, the process shown in FIG. 12 ends.
一方、ガス漏れ無しと判断されていなかった場合(S26: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43は、遮断弁を遮断すると共に、警報等を行う(S28)。すなわち保安処理を実行する。その後、図12に示す処理は終了する。
On the other hand, if it is not determined that there is no gas leak (S26: NO), that is, if it is determined that there is a gas leak, the
図13は、本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13に示すように、マイコン43は、第3所定時間(具体的には2秒)経過したか否かを判断する(S31)。第3所定時間経過していないと判断した場合(S31:NO)、第3所定時間経過したと判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、第3所定時間経過したと判断した場合(S31:YES)、マイコン43は計時した時間をリセットする(S32)。そして、マイコン43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(S33)。
FIG. 13 is a flowchart showing details of the operation of the
次いで、マイコン43は、ステップS33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(S34)。所定値を超える流量であると判断した場合(S34:YES)、マイコン43は、ステップS33において計測された流量を積算し(S35)、処理はステップS31に移行する。
Next, the
一方、所定値を超える流量でないと判断した場合(S34:NO)、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(S36)。その後、図13に示す処理は終了する。なお、ステップS34の処理では、1回だけ「NO」と判断された場合に、ステップS36の処理に進むが、これに限らず、ステップS34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S36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。 On the other hand, when it is determined that the flow rate does not exceed the predetermined value (S34: NO), the measurement mode shifts from the normal measurement mode to the simple measurement mode (S36). Thereafter, the process shown in FIG. 13 ends. In the process of step S34, if “NO” is determined only once, the process proceeds to the process of step S36. However, the present invention is not limited to this, and if “NO” is determined in succession a plurality of times in step S34. In addition, it is desirable to proceed to step S36. This is because it is possible to prevent a transition to the simple measurement mode when the flow rate does not instantaneously exceed a predetermined value due to pulsation.
図14は、図12に示したステップS25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、解析部43bは、図10のステップS23において記憶したガス圧の波形をフーリエ変換する(S41)。
FIG. 14 is a flowchart showing details of step S25 shown in FIG. 12, and shows processing related to use of the
その後、算出部43cは、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されたガス漏れ発生時のスペクトルデータを読み出す(S42)。そして、算出部43cは、ステップS41のフーリエ変換により得られたスペクトルデータと、ステップS42において読み出したスペクトルデータとの類似度を算出する(S43)。次いで、判断部43dは、ステップS43にて算出した類似度が規定値以上であるか否かを判断する(S44)。
Thereafter, the
ステップS43にて算出した類似度が規定値以上であると判断した場合(S44:YES)、判断部43dはガス漏れが発生したと判断する(S45)。そして、図14に示す処理は終了する。
If it is determined that the similarity calculated in step S43 is greater than or equal to the specified value (S44: YES), the
ところで、ステップS43にて算出した類似度が規定値以上でないと判断した場合(S44:NO)、算出部43cは、ガス器具毎のスペクトルデータを読み出し(S46)、それぞれのスペクトルデータとの類似度を算出する(S47)。そして、判断部43dは、類似度が最大となったスペクトルデータが示す種類のガス器具10が使用されたと判断する(S48)。
By the way, when it is determined that the similarity calculated in step S43 is not equal to or greater than the specified value (S44: NO), the
次に、補正部43eは、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されるスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具10のスペクトルデータを、ステップS41のフーリエ変換により得られたスペクトルデータに近づけるように補正する(S49)。そして、図14に示す処理は終了する。なお、図14に示す例では、類似度にかかわらずステップS49において補正を実行しているが、これに限らず、類似度が所定類似度以下の場合にだけ補正を実行するようにしても良い。これにより、補正処理を省略できるため、消費電力を低減させることができるからである。さらに、図14に示す例では、ガス器具毎のスペクトルデータを補正するようにしているが、これに限らず、ガス漏れ発生時のスペクトルデータを補正するようにしてもよい。
Next, the
さらに、ステップS46〜S48の処理では、記憶されたガス器具毎の全スペクトルデータとの類似度を求めて最も高いスペクトルデータが示すガス器具10が使用されたと判断している。しかし、これに限らず、記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を順次求めていき、類似度が予め定められた値以上となった時点でそのスペクトルデータが示すガス器具10が使用されたと判断し、その後類似度の算出を中止するようにしてもよい。このようにすることで、類似度の算出数が減り、消費電力の低下につなげることができるからである。
Further, in the processing of steps S46 to S48, it is determined that the
さらに、本実施形態では圧力センサ42からの電気信号によって得られる波形をフーリエ変換して、ガス器具10の種類を判断すると共にガス漏れを判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ41からの電気信号によって得られる波形をフーリエ変換して、ガス器具10の種類を判断すると共にガス漏れを判断するようにしてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the waveform obtained by the electrical signal from the
このようにして、本実施形態に係るガスメータ40及び判断方法によれば、圧力センサ42及び流量センサ41の少なくとも一方からの電気信号を入力して得られる波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータと、記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出し、類似度に基づいて使用されたガス器具10を判断する。ここで、ガス器具10の使用時には、圧力や流量の波形にガス器具特有の特徴があらわれる。しかも、この特徴は圧力や流量の変化発生時点から数秒以内であらわれるものである。よって、上記特徴が数秒以内にあらわれる波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータと記憶したガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を求めることで、より短時間で使用中のガス器具10の種類を判断することができる。
As described above, according to the
また、ガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出するのに先だってガス漏れのスペクトルデータとの類似度を算出し、ガス漏れのスペクトルデータとの類似度が規定値以上である場合、ガス漏れであると判断する。このため、ガス漏れを判断できるだけでなく、ガス器具10の種類を判別するよりも重要度が高いガス漏れ判断を先に行うこととなり、迅速な保安処理につなげることができる。
Also, prior to calculating the similarity to the spectrum data for each gas appliance, the similarity to the gas leakage spectrum data is calculated, and if the similarity to the gas leakage spectrum data is greater than or equal to the specified value, It is judged that. For this reason, not only a gas leak can be determined, but also a gas leak determination that is more important than the type of the
また、記憶されているスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具のスペクトルデータを、解析部43bにより算出されたスペクトルデータに近づけるように補正する。ここで、スペクトルデータは各家庭の配管等の影響を受けて家庭毎に異なったものとなる傾向にある。よって、使用中であると判断されたガス器具10のスペクトルデータを、解析部43bにより算出されたスペクトルデータに近づけるように補正することで、家庭毎に異なった傾向を学習することとなり、今後のガス器具10の種類の判断精度を向上させることができる。
Moreover, it correct | amends so that the spectrum data of the gas appliance judged to be in use among the stored spectrum data may approach the spectrum data calculated by the
また、流量が所定値を超えない状態から所定値を超える状態に変化したと判断された場合に、高速計測モードが実行され、解析部43bは、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する。すなわち、流量が所定値(例えば1.5L/hr)を超えずにガスの流れがないような場合、解析部43bはスペクトルデータを求めることがなく、流量が所定値を超えてガスの流れが発生した場合に高速計測モードが実行されて、解析部43bはスペクトルデータを求めることとなる。このように、ガスの流れがなく、ガス器具10が使用されていない場合にまでスペクトルデータを求めることがなく、無駄な処理を実行しないこととなって、消費電力を軽減することができる。
Further, when it is determined that the flow rate has changed from a state not exceeding the predetermined value to a state exceeding the predetermined value, the high-speed measurement mode is executed, and the
また、流量が特定値以上変化しない安定状態から特定値以上流量変化が発生したと判断された場合に、高速計測モードが実行され、解析部43bは、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する。すなわち、流量変化が特定値(例えば脈動により変化し得ない程度の流量値)を超えずにガスの流れに変化がないような場合、解析部43bはスペクトルデータを求めることがなく、流量変化が特定値を超えてガスの流れが変化した場合に高速計測モードが実行されて、解析部43bはスペクトルデータを求めることとなる。このように、ガスの流れに変化があまりなく、ガス器具の使用状況等に変化がない場合にまでスペクトルデータを求めることがなく、無駄な処理を実行しないこととなって、消費電力を軽減することができる。
In addition, when it is determined that the flow rate has changed more than a specific value from a stable state where the flow rate does not change more than a specific value, the high speed measurement mode is executed, and the
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。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention.
また、本実施形態において判断装置はガスメータ40の内部構成として存在しているが、これに限らず、判断装置をガスメータ40から取り出して構成してもよい。
In the present embodiment, the determination device exists as an internal configuration of the
さらに、上記実施形態において解析部43bはフーリエ変換による解析を行っているが、これに限らず他の方法で解析を行うようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに、本実施形態において高速計測モードでは第2所定時間として1ミリ秒の計測間隔で圧力波形あるいは流量波形を計測しているが、波形解析が行えればよく、0.1ミリ秒でも良いし10ミリ秒でも良い。 Further, in the present embodiment, in the high-speed measurement mode, the pressure waveform or the flow rate waveform is measured at a measurement interval of 1 millisecond as the second predetermined time. However, it is sufficient that waveform analysis can be performed, and 0.1 millisecond may be used. It may be 10 milliseconds.
さらに、本実施形態において算出部43cは解析後のスペクトルデータの全周波数域で類似度を算出しているが、これに限らず一部の周波数域のみで類似度を算出しても良い。例えば、ガバナ13の特徴が現れる20〜40Hzのみによる算出でも良いし、電子制御機能の特徴が現れる10〜250Hzのみによる算出でも良い。また、商用電源の周波数である50Hzと60Hzを除去したスペクトルデータで類似度を算出しても良い。
Furthermore, in the present embodiment, the
なお、算出に必要な上限の最高周波数は高ければ高いほうが良いが、そのためには第2所定時間を短くして高速計測モードにおける計測間隔を短くしなければならず、消費電力が大きくなるので、可能な限り低いほうが好ましい。具体的には、最高周波数を5kHzとすることが望ましい。5kHzまで測定可能としておくと、ほぼ全てのガス器具10の特徴をとらえることができるからである。また、消費電力を考慮して最高周波数を250Hzとしてもよい。250Hzを超える周波数に特徴を持つガス器具10の数が少ないからである。
In addition, it is better if the maximum frequency of the upper limit necessary for calculation is high, but for that purpose, the second predetermined time must be shortened to shorten the measurement interval in the high-speed measurement mode, and the power consumption increases. The lowest possible is preferable. Specifically, it is desirable that the maximum frequency is 5 kHz. This is because if the measurement is possible up to 5 kHz, almost all the features of the
また、最低周波数は特定時間の長さによって決定される。具体的に特定時間が2秒の場合、測定可能な最低周波数は理論上0.5Hzとなる。特定時間は、このような最低周波数を考慮して設定されることが望ましい。すなわち、特定時間を2秒として、0.5Hzという低周波数を測定可能とすることが望ましい。これにより、0.5Hzまで測定可能としておくと、ガス漏れとほぼ全てのガス器具10の特徴をとらえることができるからである。また、特定時間が長くなると消費電力が大きくなることから、特定時間を0.3秒として約3.3Hzまで測定可能とするようにしてもよい。3.3Hz以下の周波数に特徴を持つガス器具10の数が少ないからである。
The lowest frequency is determined by the length of the specific time. Specifically, when the specific time is 2 seconds, the lowest measurable frequency is theoretically 0.5 Hz. The specific time is desirably set in consideration of such a minimum frequency. That is, it is desirable that the specific time is 2 seconds and a low frequency of 0.5 Hz can be measured. Thereby, if measurement is possible up to 0.5 Hz, gas leakage and characteristics of almost all
さらに、上記実施形態においてガスメータ40は、ステップS49において補正を実行しているが、これに加えて、新規ガス器具10の設置を判断するようになっていてもよい。例えば、ステップS49における補正を約1年間など長期に亘って実行したとする。各家庭において配管状況が変わることはまれであるため、長期に亘って補正を実行すると、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されたスペクトルデータは、使用されたガス器具10のスペクトルデータと非常に近いものとなってくる。このような場合において得られたスペクトルデータが、スペクトルデータ記憶部43aに記憶されたどのスペクトルデータとも類似度が所定類似度以下である場合、新たにガス器具10が設置されたと判断してもよい。これによって、新規ガス器具10が設置されたことを判断でき、利便性を向上できるからである。
Furthermore, in the said embodiment, although the
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(判断装置)
41…流量センサ
42…圧力センサ
43…マイコン
43a…記憶部(記憶手段)
43b…解析部(解析手段)
43c…算出部(算出手段)
43d…判断部(判断手段)
43e…補正部(補正手段)
DESCRIPTION OF
41 ...
43b ... Analysis unit (analysis means)
43c ... Calculation unit (calculation means)
43d: Determination unit (determination means)
43e ... corrector (correction means)
Claims (6)
予めガス器具毎のスペクトルデータを記憶したスペクトルデータ記憶手段と、
前記解析手段により算出されたスペクトルデータと、前記スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された類似度に基づいて、使用中のガス器具の種類を判断する判断手段と、を備え、
前記解析手段は、圧力又は流量の変化発生時点から0.3秒から2秒以内の電気信号を入力して得られる波形を解析する
ことを特徴とする判断装置。
A waveform obtained by inputting an electric signal from at least one of a pressure sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas pressure in the flow path and a flow sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas flow rate in the flow path. Analyzing means for analyzing and calculating spectral data indicating a correlation between frequency and amplitude;
Spectrum data storage means for storing spectrum data for each gas appliance in advance;
Calculating means for calculating the similarity between the spectrum data calculated by the analyzing means and the spectrum data for each gas appliance stored by the spectrum data storing means;
Determining means for determining the type of gas appliance in use based on the similarity calculated by the calculating means;
The analysis device analyzes a waveform obtained by inputting an electrical signal within 0.3 second to 2 seconds from the time of occurrence of a change in pressure or flow rate.
前記算出手段は、前記解析手段により算出されたスペクトルデータと、前記スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出するのに先だって、前記スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度を算出し、
前記判断手段は、前記算出手段により算出されたガス漏れのスペクトルデータとの類似度が規定値以上である場合、ガス漏れであると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の判断装置。 The spectral data storage means stores spectral data about gas leakage,
The calculation means is stored by the spectrum data storage means prior to calculating the similarity between the spectrum data calculated by the analysis means and the spectrum data for each gas appliance stored by the spectrum data storage means. Calculate the similarity with the spectrum data of the gas leak
The determination device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the gas is leaking when the similarity with the spectrum data of the gas leak calculated by the calculation unit is equal to or greater than a specified value.
前記補正手段は、前記スペクトルデータ記憶手段により記憶されているスペクトルデータのうち、使用中であると判断されたガス器具のスペクトルデータを、前記解析手段により算出されたスペクトルデータに近づけるように補正する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の判断装置。 A correction means for correcting the spectrum data stored by the spectrum data storage means;
The correction means corrects the spectrum data of the gas appliance determined to be in use out of the spectrum data stored in the spectrum data storage means so as to approach the spectrum data calculated by the analysis means. The determination device according to claim 1, wherein the determination device is a device.
前記解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の判断装置。 The apparatus further comprises flow rate generation determination means for determining that the flow rate has changed from a state not exceeding the predetermined value to a state exceeding the predetermined value, and the flow rate generation determination means changes the flow rate from not exceeding the predetermined value to exceeding the predetermined value. When it is determined that it has changed, the high-speed measurement mode is executed for a specific time,
4. The determination device according to claim 1, wherein the analysis unit analyzes a waveform input and obtained during execution of the high-speed measurement mode and calculates spectrum data. 5. .
前記解析手段は、高速計測モードの実行中において入力されて得られた波形を解析してスペクトルデータを算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の判断装置。 The apparatus further comprises a flow rate change judging means for judging that a flow rate change over a specific value has occurred from a stable state where the flow rate does not change over a specific value, and the flow rate change judging means judges that a flow rate change over a specific value has occurred from the stable state. The high-speed measurement mode is executed for a specific time
4. The determination device according to claim 1, wherein the analysis unit analyzes a waveform input and obtained during execution of the high-speed measurement mode and calculates spectrum data. 5. .
前記解析工程において算出されたスペクトルデータと、予め記憶されたガス器具毎のスペクトルデータとの類似度を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された類似度に基づいて、使用中のガス器具の種類を判断する判断工程と、を有し、
前記解析工程では、圧力又は流量の変化発生時点から0.3秒から2秒以内の電気信号を入力して得られる波形を解析する
を有することを特徴とする判断方法。
A waveform obtained by inputting an electric signal from at least one of a pressure sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas pressure in the flow path and a flow sensor that outputs an electric signal corresponding to the gas flow rate in the flow path. An analysis step of analyzing and calculating spectral data indicating a correlation between frequency and amplitude;
A calculation step for calculating the similarity between the spectrum data calculated in the analysis step and the spectrum data for each gas appliance stored in advance;
A determination step of determining the type of gas appliance in use based on the similarity calculated in the calculation step,
The analysis step includes analyzing a waveform obtained by inputting an electrical signal within 0.3 second to 2 seconds from the time of occurrence of a change in pressure or flow rate.
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