JP5453499B2

JP5453499B2 - ガス配管気密検査用圧力計

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Publication number: JP5453499B2
Application number: JP2012183557A
Authority: JP
Inventors: 尚二向野; 修平小田; 圭史須藤; 勇一山田; 優種延; 昌一飯田; 信啓曽我; 達朗中島; 三樹高本; 健司大木; 満芳相澤; 英樹成田
Original assignee: HADANO GAS CO., LTD.; ODAWARA GAS CO., LTD.; Saibu Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: HADANO GAS CO., LTD.; ODAWARA GAS CO., LTD.; Saibu Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: JP2014041059A

Description

本発明は、例えば、ガス配管工事時での圧力監視やリーク検査等において使用され、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査用圧力計に関する。

ガス事業者には、ガス事業法上のガス設備の定期的な気密検査の他、ガスメータの交換又はガス配管等の設備の設置工事や改修工事が行われる場合等においてガス配管等の気密検査が求められ、ガス圧の測定とその監視が継続的に行われる。このガス圧の測定及び監視はガス配管の検査口にガス圧力計を接続してガス配管内のガス圧を測定することにより行われる。

しかし、例えば、都市ガスの供給においても、測定対象となるガス配管のガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。また、一般家庭で使用されている低圧から工業用等で使用されている中高圧までガスの帯域は広範に渡る。例えば、低圧は０〜３０ＫＰa、中高圧は０．１ＭＰａ以上等、ガス圧範囲は広い帯域に及ぶ。工事の際には通常の供給圧より高い圧力で確認試験が行なわれる。

ところが、ガス配管のガス圧を測定する圧力計は、その圧力センサーの特性上、広い帯域にわたり求められる精度と強度が得られないので、圧力計は測定対象とする圧力の帯域に応じて個々に設計された別々の圧力計を夫々用いるようにしている。すなわち、低圧ガス用圧力計は低圧ガスの帯域において高い感度を持たすためにその圧力センサーの耐圧は低いものとなってしまう。この脆弱な低圧ガス用圧力計を設置したガス配管が中高圧ガスの想定外の圧力状況下にさらされると、その耐圧範囲を超えたガス圧が圧力センサー部分に加わることになり、これが長くなると、低圧ガス用圧力計を壊す虞があった。一方、中高圧ガス用圧力計で中高圧のガス圧を測定するために低圧ガスの帯域まで測定することは一応可能であるとしても、低圧ガスの圧力測定領域での誤差が極端に大きくなり、実効性のあるガス圧測定値としては意味がない。

このため、従来では、それぞれの帯域に有効な精度で使用できるガス圧力計を別々に用意し、それらのものから選択して使用してきた。つまり、低圧ガスの帯域においては低圧ガス用の圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用の圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用のガス圧力計を選択又は交換しながら測定するようにしてきた。

特開平１１−２４８５９２号公報

以上の如く、従来では、低圧ガスの帯域においては低圧ガス用の圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用の圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら使用することが必要であったので、ガス事業者は、例えば、低圧用圧力計と中高圧用圧力計等の複数種のガス圧力計を多数用意する必要があり、複雑な機器管理を行っていた。

さらに、ガス配管工事でのガス圧力減圧の際には、広いレンジでガス圧力が変化するため、それらの各レンジでのガス圧力を測定するために専用のガス圧力計を頻繁に選択又は交換しなければならず、作業を中断する等、煩雑で手間のかかるものであった。

しかも、それら複数のガス圧力測定機器で測定した各々のデータ等が断続的に個別に得られることになり、連続的に管理することが困難であり、それらのデータ等の信頼性を確保する取り扱いが非常に煩雑で面倒であった。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、低圧から中圧または高圧までの広い範囲にわたるガス圧力の変化を、ガス配管気密検査用圧力計をいちいち交換または複数台の圧力計を同時に設置することなく、１台のガス配管気密検査用圧力計で信頼性のあるデータを取得できるようにしたガス配管気密検査用圧力計を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査用圧力計において、少なくとも、圧力測定対象の検査口に対し着脱自在に接続される圧力導入口に通じる導入管路と、この導入管路から分岐する中高圧測定用管路及び低圧測定用管路と、上記中高圧測定用管路に設けられその中高圧測定用管路の圧力を測定するための中高圧用センサーと、上記低圧測定用管路に設けられ該低圧測定用管路を開閉する低圧センサー保護用電磁弁と、上記低圧測定用管路に上記低圧センサー保護用電磁弁よりも下流側に設けられ上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するための低圧用センサーと、上記中高圧用センサーが検出する圧力信号を処理し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を超えた領域にあるとき上記低圧センサー保護用電磁弁を遮断し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を下回るときに上記低圧センサー保護用電磁弁を開放する圧力信号処理回路とを具備したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のガス配管気密検査用圧力計において、上記低圧センサー保護用電磁弁は、弁を開閉駆動する励磁コイルを有し、該励磁コイルに対する通電を継続することなく、励磁コイルに瞬間的に通電することで上記弁を閉じまたは上記弁を開き、それら弁の状態が切り替わった後、励磁コイルに無給電で電磁弁の閉じまたは開き状態を維持する自己保持機能を備えることを特徴とする。

本発明によれば、一台のガス配管気密検査用圧力計で、中高圧用センサーの測定領域と低圧用センサーの測定領域との使い分けとそれらの協働により広い圧力領域にわたり高い測定精度及び分解能で正確に測定できる。低圧用センサー及び中高圧用センサーの感度をそれぞれ高め得ることが容易に可能になる。したがって、低圧から中高圧にわたるガス圧を、より高精度でそれぞれ測定することも十分に可能である。

また、従来の場合のように、低圧帯域においては低圧用圧力計を用い、中高圧帯域においては中高圧用圧力計を用い、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら個別的に監視測定を行う必要がない。したがって、事業者は多数種のガス圧力計を予め用意しておくことの必要がなくなる。

また、配管工事等では広いレンジにわたり圧力が変化し易いので、従来では、それらの各レンジでの圧力を測定するためには頻繁に専用のガス圧力計を選択又は交換しなければならず、工事作業を中断する等、煩雑で手間のかかる作業が必要であったが、本発明によると、この課題も解決できる。

しかも、本発明のガス配管気密検査用圧力計によると、複数のガス配管気密検査用圧力計で測定した各データ等を中断することなく、連続的に監視しながら連続的に管理することも容易であり、監視性能も向上する。

さらに、本発明のガス配管気密検査用圧力計は、簡便な形態での携帯式圧力計とすることもできるようになる。特に、中高圧用センサーと低圧用センサーを一台の圧力計の中、同じ圧力センサー部内にセンサー機構部を一体的に組み込み収納するように構成できるも容易にできるようになる。

請求項２に係る発明のガス配管気密検査用圧力計は、電磁弁を省電力化が図れる形態になるため、電池の消耗を抑え、長時間の使用を可能となり、工事現場等での使用に適する。

本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の使用状態での外観を概略的に示す説明図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計をその周辺機器を含めて示したブロック図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の機能的要部を概念的に示したブロック図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の説明図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の動作説明図であって圧力しきい値との関係で動作を説明する図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計に組み込まれる電磁弁の動作説明図であってガス圧の変化に対する電磁弁の動作を説明する図である。本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の電源オンからの圧力監視モードのフローを示す説明図である。

図１は、本発明に係る一実施形態のガス配管気密検査用圧力計の構成の外観を示す。この圧力計は、圧力計本体（本体ユニット）１と、この圧力計本体１とは別に設けられる圧力センサー部（圧力センサーユニット）２と、温度センサー部（温度センサーユニット）３とを備えている。これら各部は別々または接続した状態で携帯が可能である。

圧力センサー部２は圧力計本体１に圧力センサー部用ケーブル５を介して接続される。温度センサー部３は圧力計本体１に温度センサー部用ケーブル６を介して接続される。なお、温度センサー部３は圧力センサー部２に一体的に組み込むようにしてもよい。

圧力計本体１のケース１１の上壁には、圧力センサー用ケーブル５を着脱自在に接続するためのコネクタ１２と、温度センサー用ケーブル６を着脱自在に接続するためのコネクタ１３とが設けられている。さらに、コネクタ１２、１３に並び位置してＵＳＢコネクタ１４が設けられている。

圧力計本体１におけるケース１１の正面パネルには、表示機能としての表示画面１５と、圧力計を操作する機能としての複数の機能選択用Ａ〜Ｄスイッチ１６〜１９及び電源スイッチ２０が設けられている。

ここで、表示画面１５の表示方式は、例えば、図２に示すバックライト２１付の液晶表示装置２２が採用されている。表示画面１５には、圧力表示、温度表示、圧力監視、気密試験状態表示や電池残量表示等の各種の表示がなされる。これらの表示状態はＡ〜Ｄスイッチ１６〜１９を押下によりそれぞれが選択される。

図２で示すように、圧力計本体１には、各種機能を実行するための制御装置２５と、圧力センサー部２及び温度センサー部３で検出した信号を夫々増幅する増幅器２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、これらの増幅器２６ａ，２６ｂ，２６ｃの出力を設定モードに応じて選択する切換スイッチ２７と、この切換スイッチ２７で選択した検出信号のアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換して制御装置２５に入力させるＡ／Ｄ変換器２８と、制御装置２５に実行を指示する上記Ａ〜Ｄスイッチ１６〜１９及び電源スイッチ２０のスイッチ回路２９と、バックライト２１を含む液晶表示装置２２と、記録装置（本体内蔵メモリ）３３と、カレンダー時計機能を備えたタイマー３４と、警報用ブザー２３等が組み込まれている。記録装置３３には測定値の他、測定年月日時分秒や温度も保存され、また、制御装置２５で演算したリーク値等も保存するようにしてもよい。過去に測定した結果・ログの参照が可能である。

さらに、圧力計本体１には、乾電池等からなる内蔵電源としてのバッテリー３６や外部入出力端子としてのＵＳＢ端子１４による外部給電手段が設けられている。ＵＳＢ端子１４は外部のパソコン（ＰＣ）等のコンピユータに接続が可能であり、外部コンピユータで専用ソフトを用いて測定データ等の情報や記録装置３３に保存したデータの収集、解析、レポートの作成などが可能である。ＵＳＢ端子１４を利用する給電の場合、電源回路３８により外部から給電できる。電源回路３８により、バッテリー、ＵＳＢどちらでも動作可能である。

一方、図１，２に示すように、圧力センサー部２には、被測定対象の、例えばガス導管に対して着脱自在に接続するためのガス導入ポートとしての圧力導入口４０が設けられ、この圧力導入口４０には該圧力導入口４０を検査対象のガス導管の検査口８２に接続するためのカプラ（継手）４１が設けられている。ここでは圧力導入口４０を検査口８２に接続した状態で圧力導入口４０を検査口８２に固定する環状の固定リングを使用しているが、圧力導入口４０と検査口８２に介在する形態のカプラとしてもよい。また、圧力導入口４０と検査口８２を接続する手段として圧力導入口４０と検査口８２を接続するチューブ（導管）を使用するようにしてもよい。圧力導入口４０付近の導入管路には異物混入防止用フィルタ４２が設けられている。

また、圧力センサー部２のケース内には、圧力導入口４０に通じる導入管路４３から２つの管路に分岐するマニホルド配管４４が配設されている。マニホルド配管４４の一方の管路は中高圧用センサー４５が直接に接続する中高圧測定用管路４６となっており、マニホルド配管４４の他方の管路は低圧測定用管路４７となっている。この低圧測定用管路４７の途中にはその管路４７を開閉するための切換え弁としての低圧センサー保護用電磁弁４８が設けられている。低圧測定用管路４７の、低圧センサー保護用電磁弁４８よりも末端位置には低圧用センサー４９が設けられている。中高圧用センサー４５は圧力導入口４０に通じる導入管４３に対して直接に接続され、中高圧用センサー４５は圧力導入口４０の圧力をそのまま受けるようになっている。一方、低圧用センサー４９は低圧センサー保護用電磁弁４８を介して圧力導入口４０に通じる導入管路４３に対して接続される。このため、低圧用センサー４９は低圧センサー保護用電磁弁４８が開放したときのみ、圧力導入口４０の圧力を受け得るようになっている。したがって、低圧用センサー４９は低圧の場合に限り開放される電磁弁４８が開放されたときのみ、圧力導入口４０の圧力を受け得るので低圧用センサー４９は中高圧のガス圧を受けず、その中高圧のガス圧から保護される。

なお、圧力センサー部２に温度センサーを設ける場合は圧力導入口４０に通じる導入管路４３から直接に分岐する別のマニホルド配管を追加して、この追加したマニホルド配管に温度センサーを設けるようにしてもよい。

低圧センサー保護用電磁弁４８を開閉する駆動信号は、圧力センサー部用ケーブル５を介して圧力計本体１の制御装置２５の圧力信号処理回路５０から送信される（図３参照）。また、中高圧用センサー４５及び低圧用センサー４９がそれぞれ検出した信号の伝送または各センサー４５，４９を駆動するために電力が必要な場合の給電も圧力センサー部用ケーブル５を介して伝送または給電がなされる。

次に、図４を参照して、低圧センサー保護用電磁弁４８の構造について説明する。電磁弁４８は電磁弁本体６０を備え、この電磁弁本体６０には低圧測定用管路４７の上流側が接続されるガス導入口６１と、低圧測定用管路４７の下流側が接続されるガス導出口６２とが設けられている。電磁弁本体６０内にはガス導入口６１に連通する中高圧側チャンバー６５と、ガス導出口６２に連通する低圧側チャンバー６６とが弁座６７を介して連なり形成されている。弁座６７は中高圧チャンバー６５の、低圧チャンバー６６側に位置する端壁によって形成される。中高圧チャンバー６５内には弁体６８が弁座６７に対して当接及び退避自在に設けられ、これにより開閉用弁部が構成されている。弁体６８は弁座６７に当たる閉止位置（図４の状態）と、弁座６７から退避する開放位置との間で進退可能に設けられている。弁体６８及び弁座６７の一方または双方には閉止状態での気密性を確保するためのシールパッキング６９が設けられている。

この電磁弁４８では、弁体６８が弁座６７に当たる図４で示す位置でガス導入口６１とガス導出口６２との間の低圧測定用管路４７が遮断され、弁体６８が弁座６７から退避する位置でガス導入口６１とガス導出口６２との間の低圧測定用管路４７が開通する開閉弁機能を備える。

さらに、中高圧チャンバー６５内には弁体６８を弁座６７に当たる位置に向けて常時付勢する手段としてスプリング７１が設けられている。スプリング７１は弁体６８の後部に形成される小径部の周囲に該弁体６８と同軸上に巻装される圧縮コイルバネからなり、中高圧チャンバー６５の背面壁と弁体６８の背面との間に圧縮された状態で組み込まれている。このため、スプリング７１はそれ自体の弾性付勢力（反発力）により弁体６８を弁座６７に当てる向きに常時付勢しており、通常は、図４に示すように、ガス導入口６１とガス導出口６２との間を遮断する閉止状態を形成する。

図４に示すように、弁体６８から後方へ連続的に延長する後端部は可動鉄心７２として一体的に形成され、この可動鉄心７２は電磁弁本体６０内で弁体６８と同軸上で可動するようにガイド孔７４に嵌め込まれている。符号７５は可動鉄心７２がガイド孔７４を移動するときにそのガイド孔７４内の空気を出し入れする空気通り孔である。

可動鉄心７２の後端には永久磁石７３が一体的に連結され、この永久磁石７３の両極は弁体６８及び可動鉄心７２の移動軸方向に配置されている。電磁弁本体６０には上記永久磁石７３の後端に対向して位置する磁性体である鉄片７６が可動鉄心７２の延長軸上に位置して電磁弁本体６０に固定的に設置されている。永久磁石７３の周囲には励磁コイル７７が配設され、この励磁コイル７７に通電して励磁コイル７７を励磁すると、フレミングの法則により永久磁石７３が後方へ移動し、同時に可動鉄心７２と弁体６８を弁開放位置まで後退させる。

そして、永久磁石７３の後端が鉄片７６に当たり、永久磁石７３が鉄片７６に接触した状態で永久磁石７３が鉄片７６に磁気的に強力に吸着する。この直後に励磁コイル７７に対する通電を遮断し、励磁コイル７７の励磁が消滅する。励磁コイル７７の励磁が消滅しても永久磁石７３は鉄片７６に接触した状態で強く吸着し、その吸着力で永久磁石７３を鉄片７６に接触した状態で維持する。このときの磁気吸着力は上記スプリング７１の弾性付勢力（反発力）よりも強いのでそのまま弁体６８を弁座６７から離れた位置に維持し、弁開放状態に維持する自己保持状態となる。つまり、弁を開放した後は励磁コイル７７に対する通電を持続する必要がない。したがって、電磁弁４８は励磁コイル７７に瞬間的に通電することで弁を開放し、弁を開放した後は無給電で弁開放状態を継続的に維持する自己保持機能を発揮する。

一方、弁開放状態での電磁弁４８の励磁コイル７７に逆向きの電流を瞬間的に流すと、今度は、励磁コイル７７は永久磁石７３を前進させる向きに付勢する力を発生し、この作用により永久磁石７３の後端を鉄片７６から引き離す。永久磁石７３の後端が鉄片７６から一旦離れると、鉄片７６に対する永久磁石７３の吸引力はその瞬間急激に減少するので、スプリング７１の付勢力の方が強くなり、永久磁石７３は鉄片７６から解放される。その結果、永久磁石７３はスプリング７１の付勢力で弁体６８が弁座６７に当たる位置まで弁体６８を移動し、今度は、スプリング７１による付勢力で弁体６８を閉止する状態に維持する。電磁弁４８は励磁コイル７７に対する通電を継続することなく、瞬間的に通電することで弁を閉じ、弁を閉じた後は無給電でスプリング７１の付勢力で弁閉止状態に維持する自己保持状態となる。

次に、図４及び図５を参照して、低圧センサー保護用電磁弁４８を駆動するシステムとその動作について説明する。

低圧センサー保護用電磁弁４８は制御装置２５の圧力信号処理回路５０から送信される電磁弁駆動信号によって励磁コイル７７に通電することで開閉操作される。圧力信号処理回路５０では図５（Ａ）（Ｂ）で示すように中高圧用センサー４５及び低圧用センサー４９の出力信号を受けて電磁弁４８を操作するための駆動信号を生成する。図５（Ａ）は測定対象の圧力のしきい値との関係で電磁弁４８の開閉動作の状態を示している。中高圧用センサー４５は圧力導入口４０のガス圧力を低圧から中高圧まで常に受け得る状態にあり、常に圧力導入口４０のガス圧力を測定してその圧力を継続的に監視する。電磁弁４８を開閉するための中高圧用センサー４５による測定圧力の値でのしきい値を、図５（Ａ）で示すように例えば３７ｋＰａとした場合、中高圧用センサー４５が、そのしきい値を超えたことを検出すると、その検出信号を受けた圧力信号処理回路５０は電磁弁４８に弁を閉じる指令を発し、電磁弁４８の弁を閉じる。

電磁弁４８の弁を閉じることよりそのしきい値を超えたガス圧が低圧用センサー４９に加わらず、低圧用センサー４９のセンサー部分を保護することができる。この場合、中高圧用センサー４５のみに加わるガス圧を継続的に測定し続けて、この中高圧用センサー４５により測定したガス圧の値を有効な測定値とする。また、温度センサー部３で測定した温度データを参照してガス圧の値を補正し、これを測定値とすると、より正確な測定値が得られる。

以上の動作は、初期時のガス圧がしきい値（３７ｋＰａ）を超えない場合のものであったが、ガス圧がそのしきい値を超えている場合にあっては圧力センサー出力を時間軸で示した図５（Ｂ）で示すように動作する。すなわち、中高圧用センサー４５の検出値が上記しきい値（３７ｋＰａ）を下回るようになってもその後一定時間その下回る値を持続した場合に電磁弁４８を開放する駆動信号を電磁弁４８に送り、電磁弁４８を開放する。今度は、電磁弁４８が開放するので低圧用センサー４９にガス圧が加わるようになるのでその低圧レベルのガス圧を低圧用センサー４９によって測定し、この低圧用センサー４９によって測定した値を有効な測定値とする。

この低圧用センサー４９によって測定している間も中高圧用センサー４５に加わる圧力導入口４０のガス圧を継続的に測定し続けるが、ガス圧の測定値としてはそれを無視する。だだし、圧力信号処理回路５０では中高圧用センサー４５に加わるガス圧を継続的に測定し、それぞれのしきい値になる事態を常に監視している。そして、ガス圧がしきい値（３７ｋＰａ）を超えると、その直後に電磁弁４８を閉じ、低圧用センサー４９を保護する。

以上の如く、信号処理回路５０では中高圧用センサー４５によって検出した信号による測定値を常に監視し続け、電磁弁４８の開閉を操作する制御を行い、低圧用センサー４９を保護しながら中高圧用センサー４５と低圧用センサー４９でそれぞれの測定範囲のガス圧を計測する。例えば、中高圧用センサー４５の計測圧力範囲は０〜１ＭPa、低圧用センサー４９の計測圧力範囲は０〜３５KPaとする。したがって、低圧から中高圧まで広い範囲にわたり高い精度と分解能による測定を、一台の圧力計でいわば連続的に測定及び監視を行うことができる。

次に、図６に示す操作フローを参照して、ガス圧力計の動作及び機能を説明する。図６は、電源オンから圧力監視モードへの手順を中心に示している。まず、ガス圧力計の圧力導入口４０が大気中に開放する状態でそのガス圧力計の電源スイッチ２０を押下する。これにより、ガス圧力計の電源はオン状態となる（ステップＳ1）。これに続けて、ガス圧力計の点検とその結果を表示画面１５に表示し、また、校正が必要な場合はその校正を促す表示を行う（ステップＳ2）。ガス圧力計の圧力導入口４０が大気中に開放する状態にあるかを中高圧用センサー４５による値で判別し、大気圧にない場合はそのメッセージを表示する。

ガス圧力計の圧力導入口４０が大気開放状態にある場合、電磁弁４８が開き、低圧用センサー４９に大気圧が加わるようにする（ステップＳ3）。また、中高圧用センサー４５は圧力導入口４０に直接に通じているので、この中高圧用センサー４５にも大気圧が加わる。低圧用センサー４９及び中高圧用センサー４５のいずれにも大気圧が加わるので、このときの大気圧をゼロ点となるように低圧用センサー４９及び中高圧用センサー４５による測定値がゼロとなるように補正（調整）する（ステップＳ4）。

このとき、電磁弁４８は閉じる操作がなされ、低圧用センサー４９に大気圧が加わらないようになる（ステップＳ５）。

次に、図１に示すように、圧力センサー部（圧力センサーユニット）２の圧力導入口４０を測定対象のガス配管８０における検査口８２に接続する（ステップＳ6）。必要ならば、温度センサー部（温度センサーユニット）３をガス配管８０に設置し、ガス配管８０内の温度を検出できるようにする。

図１に示すガス配管８０を測定対象とする場合にあっては、圧力センサー部２の圧力導入口４０を測定対象のガス配管８０に接続した後に測定対象のガス配管８０における加圧を行う（ステップＳ7）。

図１に示すガス配管８０は高圧側ガス配管８０ａと低圧側ガス配管８０ｂとが減圧弁８１で連通され、ガス配管８０の検査口８２は高圧側ガス配管８０ａの途中に設けられている。検査口８２に圧力センサー部２の圧力導入口４０を接続する。通常、減圧弁８１は、低圧側のガス配管８０ｂが規定の圧力以下となったときに開放して高圧側のガス配管８０ａから低圧側のガス配管８０ｂにガスを供給するものである。

次に、圧力監視モードに移行する。圧力監視モードの開始時は低圧センサー保護用電磁弁４８が働いている。つまり、電磁弁４８が閉じ、圧力導入口４０側の圧力が低圧用センサー４９に加わらない。この状態で中高圧用センサー４５がガス配管８０内の圧力を受け、制御装置２５の圧力信号処理回路５０の圧力比較回路又はその測定システムを働かせて中高圧用センサー４５から圧力値を取得する（ステップＳ8）。

また、中高圧用センサー４５で取得した圧力値は制御装置２５の圧力信号処理回路５０で演算し、低圧センサー保護用電磁弁４８の切り替え操作の選択を行う（ステップＳ9）。

ここでは、３７ｋＰａを超える値からそれ以下の圧力値となった場合、電磁弁４８を開放する指令を発し、電磁弁４８を開放する（ステップＳ10）。したがって、低圧用センサー４９によってガス配管８０内の圧力を測定できるようになり、この低圧用センサー４９によって測定した値を有効な測定値とする。この後も中高圧用センサー４５で圧力を取得し続けるとしてもそのガス配管８０内の圧力値としてはそれの取得を遮断し、または無視する処理を行う（ステップＳ11）。

低圧用センサー４９によって測定した値は表示画面１５に表示されると共に必要に応じてスイッチ操作により設定された条件で記録装置３３に記録される（ステップＳ12）。

一方、初期に３７ｋＰａを超える値にある場合、低圧センサー保護用電磁弁４８は閉じたままであり、低圧用センサー４９には圧力が加わらないが、中高圧用センサー４５には圧力が加わっており、中高圧用センサー４５はガス配管８０内の圧力を取得し続ける（ステップＳ13）。この中高圧用センサー４５によって測定された値は有効な値として表示画面１５に表示されると共に必要に応じてスイッチ操作により設定された条件で記録装置３３に記録されるようにする。

以上の圧力監視モードの動作を繰り返すことでガス配管８０内の圧力及びその圧力の変化を監視することができる。また、タイマー３４の時間割り機能により予め設定された所定時間毎に上記動作を繰り返すことでガス配管８０内の圧力を測定及び監視するようにしてもよい。

以上の如く、ガス配管８０内の圧力を測定及び監視することでガス配管８０内のガス漏れや気密性を判定できる。そして、ガス配管８０内の低圧から中高圧までの圧力変化を一台のガス圧力計をそのガス配管８０に接続したまま測定監視することができる。

このガス圧力計では、上述した圧力監視モードの他に異なる種類のモードを併用することが可能である。すなわち、モード判定とスイッチ操作の有無により、圧力監視モード中の警報の出力及びログ記録、気密測定モード、設定モード及び節電モード等を組み込むことが可能である。例えば、圧力監視モード中の警報の出力及びログ記録では圧力監視モード中に測定圧力の判定を行い、一定時間でガス配管内の圧力の推移を記録し、警報の出力及びそれらのログ記録を行う。気密測定モードでは現在の測定圧力の状態判定を行い、異常の場合には警報を発し、それらの結果のログ記録を行う。設定モードでは測定時間、上下限値、単位切替えのしきい値、時計、カレンダー等の設定及び変更を行う。また、設定モードでは警報出力のしきい値である圧力値の設定が各種設定の変更と選択をＡ〜Ｄスイッチ１６〜１９の操作で行う。節電モードでは一定時間スイッチ操作がない場合、所定時間後にＬＣＤバックライト２１が消灯し、消費電力を抑制する。いずれかのスイッチの操作がなされると、ＬＣＤバックライト２１が再び点灯する。

本発明では一台のガス圧力計を測定対象に接続するだけで低圧から中高圧領域まで所要の精度と分解能で正確な測定が継続的に可能である。

中高圧用センサー４５で低圧ガス領域まで測定することは可能ではあるが、この中高圧用センサー４５の測定のレンジ幅を低圧なガス圧の領域まで広げると、低圧な領域の測定値に誤差が大きく、低圧な測定値に意味がない（測定誤差はJIS-Z-8103に基づくものとする）。

本発明では低圧のレンジでの測定にその範囲での測定値の誤差が小さく分解能も高い低圧用センサー４９を用いて測定するようにした。しかし、低圧用センサー４９は一般に脆弱でデリケートなものであるから、この低圧用センサー４９に中高圧領域のガス圧がそのまま加わると、低圧用センサー４９のセンサー部分に損傷を起こす虞がある。低圧用センサー４９のセンサー部分は著しく耐久性を落す虞がある。このために、低圧用センサー４９で低圧領域を測定するときのみ、低圧用センサー４９にガス圧が加わるようにしている。すなわち、一般に強度のある中高圧用センサー４５で測定対象のガス配管８０内の圧力を全領域にわたり測定しつつ、この中高圧用センサー４５で取得した圧力値がしきい値を超える値では電磁弁４８を閉じ、脆弱な低圧用センサー４９にしきい値を超えた中高圧の圧力が加わらないように工夫した。

また、しきい値を超えた中高圧の圧力からそれ以下の圧力値となった場合、電磁弁４８を開放する指令を発し、電磁弁４８を開き、低圧測定機能の中の圧力比較回路又はその測定システムを働かせて低圧用センサー４９で圧力を測定するようにしたので、低圧領域での高い測定精度及び分解能が確保される。しかも、低圧用センサー４９の損傷も回避される。よって、中高圧用センサー４５の測定領域と低圧用センサー４９の測定領域との使い分けとそれらの協働により広い圧力領域を高い測定精度及び分解能で正確な測定が一台のガス圧力計によりできるようになった。もちろん、中高圧用センサー４５自体についてもより高精度で測定できるように設計することも可能になる。

従来のように、低圧ガスの帯域においては、低圧ガス用圧力計を用い、中高圧ガスの帯域においては中高圧ガス用圧力計を用いて、それぞれの圧力範囲に応じた専用の圧力計を選択又は交換しながら測定を行う必要がないので、ガス事業者は、多数種のガス圧力計を用意する必要がない。また、配管工事等では広いレンジにわたりガス圧が変化し易いことから、従来では、それらの各レンジでのガス圧力を測定するためには頻繁に専用の圧力計を選択又は交換しなければならず、工事作業を中断する等、煩雑で手間のかかる作業が必要であったが、本発明によると、この課題も解決できる。

しかも、本発明の圧力計によると、また、複数のガス圧力測定機器で測定した各データ等を中断することなく、連続的に監視しながら連続的に管理することも容易であり監視性能も向上する。

この種の圧力計については、通常、工事現場等での使用を想定しているので、簡便な形態でなければならないが、上述したように中高圧用センサー４５と低圧用センサー４９を一台のガス圧力計の中、特に、同じ圧力センサー部２内にセンサー機構部として組み込み収納するようにしたことで、簡便な形態となり、基本的に携帯式圧力計とすることができる。

また、電源には電池が使用されるが、電磁弁４８を省電力の形態になるように工夫し、電池の消耗を抑え、圧力測定時間を長くできるようにした。すなわち、電磁弁４８の開閉用弁体６８は閉止状態ではスプリング７１で開放状態では永久磁石７３でそれぞれの位置に自己保持する形態であるから、電流は切り替え時に励磁コイル７７に瞬時に流すだけで済む。また、一般的な電磁弁は電磁コイルを励磁し続ける電力が必要であるが、この例では、省電力化が図れるため、電池の消耗を抑え、長時間の使用を可能としているので、工事現場等での使用に適する。本例の電磁弁４８の弁開閉機構は中高圧から低圧用センサー４９を保護すると共に極めて低消費電力な自己保持型電磁弁としたことで電池駆動式広域圧力計を提供できるようになった。もちろん、この圧力計に他の携帯型電源の使用も容易である。

尚、上述した電磁弁４８では、スプリング７１、永久磁石７３及び鉄片７６を組み合わせることで、励磁コイル７７に対する通電を継続することなく、励磁コイル７７に瞬間的に通電することで弁を閉じ、または弁を開き、それらの状態が切り替わった後は無給電でその状態を維持できる自己保持機能を備えるようにしたが、トグル機構を採用することで励磁コイル７７に通電すると弁を閉じ、または開いた状態に機械的に維持する形態のメカ的自己保持機構を備えたものでもよい。

また、上記の説明において、低圧領域と中高圧領域の２つの領域というとき、中高圧領域とは低圧領域を越える圧力の領域を含む意味である。

ここでは低圧領域と中高圧領域の２つの高低領域に区分したが、低圧領域と中圧領域と高圧領域との３つの領域に区分してそれぞれの領域についての圧力センサーを用いてそれぞれの領域についての圧力を測定するようにしてもよい。この場合にもセンサー保護用電磁弁を用いてそれぞれの領域の圧力センサーにその領域以上の圧力が加わらないようにしてそれぞれの領域の圧力を測定する。

本発明は前述した形態のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しなければ、他の形態に変更可能である。

本発明は、ガス設備の定期的な気密検査や、中圧から低圧へガス圧を減少（減圧）させるとき、または低圧から中圧へガス圧力を増加（昇圧）させる際の連続的なガス圧力監視、中圧導管工事に伴う配管内圧力の減少および昇圧の監視等の他、ガスメータの交換又はガス配管等の設備の設置工事や改修工事が行われた場合等、ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査に使用できる。

１…圧力計本体
２…圧力センサー部
２５…制御装置
４０…圧力導入口
４３…導入管路
４４…マニホルド配管
４５…中高圧用センサー
４６…中高圧測定用管路
４７…低圧測定用管路
４８…低圧センサー保護用電磁弁
４９…低圧用センサー
５０…圧力信号処理回路
８０…ガス配管
８２…検査口

Claims

ガス配管のガス圧を測定するガス配管気密検査用圧力計において、
圧力測定対象の検査口に対し着脱自在に接続される圧力導入口に通じる導入管路と、
この導入管路から分岐する中高圧測定用管路及び低圧測定用管路と、
上記中高圧測定用管路に設けられ、その中高圧測定用管路の圧力を測定するための中高圧用センサーと、
上記低圧測定用管路に設けられ、該低圧測定用管路を開閉する低圧センサー保護用電磁弁と、
上記低圧測定用管路に上記低圧センサー保護用電磁弁よりも下流側に設けられ、上記電磁弁が開放したとき該低圧測定用管路の圧力を測定するための低圧用センサーと、
上記中高圧用センサーが測定する圧力信号を処理し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を超えた領域にあるとき上記低圧センサー保護用電磁弁を遮断し、上記中高圧用センサーが測定する測定値が低圧のしきい値を下回るときに上記低圧センサー保護用電磁弁を開放する圧力信号処理回路と、
を具備したことを特徴とするガス配管気密検査用圧力計。
上記低圧センサー保護用電磁弁は、弁を開閉駆動する励磁コイルを有し、該励磁コイル対する通電を継続することなく、励磁コイルに瞬間的に通電することで上記弁を閉じまたは上記弁を開き、それら弁の状態が切り替わった後、励磁コイルに無給電で電磁弁の閉じまたは開き状態を維持する自己保持機能を備えることを特徴とする請求項１に記載のガス配管気密検査用圧力計。