JP7123765B2 - ガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、３軸方向の加速度値が取得可能な感震センサを搭載したガスメータに関するものである。

従来、この種のガスメータは３軸方向の加速度センサを搭載し、震度判定に基づいてメータを遮断することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来のガスメータを示すものである。図７に示すように、加速度センサを搭載したガスメータ１００は、筐体１０１ａ内のガス流路１０５中に配設された需要家のガス使用量を計測する流量センサ１０４と、ガス流路１０５内の圧力計測のための圧力センサ１０７と、緊急時にガス供給を遮断するための遮断弁１０６と、地震検知及びガスメータの傾き検知を行う加速度センサ１０３と、需要家のガス使用量を表示する使用量表示部１０９と、ガスメータの傾きが閾値を超えている場合にアラーム発報を行うアラーム表示部１０８と、これら各部と情報の授受を行って必要な指令を発する制御部１０２と、から構成されており、制御部１０２は、加速度センサ１０３により得た３軸加速度に基づくガスメータの傾き判定、及び判定結果に基づく遮断弁１０６の開閉制御及びアラーム発報制御、等を行う機能を備えている。

制御部１０２により実行されるガスメータ設置以降の傾き監視は、ガスメータ設置完了後にガスメータ起動操作が行われると始まり、加速度センサ１０３により加速度値の測定が行われ、３軸の値変動が所定の閾値以内に収まっていることをもってガスメータの静止状態を確認し、この状態で初期オフセット値θ_０、φ_０の取得が行われる。

特許第５７７３９０５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ガスメータ設置時は初期オフセット値のみで基準値無しで傾きを判定するため、傾きが無いときのオフセットをゼロにしておく必要があるが、実際には制御部１０２を構成する電子部品が配置されたコントロール基板（図示せず）への加速度センサ１０３の組み込み状態や、コントロール基板のガスメータの筐体１０１ａの組み付け状態による影響、加速度センサ１０３固有のオフセット等の誤差が生じるため、オフセットをゼロに調整する補正などが必須であるという課題を有していた。

また、地震による影響として液状化現象がある。液状化現象が発生すると急激な倒壊というよりは比較的緩やかな速さで家屋等が傾いていくことが予想されるが、従来の構成では、緩やかな速さの傾きを検出することは困難であるという課題を有していた。

また、従来の構成には３軸方向の加速度値の情報に基づいた表示や傾きの度合いの表示などを行う機能はなく、ガスメータ設置時の傾きを知る手段には、水準器等の傾きを計測する計測器等が必要で、かつ、計測作業が必須であるため設置作業が煩雑になるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、感震センサのオフセット値の補正を必要とせず、ガスメータ設置時、遮断復帰時、或いは定期的にガスメータの傾きを検知し、所定値以上に傾いていると判定した場合は傾き異常とするガスメータを提供することを目的とする。

前記従来技術の課題を解決するために、本発明のガスメータは、ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、前記制御手段は、製造工程における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第１オフセット値と設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値との差分値Ａを算出し、前記差分値Ａが所定値以上の場合に傾き異常と判定することを特徴とするものである。

これによって、ガスメータを設置した時点に取得したオフセット値と、ガスメータ製造時に傾きがない状態で取得した出荷段階のオフセット値との差分値を判定値と比較して傾き異常判定を行うため、出荷段階でのオフセット値の補正を必要とせず、傾き異常の判定の精度を向上することができる。

本発明のガスメータは、ガスメータを製造する段階で出荷段階でのオフセット値の補正を必要とせず、ガスメータ設置時やガスメータ復帰時の傾き判定を精度よく実施することができ、また、所定期間ごとに傾き判定を実施することで、より安全性を向上しつつ、傾き判定を精度よく実施することができ、また更に、加速度値や傾き度合いなどの傾き情報を表示することで、傾きを計測する計測機器が不要となり、ガスメータのメンテナンス作業をより効率的に実施することができる。

本発明の実施の形態１におけるガスメータのブロック図を示すものである。 本発明の実施の形態１におけるガスメータのフローチャートを示すものである。 本発明の実施の形態２におけるガスメータのフローチャートを示すものである。 本発明の実施の形態３におけるガスメータのブロック図を示すものである。 本発明の実施の形態３におけるガスメータのフローチャートを示すものである。 本発明の実施の形態４におけるガスメータのフローチャートを示すものである。 従来の実施の形態におけるガスメータのブロック図を示すものである。

第１の発明は、ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、前記制御手段は、製造工程における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第１オフセット値と設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値との差分値Ａを算出し、前記差分値Ａが所定値以上の場合に傾き異常と判定することを特徴とすることにより、ガスメータ設置時のオフセット値と、ガスメータ製造時に傾きがない状態で取得した出荷段階のオフセット値との差分値を判定値と比較して傾き異常判定を行うため、出荷段階でのオフセット値の補正を必要とせず、傾き異常の判定の精度を向上することができる。

第２の発明は、ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、前記制御手段は、設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値と設置した以降に所定条件で取得した前記感震センサの３軸方向の加速度値である第３オフセット値との差分値Ｂを算出し、前記差分値Ｂが所定値以上の場合に傾き異常と判定することを特徴とするもので、ガスメータ設置時のオフセット値と、設置以降に取得したオフセット値との差分値を判定値と比較して傾き異常判定を行うため、設置時のオフセット値の補正を必要とせず、傾き異常の判定の精度を向上することができる。

第３の発明は、特に第２の発明において、前記制御手段が判定する傾き異常判定は、前記ガスメータを設置した以降は遮断復帰時に実施することを特徴とするもので、設置時以降に行う傾き異常の判定の精度を向上することができる。

第４の発明は、特に第２の発明において、前記制御手段が判定する傾き異常判定は、感震遮断を起点に予め定めた所定期間、定期的に実施することを特徴とするもので、地震等による遮断後は、所定期間だけ傾き異常の判定の精度を向上することができる。

第５の発明は、特に第２の発明において、前記制御手段が判定する傾き異常判定は、前記ガスメータを設置した以降は予め設定した第１の所定期間毎に実施することを特徴とするもので、地震検知に至らない加速度値の変化が続くような傾き現象を判定することができ、遮断が発生しない場合であっても傾き異常の判定を精度よく実施することができる。

第６の発明は、特に第５の発明において、前記制御手段が判定する傾き異常判定は、感震遮断を起点に予め定めた第２の所定期間以内であれば予め定めた前記第１の所定期間よりも短い第３の所定期間毎に実施することを特徴とするもので、地震による感震遮断を起点に、傾き異常判定の頻度を上げて異常判定を実施するため、いち早く傾き異常を精度よく判定することができ、安全性も向上できる。

第７の発明は、更に表示手段を備え、前記感震センサからの３軸方向の加速度値の情報や傾き検知の度合いを前記表示手段に表示することを特徴とするもので、ガスメータの傾き状態を目安として容易に認知することができ、傾きを計測する計測機器が不要となり、設置時及び復帰時の作業を精度よく、かつ効率よく実施することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガスメータのブロック図を示すものである。

図１において、ガスメータ１０は、遮断弁１、３軸の加速度センサを用いた感震センサ２、流量計測手段３、復帰手段４、開栓操作手段５、制御手段６、ガスメータを製造したときに傾きのない状態で取得した出荷段階のオフセット値である第１オフセット値を記憶する第１オフセット値記憶手段７、ガスメータを設置したときに取得した設置時のオフセット値である第２オフセット値を記憶する第２オフセット値記憶手段８、ガスメータを設置以降に所定の条件が成立した時点のオフセット値である第３オフセット値を記憶する第３オフセット値記憶手段９、感震センサ２からの３軸方向の加速度値の情報や傾き検知の度合いを表示する表示手段１２から構成されている。

次に、ガスメータを設置するときの傾き異常判定の動作について、図１および図２を用いて説明する。

まず、ガスメータ１０はメータ製造工程で製造される。このとき傾きのない状態での出荷段階のオフセット値を感震センサ２から取得し、制御手段６を経由して、第１オフセット値として第１オフセット値記憶手段７に保存する。感震センサ２からのオフセット値の取得方法は、例えば３軸のそれぞれに対して加速度値のばらつきが所定範囲内にある安定した所定期間の平均値を算出するなどの手段であってもよい。

次に、ガスメータ１０を設置場所に設置する。このときガスメータは、例えば水平方向に傾きが５°以内になるように設置される。ガスメータ１０がガス配管に接続され、開栓操作手段５と復帰手段４により開栓動作を行うことで、ガスメータが使用可能な状態となる（図２のステップＳ１）。このとき設置段階のオフセット値を感震センサ２から取得し、制御手段６を経由して、第２オフセット値として第２オフセット値記憶手段８に保存する（図２のステップＳ２）。

そして、第２オフセット値を取得すると、第１オフセット値記憶手段に保存した第１オフセット値との差分値Ａを算出する（図２のステップＳ３）。次に、算出した差分値Ａと設置時の傾き異常を判定する判定値１とを比較する（図２のステップＳ４）。差分値Ａが判定値１以上であれば、設置時傾き異常が成立する（図２のステップＳ５）。また、差分値Ａが判定値１未満であれば、設置時傾き異常は非成立となる（図２のステップＳ６）。

以上がガスメータ１０を設置するときの傾き異常判定の動作である。

以上のように本実施の形態においては、ガスメータ１０を設置するときに、設置段階の第２オフセット値を取得し、ガスメータを製造するときに傾いていない状態で取得した出荷段階の第１オフセット値との差分値Ａを算出して、差分値Ａが判定値１以上であれば、設置時傾き異常とすることにより、出荷段階（製造時を含む）に加速度値を補正することなく、加速度値の分解能に基づいた高精度で異常判定をすることができる。

（実施の形態２）
図３は、本実施の形態のフローチャートを示すものである。また、システム構成は実施の形態１で使用した図１と同様であり、説明は省略する。

実施の形態２は、ガスメータが何らかの要因で遮断状態になり、復帰するときの傾き異常判定の動作であり、以下、図１および図３を用いて説明する。

まず、ガスメータ１０の遮断弁１は閉弁状態となっている。復帰手段４により、例えば、復帰操作用のスイッチ操作がなされると遮断復帰動作を行う（図３のステップＳ７）。このとき復帰段階のオフセット値を感震センサ２から取得し、制御手段６を経由して、第３オフセット値として第３オフセット値記憶手段９に保存する（図３のステップＳ８）。

そして、第３オフセット値を取得すると、第２オフセット値記憶手段に保存した第２オフセット値との差分値Ｂを算出する（図３のステップＳ９）。次に、算出した差分値Ｂと遮断復帰時の傾き異常を判定する判定値２とを比較する（図３のステップＳ１０）。差分値Ｂが判定値２以上であれば、復帰時傾き異常が成立する（図３のステップＳ１１）。また、差分値Ｂが判定値２未満であれば、復帰時傾き異常は非成立となる（図３のステップＳ１２）。

以上が、ガスメータが遮断復帰するときの傾き異常判定の動作である。

以上のように、本実施の形態では、ガスメータ１０を遮断状態から復帰するときに、復帰段階の第３オフセット値を取得し、ガスメータを設置するときに傾いていないと判定したときの設置段階の第２オフセット値との差分値Ｂを算出して、差分値Ｂが判定値２以上であれば、復帰時傾き異常とすることにより、設置時傾き異常の判定と同様に設置時に加速度値を補正することなく、加速度値の分解能に基づいた高精度で異常判定をすることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態におけるガスメータのブロック図を示すものである。

図４において、実施の形態１で用いた図１との差異は、タイマ手段１１が追加された点であり、同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。また、実施の形態１は、遮断復帰のタイミングで傾き判定を行うのに対し、本実施の形態は、定期的に傾き判定を行うものである。

タイマ手段１１は、定期的な傾き判定を実施するための第１の所定期間（例えば、３０日間）の時間経過を計時する。

定期的に確認するときの傾き異常判定の動作について、図４および図５に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、タイマ手段１１は、設置された以降、定期的に確認するための第１の所定期間の計時を行い、第１の所定期間が経過したか否かを判定する（図５のステップＳ１３）。第１の所定期間が経過すると、第１の所定期間の計時をリスタートする（図５のステップＳ１３）。

次に、第１の所定期間が経過したときのオフセット値を感震センサ２から取得し、制御手段６を経由して、第３オフセット値として第３オフセット値記憶手段９に保存する（図５のステップＳ８）。そして、第３オフセット値を取得すると、第２オフセット値記憶手段に保存した第２オフセット値との差分値Ｂを算出する（図５のステップＳ９）。

そして、算出した差分値Ｂと復帰時傾き異常を判定する判定値２とを比較する（図５のステップＳ１０）。差分値Ｂが判定値２以上であれば、定期時傾き異常が成立する（図５のステップＳ１５）。また、差分値Ｂが判定値２未満であれば、定期時傾き異常は非成立となる（図５のステップＳ１６）。

以上がガスメータを定期的に確認するときの傾き異常判定の動作である。

以上のように本実施の形態においては、ガスメータ１０の第１の所定期間が経過するときに、第３オフセット値を取得し、ガスメータを設置するときに傾いていないと判定したときの設置段階の第２オフセット値との差分値Ｂを算出して、差分値Ｂが判定値２以上であれば、定期時傾き異常とすることにより、復帰時傾き異常の判定と同様に設置時に加速度値を補正することなく、加速度値の変化量の少ない振動による傾きについても、加速度値の分解能に基づく高精度で異常判定をすることができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４として、感震遮断後の傾き異常判定の動作について、図４および図６に示すフローチャートを用いて説明する。

本実施の形態４におけるガスメータのブロック図は、実施の形態３と同じであり、異なるのはタイマ手段１１の動作と、それに伴う第３オフセット値の取得タイミングである。

また、実施の形態３は定期的に傾き判定を行うものであるが、本実施の形態は感震遮断後の経過時間で傾き判定を行う点が異なる。

タイマ手段１１は、第２の所定期間（例えば、５日間）および第３の所定期間（例えば、１時間）を有し、それぞれの時間経過を計時する。ガスメータ１０は、感震センサ２により地震を検知し感震遮断により遮断弁１を閉弁する（図６のステップＳ１７）。次に、感震遮断後の一定期間である第２の所定期間と、第２の所定期間内に定期的に傾き判定を行う周期である第３の所定期間との計時を始める（図６のステップＳ１８）。

次に、第３の所定期間の経過を判定する（図６のステップＳ１９）。第３の所定期間が経過したとき、第３の所定期間の計時をリスタートする（図６のステップＳ２０）。次に、第３の所定期間が経過したときのオフセット値を感震センサ２から取得し、制御手段６を経由して、第３オフセット値として第３オフセット値記憶手段９に保存する（図６のステップＳ８）。

そして、第３オフセット値を取得すると、第２オフセット値記憶手段に保存した第２オフセット値との差分値Ｂを算出する（図６のステップＳ９）。次に、算出した差分値Ｂと復帰時傾き異常を判定する判定値２とを比較する（図６のステップＳ１０）。

そして、差分値Ｂが判定値２以上であれば、定期時傾き異常が成立する（図６のステップＳ１５）。また、差分値Ｂが判定値２未満であれば、定期時傾き異常は非成立する（図６のステップＳ１６）。

一方、第３の所定期間が経過していないときは、第２の所定期間の経過を判定し、感震動遮断後の所定期間だけ、定期的な傾き異常判定を実施するよう動作する（図６のステップＳ２１）。

以上のように本実施の形態においては、地震による感震遮断を起点に第２の所定期間である所定期間だけ、第１の所定期間よりも短い期間である第３の所定期間毎に傾き異常判定を実施することで、傾き異常判定の頻度を増やすことになり、加速度値の変化量の少ない振動による傾きについても、加速度値の分解能に基づく高精度で異常判定をすることができ、かつ安全性を向上することもできる。

なお、実施の形態２で説明した第１の所定期間による定期的な傾き異常判定を実施しながら、感震遮断が発生した場合は、第２の所定期間だけ、第１の所定期間よりも短い第３の所定期間毎に傾き異常判定を実施するように構成しても良いし、第３の所定期間は、感震遮断が発生してからの経過時間に応じて何段階かに区分して、経過時間が長くなるにつれて、長くするように構成しても良い。

以上のように、本発明にかかるガスメータは、ガスメータ設置時、ガスメータ復帰時および定期的な確認時に、傾きがない状態のオフセット値を基準に、それぞれの実施時点のオフセット値と比較して傾きを判定できるので、感震センサのオフセット調整を必要とせず、精度よく傾き異常を判定でき、メンテナンス作業を効率的に実施することが可能になるので、電気メータや水道メータ等の用途にも適用できる。

１ 遮断弁
２ 感震センサ
３ 流量計測手段
４ 復帰手段
５ 開栓操作手段
６ 制御手段
７ 第１オフセット値記憶手段
８ 第２オフセット値記憶手段
９ 第３オフセット値記憶手段
１０ ガスメータ

Claims (6)

1. ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、
   前記制御手段は、製造工程における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第１オフセット値と設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値との差分値Ａを算出し、前記差分値Ａが所定値以上の場合に傾き異常と判定することを特徴とするガスメータ。
2. ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、
   前記制御手段は、設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値と設置した以降に所定条件で取得した前記感震センサの３軸方向の加速度値である第３オフセット値との差分値Ｂを算出し、前記差分値Ｂが所定値以上の場合に傾き異常と判定し、
   前記制御手段が判定する傾き異常判定は、前記ガスメータを設置した以降は遮断復帰時に実施することを特徴とするガスメータ。
3. ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、
   前記制御手段は、設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値と設置した以降に所定条件で取得した前記感震センサの３軸方向の加速度値である第３オフセット値との差分値Ｂを算出し、前記差分値Ｂが所定値以上の場合に傾き異常と判定し、
   前記制御手段が判定する傾き異常判定は、感震遮断を起点に予め定めた所定期間、定期的に実施することを特徴とするガスメータ。
4. ガスを遮断する遮断弁と、ガスの流量を計測する流量計測手段と、３軸方向の加速度値によって地震検知や傾き検知を行う感震センサと、前記流量計測手段および前記感震センサの情報に基づき地震および傾き異常を判定して前記遮断弁の開閉制御を行う制御手段とを備えたガスメータであって、
   前記制御手段は、設置時における前記感震センサの３軸方向の加速度値である第２オフセット値と設置した以降に所定条件で取得した前記感震センサの３軸方向の加速度値である第３オフセット値との差分値Ｂを算出し、前記差分値Ｂが所定値以上の場合に傾き異常と判定し、
   前記制御手段が判定する傾き異常判定は、前記ガスメータを設置した以降は予め設定した第１の所定期間毎に実施することを特徴とするガスメータ。
5. 前記制御手段が判定する傾き異常判定は、感震遮断を起点に予め定めた第２の所定期間以内であれば予め定めた前記第１の所定期間よりも短い第３の所定期間毎に実施することを特徴とする請求項４に記載のガスメータ。
6. 更に表示手段を備え、
   前記制御手段は、前記感震センサからの３軸方向の加速度値の情報や傾き検知の度合いを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のガスメータ。

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