JP6250316B2 - 超音波式ガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、超音波式ガスメータに関する。

従来、超音波式流速センサを使用した超音波式ガスメータが提案されている。超音波式ガスメータは、ガス流路内に一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する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によって超音波式流速センサを構成している。そして、一方のトランスジューサの発生する超音波信号を他方のトランスジューサに受信させる動作を行って超音波信号がトランスジューサ間で伝搬される伝搬時間を計測し、この計測した伝搬時間に基づいてガス流速を間欠的に求める。

この類の超音波式ガスメータでは、センサの表面や保護部材に結露が発生すると、器差が変化し、ガス流量を正確に検出することができなくとなるという問題がある。そこで、例えば特許文献１には、センサ信号の増幅度に基づいて結露を判断する超音波式ガスメータが開示されている。

特開２０１１−１７５４３号公報

ところで、ガスメータ上流のガス栓を閉じた状態で長期間ガスの使用が無い場合などには、混ガスや負圧が発生する。混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露が発生していない状況であっても結露が発生していると誤判断をしてしまう可能性がある。ここで、混ガスは、ガスメータ下流のガス器具、ガスホース、各接続部等の気密不良による呼吸作用により空気が混入する場合や、新たなガスメータを取り付ける際にエアパージをしない場合などに発生する。一方、負圧は、ガスメータ上流のガス栓を閉じた閉塞状態で温度変化が生じた場合や、ガスホースへの吸着や透過により発生する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、結露の発生判断における誤判断を抑制することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、上流側配管及び下流側配管とつながるガス流路を備えた超音波式ガスメータを提供する。この超音波式ガスメータは、ガス流路内に間欠的に超音波信号を送信する送信手段と、超音波信号を受信する受信手段と、受信手段により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅手段と、増幅手段による増幅度を所定時間毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断手段と、上流側配管及び下流側配管がガス流路につながっている状態で、ガスの未使用状態を判断する状態判断手段と、を有し、結露判断手段は、状態判断手段がガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないことを特徴とする超音波式ガスメータを提供する。

ここで、本発明において、状態判断手段は、ガス遮断弁がガス流路におけるガスの流れを止める閉状態である場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。

また、本発明において、ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有し、状態判断手段は、圧力検出手段によって検出された圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。

また、本発明は、送信手段から送信されて受信手段により受信された超音波信号の伝搬時間に基づいて、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する流量計測手段をさらに有していてもよい。この場合、状態判断手段は、流量計測手段によって計測される流量を積算した積算流量値を周期的にサンプリングし、現在サンプリングした積算流量値と所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断することが好ましい。

また、本発明において、結露判断手段は、動作モードが出荷モードである場合には、結露判断機能を無効にすることが好ましい。

また、本発明は、ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有していてもよい。この場合、結露判断手段は、圧力検出手段によって検出される圧力の異常を判断した場合には、結露判断機能を無効にすることが好ましい。

ガスの未使用状態においては、混合ガスや負圧が発生する傾向にあり、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ガスが未使用状態の場合に結露の発生判断を実行しないことで、結露の発生判断における誤判断の可能性を減じることができる。

本実施形態に係る超音波式ガスメータを含むガス供給システムの構成図 本実施形態に係る超音波式ガスメータを示す構成図 図２に示したμＣＯＭの内部を示す構成図 本実施形態に係る超音波式ガスメータの結露の発生判断における基準増幅度の設定手順を示すフローチャート 本実施形態に係る超音波式ガスメータの結露の発生判断を示すフローチャート 本実施形態に係る超音波式ガスメータの結露の発生判断における基準増幅度の更新手順を示すフローチャート 本実施形態に係る超音波式ガスメータが備える結露判断機能を無効化するための処理手順を示すフローチャート

図１は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０を含むガス供給システム１の構成図である。ガス供給システム１は、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、配管３１，３２と、超音波式ガスメータ４０とを備えている。

上流側配管３１は、ガス供給元と超音波式ガスメータ４０とを接続するものである。下流側配管３２は超音波式ガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。超音波式ガスメータ４０は、超音波信号の伝搬時間に基づいてガス流量を求め、求めたガス流量を積算して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、超音波式ガスメータ４０内に上流側配管３１及び下流側配管３２とつながるガス流路が形成されており、燃料ガスは上流側配管３１から超音波式ガスメータ４０、及び下流側配管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。

ガス供給システム１では上流側配管３１の亀裂等により上流側配管３１に水Ｗが溜まる可能性がある。そして、上流側配管３１に水Ｗが溜まると、水蒸気を多く含んだガスが超音波式ガスメータ４０に供給され、超音波式流速センサの表面やメッシュなどの保護部材に水が付着する結露が発生して器差が変化してしまうことがある。そして、器差が変化してしまうと、ガス流量を正確に検出できなくなり、料金上の問題が発生してしまう。

そこで、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０は、結露を判断することができる構成となっている。図２は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０を示す構成図である。同図に示す超音波式ガスメータ４０は、ガス流路内に距離Ｌだけ離され、かつ、ガス流方向Ｙに対して角度θをなすように、互いに対向して配置された２つの音響トランスジューサ（送信手段，受信手段）ＴＤ１，ＴＤ２を有している。

２つの音響トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２は、超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子から構成されている。ガス流路には、両音響トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の上流側に弁閉によってガス流路を遮断するガス遮断弁４７が設けられている。

各トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２はトランスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路４１ａ，４１ｂをそれぞれ介して送信回路４２及び受信回路４３に接続されている。送信回路４２は、マイクロコンピュータ（μＣＯＭ）４４の制御の下で、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号を間欠的に送信する。このため、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２は、ガスの流れ方向Ｙに対して上流側及び下流側の双方から間欠的に超音波信号を送信して受信することとなる。

受信回路４３は、ガス流路を通過した超音波信号を受信した他方のトランスジューサＴＤ１，ＴＤ２からの信号を入力して超音波信号を所定の強さまで増幅する増幅器（増幅手段）４３ａを内蔵している。この増幅器４３ａの増幅度は、μＣＯＭ４４によって調整することができる。また、μＣＯＭ４４には、表示器４５が接続されている。

また、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が設けられる流路には複数の仕切板４６が設けられている。複数の仕切板４６は、ガス流入時における渦の発生などを防止するものであり、正確な流量測定に寄与するものである。なお、図２において仕切板４６と超音波信号の送受信方向とは交差するように図示されているが、実際には両者は並行関係にあり、仕切板４６は超音波信号の送受信を阻害しないように設置されている。

さらに、超音波式ガスメータ４０は、切替スイッチ４８を備えている。切替スイッチ４８は、後述する結露判断機能の有効・無効を切替可能なものである。また、超音波式ガスメータ４０には、ガス流路における圧力を検出する圧力センサ４９が設けられている。

図３は、図２に示したμＣＯＭ４４の内部を示す構成図である。μＣＯＭ４４は、図３に示すように、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）４４ａ、ＣＰＵ４４ａが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ４４ｂ、及び、ＣＰＵ４４ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ４４ｃなどを内蔵している。また、これらはバスライン４４ｄによって互いに接続されている。

また、ＣＰＵ４４ａは、サンプリング時間毎に２つのトランスジューサＴＤ１，ＴＤ２にて送受信された超音波信号の伝搬時間に基づいてガス流速を計測し、計測したガス流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を計測する流量計測機能（流量計測手段）を備えている。サンプリング時間は、例えば２秒である。また、ＣＰＵ４４ａは、計測される瞬時流量の積算値である積算流量値を算出する機能も備えている。

さらに、ＣＰＵ４４ａは、増幅器４３ａによる増幅度を所定時間（例えば２４時間）毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値（例えば「１０」）以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断機能（結露判断手段）を有している。ここで、結露が発生すると水滴等の影響によって超音波信号の屈折や減衰等が発生して、増幅度が変化（増加）するという傾向を示す。よって、増幅度が基準値となる基準増幅度よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断することができる。なお、基準増幅度とは、結露の発生判断に先立ち設定され、また、必要に応じて更新される値である。

また、ＣＰＵ４４ａは、下記の３つのケースに該当する場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないこととしている。

１つ目は、上流側から送信されて受信された超音波信号の伝搬時間と、下流側から送信されて受信された超音波信号の伝搬時間との和が所定範囲外の場合である。ここで、上流側及び下流側からの伝搬時間の和は、流速の影響を受けることなく、ガス種によって変化する傾向にある。例えば、流速が高くなり上流側からの超音波信号が早期に受信されるようになったとしても、下流側からの超音波信号は遅めに受信されることとなり、結果としては流速の影響を受けることなく、伝搬時間の和はあまり変化しないこととなる。よって、伝搬時間の和は流速に応じて変化しない。これに対し、伝搬時間の和はガス種によって変化する傾向にある。したがって、伝搬時間の和が所定範囲外の場合とは、計測対象となるガス種が変化したり、混ガス状態が発生したりした場合といえる。そして、ガス種の変化や混ガス状態のときには、増幅度が変化する傾向にあり、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の和が所定範囲外の場合、結露の発生判断を実行しないこととしている。

２つ目は、流量計測機能により計測された流量が所定流量を超える場合である。ここで、流量が所定流量（例えば１０００Ｌ／ｈ）を超えると、流路内において偏流や渦流が発生して増幅度が安定しない傾向を示す。このため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ＣＰＵ４４ａは、流量が所定流量を超える場合に結露の発生判断を実行しないこととしている。

３つ目は、ガスの未使用状態を判断した場合である。ここで、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。また、混合ガスや負圧は、ガスの未使用状態において発生する。そこで、ＣＰＵ４４ａは、ガスの未使用状態である場合には、結露の発生判断をしないこととしている。また、このような判断を行う前提として、ＣＰＵ４４ａは、ガスの未使用状態を判断する機能（状態判断手段）を有している。

ガスの未使用状態の判断は、以下に示す３つの手法のうちのいずれか一つ又は複数を組み合わせて実行される。なお、ガス器具１０は、１日のうち使用される時間は限定的であるため、ガスの未使用状態とは、現に使用されていないというガスが短期的に使用されていない状態をいうのではなく、長期にわたりガスが定常的に使用されない状態をいうものとする。

ガス遮断弁４７が、ガス流路におけるガスの流れを止める閉状態の場合には、ガス供給が遮断される。そのため、当該ガス遮断弁４７が開状態へと復帰するまで、ガスを使用することはできない。そこで、ＣＰＵ４４ａは、ガス遮断弁４７が閉状態の場合には、ガスの未使用状態を判断することとしている。なお、ガス供給の遮断の判断は、超音波式ガスメータ４０が備えるガス遮断弁４７に限定されず、ガスの未使用状態となり得る他の遮断弁であってもよい。

また、ガスの使用状態又は使用可能な状態であれば、圧力センサ４９によって検出されるガス流路の圧力は、所定の圧力範囲（以下「正常範囲」という）内に存在する。そこで、ＣＰＵ４４ａは、当該ガス流路の圧力が正常範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することとしている。

さらに、計測される瞬時流量の積算値である積算流量値は、ガスの使用に伴い増加していくこととなる。したがって、ガスの使用状態においては、ある一定の期間を隔てて得られる２つの積算流量値の間に、所定の判定値以上の差が生じることとなる。そこで、ＣＰＵ４４ａは、積算流量値を周期的にサンプリングし、所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値を超えない場合には、ガスの未使用状態を判断する。

また、本実施形態において、ＣＰＵ４４ａは、更新機能を備えている。更新機能は、基準増幅度を更新する機能である。例えば増幅器４３ａによる増幅度は、超音波式ガスメータ４０の周囲温度に応じて変化する傾向にある。同様に、増幅度は、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の表面やその保護部材にダストが付着した場合に変化する傾向にある。このような場合、結露が発生しなくとも増幅度が変化してしまい、誤って結露と判断してしまう可能性がある。そこで、基準増幅度を更新することにより、結露の発生判断を適切に実行することとしている。

さらに、ＣＰＵ４４ａは、切替スイッチ４８からのスイッチ信号に応じて結露判断機能を有効としたり、無効としたりする。すなわち、切替スイッチ４８が有効側に設定されている場合、ＣＰＵ４４ａは、結露判断機能を有効とし、結露の発生判断を実行し、切替スイッチ４８が無効側に設定されている場合、ＣＰＵ４４ａは、結露判断機能を無効とし、結露の発生判断を実行しない。

図４は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０の結露の発生判断における基準増幅度の設定手順を示すフローチャートである。まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、ＣＰＵ４４ａは、送信回路４２を通じてトランスジューサＴＤ１，ＴＤ２を制御し、これにより、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器４３ａは、μＣＯＭ４４によって調整される増幅度に従って、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμＣＯＭ４４に出力する。そして、ＣＰＵ４４ａは、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の伝搬時間を計測する。その後、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。

ステップ１１（Ｓ１１）において、ＣＰＵ４４ａは、所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間が経過していない場合には、ステップ１１において否定判定されるため、ステップ１０の処理に戻る。一方、所定時間が経過した場合には、ステップ１１において肯定判定されるため、ステップ１２（Ｓ１２）の処理に進む。

ステップ１２において、ＣＰＵ４４ａは、切替スイッチ４８が有効側に設定されているか否かを判断する。切替スイッチ４８が無効側に設定されている場合には、ステップ１２において否定判定されるため、ステップ１０の処理に戻る。一方、切替スイッチ４８が有効側に設定されている場合には、ステップ１２において肯定判定されるため、ステップ１３（Ｓ１３）の処理に進む。

ステップ１３において、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の和が所定範囲内であるか否かを判断する。伝搬時間の和が所定範囲外である場合には、ステップ１３において否定判定される。これにより、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ１０の処理に戻る。一方、伝搬時間の和が所定範囲内である場合には、ステップ１３において肯定判定されるため、ステップ１４（Ｓ１４）の処理に進む。

ステップ１４において、ＣＰＵ４４ａは、演算された流量が所定流量以下であるか否かを判断する。演算された流量が所定流量よりも大きい場合には、ステップ１４において否定判定される。これにより、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ１０の処理に戻る。一方、演算された流量が所定流量以下の場合には、ステップ１４において肯定判定されるため、ステップ１５（Ｓ１５）の処理に進む。

ステップ１５において、ＣＰＵ４４ａは、ガス遮断弁４７が開状態であるか否かを判断する。ガス遮断弁４７が閉状態である場合には、ステップ１５において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ１０の処理に戻る。一方、ガス遮断弁４７が開状態である場合には、ステップ１５において肯定判定されるため、ステップ１６（Ｓ１６）の処理に進む。

ステップ１６において、ＣＰＵ４４ａは、圧力センサ４９によって検出されたガス流路の圧力が正常範囲内であるか否かを判断する。検出されたガス流路の圧力が正常範囲外である場合には、ステップ１６において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ１０の処理に戻る。一方、検出されたガス流路の圧力が所定範囲内である場合には、ステップ１６において肯定判定されるため、ステップ１７（Ｓ１７）の処理に進む。

ステップ１７において、ＣＰＵ４４ａは、現在の積算流量値と、所定期間前の積算流量値との差が所定の判定値以上であるか否かを判断する。積算流量値の差が判定値よりも小さい場合には、ステップ１７において否定判定される。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるケースでは、誤った値が基準増幅度に反映されることを抑制すべく、後述の基準増幅度の設定を行うことなく、ステップ１０の処理に戻る。一方、積算流量値の差が判定値以上の場合には、ステップ１７において肯定判定されるため、ステップ１８（Ｓ１８）の処理に進む。

ステップ１８において、ＣＰＵ４４ａは、基準増幅度としてステップ１０において用いた増幅度を設定する。

図５は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０の結露の発生判断を示すフローチャートである。まず、ステップ２０（Ｓ２０）において、ＣＰＵ４４ａは、規定時間が経過したかを判断する。規定時間は、結露の発生判断の実行周期に相当し、例えば２秒である。このステップ２０において肯定判定された場合、すなわち、規定時間が経過した場合には、ステップ２１（Ｓ２１）に進む。一方、ステップ２０において否定判定された場合、すなわち、規定時間が経過していない場合には、ステップ２０の処理を再度行う。

ステップ２１において、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、ＣＰＵ４４ａは、送信回路４２を通じてトランスジューサＴＤ１，ＴＤ２を制御し、これにより、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器４３ａは、μＣＯＭ４４によって調整される増幅度に従って、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμＣＯＭ４４に出力する。そして、ＣＰＵ４４ａは、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の伝搬時間を計測する。その後、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。

ステップ２２（Ｓ２２）からステップ２５（Ｓ２５）までの各処理において、ＣＰＵ４４ａは、結露の発生判断の実行条件を具備するか否かを判断する。ここで、ステップ２２からステップ２５までの各処理は、上述した基準増幅度の設定処理におけるステップ１１からステップ１４までの各処理と対応している。したがって、所定時間が経過した場合（ステップ２２の否定判定）、切替スイッチ４８が有効側に設定されている場合（ステップ２３（Ｓ２３）の否定判定）、伝搬時間の和が所定範囲外である場合（ステップ２４（Ｓ２４）の否定判定）、又は、演算された流量が所定流量よりも大きい場合（ステップ２５の否定判定）には、結露の発生判断を行うことなく、ステップ２０の処理に戻る。

ステップ２６（Ｓ２６）において、ＣＰＵ４４ａは、結露の発生判断を行う。具体的には、ＣＰＵ４４ａは、ステップ２０において用いられる増幅度が基準増幅度より所定値以上変化したか否かを判断する。増幅度が基準増幅度より所定値以上変化していない場合には、ステップ２６において否定判定され、ステップ２０の処理に戻る。一方、増幅度が基準増幅度より所定値以上変化している場合には、ステップ２６において肯定判定される。すなわち、結露の可能性がある場合には、ステップ２７（Ｓ２７）の処理に進む。

ステップ２７からステップ２９（Ｓ２９）までの各処理において、ＣＰＵ４４ａは、ガスの未使用状態を判断する。ステップ２７からステップ２９までの各処理は、上述した基準増幅度の設定処理におけるステップ１５からステップ１７の各処理と対応している。したがって、ガス遮断弁４７が閉状態である場合（ステップ２７の否定判定）、ガス流路の圧力が正常範囲外である場合（ステップ２８（Ｓ２８）の否定判定）、又は、積算流量値の差が判定値よりも小さい場合（ステップ２９の否定判定）には、ステップ１０の処理に戻る。すなわち、ガスの未使用状態が判断されるシーンでは、結露の誤判断を抑制すべく、結露判定を行わないこととしている。

ステップ３０（Ｓ３０）において、ＣＰＵ４４ａは、ガス流路内に結露が発生していると判断する。そして、ステップ３１（Ｓ３１）において、ＣＰＵ４４ａは、表示器４５に警告を表示させる。

図６は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０の結露の発生判断における基準増幅度の更新手順を示すフローチャートである。まず、ステップ４０（Ｓ４０）において、ＣＰＵ４４ａは、所定期間が経過したかを判断する。所定期間は、基準増幅度の更新周期に相当し、例えば１５日である。このステップ４０において肯定判定された場合、すなわち、所定期間が経過した場合には、ステップ４１（Ｓ４１）に進む。一方、ステップ４０において否定判定された場合、すなわち、所定期間が経過していない場合には、ステップ４０の処理を再度行う。

ステップ４１において、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の計測及びガス流量の演算を行う。具体的には、ＣＰＵ４４ａは、送信回路４２を通じてトランスジューサＴＤ１，ＴＤ２を制御し、これにより、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２は間欠的に超音波信号を送信する。次いで、増幅器４３ａは、μＣＯＭ４４によって調整される増幅度に従って、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２が受信した超音波信号を所定レベルまで増幅し、これをμＣＯＭ４４に出力する。そして、ＣＰＵ４４ａは、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の伝搬時間を計測する。その後、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間からガス流速を演算し、ガス流速と流路径などからガス流量を演算する。

ステップ４２（Ｓ４２）からステップ４８（Ｓ４８）までの各処理において、結露の発生判断の実行条件を具備するか否かの判断、結露の発生判断、及び、ガスの未使用状態であるか否かの判断を行う。ここで、ステップ４２からステップ４８までの各処理は、上述した結露の発生判断の処理におけるステップ２２からステップ２８までの各処理と対応している。

ステップ４９（Ｓ４９）において、ＣＰＵ４４ａは、ステップ４０において用いられる増幅度を、基準増幅度として更新する。更新された基準増幅度は、結露の発生判断において参照される。

図７は、本実施形態に係る超音波式ガスメータ４０が備える結露判断機能を無効化するための処理を示すフローチャートである。まず、ステップ６０（Ｓ６０）において、ＣＰＵ４４ａは、切替スイッチ４８が無効側に設定されているか否かを判断する。切替スイッチ４８が無効側に設定されている場合には、ステップ６０において肯定判定されるため、後述するステップ６４（Ｓ６４）の処理に進む。一方、切替スイッチ４８が有効側に設定されている場合には、ステップ６０において否定判定されるため、ステップ６１（Ｓ６１）の処理に進む。

ステップ６１において、ＣＰＵ４４ａは、伝搬時間の和が所定範囲外であるか否かを判断する。伝搬時間の和が所定範囲外である場合には、ステップ６１において肯定判定されるため、ステップ６４の処理に進む。一方、伝搬時間の和が所定範囲内である場合には、ステップ６１において否定判定され、ステップ６２（Ｓ６２）の処理に進む。

ステップ６２において、ＣＰＵ４４ａは、出荷モード中であるか否かを判断する。出荷モードは、ガスメータが設置場所に取り付けられてそのモードが解除されるまでの間に設定される、超音波式ガスメータ４０の動作モードである。超音波式ガスメータ４０が配管３１，３２といった設置場所に取り付けられて初めて結露判定を実行する意義を有することから、このステップ６２において出荷モード中であるか否かの判断を行うこととしている。現在出荷モード中である場合には、ステップ６２において肯定判定されるため、ステップ６４の処理に進む。一方、現在出荷モードが解除されている場合には、ステップ６２において否定判定されるため、ステップ６３（Ｓ６３）の処理に進む。

ステップ６３において、ＣＰＵ４４ａは、圧力センサ４９によって検出されたガス流路の圧力が正常範囲内か否かを判断する。ガス流路の圧力が異常である場合には、ステップ６３において肯定判定されるため、ステップ６４の処理に進む。一方、ガス流路の圧力が正常である場合には、ステップ６２において否定判定されるため、ステップ６０の処理に戻る。

ステップ６４において、ＣＰＵ４４ａは、結露判断機能を無効にする。この無効状態においては、結露の発生判断に伴う各処理は実行されないこととなる。

このように本実施形態において、超音波式ガスメータ４０は、ガス流路内に間欠的に超音波信号を送信するとともに、超音波信号を受信する音響トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２と、音響トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅器４３ａと、増幅度を所定時間毎に監視して増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断するとともに、ガスの未使用状態を判断するＣＰＵ４４ａと、を有している。ここで、ＣＰＵ４４ａは、ガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないこととしている。

ガスの未使用状態においては、混合ガスや負圧が発生する傾向にあり、混ガスや負圧が発生した場合には増幅度が変化するため、結露の発生判断において誤りを生じやすくなる。よって、ガスが未使用状態の場合に結露の発生判断を実行しないことで、誤判断の可能性を減じることができる。

また、本実施形態では、具体的な結露の発生判断のみならず、これに付随する処理である基準増幅度の設定処理及びその更新処理であっても、ガスの未使用状態を判断した場合には、これを実行しないこととしている。これにより、適切な基準増幅度にて結露の発生判断を行うことができるので、誤判断の可能性を減じることができる。

また、本実施形態において、ＣＰＵ４４ａは、ガス遮断弁４７がガス流路におけるガスの流れを止める閉状態である場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガス遮断弁４７が閉状態である場合には、ガス供給元とガス器具１０との間のガスの流通が遮断されるため、ガスの未使用状態であることの蓋然性が高い。そこで、ガス遮断弁４７の閉状態から、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。

また、本実施形態において、ＣＰＵ４４ａは、ガス流路の圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガスが使用可能な状態では、ガス流路の圧力は正常範囲に相当する所定範囲内をとることとなり、これ以外では、ガスの未使用状態であることの蓋然性が高い。そこで、ガス遮断弁４７の閉状態から、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。

さらに、本実施形態において、ＣＰＵ４４ａは、現在サンプリングした積算流量値と所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断している。ガスが使用状態にあれば積算流量値は経時的に増加することとなる。そこで、積算流量値の差を考慮することで、ガスの未使用状態を有効に判断することができる。

また、本実施形態において、ＣＰＵ４４ａは、動作モードが出荷モードである場合には、結露判断機能を無効にすることとしている。結露判断機能は、超音波式ガスメータ４０が配管３１，３２に配置されてガス流量を計測する状況において実効性を有するところ、出荷モードではある場合には、結露判断機能を無効にすることで、結露の発生判断の誤判定や不要な電力の消費を抑制することできる。

また、ＣＰＵ４４ａは、ガスセンサ３９によって検出される圧力の低下を判断した場合には、結露判断機能を無効にする。ガス流路の圧力が正常な圧力にない状態では、結露判定が精度よく実行されない可能性があるので、結露判断を無効にすることで、結露の発生判断の誤判定や不要な電力の消費を抑制することできる。

以上、本実施形態にかかる超音波式ガスメータについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。

１ ガス供給システム
１０ ガス器具
２０ 調整器
３１ 上流側配管
３２ 下流側配管
４０ 超音波式ガスメータ
４１ａ トランスジューサＩ／Ｆ回路
４１ｂ トランスジューサＩ／Ｆ回路
４２ 送信回路
４３ 受信回路
４３ａ 増幅器
４４ μＣＯＭ
４４ａ ＣＰＵ
４４ｂ ＲＯＭ
４４ｂ ＲＡＭ
４４ｂ バスライン
４５ 表示器
４６ 仕切板
４７ ガス遮断弁
４８ 切替スイッチ
４９ 圧力センサ
ＴＤ１ トランスジューサ
ＴＤ２ トランスジューサ

Claims (6)

1. 上流側配管及び下流側配管とつながるガス流路を備えた超音波式ガスメータにおいて、
   前記ガス流路内に間欠的に超音波信号を送信する送信手段と、
   前記超音波信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された信号を所定の強さまで増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段による増幅度を所定時間毎に監視し、監視した増幅度が初期値よりも所定値以上変化した場合、ガス流路内に結露が発生していると判断する結露判断手段と、
   前記上流側配管及び前記下流側配管が前記ガス流路につながっている状態で、ガスの未使用状態を判断する状態判断手段と、を有し、
   前記結露判断手段は、前記状態判断手段がガスの未使用状態を判断した場合には、ガス流路内に結露が発生しているか否かの判断を実行しないことを特徴とする超音波式ガスメータ。
2. 前記状態判断手段は、ガス遮断弁が前記ガス流路におけるガスの流れを止める閉状態である場合には、ガスの未使用状態を判断することを特徴とする請求項１に記載された超音波式ガスメータ。
3. 前記ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有し、
   前記状態判断手段は、前記圧力検出手段によって検出された圧力が所定範囲外である場合には、ガスの未使用状態を判断することを特徴とする請求項１又は２に記載された超音波式ガスメータ。
4. 前記送信手段から送信されて前記受信手段により受信された超音波信号の伝搬時間に基づいて、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する流量計測手段をさらに有し、
   前記状態判断手段は、前記流量計測手段によって計測される流量を積算した積算流量値を周期的にサンプリングし、所定期間前にサンプリングした積算流量値との差が所定の判定値よりも小さい場合には、ガスの未使用状態を判断することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された超音波式ガスメータ。
5. 前記結露判断手段は、動作モードが出荷モードである場合には、結露判断機能を無効にすることを特徴とする請求項１に記載された超音波式ガスメータ。
6. 前記ガス流路における圧力を検出する圧力検出手段をさらに有し、
   前記結露判断手段は、前記圧力検出手段によって検出される圧力の異常を判断した場合には、結露判断機能を無効にすることを特徴とする請求項１に記載された超音波式ガスメータ。

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