JP5570238B2

JP5570238B2 - ガスメータ

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Publication number: JP5570238B2
Application number: JP2010029667A
Authority: JP
Inventors: 正登近藤; 龍雄藤本
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: JP2011164037A

Description

本発明は、ガスメータに関する。

従来、基地局や他のガスメータから送信された情報を受信する無線モジュールを備え、無線モジュールにより受信された受信情報に応じて処理モードを選択するガスメータが提案されている。このガスメータによれば、無線モジュールを備えるため、電話回線を通じて通信を行う必要が無くなると共に、受信情報に応じて処理モードを選択するため、緊急時の対応処理などを実行することができる（特許文献１参照）。

さらに、特許文献１に記載のガスメータは、瞬時流量を判断し、使用されているガス器具が給湯器であるかファンヒータであるかなどを判別する機能を搭載している。これにより、特許文献１に記載のガスメータは、ガス器具を判別することによりガス料金の割引を行うことが提案されている。

特開２００８−１０８１６９号公報

しかし、従来のガスメータでは、瞬時流量に基づいてガス器具を判別するのみであるため、例えばリコール対象となるリコール対象器具を判別することができない。すなわち、リコール対象器具は、給湯器やファンヒータなどを判別するだけではなく、給湯器のメーカや型番などを特定しなければならず、従来のガスメータではリコール対象器具を判別することができない。

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、リコール対象器具を判別することが可能なガスメータを提供することにある。

本発明のガスメータは、流量変動後又は圧力変動後の微小時間における流量振動波形若しくは圧力振動波形と所定の振動波形との類似度を連続的に求めて得られる類似度推移を器具データとして順次記憶していく記憶手段と、リコール対象となるメーカ及び型番のガス器具であるリコール対象器具の前記類似度推移が入力された場合に、前記記憶手段により記憶される前記類似度推移と照合して、前記リコール対象器具が設置されているか否かを判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。

このガスメータによれば、流量変動後又は圧力変動後における流量振動波形若しくは圧力振動波形、及び流量振動波形若しくは圧力振動波形を加工した加工データの少なくとも１つからなる器具データを順次記憶していく。ここで、本件発明者らは、上記器具データは、ガス器具固有のものであり、メーカや型番に応じても固有のものであることを見出した。このため、リコール対象器具の器具データが入力された場合に、照合することでリコール対象器具が設置されているか否かを判断することができる。従って、リコール対象器具を判別することが可能なガスメータを提供することができる。

また、本発明のガスメータは、前記判断手段は、使用が制限される要注意器具の前記類似度推移が入力された場合に、前記記憶手段により記憶される前記類似度推移と照合して、前記要注意器具が設置されているか否かを判断すると共に、前記要注意器具が設置されていると判断された場合には、前記要注意器具の使用が使用制限に達したか否かを判断することが好ましい。

このガスメータによれば、要注意器具の使用が使用制限に達したか否かを判断するため、要注意器具の使用を制限すべく、遮断弁を遮断したり警告を発したりすることができる。

本発明によれば、リコール対象器具を判別することが可能なガスメータを提供することができる。

本発明の実施形態に係るガスメータを含むガス供給システムの構成図である。図１に示したガスメータの詳細を示す構成図である。ガス器具の使用過程における流量推移の一例を示す図である。図２に示した生成部により生成される振動波形の概略を示す図である。圧力変化の一例を示す図である。連続ＮＣＣの一例を示すグラフである。ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣ（器具データ）を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。本実施形態に係るガスメータの動作を示すフローチャートであって、データ収集に関する処理を示している。本実施形態に係るガスメータの動作を示すフローチャートであって、リコール対象器具及び要注意器具の判断処理を示している。図１２に示した監視処理（Ｓ１６）の詳細を示すフローチャートである。第２実施形態に係るガスメータの詳細を示す構成図である。図１４に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。図１４に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。第２実施形態に係るガスメータの動作を示すフローチャートであって、データ収集に関する処理を示している。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガスメータ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、小型湯沸器、給湯器、床暖房及びガステーブルなどの各ガス器具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４０と、管理センター５０とを備えている。

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

また、ガスメータ４０は、リコール対象となるリコール対象器具１０と、使用が制限される要注意器具１０とが各家庭に設置されているか否かを判断する機能を有している。管理センター５０は、ガスメータ４０に対してリコール対象器具１０と要注意器具１０とのデータを送信すると共に、ガスメータ４０においてリコール対象器具１０又は要注意器具１０の設置が確認された場合には、その旨の情報を受信するものである。なお、本実施形態においてガスメータ４０は家庭に設置されるものとして説明しているが、ガスメータ４０は一般の家庭に設置されるものに限らず、料理を行う店舗など、ガス使用を必要とする需要者であれば、他の場所に設置されていてもよい。

より詳細に説明すると、ガスメータ４０は、通常時において各ガス器具１０のデータを収集している。そして、ガスメータ４０は、管理センター５０からリコール対象器具１０と要注意器具１０のデータを受信すると、収集した各ガス器具１０のデータと受信したデータとの照合を行って、リコール器具１０や要注意器具１０が設置されているか否かを判断する。

図２は、図１に示したガスメータ４０の詳細を示す構成図である。図２に示すようにガスメータ４０は、圧力センサ４１と、流量センサ４２と、制御部４３と、送受信部４４と、記憶部（記憶手段）４５と、トリガ信号発生部４６とを有している。

圧力センサ４１は、ガスメータ４０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号を出力するものであって、ピエゾ抵抗式や静電容量式などのセンサによって構成される。流量センサ４２は、ガスメータ４０の流路内におけるガス流量に応じた計測値の信号を出力するものであって、超音波センサやフローセンサなどで構成される。

制御部４３は、ガスメータ４０の全体を制御するものであって、センサ４１，４２により出力された信号に基づいて圧力値や流量値を算出したり、流量の積算表示の制御を実行したりするものである。この制御部４３はマイコンによって構成される。

送受信部４４は、管理センター５０と情報の送受信を行うものである。特に、送受信部４４は、管理センター５０からリコール対象器具１０と要注意器具１０との器具データを受信する。ここで、器具データとは、以下の少なくとも１つである。

１つは、ガス器具１０の使用によって生じる流量変動又は圧力変動の後における流量振動波形若しくは圧力振動波形である。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用が開始された後や使用が終了した後の微小時間（最大で約２秒）において、流量や圧力に振動を示すことを見出した。流量振動波形及び圧力振動波形は、この微小時間中の振動を示す波形である。特に、本件発明者らは、流量振動波形及び圧力振動波形が、ガス器具１０の種類毎、及びガス器具１０のメーカや型番毎に固有のものであることを見出した。このため、送受信部４４は、ガス器具１０の種類、メーカ及び型番毎に異なる流量振動波形又は圧力振動波形を受信することとなる。さらに、管理センター５０は、リコール対象器具１０と要注意器具１０との器具データを送信することから、送受信部４４は、リコール対象器具１０固有の器具データ、及び、要注意器具１０固有の器具データを受信することとなる。

２つ目は、流量振動波形又は圧力振動波形を加工した加工データである。ここで、流量振動波形及び圧力振動波形は、ガス器具１０の種類、メーカ及び型番毎に固有のものであることから、これを加工した加工データについてもガス器具１０の種類、メーカ及び型番毎に固有のものとなる。よって、送受信部４４は、リコール対象器具１０固有の器具データ、及び、要注意器具１０固有の器具データを受信することとなる。

記憶部４５は、送受信部４４により受信したリコール対象器具１０と要注意器具１０との器具データを記憶するものである。具体的に、記憶部４５は、リコール対象器具パターン記憶部４５ｂと、要注意器具パターン記憶部４５ｃとを備えている。リコール対象器具パターン記憶部４５ｂは、送受信部４４により受信されたリコール対象器具１０の器具データを記憶するものである。要注意器具パターン記憶部４５ｃは、送受信部４４により受信された要注意器具１０の器具データを記憶するものである。また、記憶部４５は類似度推移パターン記憶部４５ａを備えており、通常時において収集される器具データは類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶される。

トリガ信号発生部４６は、センサ４１，４２により出力された信号の所定以上の変化時にトリガ信号を発生させるものである。このトリガ信号は、制御部４３及び各センサ４１，４２に送信される。このようなトリガ信号発生部４６は、例えば微分回路を含んで構成されており、微分回路により所定以上の変化を検出する。

具体的に説明すると、トリガ信号発生部４６は、ガス器具１０が使用を開始され又はガス漏れが発生したときに、流量が流れ且つ圧力が低下するときの変化を所定以上の変化としてとらえ、第１トリガ信号を出力する。さらに、トリガ信号発生部４６は、ガス器具１０の使用が終了したときに、流量が低下し且つ圧力が上昇するときの変化を所定以上の変化としてとらえ、第２トリガ信号を出力する。なお、トリガ信号発生部４６は、上記２種類のトリガ信号を区別可能に発生させる。

図３は、ガス器具の使用過程における流量推移の一例を示す図である。ガス器具１０の使用過程においては例えば図３に示すような流量が流れる。まず、時刻ｔ１において第１のガス器具１０（例えばガステーブル）が使用開始されたとする。このとき、流量値はＦ１を示す。そして、時刻ｔ２において第２のガス器具１０（例えば給湯器）が使用開始されたとすると、流量値はＦ３（＝Ｆ１＋Ｆ２）を示す。

その後、時刻ｔ３において第１のガス器具１０の使用が終了したとすると、流量値は第２のガス器具１０のみの流量であるＦ２を示す。次いで、時刻ｔ４において第２のガス器具１０についても使用が終了したとすると、流量値は「０」を示す。

トリガ信号発生部４６は、図３で示す時刻ｔ１及び時刻ｔ２のタイミングで第１トリガ信号を発生させる。また、時刻ｔ３及び時刻ｔ４のタイミングで第２トリガ信号を発生させる。

再度、図２を参照する。制御部４３は、類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶させる器具データを随時収集している。また、制御部４３は、送受信部４４を介して各記憶部４５ｂ，４５ｃにリコール対象器具１０と要注意器具１０との器具データが入力されると、類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶された器具データとの照合を行って、リコール対象器具１０及び要注意器具１０が設置されているか否かを判断する。

このような制御部４３は、サンプリング時間調整部４３ａと、判断部（判断手段）４３ｂと、生成部４３ｃと、類似度推移算出部４３ｄと、保安部４３ｅとを備えている。

サンプリング時調整部４３ａは、トリガ信号発生部４６によりトリガ信号が発生された場合に、センサ４１，４２のサンプリング時間を通常のサンプリング時間（例えば流量では２秒、圧力では１０秒）よりも短縮するものである。この際、サンプリング時間調整部４３ａはサンプリング時間を１マイクロ秒に短縮する。これにより、ガスメータ４０は、微小時間における波形の振動を適切にとらえ、適切な器具データの収集を行うようにしている。また、各センサ４１，４２は、トリガ信号が入力されると、高速サンプリングにあわせて信号を出力することとなる。

判断部４３ｂは、リコール対象器具１０及び要注意器具１０が設置されているか否かを判断するものである。生成部４３ｃ及び類似度推移算出部４３ｄは、演算によって加工データ（器具データの１つ）を生成するものである。これらによって生成された器具データは類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶される。保安部４３ｅは、リコール対象器具１０が設置されていると判断した場合に、遮断弁を弁閉したり、警告を発したりするものである。

以下、本実施形態に係るガスメータ４０の器具データの収集について説明する。なお、本実施形態においてガスメータ４０は圧力に基づく器具データを収集するものとして説明するが、流量に基づく器具データを収集する場合も同様である。

まず、ガス器具１０の使用が開始され又は終了した場合、ガス流量やガス圧力に所定以上の変化が生じる。これにより、トリガ信号発生部４６からトリガ信号が発生し、サンプリング時間調整部４３ａによってサンプリング時間が短縮される。そして、制御部４３によってデータ収集が開始される。このとき、制御部４３は、例えば微小時間だけ短縮されたサンプリング時間のデータを収集する。これにより、圧力振動波形が得られる。

圧力振動波形が得られた後、制御部４３は圧力振動波形を器具データとして類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶させてもよいが、本実施形態では圧力振動波形を加工して加工データを生成し、生成した加工データを器具データとして類似度推移パターン記憶部４５ａに記憶させる。

ここで、本実施形態では加工データを生成するために、生成部４３ｃと類似度推移算出部４３ｄとが処理を実行する。まず、生成部４３ｃは、所定の振動波形を生成する。

類似度推移算出部４３ｄは、センサ４１，４２の計測によって得られた圧力振動波形と、生成部４３ｃによって生成された所定の振動波形との類似度推移を算出する。

図４は、図２に示した生成部４３ｃにより生成される振動波形の概略を示す図である。なお、図４に示す振動波形は、ガス漏れ発生直後の微小時間に得られるガス漏れ振動波形である。図４に示すように、生成部４３ｃは、圧力が時間の経過と共に低下しながら振動するガス漏れ振動波形を生成する。このガス漏れ振動波形は、減衰振動の周波数、ゲイン、及び減衰比を含む２次遅れのステップ応答の式に基づいて生成された波形である。本件発明者らは、ガス漏れ発生直後の微小時間において圧力や流量の計測値に振動が発生することについて見出した。さらに、本件発明者らは、上記振動が、２時遅れのステップ応答の式により近似できることについても見出した。このため、生成部４３ｃは、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する。

再度、図２を参照する。類似度推移算出部４３ｄは、圧力センサ４１からの計測値データに基づく微小時間中の振動波形と、生成部４３ｃに生成されたガス漏れ振動波形との類似度推移を算出するものである。なお、類似度推移とは、類似度を連続的に求めて得られるものであって、本実施形態において連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。より具体的には、以下の式（１）により類似度Ｒ_ＮＣＣが求められる。類似度推移算出部４３ｄは、この式（１）による類似度Ｒ_ＮＣＣの算出を連続的に行うことにより、類似度推移（以下、連続ＮＣＣという）を求める。

次に、図５を参照して圧力変化の一例を説明する。図５は、圧力変化の一例を示す図である。図５に示すように、圧力センサ４１からの信号により、圧力が低下しつつ振動する波形が得られたとする。この波形は、図４に示したように生成部４３ｃにより生成されたガス漏れ振動波形と相関が高い。このため、類似度推移は高い値を示す。

図６は、連続ＮＣＣの一例を示すグラフである。なお、図６において実線と破線は、各家庭における配管状態の相違などの条件が異なる場合の連続ＮＣＣを示している。

図６に示すように、図５に示すような圧力振動波形が得られた場合、圧力変化の発生直後（時刻０秒付近）において連続ＮＣＣは、「０．７」から「０．８」程度の値を示す。しかし、時刻０．０２５秒以降について連続ＮＣＣは「０．９」以上の値を示す。図２に示す類似度推移パターン記憶部４５ａは、このような連続ＮＣＣを加工データ（器具データ）として記憶する。

次に、ガステーブル、小型湯沸器、及び給湯器の使用開始時における圧力振動波形と器具データとを示す。図７は、ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。

図７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用開始時には圧力が２．９ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力振動波形が得られる。また、図７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ強振動する圧力振動波形が得られる。さらに、図７（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして小型湯沸器よりもやや粗い振動を示す圧力振動波形が得られる。

図８は、図２に示した類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣ（器具データ）を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。

ガステーブルの使用が開始した場合、図７（ａ）の圧力振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９５」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．５」程度となり、その後「０．６５」付近までゆっくりと上昇する。

また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図７（ｂ）の圧力振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４」程度まで低下し、その後、「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

また、給湯器の使用が開始した場合、図７（ｃ）の圧力振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．８」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．７」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．６」程度まで低下し、次いで「０．７」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」弱となる。以後、連続ＮＣＣは「０．６５」付近までゆっくりと上昇していく。

図２に示す類似度推移パターン記憶部４５ａは、以上のような連続ＮＣＣを加工データ（器具データ）として記憶する。なお、図８に示す器具データは、その一例に過ぎない。すなわち、同じガステーブルであってもメーカや型番が異なれば、器具データは異なったものとなる。小型湯沸器及び給湯器を含む他のガス器具１０についてもメーカや型番が異なれば、器具データは異なったものとなる。

次に、ガステーブル、小型湯沸器、及び給湯器の使用終了時における圧力振動波形と器具データとを示す。図９は、ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。

図９（ａ）に示すように、ガステーブルの使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図９（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ程度振動する圧力波形が得られる。さらに、図９（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．８８ｋＰａを基準にしてガステーブルよりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。

図１０は、図２に示した類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。

ガステーブルの使用が終了した場合、図９（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図１０（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０３秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．６」程度となり、その後「０．６」付近を維持する。

また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図９（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図１０（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０１秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．３」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは小さな振動を繰り返しながら約０．１秒において「０．６」程度となる。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

また、給湯器の使用が終了した場合、図９（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図１０（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．６」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４５」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．４５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」程度となる。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

図２に示す類似度推移パターン記憶部４５ａは、以上のような連続ＮＣＣを加工データ（器具データ）として記憶する。なお、図１０に示す器具データは、その一例に過ぎない。すなわち、同じガステーブルであってもメーカや型番が異なれば、器具データは異なったものとなる。小型湯沸器及び給湯器を含む他のガス器具１０についてもメーカや型番が異なれば、器具データは異なったものとなる。

以上が器具データの収集である。以後、管理センター５０から、図８及び図１０に示したような器具データが送信されると、リコール対象器具パターン記憶部４５ｂ及び要注意器具パターン記憶部４５ｃは、管理センター５０から受信した器具データを記憶する。記憶後、判断部４３ｂは、類似度推移パターン記憶部４５ａにより記憶されている器具データの照合を行って、リコール対象器具１０及び要注意器具１０が設置されているか否かを判断することとなる。

次に、生成部４３ｃによって生成される所定の振動波形の生成手法について詳細に説明する。生成部４３ｃは、以下のようにして所定の振動波形を生成する。まず、生成部４３ｃは以下の式（２）を記憶している。

ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、Ｋはゲインを示し、ω_ｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示している。特に、ゲインＫ、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζは、圧力センサ４１によって実際に計測された波形から求められるものである。次に、これらの算出方法について図５を参照して説明する。

生成部４３ｃは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ω_ｄを算出する。

ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図５で示すように、圧力変化発生時から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。生成部４３ｃは、計測値データから最初の極値Ｖ１が確認されると、行き過ぎ時間Ｔｐを求め、式（３）から減衰振動の周波数ω_ｄを算出する。

なお、減衰振動の周波数ω_ｄは、式（３）から求める場合に限らず、圧力変化発生時から２つ目の極値Ｍ（極大点Ｍ）や、３つ目の極値Ｖ２（極小点Ｖ２）に基づいて算出してもよい。

次に、生成部４３ｃは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。

このような式であるため、生成部４３ｃは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。

なお、図５から明らかなように、ゲインＫは圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることができる。従って、生成部４３ｃは、圧力変化が発生して圧力値が略一定値となったとき（図５では時刻０．４秒）に、差分からゲインＫを求めてもよい。さらに、類似度推移算出部４３ｄは、圧力変化発生時から４つ目以降の極値を加味してゲインＫを算出してもよい。

次いで、生成部４３ｃは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。

ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（５）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。

このような式であるため、生成部４３ｃは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。

以上のように、生成部４３ｃは、ゲインＫ、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを算出し、式（２）より振動波形の式を求める。そして、類似度推移算出部４３ｄは、求めた式と、計測値データ（圧力波形）とから、式（１）に従って連続ＮＣＣを求めることとなる。

ここで、生成部４３ｃは、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを以下のようにして算出するようにしてもよい。すなわち、図５に示す振動波形は、流量に依存する傾向にある。このため、生成部４３ｃは、流量値のみを変数に含む式を予め記憶し、この式に流量値を代入して、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。

具体的に生成部４３ｃは、以下の式（６）から減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求める。

ここで、Ｌは流量値であり、ａ_１，ａ_２，ｂ_１，ｂ_２は定数である。このように、式（６）から求めることで演算量を減らして、算出処理の簡素化を図るようにしてもよい。なお、流量と圧力には一定の相関がある。このため、式（６）に代えて圧力値のみを変数に含む式を記憶し、この式から減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。

さらに、この場合、生成部４３ｃは、ゲインＫについて式（４）から算出することなく、圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることが望ましい。これにより、一層演算量を減らすことができるからである。

次に、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を、フローチャートを参照して説明する。図１１は、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を示すフローチャートであって、データ収集に関する処理を示している。

まず、制御部４３はトリガ信号が発生したか否かを判断する（Ｓ１）。トリガ信号が発生していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、発生したと判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、トリガ信号が発生したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、サンプリング時間調整部４３ａは、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮し、短縮されたサンプリング時間で圧力を計測する（Ｓ２）。その後、制御部４３は、微小時間経過したか否かを判断する（Ｓ３）。微小時間経過していないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ２に移行する。なお、ステップＳ２では、圧力のサンプリング時間を短縮しているが、圧力のサンプリング時間に代えて、流量のサンプリング時間を短縮するようにしてもよい。

微小時間経過したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、生成部４３ｃは、微小時間中に得られた圧力振動波形から、減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを決定する（Ｓ４）。このとき、生成部４３ｃは、減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（３）〜式（５）に基づいて算出してもよいし、式（６）から求めてもよい。

その後、生成部４３ｃは、ステップＳ２２により決定された減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζから、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する（Ｓ５）。このとき、生成部４３ｃは、ステップＳ２２により決定された減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（２）に代入することにより、ガス漏れ振動波形を生成する。

そして、類似度推移算出部４３ｄは、ステップＳ５において生成されたガス漏れ振動波形と、受信した計測値データからなる振動波形とに基づいて、式（１）から連続ＮＣＣを算出する（Ｓ６）。次に、類似度推移パターン記憶部４５ａは、ステップＳ６において算出された連続ＮＣＣを記憶する（Ｓ７）。その後、図１１に示す処理は終了する。なお、図１１に示す処理は常時実行されている。また、ステップＳ７において、既に同じ連続ＮＣＣが記憶されている場合には記憶を行わなくともよい。さらには、微小時間経過後の圧力振動波形を器具データとして記憶するようにしてもよい。

図１２は、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を示すフローチャートであって、リコール対象器具１０及び要注意器具１０の判断処理を示している。

まず、図１２に示すように制御部４３は管理センター５０から器具データを受信したか否かを判断する（Ｓ１１）。器具データを受信していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、受信したと判断されるまで、この処理が繰り返される。一方、器具データを受信したと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部４３は、リコール対象器具パターン記憶部４５ｂ及び要注意器具パターン記憶部４５ｃに、リコール対象器具１０及び要注意器具１０の器具データを記憶させると共に、類似度推移パターン記憶部４５ａから収集した器具データを読み出す（Ｓ１２）。

その後、判断部４３ｂは、受信した器具データと読み出した器具データとの照合を行う。そして、判断部４５ａは一致する器具データがあるか否かを判断する（Ｓ１３）。一致する器具データがないと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、図１２に示す処理は終了する。

一方、一致する器具データがあると判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、判断部４３ｂは、一致する器具データがリコール対象器具１０の器具データであるか否かを判断する（Ｓ１４）。一致する器具データがリコール対象器具１０の器具データであると判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、保安部４５ｅは、管理センター５０に通知を行うと共に、遮断弁の弁閉等の保安処理を実行する（Ｓ１５）。そして、図１２に示す処理は終了する。

また、一致する器具データがリコール対象器具１０の器具データでないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、すなわち一致する器具データが要注意器具１０の器具データである場合、制御部４３は監視処理を実行する（Ｓ１６）。そして、図１２に示す処理は終了する。

図１３は、図１２に示した監視処理（Ｓ１６）の詳細を示すフローチャートである。監視処理とは、要注意器具１０の使用状態を監視し、使用制限に達したか否かを判断して、保安等の処理を実行するための処理である。すなわち、リコール対象器具１０ほど緊急的に使用を禁止する必要はないが、長期的な使用が行われた場合などには、使用を禁止する必要がある。このため、要注意器具１０が設置されていると判断された場合、その後要注意器具１０に対して監視処理を行うこととなる。

具体的には図１３に示すように、判断部４３ｂは、要注意器具１０が使用されたか否かを判断する（Ｓ２１）。この処理は例えば以下のようにして判断される。例えば、図１３のステップＳ２１の時点において要注意器具１０の器具データが記憶されている。そして、図１１に示したデータ収集を行った後、記憶されている要注意器具１０の器具データと、データ収集した器具データとの照合を行う。これにより、要注意器具１０が使用されたか否かを判断することができる。

要注意器具１０が使用されていないと判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理はステップＳ２１に移行する。一方、要注意器具１０が使用されていると判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、判断部４３ｂは、その要注意器具１０の使用回数、使用時間、及び、累積総使用時間などを監視し、それらが使用制限に達したか否かを判断する（Ｓ２２）。

使用制限に達していないと判断した場合（Ｓ２２：ＮＯ）、処理はステップＳ２１に移行する。一方、使用制限に達したと判断した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、保安部４５ｅは、管理センター５０に通知を行うと共に、遮断弁の弁閉等の保安処理を実行する（Ｓ２３）。そして、図１３に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０によれば、流量変動後又は圧力変動後における流量振動波形若しくは圧力振動波形、及び流量振動波形若しくは圧力振動波形を加工した加工データの少なくとも１つからなる器具データを順次記憶していく。ここで、本件発明者らは、上記器具データは、ガス器具固有のものであり、メーカや型番に応じても固有のものであることを見出した。このため、リコール対象器具の器具データが入力された場合に、照合することでリコール対象器具１０が設置されているか否かを判断することができる。従って、リコール対象器具１０を判別することが可能なガスメータ４０を提供することができる。

また、要注意器具１０の使用が使用制限に達したか否かを判断するため、要注意器具１０の使用を制限すべく、遮断弁を遮断したり警告を発したりすることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０は、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。

図１４は、第２実施形態に係るガスメータ４０の詳細を示す構成図である。図１４に示すように、第２実施形態に係るガスメータ４０は、生成部４３ｃ及び類似度推移算出部４３ｄに代えて、解析部４３ｆを備えている。

解析部４３ｆは、圧力振動波形又は流量振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータ（加工データ）を算出するものである。具体的に本実施形態に係る解析部４３ｆは、圧力振動波形又は流量振動波形をフーリエ変換することにより、スペクトルデータを算出する。なお、解析部４３ｆはフーリエ変換によりスペクトルデータを算出する場合に限らず、他の方法によってスペクトルデータを算出するようにしてもよい。

図１５は、図１４に示した解析部４３ｆにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。

図１５（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が開始した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図１５（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が開始した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に３０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１５（ｃ）に示すように、給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は１８０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に２０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。

図１６は、図１４に示した解析部４３ｆにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。

図１６（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図１６（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が終了した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に９０Ｈｚ程度で大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１６（ｃ）に示すように、給湯器の使用が終了した場合、３０Ｈｚ程度でやや大きな振幅を示す程度であり、その他の周波数成分を殆ど含まない傾向がある、なお、５０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。

再度、図１４を参照する。記憶部４３は、類似度推移パターン記憶部４３ａに代えて、スペクトルデータ記憶部４３ｄを備えている。このスペクトルデータ記憶部４３ｄは、類似度推移パターン記憶部４３ａと同様に、データ収集段階において解析部４３ｆによる解析によって得られたスペクトルデータを順次記憶していく。

次に、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を、フローチャートを参照して説明する。図１７は、第２実施形態に係るガスメータ４０の動作を示すフローチャートであって、データ収集に関する処理を示している。

まず、図１７に示すステップＳ３１〜Ｓ３３の処理において、図１１に示したステップＳ１〜Ｓ３と同様の処理が実行される。次いで、解析部４３ｆは、微小時間中に得られた圧力振動波形をフーリエ変換して、スペクトルデータを算出する（Ｓ３４）。その後、スペクトルデータ記憶部４３ｄはステップＳ３４において算出されたスペクトルデータを記憶する（Ｓ３５）。その後、図１７に示す処理は終了する。なお、リコール対象器具１０及び要注意器具１０の判断処理については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

このようにして、第２実施形態に係るガスメータ４０は、第１実施形態と同様に、リコール対象器具１０を判別することが可能なガスメータ４０を提供することができ、且つ、要注意器具１０の使用を制限すべく、遮断弁を遮断したり警告を発したりすることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、第１実施形態において類似度推移を式（１）により算出しているが、これに限らず、他の方法で類似度推移を算出するようにしてもよい。

また、本実施形態では燃料ガスをＬＰガスとする場合の例について説明したが、これに限らず、都市ガスの場合にも適用可能である。

また、本実施形態において微小時間を最大で２秒（望ましくは１秒以内）としているが、２秒よりも長い時間であってもよい。

１…ガス供給システム
１０…ガス器具、リコール対象器具、要注意器具
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ
４１…圧力センサ
４２…流量センサ
４３…制御部
４３ａ…サンプリング時間調整部
４３ｂ…判断部（判断手段）
４３ｃ…生成部
４３ｄ…類似度推移算出部
４３ｅ…保安部
４３ｆ…解析部
４４…送受信部
４５…記憶部（記憶手段）
４５ａ…類似度推移パターン記憶部
４５ｂ…リコール対象器具記憶部
４５ｃ…要注意器具記憶部
４５ｄ…スペクトルデータ記憶部
４６…トリガ信号発生部
５０…管理センター

Claims

流量変動後又は圧力変動後の微小時間における流量振動波形若しくは圧力振動波形と所定の振動波形との類似度を連続的に求めて得られる類似度推移を器具データとして順次記憶していく記憶手段と、
リコール対象となるメーカ及び型番のガス器具であるリコール対象器具の前記類似度推移が入力された場合に、前記記憶手段により記憶される前記類似度推移と照合して、前記リコール対象器具が設置されているか否かを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とするガスメータ。
前記判断手段は、使用が制限される要注意器具の前記類似度推移が入力された場合に、前記記憶手段により記憶される前記類似度推移と照合して、前記要注意器具が設置されているか否かを判断すると共に、前記要注意器具が設置されていると判断された場合には、前記要注意器具の使用が使用制限に達したか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。