JP7260326B2 - 計測値積算装置および方法ならびに計測値積算システム - Google Patents

Description

本発明は、計測値積算装置および方法ならびに計測値積算システムに関し、特に流体の流量など間欠的に計測される計測値の積算に用いられる計測値積算装置および方法ならびに計測値積算システムに関する。

従来より、超音波流量計などでは、流量計測部を間欠的に駆動することによって、配管を流れる流体の単位時間当たりの瞬時流量を周期的に計測し、この計測した瞬時流量から１周期毎の通過流量を求め、この１周期毎の通過流量を積算して、計測開始からの積算流量として求めるようにしている。この例では、「瞬時流量」が本発明でいう「計測値」に相当し、「計測開始からの積算流量」が本発明でいう「計測開始からの計測値の積算値」に相当する。

例えば、ガスメータは１０年間電池で動作する必要があるうえ、課金関連のために、低消費電力と精度の両方が求められる。このため、ガスメータでは、例えば１秒毎に瞬時流量を計測し、次の瞬時流量が計測されるまで今回計測した瞬時流量が続いているものとみなして、次の瞬時流量が計測されるまでの１秒間の瞬時流量の積算値を通過流量として求め、この１秒間の通過流量を瞬時流量が計測される毎に積算して、計測開始からの積算流量とする。以下、単に「積算流量」という場合には、全て「計測開始からの積算流量」のことを表している。

このようなガスメータにおいて、瞬時流量が計測される毎の通過流量の積算は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）をその主要な構成要素とする処理部において行われる。また、この処理部において求められる積算流量は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などの表示部に表示される。この表示部に表示される積算流量の表示単位は、例えば１リットル（１Ｌ）とされ、積算流量の表示値の最小桁の値が１Ｌ単位で繰り上がる。すなわち、積算流量の単位流量が１Ｌとされ、１Ｌ単位で積算流量の表示値が変化する。

この場合、間欠駆動の１周期中に、単位流量を超えるような流量が流れると、積算流量の表示値に「飛び」が発生することがある。例えば、現在の積算流量の表示値の最小桁の値が「０」であった場合、「１」を飛ばして「２」となったり、「３」となったりすることがある。

このような「飛び」の発生をなくすために、間欠駆動の１周期の時間をＴとし、また１周期内の分割数をＮとして、今回計測された瞬時流量からＴ／Ｎ時間当たりの通過流量を算出し、この算出した通過流量をＴ／Ｎ時間毎に積算して行くという手法が考えられている（例えば、特許文献１，２参照。）。以下、この手法を従来の手法という。

図７に、従来の手法を適用した例として、Ｔ＝１ｓ、Ｎ＝４とした場合を示す。この例では、積算流量の単位流量を１Ｌとし、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４点を処理部における瞬時流量の更新時点としている。この例では、ｔ１点で０．３〔Ｌ／ｓ〕、ｔ２点で０．６〔Ｌ／ｓ〕、ｔ３点で０．３〔Ｌ／ｓ〕というように、流量計測部からの瞬時流量が処理部に取り込まれ更新されている。

なお、瞬時流量の単位は実際には〔Ｌ／ｈ〕であるが、ここでは簡単のために〔Ｌ／ｓ〕としている。また、図７に示した例では、ｔ１点が計測開始点とされている。この場合、計測開始前の瞬時流量を０とすると、この瞬時流量０がｔ１点で取得された瞬時流量に更新されているといえる。以下、瞬時流量の取得と更新とは同時に行われるものとし、「瞬時流量の更新時点」を「瞬時流量の取得時点」と呼ぶ。

図７に示した例では、ｔ１点からｔ２点までの区間、瞬時流量を０．３〔Ｌ／ｓ〕として２５０ｍｓ毎にその間の通過流量が求められ、積算されて行く。また、ｔ２点からｔ３点までの区間、瞬時流量を０．６〔Ｌ／ｓ〕として２５０ｍｓ毎にその間の通過流量が求められ、積算されて行く。また、ｔ３点からｔ４点までの区間、瞬時流量を０．３〔Ｌ／ｓ〕として２５０ｍｓ毎にその間の通過流量が求められ、積算されて行く。

図７において、点線で示すラインＳＬは積算流量の理論値を示し、塗りつぶされた部分は２５０ｍｓ毎に積み上げられて行く積算流量を示している。また、▲は積算処理が行われるタイミングを示し、△は表示値が更新されるタイミング、すなわち２５０ｍｓ毎に積み上げられて行く積算流量が単位流量を超えたタイミングを示している。

図７に示した例からも分かるように、従来の手法では、瞬時流量の取得時点だけではなく、その間の区間もＴ／Ｎ時間毎に通過流量の積算処理を行うようにしているので、上述したような「飛び」の発生を防ぐことができる。

なお、上述した例では、Ｔ／Ｎ時間毎に求められる積算流量が単位流量を超えたタイミングで表示値の更新が行われるものとしたが、Ｔ／Ｎ時間毎に求められる積算流量が単位流量を超えたタイミングで外部に信号を出力するような場合もある。例えば、検査専用モードで、０．１Ｌ単位など細かい単位で、パルスを発信する必要があるような機種もあり、このような機種ではパルスの発信タイミングの遅れは１０ｍｓ以内であることが要求される。

特許第２９３７３００号公報 特許第３６０１５２３号公報

しかしながら、上述した従来の手法では、表示値が更新されるタイミングが最大Ｔ／Ｎ時間遅れてしまうという難点がある。図７に示した例でいうと、積算流量の理論値が単位流量を超えるタイミングはｔａ点であるのに対し、表示値が更新されるタイミング、すなわち積算流量の表示値の最小桁の値が繰り上げられるタイミングはｔｂ点となり、ｔｂ点はｔａ点に対して最大で２５０ｍｓ遅れる。また、従来の手法では、瞬時流量の取得時点だけではなく、その間の区間もＴ／Ｎ時間毎（図７の例では２５０ｍｓ毎）に積算処理を行わなければならないため、ＣＰＵの処理負荷が増え、消費電力が増大する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低消費電力で、計測開始からの計測値の積算値の所定の桁の値が変化するタイミングを正確に知ることができる計測値積算装置および方法ならびに計測値積算システムを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る計測値積算装置（２）は、計測値を取得するように構成された計測値取得部（２１）と、前記計測値が取得された時点の計測開始からの前記計測値の積算値を前記計測値を取得した時点の計測値の積算値として求めるように構成された第１の積算部（３１）と、前記計測値取得部で取得された計測値と前記第１の積算部で求められた前記計測値を取得した時点の計測値の積算値とに基づいて、前記計測値を取得した時点の計測値の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間を推定するように構成された残り時間推定部（２７）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る計測値積算方法は、計測値を取得する計測値取得ステップ（Ｓ１０１）と、前記計測値が取得された時点の計測開始からの前記計測値の積算値を前記計測値を取得した時点の計測値の積算値として求める第１の積算ステップ（Ｓ１０２）と、前記計測値取得ステップで取得された計測値と前記第１の積算ステップで求められた前記計測値を取得した時点の計測値の積算値とに基づいて、前記計測値を取得した時点の計測値の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間を推定する残り時間推定ステップ（Ｓ１０３）とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る計測値積算システム（１００）は、計測値積算装置（２）と、前記計測値積算装置への計測値として所定の物理量を計測するように構成された計測部（１）と、前記計測値積算装置で求められる計測開始からの前記計測値の積算値を表示するように構成された表示部（３）とを備え、前記計測積算装置は、推定された残り時間が経過した時点で計測開始からの計測値の積算値の表示値の最小桁の値を変化させるように構成された表示値更新部（３０）を備えた計測値積算装置であることを特徴とする。

この発明では、計測値が取得されると、この計測値が取得された時点の計測開始からの計測値の積算値が計測値が取得された時点の計測値の積算値として求められる。そして、この求められた計測値が取得された時点の計測値の積算値と取得された計測値とに基づいて、計測値が取得された時点の計測値の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間が推定される。

例えば、計測値として瞬時流量が取得されると、その瞬時流量が取得された時点の計測開始からの積算流量が計測値が取得された時点の積算流量として求められる。そして、この求められた計測値が取得された時点の積算流量と取得された瞬時流量とに基づいて、計測値が取得された時点の積算流量の所定の桁（例えば、単位流量の桁）の値が変化するまでの残り時間が推定される。

これにより、本発明では、計測値が取得された時点で、計測開始からの計測値の積算値の所定の桁の値が変化するタイミングを正確に知ることができるようになる。また、計測開始からの計測値の積算値の所定の桁の値が変化するタイミングを知るための定期的な積算処理が不要となり、消費電力の増大が避けられる。

なお、本発明において、「計測開始」の定義には、積算値を途中でクリアした場合の積算を再開する点、特定の操作後に積算を開始する点なども含まれるものである。また、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

以上説明したように、本発明によれば、計測値が取得された時点の計測開始からの計測値の積算値を計測値が取得された時点の計測値の積算値として求め、この求めた計測値が取得された時点の計測値の積算値と取得された計測値とに基づいて、計測値が取得された時点の計測値の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間を推定するようにしたので、低消費電力で、計測開始からの計測値の積算値の所定の桁の値が変化するタイミングを正確に知ることができるようになる。

図１は、本発明に係る計測値積算装置の一実施の形態を含む流量積算システムの概略を示す図である。 図２は、この流量積算システムの処理部において積算流量が求められて行く様子を示す図である。 図３は、処理部における瞬時流量取得時の動作を説明するためのフローチャートである。 図４は、処理部における残り時間計時完了時の動作を説明するためのフローチャートである。 図５は、積算流量の表示値の最小桁の値が繰り上がる様子を示す図である。 図６は、処理部の内部の機能ブロックを例示する図である。 図７は、従来の手法を適用した例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〔流量積算システム〕
図１に、本発明に係る計測値積算装置の一実施の形態を含む流量積算システム１００の概略を示す。この流量積算システム１００は、配管２００を流れる流体の単位時間当たりの瞬時流量を周期的に計測する流量計測部１と、流量計測部１から周期的に送られてくる瞬時流量を取得し計測開始からの積算流量を求める処理部２と、処理部２において求められた計測開始からの積算流量を表示する表示部３とを備えている。なお、この流量積算システム１００では、処理部２が本発明でいう計測値積算装置に相当し、流量積算システム１００が計測値積算システムに相当する。

この流量積算システム１００において、処理部２はＣＰＵや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。また、表示部３は例えばＬＣＤとされ、この表示部３に表示される積算流量の表示単位は１Ｌとされている。すなわち、積算流量の単位流量が１Ｌとされ、表示部３における積算流量の表示値が１Ｌ単位で変化するものとされている。また、この流量積算システム１００は、ガスメータとして用いられる。

〔処理部における積算流量の算出〕
図２に、処理部２において積算流量が求められて行く様子を示す。処理部２は、流量計測部１から周期的に送られてくる瞬時流量を受信し、その受信した瞬時流量を今回の瞬時流量として取り込む。

この例においても、図７に示した例と同様、積算流量の単位流量を１Ｌとし、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４点を処理部２における瞬時流量の取得時点（更新時点）としている。この例においても、ｔ１点を計測開始点とし、ｔ１点で０．３〔Ｌ／ｓ〕、ｔ２点で０．６〔Ｌ／ｓ〕、ｔ３点で０．３〔Ｌ／ｓ〕というように、瞬時流量が取り込まれ更新されている。

以下、図２を用いて、図３および図４に示すフローチャートを参照しながら、処理部２における本実施の形態特有の動作について説明する。

処理部２は、ｔ１点で瞬時流量が取得されると（図３：ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ｔ１点の積算流量を求める（ステップＳ１０２）。この場合、ｔ１点は計測開始点であり、ｔ１点の積算流量すなわち計測開始からの積算流量は０である。

次に、処理部２は、ｔ１点で取得された瞬時流量とｔ１点の積算流量とに基づいて、ｔ１点の積算流量が単位流量に達するまでの残り時間を推定する（ステップＳ１０３）。すなわち、ｔ１点の積算流量の単位流量の桁の値が繰り上げられるまでの残り時間を推定する。この残り時間の推定は、残り時間をＴｒとし、下記の（１）式を用いて行う。
Ｔｒ〔ｓ〕＝（単位流量〔Ｌ〕－積算流量の端数〔Ｌ〕）／瞬時流量〔Ｌ／ｓ〕 ・・・・（１）

なお、この（１）式において、「積算流量の端数」とは、積算流量の単位流量に満たない半端の数（積算流量を単位流量で除した場合の余りの数）のことであり、この例ではｔ１点の積算流量は０であるので、積算流量の端数は０とされる。また、「単位流量－積算流量の端数」は、瞬時流量が取得された時点の積算流量の単位流量の桁の値が変化するまでの不足分を示している。

次に、処理部２は、推定された残り時間Ｔｒの計時と、ｔ１点からｔ２点までの経過時間Ｔ１の計時を開始する（ステップＳ１０４）。この例では、Ｔｒ＞Ｔ１となるので、残り時間Ｔｒの計時が完了する前に経過時間Ｔ１の計時が完了する。この場合、処理部２は、経過時間Ｔ１の計時が完了した時点で残り時間Ｔｒの計時を中止し、後述する残り時間Ｔｒの計時が完了した時点での処理は行わない。

処理部２は、次のｔ２点で瞬時流量が取得されると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ｔ１点からｔ２点までｔ１点で取得された瞬時流量が続いているものとみなして、ｔ１点からｔ２点までの区間の通過流量Ｑ１を算出する（Ｑ１＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×Ｔ１〔ｓ〕）。そして、この算出したｔ１点からｔ２点までの区間の通過流量Ｑ１をｔ１点の積算流量に加算し、ｔ２点の積算流量とする（ステップＳ１０２）。この例では、前の区間の通過流量は０であるので、ｔ２点の積算流量はＱ１とされる。

また、処理部２は、ｔ２点で瞬時流量が取得されると、ｔ２点で取得された瞬時流量とｔ２点で求められた積算流量とに基づいて、上記（１）式を用いて、ｔ２点の積算流量が単位流量に達するまでの残り時間Ｔｒを推定する（ステップＳ１０３）。そして、推定された残り時間Ｔｒの計時と、ｔ２点からｔ３点までの経過時間Ｔ２の計時を開始する（ステップＳ１０４）。

この例では、Ｔｒ＞Ｔ２となるので、残り時間Ｔｒの計時が完了する前に経過時間Ｔ２の計時が完了する。この場合、処理部２は、経過時間Ｔ２の計時が完了した時点で残り時間Ｔｒの計時を中止し、後述する残り時間Ｔｒの計時が完了した時点での処理は行わない。

処理部２は、次のｔ３点で瞬時流量が取得されると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ｔ２点からｔ３点までｔ２点で取得された瞬時流量が続いているものとみなして、ｔ２点からｔ３点までの区間の通過流量Ｑ２を算出する（Ｑ２＝０．６〔Ｌ／ｓ〕×Ｔ２〔ｓ〕）。そして、この算出したｔ２点からｔ３点までの区間の通過流量Ｑ２をｔ２点の積算流量に加算し、ｔ３点の積算流量とする（ステップＳ１０２）。

また、処理部２は、ｔ３点で瞬時流量が取得されると、ｔ３点で取得された瞬時流量とｔ３点で求められた積算流量とに基づいて、上記（１）式を用いて、ｔ３点の積算流量が単位流量に達するまでの残り時間Ｔｒを推定する（ステップＳ１０３）。そして、推定された残り時間Ｔｒの計時と、ｔ３点からｔ４点までの経過時間Ｔ３の計時を開始する（ステップＳ１０４）。

この例おいて、ｔ３点で求められる残り時間ＴｒはＴｒ＜Ｔ３となり、ｔ３点からｔ４点までの間で残り時間Ｔｒの計時が完了する（図４：ステップＳ２０１のＹＥＳ）。処理部２は、この残り時間Ｔｒの計時を完了した時点ｔｒで、ｔ３点からｔｒ点までの区間の通過流量Ｑ３’を算出する。この例では、計時した残り時間ＴｒをＴ３’とし、ｔ３点からｔｒ点までの区間の通過流量Ｑ３’をＱ３’＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×Ｔ３’〔ｓ〕として算出する。そして、この算出した通過流量Ｑ３’をｔ３点の積算流量に加算し、ｔｒ点の積算流量とする（ステップＳ２０２）。

そして、処理部２は、表示部３に指令を送り、積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる（ステップＳ２０３）。この例では、積算流量の表示値の最小桁の値を「０」から「１」に繰り上げる（図５参照）。なお、表示部３では、積算流量の表示値の最小桁の値がオーバフローすると、次の位の桁の値が１つ繰り上がるとともに、最小桁の値が「０」に戻る。他の桁でも、同様にして、その桁の値がオーバフローすると、次の位の桁の値が１つ繰り上がるとともに、その桁の値が「０」に戻る。

また、処理部２は、ｔｒ点の積算流量を求めると、このｔｒ点の積算流量とｔ３点で取得された瞬時流量とに基づいて、上記（１）式を用いて、ｔｒ点の積算流量が次の単位流量に達するまでの残り時間Ｔｒを推定し（ステップＳ２０４）、その推定した残り時間の計時を開始する（ステップＳ２０５）。

ここで、ｔｒ点の積算流量が目標の単位流量に達していたとすると、ｔｒ点で推定される残り時間Ｔｒは次の瞬時流量が取得される時点ｔ４までの時間Ｔ３”よりも長くなる（Ｔｒ＞Ｔ３”）。このため、ｔｒ点で推定された残り時間Ｔｒの計時が完了する前に経過時間Ｔ３の計時が完了し（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、残り時間Ｔｒの計時は中止される（ステップＳ２０７）。

処理部２は、ｔ４点で瞬時流量が取得されると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、ｔｒ点からｔ４点までの区間の通過流量Ｑ３”を求める。この場合、Ｑ３”＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×（Ｔ３－Ｔ３’）〔ｓ〕として、ｔｒ点からｔ４点までの区間の通過流量Ｑ３”を求める。そして、この算出した通過流量Ｑ３”をｔｒ点の積算流量に加算し、ｔ４点の積算流量とする（ステップＳ１０２）。

図２において、▲は積算処理が行われるタイミングを示し、△は積算処理＋表示値の更新が行われるタイミングを示している。このように、本実施の形態では、ｔ３点において積算流量が単位流量に達するまでの残り時間Ｔｒが推定され、この残り時間Ｔｒが経過した時点ｔｒで積算流量の表示値の最小桁の値の繰り上げが行われるので、正確なタイミングで積算流量の表示値の更新を行うことができるようになる。また、積算流量の単位流量の桁の値が単位流量を超えたことを知るための定期的な積算処理が不要となり、消費電力の増大が避けられる。

ガスメータの場合、１０年間で最大６０００〔Ｌ／ｈ〕×２０００〔ｈ〕程度しか流れない（ＪＩＡ（日本ガス機器検査協会））。よって、本実施の形態における△のタイミング（積算処理＋表示値の更新が行われるタイミング）の回数は平均０．０３８〔回／ｓ〕程度であり、図７を用いて説明した従来の手法に比べて積算処理を平均（Ｎ－１．０３８）〔回／ｓ〕程度削減できる。また、最悪の場合（１００００〔Ｌ／ｈ〕継続）でも平均２．７７８〔回／ｓ〕程度であり、積算処理の削減による効果は大きい。

ガスメータでは１０年間電池で動作する必要があり、低消費電力であることが求められる。低消費電力化を図るには、処理を低負荷で行うことができるように工夫するか、必要でない場合に処理そのものをしなくても済むように構成することが望まれる。本実施の形態では、ガスメータの重要な処理の１つである積算処理を、瞬時流量を取得したタイミングおよび積算流量の表示値を更新するタイミングだけ行うことによって、低消費電力化を図っている。

なお、図２には、ｔｒ点で推定される残り時間Ｔｒが次の瞬時流量が取得される時点ｔ４までの時間Ｔ３”よりも長くなる例を示したが（Ｔｒ＞Ｔ３”）、Ｔｒ＜Ｔ３”となる場合もある。この場合、処理部２は、経過時間Ｔ４の計時が完了する前にｔｒ点で推定された残り時間Ｔｒの計時が完了したことを確認し（ステップＳ２０６のＮＯ，ステップＳ２０１のＹＥＳ）、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。そして、ｔ４点で瞬時流量が取得されると（ステップＳ１０１のＹＥＳ）、最後のｔｒ点からｔ４点までの区間の通過流量Ｑ３”を算出し、この算出した通過流量Ｑ３”を最後のｔｒ点の積算流量に加算し、ｔ４点の積算流量とする（ステップＳ１０２）。この場合、処理部２は、経過時間Ｔｉ内でも、残り時間Ｔｒの計時が完了する毎に、積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる（ステップＳ２０３）。

〔瞬時流量の更新間隔のぶれ〕
図１に示した流量積算システム１００では、流量計測部１が実際に瞬時流量の計測を実施してから、処理部２におけるＣＰＵが処理するまでの時間（例えば、流量計測部１と処理部２との間の通信やＣＰＵの他の占有処理など）によって、処理部２における瞬時流量の更新タイミングがずれ、瞬時流量の更新間隔にぶれが発生することがある。また、ガスメータのように低速なクロック（１ＭＨｚや３２ＫＨｚなど）で動作し、ＣＰＵが休眠状態を繰り返す製品の場合、容易にぶれが発生する。

〔瞬時流量の更新間隔にぶれがない場合〕
図２に示した例において、流量計測部１における瞬時流量の計測周期を１０００〔ｍｓ〕とし、瞬時流量の更新間隔にぶれがなく、ｔ１点からｔ２点までの経過時間Ｔ１、ｔ２点からｔ３点までの経過時間Ｔ２、ｔ３点からｔ４点までの経過時間Ｔ３が、全て計測周期と同じ１０００〔ｍｓ〕であったものとする。

この場合、ｔ２点の積算流量はＱ１＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×１０００〔ｍｓ〕＝０．３〔Ｌ〕となり、ｔ３点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＝０．３〔Ｌ〕＋０．６〔Ｌ／ｓ〕×１０００〔ｍｓ〕＝０．９〔Ｌ〕となる。また、ｔ３点で推定される残り時間ＴｒはＴｒ＝（１．０〔Ｌ〕－０．９〔Ｌ〕）／０．３〔Ｌ／ｓ〕＝３３３．３３・・・〔ｍｓ〕となる。

ここで、処理部２におけるＣＰＵの起動ルーチン（ＯＳ（Operating System）など）の都合によるが、今回はｔ３点から３３４ｍｓ経過した時点で処理部２におけるＣＰＵが起動できたとすると、処理部２は、残り時間Ｔｒが経過した時点をｔ３点から３３４ｍｓ経過した時点とみなし、この時点で表示部３における積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる。

この場合、残り時間Ｔｒが経過したとみなした時点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＝０．９〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×３３４〔ｍｓ〕＝１．０００２〔Ｌ〕となる。また、ｔ４点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＋Ｑ３”＝１．０００２〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×６６６〔ｍｓ〕＝１．２０００〔Ｌ〕となる。

〔瞬時流量の更新間隔にぶれがある場合〕
図２に示した例において、流量計測部１における瞬時流量の計測周期を１０００〔ｍｓ〕とし、瞬時流量の更新間隔にぶれがあり、例えば、ｔ１点からｔ２点までの経過時間Ｔ１が９９９〔ｍｓ〕、ｔ２点からｔ３点までの経過時間Ｔ２が１００１〔ｍｓ〕、ｔ３点からｔ４点までの経過時間Ｔ３が１０００〔ｍｓ〕であったものとする。

この場合、ｔ２点の積算流量はＱ１＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×９９９〔ｍｓ〕＝０．２９９７〔Ｌ〕となり、ｔ３点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＝０．２９９７〔Ｌ〕＋０．６〔Ｌ／ｓ〕×１００１〔ｍｓ〕＝０．９００３〔Ｌ〕となる。また、ｔ３点で推定される残り時間ＴｒはＴｒ＝（１．０〔Ｌ〕－０．９００３〔Ｌ〕）／０．３〔Ｌ／ｓ〕＝３３２．３３・・・〔ｍｓ〕となる。

ここで、今回はｔ３点から３３３ｍｓ経過した時点で処理部２におけるＣＰＵが起動できたとすると、処理部２は、残り時間Ｔｒが経過した時点をｔ３点から３３３ｍｓ経過した時点とみなし、この時点で表示部３における積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる。

この場合、残り時間Ｔｒが経過したとみなした時点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＝０．９００３〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×３３３〔ｍｓ〕＝１．０００２〔Ｌ〕となる。また、ｔ４点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＋Ｑ３”＝１．０００２〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×６６７〔ｍｓ〕＝１．２００１〔Ｌ〕となる。

この例からも分かるように、本実施の形態によれば、処理部２における瞬時流量の更新タイミングがずれ、瞬時流量の更新間隔にぶれが発生する場合でも、瞬時流量を取得（更新）してからの経過時間を考慮しているので、計算される積算流量に誤差が発生しないものとなる。

〔瞬時流量の更新間隔を固定とみなす場合〕
水晶クロックで生成するなどした誤差の小さいタイマで、流量計測部１が正確に計測周期を守れる場合には、その計測周期を利用するようにしてもよい。

例えば、図２に示した例において、ｔ１点からｔ２点までの経過時間Ｔ１が９９９〔ｍｓ〕、ｔ２点からｔ３点までの経過時間Ｔ２が１００１〔ｍｓ〕、ｔ３点からｔ４点までの経過時間Ｔ３が１０００〔ｍｓ〕であるが、これを無視して全て１０００〔ｍｓ〕とみなすようにしてもよい。

この場合、ｔ２点の積算流量はＱ１＝０．３〔Ｌ／ｓ〕×１０００〔ｍｓ〕＝０．３〔Ｌ〕となり、ｔ３点の積算流量はＱ１＋Ｑ２＝０．３〔Ｌ〕＋０．６〔Ｌ／ｓ〕×１０００〔ｍｓ〕＝０．９〔Ｌ〕となる。また、ｔ３点で推定される残り時間ＴｒはＴｒ＝（１．０〔Ｌ〕－０．９〔Ｌ〕）／０．３〔Ｌ／ｓ〕＝３３３．３３・・・〔ｍｓ〕となる。

ここで、今回はｔ３点ら３４０ｍｓ経過した時点で処理部２におけるＣＰＵが起動できたとすると、処理部２は、残り時間Ｔｒが経過した時点をｔ３点から３４０ｍｓ経過した時点とみなし、この時点で表示部３における積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる。

この場合、残り時間Ｔｒが経過したとみなした時点の瞬時流量はＱ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＝０．９〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×３４０〔ｍｓ〕＝１．０２００〔Ｌ〕となる。また、ｔ４点の積算流量は、Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３＝０．９〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×１０００〔ｍｓ〕＝１．２０００〔Ｌ〕となる。なお、ｔ４点の積算流量を、Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３’＋Ｑ３”＝１．０２００〔Ｌ〕＋０．３〔Ｌ／ｓ〕×（１０００－３４０）〔ｍｓ〕として求めるようにしてもよい。

〔残り時間Ｔｒの計算の省略〕
上述した実施の形態では、瞬時流量を取得する毎に、前記（１）式を用いて残り時間Ｔｒの計算を行うようにしている。この残り時間Ｔｒの計算には割算があり、処理負荷としては重くなる。

図２に示した例において、ｔ１点で求められる残り時間ＴｒはＴｒ＞Ｔ１であり、経過時間Ｔ１の計時中に残り時間Ｔｒの計時は完了しない。また、ｔ２点で求められる残り時間もＴｒ＞Ｔ２であり、経過時間Ｔ２の計時中に残り時間Ｔｒの計時は完了しない。この場合、ｔ１点やｔ２点での残り時間Ｔｒの計算は不要であり、この不要な残り時間Ｔｒの計算を省略すれば処理負荷をさらに軽減することができる。

ｔ１点やｔ２点での残り時間Ｔｒの計算を省略する方法として、瞬時流量が取得された場合、この瞬時流量が取得された時点の積算流量が次回の瞬時流量の取得時までに単位流量を超えるか否かを判断し、単位流量を超えないと判断された場合には残り時間Ｔｒの計算を行わないようにすることが考えられる。例えば、瞬時流量を取得した時点において、（単位流量－積算流量の端数）＞（計測周期×瞬時流量）の場合に、残り時間Ｔｒの計算を行わないようにする。

なお、ガスメータでは、瞬時流量が数Ｌ／ｈ以下は０Ｌ／ｈとみなして、流量の積算を行わない場合もある。このような場合、瞬時流量を０Ｌ／ｈとみなしている間、残り時間Ｔｒを計算する処理を省略するようにしてもよい。

〔流量計測部からの処理部への瞬時流量の送信の省略〕
流量計測部１からの処理部２への瞬時流量の送信方式として、今回の瞬時流量が前回の瞬時流量と同じであった場合、処理部２への瞬時流量の送信を省略する方式をとることがある。このような方式をとる場合でも、本実施の形態では、問題なく、積算流量が単位流量に達したタイミングで、積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げることができる。

例えば、図２に示した例において、ｔ１点で取得された瞬時流量が０．３〔Ｌ／ｓ〕であった場合、次に積算流量の単位流量の桁の値が繰り上がるのは３．３秒後であることが分かる。３．３秒後まで次の瞬時流量が送られてこなくても、処理部２は、３．３秒後に積算処理を行うとともに、積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる。この場合、３．３秒が経過するまでの間は積算処理や残り時間Ｔｒの推定は行われないので、処理負荷が軽くなり、さらなる低消費電力化が図られる。

なお、処理部２において、今回取得した瞬時流量が前回取得した瞬時流量と同じであった場合、今回取得した瞬時流量に対しての積算処理や残り時間Ｔｒの推定を行わないようにしてもよい。このような方式をとる場合にも、流量計測部１からの処理部２への瞬時流量の送信を省略する方式とした場合と同様、問題なく、積算流量が単位流量に達したタイミングで、積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げることができる。また、処理負荷が軽くなり、さらなる低消費電力化が図られる。なお、今回取得した瞬時流量が前回取得した瞬時流量と同じであるか否かの判断に際しては、それまでの瞬時流量の変化を考慮に入れ、ある程度幅を持たせて判断するようにするとよい。

図６に、図１に示した流量積算システム１００における処理部２の内部の機能ブロックを例示する。処理部２は、流量計測部１からの周期的に送られてくる瞬時流量を取得する瞬時流量取得部２１と、瞬時流量の取得区間（更新区間）毎の通過流量を算出する第１の通過流量算出部２２と、残り時間の計時完了までの区間の通過流量を算出する第２の通過流量算出部２３と、残り時間の計時完了後の残りの区間の通過流量を算出する第３の通過流量算出部２４と、瞬時流量の取得時点の積算流量を算出する第１の積算流量算出部２５と、残り時間の計時完了時点の積算流量を算出する第２の積算流量算出部２６と、瞬時流量の取得毎に残り時間を推定する第１の残り時間推定部２７と、残り時間の計時完了毎に残り時間を推定する第２の残り時間推定部２８と、時間管理部２９と、表示値更新部３０とを備えている。

処理部２において、瞬時流量取得部２１、第１の通過流量算出部２２、第２の通過流量算出部２３、第３の通過流量算出部２４、第１の積算流量算出部２５、第２の積算流量算出部２６、第１の残り時間推定部２７、第２の残り時間推定部２８および表示値更新部３０はＣＰＵの処理機能として設けられ、時間管理部２９はＣＰＵとは別に設けられたタイマの計時機能として設けられている。また、時間管理部２９は、残り時間計時部２９₁と経過時間計時部２９₂とを備えている。

また、第１の通過流量算出部２２と第１の積算流量算出部２５とで第１の流量積算部３１が構成され、第２の通過流量算出部２３と第２の積算流量算出部２６とで第２の流量積算部３２が構成されている。この処理部２において、第１の流量積算部３１が本発明でいう第１の積算部に相当し、第１の通過流量算出部２２が第１の区間積算値算出部に相当し、第１の積算流量算出部２５が第１の積算値算出部に相当する。また、第２の流量積算部３２が本発明でいう第２の積算部に相当し、第２の通過流量算出部２３が第２の区間積算値算出部に相当し、第２の積算流量算出部２６が第２の積算値算出部に相当する。

処理部２において、瞬時流量取得部２１は、流量計測部１から周期的に送られてくる瞬時流量ｑｉ（ｉ＝１，２，３，・・・・）を取得する。また、瞬時流量取得部２１は、取得した瞬時流量ｑｉを第１の通過流量算出部２２および第１の残り時間推定部２７へ送り、瞬時流量ｑｉを取得した時刻ｔｉを経過時間計時部２９₂へ送る。

経過時間計時部２９₂は、瞬時流量取得部２１から瞬時流量ｑｉの取得時刻ｔｉを受けると、次の瞬時流量ｑｉ₊₁の取得時刻ｔｉ₊₁までの計時を開始する。そして、経過時間計時部２９₂は、瞬時流量ｑｉ₊₁の取得時刻ｔｉ₊₁までの計時を完了すると、その計時した時間「ｔｉ₊₁－ｔｉ」を経過時間Ｔｉとして第１の通過流量算出部２２へ送る。

第１の通過流量算出部２２は、瞬時流量取得部２１からの瞬時流量ｑｉを取得すると、その瞬時流量ｑｉを前回の瞬時流量として記憶するとともに、経過時間計時部２９₂からの経過時間Ｔｉを得た時点で、前回の瞬時流量ｑｉと経過時間Ｔｉとから瞬時流量ｑｉが前回取得されてから今回取得されるまでの区間の通過流量Ｑｉを求め、第１の積算流量算出部２５へ送る。

第１の積算流量算出部２５は、第１の通過流量算出部２２から通過流量Ｑｉが送られてくる毎に、その通過流量Ｑｉを加算して瞬時流量取得時点の積算流量ΣＱとする。なお、第１の積算流量算出部２５において、計測開始時の積算流量ΣＱ、すなわち瞬時流量ｑ１の取得時点（図２に示すｔ１点）の積算流量ΣＱは０とされている。

一方、第１の残り時間推定部２７は、瞬時流量取得部２１からの瞬時流量ｑｉと、この瞬時流量ｑｉの取得時点の積算流量ΣＱとから、瞬時流量ｑｉの取得時点の積算流量ΣＱが単位流量に達するまでの残り時間Ｔｒ、すなわち瞬時流量ｑｉの取得時点の積算流量ΣＱの単位流量の桁の値が繰り上げられるまでの残り時間Ｔｒを推定する。この残り時間Ｔｒの推定には前記の（１）式を用いる。そして、第１の残り時間推定部２７は、その推定した残り時間Ｔｒを残り時間計時部２９₁へ送る。

残り時間計時部２９₁は、第１の残り時間推定部２７から送られてくる残り時間Ｔｒの計時を開始し、経過時間計時部２９₂での経過時間Ｔｉの計時中に残り時間Ｔｒの計時を完了すると、残り時間Ｔｒの計時を完了した旨を表示値更新部３０へ知らせる。表示値更新部３０は、残り時間計時部２９₁からの残り時間Ｔｒの計時が完了した旨の知らせを受けると、表示部３における積算流量の表示値の最小桁の値を繰り上げる。

また、残り時間計時部２９₁からの残り時間Ｔｒの計時が完了した旨の知らせは、残り時間Ｔｒの計時値Ｔｉ’と合わせて、第２の通過流量算出部２３へも送られる。第２の通過流量算出部２３は、残り時間計時部２９₁からの残り時間Ｔｒの計時を完了した旨の知らせを受けると、その知らせに含まれている残り時間Ｔｒの計時値Ｔｉ’と瞬時流量取得部２１からの瞬時流量ｑｉとから残り時間Ｔｒの計時完了までの区間の通過流量Ｑｉ’を算出し、第２の積算流量算出部２６へ送る。

第２の積算流量算出部２６は、第２の通過流量算出部２３からの残り時間Ｔｒの計時完了までの区間の通過流量Ｑｉ’を受けて、この通過流量Ｑｉ’を第１の積算流量算出部２５からのその時の積算流量ΣＱに加算して、残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量とする。この第２の積算流量算出部２６で算出された残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量は第２の残り時間推定部２８へ送られる。

第２の残り時間推定部２８は、瞬時流量取得部２１からの瞬時流量ｑｉと第２の積算流量算出部２６からの残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量とから、残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量が次の単位流量に達するまでの残り時間を推定する。この残り時間Ｔｒの推定には前記の（１）式を用いる。そして、第２の残り時間推定部２８は、その推定した残り時間Ｔｒを残り時間計時部２９₁へ送る。

残り時間計時部２９₁は、第２の残り時間推定部２８から送られてくる残り時間Ｔｒの計時を開始し、残り時間Ｔｒの計時中に経過時間計時部２９₂での経過時間Ｔｉの計時が完了したことを確認すると、その旨を第３の通過流量算出部２４へ知らせる。この知らせには、残り時間Ｔｒの計時値Ｔｉ’と、その時の計時を完了した経過時間Ｔｉが含まれている。

第３の通過流量算出部２４は、残り時間計時部２９₁からの経過時間Ｔｉの計時が完了した旨の知らせを受けると、その知らせに含まれている経過時間Ｔｉから計時を完了している残り時間Ｔｒの計時値Ｔｉ’を差し引いて残りの区間の時間Ｔｉ”とし、この残りの区間の時間Ｔｉ”と瞬時流量取得部２１からの瞬時流量ｑｉとから、経過時間Ｔｉ内での残りの区間の通過流量Ｑｉ”を算出し、第１の積算流量算出部２５へ送る。

第１の積算流量算出部２５は、第３の通過流量算出部２４からの経過時間Ｔｉ内の残りの区間の通過流量Ｑｉ”を受けると、その経過時間Ｔｉを計時した区間の第１の通過流量算出部２２からの通過流量Ｑｉの積算は行わず、第２の積算流量算出部２６における残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量を取り込み、この取り込んだ残り時間Ｔｒの計時完了時点の積算流量に第３の通過流量算出部２４からの経過時間Ｔｉ内での残りの区間の通過流量Ｑｉ”を加算し、その加算した値を経過時間Ｔｉの計時完了時点の積算流量ΣＱとする。

なお、上述した実施の形態では、処理部２において推定される残り時間Ｔｒの計時が完了した時点で積算流量の表示値の更新が行われるものとしたが、外部に信号を出力するようにしてもよい。前述したように、ガスメータには、検査専用モードでパルスの発信が必要な機種もあり、このような機種ではパルスの発信タイミングの遅れは１０ｍｓ以内であることが要求される。本実施の形態では、残り時間Ｔｒの計時が完了した時点でパルスの発信を行うようにすることもでき、パルスの発信タイミングの遅れを１０ｍｓ以内に抑えることが可能である。

また、上述した実施の形態では、処理部２において、瞬時流量が前回取得されてから今回取得されるまでの時間を経過時間Ｔｉとして計時するようにしたが、流量計測部１からの瞬時流量にその瞬時流量を計測した時刻を含ませ、今回の瞬時流量の計測時刻と前回の瞬時流量の計測時刻との差を経過時間Ｔｉとして得るようにしてもよい。また、処理部２から周期的に流量計測部１に対して瞬時流量の計測を要求する指令を送るようにしてもよく、流量計測部１における瞬時流量の計測周期を可変としてもよい。処理部２から流量計測部１に対して瞬時流量の計測を要求する指令を送る場合、前回瞬時流量の計測を要求してから今回瞬時流量の計測を要求するまでの時間を経過時間Ｔｉとして用いるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、瞬時流量が正であるものとしたが、瞬時流量が負となる場合もある。この場合、瞬時流量が取得される毎に、直前の瞬時流量を取得してからの経過時間と直前に取得した瞬時流量との積から求めた通過流量を直前の瞬時流量の取得時点の積算流量から減算し、瞬時流量取得時点の積算流量とする。また、積算流量の単位流量の桁の値が繰り上がるまでの時間ではなく、積算流量の単位流量の桁の値が繰り下がるまでの時間を残り時間Ｔｒとして推定するようにする。但し、ガスメータの場合では、積算流量は繰り下がらないので、内部でしか使用しない。

また、上述した実施の形態では、計測対象を流量としたが、流量に限られるものではなく、他の物理量であっても構わない。また、上述した実施の形態では、積算流量の単位流量を１Ｌとしたが、１Ｌに限られるものではなく、０．１Ｌとしたり、０．５Ｌとしたりするなどしてもよい。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１…流量計測部、２…処理部、３…表示部、２１…瞬時流量取得部、２２…第１の通過流量算出部、２３…第２の通過流量算出部、２４…第３の通過流量算出部、２５…第１の積算流量算出部、２６…第２の積算流量算出部、２７…第１の残り時間推定部、２８…第２の残り時間推定部、２９…時間管理部、２９₁…残り時間計時部、２９₂…経過時間計時部、３０…表示値更新部、３１…第１の流量積算部、３２…第２の流量積算部、１００…流量積算システム。

Claims (11)

1. 計測開始から周期的に計測値を取得するように構成された計測値取得部と、
   周期的に取得される前記計測値に基づいて、前記計測開始から前記計測値が取得された時点までの計測値の積算値を、第１の積算値として、前記計測値が取得された時点毎に求めるように構成された第１の積算部と、
   取得された前記計測値と当該計測値が取得された時点で求められた前記第１の積算値とに基づいて、当該時点から当該第１の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間を推定するように構成された残り時間推定部と
   を備える計測値積算装置。
2. 請求項１に記載された計測値積算装置において、
   前記残り時間推定部は、前記取得された計測値と、前記第１の積算値の前記所定の桁の値が変化するまでの不足分と、から前記残り時間を推定するように構成されている
   ことを特徴とする計測値積算装置。
3. 請求項１または２に記載された計測値積算装置において、
   前記残り時間推定部で推定された前記残り時間が経過した時点の前記計測開始からの計測値の積算値を第２の積算値として取得するように構成された第２の積算部
   をさらに備えることを特徴とする計測値積算装置。
4. 請求項３に記載された計測値積算装置において、
   前記第２の積算部は、
   前記計測値が取得された時点から前記残り時間が経過した時点までの区間での計測値の積算値を求めるように構成された第２の区間積算値算出部と、
   前記第２の区間積算値算出部で求められた前記積算値を前記第１の積算部で求められた前記第１の積算値に加算することによって、前記第２の積算値を求めるように構成された第２の積算値算出部と
   を備えることを特徴とする計測値積算装置。
5. 請求項１に記載された計測値積算装置において、
   前記第１の積算部は、
   前記計測値が前回取得されてから今回取得されるまでの区間の経過時間と前回取得された前記計測値とから前記区間での計測値の積算値を求めるように構成された第１の区間積算値算出部と、
   前記第１の区間積算値算出部で求められた前記積算値を前記計測値が前回取得された時点の前記第１の積算値に加算して、前記計測値が今回取得された時点の前記第１の積算値を求めるように構成された第１の積算値算出部と
   を備えることを特徴とする計測値積算装置。
6. 請求項１に記載された計測値積算装置において、
   前記第１の積算部は、
   前記計測値が前回取得されてから今回取得されるまでの区間の時間を一定とみなし、この一定の時間と前回取得された前記計測値とから前記区間での計測値の積算値を求めるように構成された第１の区間積算値算出部と、
   前記第１の区間積算値算出部で求められた前記積算値を前記計測値が前回取得された時点の前記第１の積算値に加算して、前記計測値が今回取得された時点の前記第１の積算値を求めるように構成された第１の積算値算出部と
   を備えることを特徴とする計測値積算装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載された計測値積算装置において、
   前記残り時間推定部は、前記計測値が取得された場合、前記第１の積算値の前記所定の桁の値が次の計測値が取得されるまでの間に変化するか否かを判断し、変化しないと判断された場合には前記残り時間の推定を行わないように構成されている
   ことを特徴とする計測値積算装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載された計測値積算装置において、
   前記推定された残り時間が経過した時点で前記第１の積算値の前記所定の桁の値が変化することを通知するように構成された積算値変化通知部
   をさらに備えることを特徴とする計測値積算装置。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載された計測値積算装置において、
   前記残り時間が経過した時点で前記第１の積算値の表示値の最小桁の値を変化させるように構成された表示値更新部
   をさらに備えることを特徴とする計測値積算装置。
10. 計測開始から周期的に計測値を取得する計測値取得ステップと、
    周期的に取得される前記計測値に基づいて、前記計測開始から前記計測値が取得された時点までの計測値の積算値を、第１の積算値として、前記計測値が取得された時点毎に求める第１の積算ステップと、
    取得された前記計測値と当該計測値が取得された時点で求められた前記第１の積算値とに基づいて、当該時点から当該第１の積算値の所定の桁の値が変化するまでの残り時間を推定する残り時間推定ステップと
    を備える計測値積算方法。
11. 請求項９に記載された計測値積算装置と、
    前記計測値積算装置への計測値として所定の物理量を計測するように構成された計測部と、
    前記計測値積算装置で求められる計測開始からの計測値の積算値を表示するように構成された表示部と
    を備えることを特徴とする計測値積算システム。

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