JPH0770000B2

JPH0770000B2 - メータセンサ

Info

Publication number: JPH0770000B2
Application number: JP63085944A
Authority: JP
Inventors: 幸一池川; 均高見
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH01258100A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ガスや水道等の需要家ごとの使用量や圧力
を指針計によりアナログ量で表示するメータの前記指針
計の表示を光学式センサによって自動的に読取るように
したメータセンサに関する。

（従来の技術）従来、ガスや電気等の需要家ごとに取付けられたメータ
の検針は、供給者側の従業員が各需要家を回って、肉眼
によりメータの指針数字を読取ることによって行ってい
た。

また、近年、メータに電気的な計測装置を内蔵し、この
計測装置を電話回線に接続することにより、会社側の中
央装置において、各需要家の検針データを収集すること
ができるようにしたテレメータシステムが知られてい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、前記従来例にあっては、従業員が各需要
家を回って検針する場合には、人件費が多額になり、検
針に要する時間も多くなる。また、前記テレメータシス
テムにあっては、メータ自体を特殊な電気回路を用いた
装置に交換する必要があり、工事が煩雑であるし、既存
のメータを廃棄しなければならないたためにコストアッ
プに繋がる等の不都合があった。

さらに、現在使用されているメータは、円形の目盛り板
の中心に指針を取付けて指針が回転することにより目盛
り板上の数字を指し示す構造のアナログ式の指針計を用
いたものがある。このようなメータは、CO2やO2などの
ガス貯蔵タンクの残量計等にも多く使用されている。

一方、近年のデータ伝送方式は、デジタル方式のものが
普及して来ている。このため、メータの自動読取り装置
を使用する場合、メータのアナログ量を効率良く、かつ
正確にデジタル量に変換して伝送路へ送る手段が要求さ
れる。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために、本発明の構成は、ガスや水
道の需要家ごとの使用量や圧力を指針によりアナログ量
で表示するメータに前記指針に対向するように取付け固
定されるケースと、該ケース内に設けられ、かつ前記指
針の回転角を光学的に検出する検出手段とを具備するメ
ータセンサにおいて、前記メータの目盛り板の光反射率
と前記指針の光反射率とを異なるように設定し、前記検
出手段が、前記指針に対向するように配置され、前記指
針と同様に回転可能なアームと、このアームの先端側に
固定された発光ダイオードと、前記アームの先端側に固
定され、前記発光ダイオードにより発生し、前記目盛り
板又は前記指針で反射した光を受けて電気信号に変換す
る受光素子と、前記アームを回転させるステッピングモ
ータとを具備することである。

（作用）前記構成により、本発明に係わるメータセンサによれ
ば、指針の回転角を光学的に検出する検出手段がケー
ス内に設けられ、該検出手段が後述するステッピングモ
ータ、アーム、発光ダイオード及び受光素子を有してい
る。

メータの指針に対向するように配置され、ステッピン
グモータにより前記指針と同様に回転可能なアームの回
転角が前記指針の回転角と一致しないときは、アームに
固定された発光ダイドーオが発光する光が目盛り板にて
反射して受光素子にて受光される。一方、前記アームの
回転角と前記指針の回転角とが一致する場合は、前記発
光ダイオードが発光した光が前記指針（前記目盛り板と
光反射率が異なる）で反射して前記受光素子で受光され
る。

このため、前記指針の回転角と前記アームの回転角とが
一致する場合と一致しない場合では、前記受光素子で受
光する光の量が異なることになるため、前記受光素子の
電気信号出力の大きさが異なることになる。特に目盛り
板の色が白（光反射率が大きい）で、指針の色が黒（光
反射率が小さい）のときは、前記電気信号出力の大きさ
の異なる程度が大きくなる。

このため、前記電気信号出力の大きさを検知することに
より、前記指針の回転角を検出できるので、前記指針の
表示値を検出することができる。

また、上述のステッピングモータの回転角制御は、入力
パルス信号により極めて正確に制御されるので、前記指
針の表示値の検出が極めて正確になる。

更に、上述のステッピングモータは小型化が可能であ
り、例えば電気式腕時計のモータもステッピングモータ
である。

また、上述のアームは小型のものであり、上述の発光ダ
イオード及び受光素子が前記アームの先端側に固定され
ているので、前記アームを小型にすることができるとと
もに、発光ダイオードから放出された光が指針で反射し
て受光素子で受光されやすいため、指針の回転角の検出
が容易である。

更に、上述のようにステッピングモータ及びアームが小
型化可能であり、発光ダイオード及び受光素子（例えば
フォトトランジスタ）が小型のものであるので、上述の
ケース内に設けられる検出手段全体が小型化可能にな
る。このため、前期ケースが小型化可能になる。例えば
前記ケースを腕時計程度の形状や薄膜状にすることも可
能になる。

（実施例）第１図は、本発明の一実施例の取付け構造を示す部分断
面図である。

なお、本実施例は、ガスメータに適用した例を示す。

本実施例のメータセンサ100は、金属製或いは合成樹脂
製のケース10内に収容されたものであり、ケース10の外
周には、透明の強化プラスチック等で形成された固定部
材11が固定されている。この固定部材11は、ガスメータ
１の外周形状に対応した形状に形成されており、その周
縁部は、断面が略コ字状に屈曲し、ガスメータ１の前面
外周に嵌入固定される。

第２図に示すように、前記ケース10の直径は、ガスメー
タ１の指針４の長さよりも短く、固定部材11を介して目
盛り板３と指針４を外部から見ることができる。

そして、固定部11は、鍵を取付けた金属バンド等の封止
部材（図示略）によって、関係者（ガス供給会社側の関
係者）以外の第三者によってはケース10を取外しできな
いように封止されている。

ケース10内には、第３図のブロック図（本発明の説明の
もとになる図）に示すように、LED13、例えばCCD（電荷
結合素子）等のイメージセンサ15、ワンチップ型のマイ
クロコンピュータ20、その他の回路素子（図示略）及び
電池19等が収容されており、電話回線への接続ケーブル
18がケース10の外部へ引出されている。

ケース10を取付けたガスメータ１は、円形の目盛り板３
の中心に取付けた指針４が回転することにより目盛り板
３上の数字を指し示すことによってガス使用量積算値ま
たは圧力を表わす構造のアナログ式の指針計である。

イメージセンサ15の受光面15aは、前記目盛り板３と対
向しており、この受光面15aの前方には、目盛り板３と
指針４の像を受光面15aに結ばせるためのレンズ16が配
置されている。

このレンズ16と受光面15aとの間は、迷光を防ぐための
遮光筒（図示略）によって囲われている。

前記レンズ16の側方には、LED13が反射板（図示略）と
ともに取付けられており、このLED13が発した光は、目
盛り板３と指針４を照らすように位置決めされている。

前記ケーブル18は、TNR−NCU30（電話回線用端末網制御
装置）に接続されており、TRN−NCU30からは、電話回線
を介してガス供給会社の中央装置へ結ばれる。

前記イメージセンサ15、レンズ16、遮光筒17は、目盛り
板３と指針４の数に応じて複数組設けることによって、
複数桁で表示される計測値を検出することができる。

マイクロコンピュータ20は、インターフェイス24を介し
てTRN−NCU30との間で信号を授受を行う。

ROM22は、指針４と目盛り板３との関係に対応して指針
４が指し示す数値を認識するための多数のパターンを記
憶している。そして、イメージセンサ15で検出した目盛
り板３と指針４の映像データに基づいて、一致するパタ
ーンを検索し、一致するパターンが示す数値を、そのと
きの表示値とする。このパターン数が多いほど分解能が
高くなる。

イメージセンサ制御部21は、マイクロコンピュータ20か
ら出力される動作開始信号に応答してLED13を点灯させ
るとともに、イメージセンサ15で検出された目盛り板３
と指針４の映像データをマイクロコンピュータ20へ送る
ものである。マイクロコンピュータ20へ送られた映像デ
ータはRAM23に一時記憶される。

メータセンサ100を用いて各需要家のガスメータの検針
を行う場合には、予め既存ガスメータ１にメータセンサ
100を取付けておく。

そして、ガスメータ１の計測値を収集する場合には、電
話回線を用いてガス供給会社側の中央装置から、検針を
しようとする需要家のガスメータ１に取付けたメータセ
ンサ100へ向けて作動開始制御信号を送る。

メータセンサ100は、前記作動開始制御信号に応答し
て、メータセンサ100内のマイクロコンピュータ20がイ
メージセンサ制御部を駆動して、LED13の点灯及びイメ
ージセンサ15によって検出した目盛り板３と指針４の映
像データを入力する。

マイクロコンピュータ20は、RAM23に一時記憶された映
像データを読出して、この映像データとROM22に記憶さ
れている。パターンデータとの照合により、指針４が示
す計測値の認識を行う。

または、前述のように、予め指針パターンを検索する方
法以外に、CCD等で検出した指針位置のパターンから、
マイクロコンピュータで指針角度を計算して、計測値を
求める方法も考えられる。

マイクロコンピュータ20は、計測値認識を行った後、こ
の認識した計測値を検針データとして所定の返送信号に
変換し、インターフェイス24を介してTNR−NCU30へ伝送
する。

その後、マイクロコンピュータ20は、イメージセンサ制
御部21の動作を停止し、次に作動開始制御信号の入力の
待機状態となる。

このように、メータセンサ100は、ガスメータの指針４
が示す計測値を、目盛り板３と指針４の関係を映像とし
て検出して、パターン認識の手法を用いて、計測値を認
識するものである。これにより、アナログ方式のメータ
表示を効率良く、かつ正確にデジタル信号に変換するこ
とができ、電話回線を用いた伝送も可能になる。そし
て、中央装置で検針データを収集することができ、従業
員が、各需要家（戸別の使用者や集配業務を行う者の集
合タンク等を含む）を回って検針を行う手間が無くな
る。

さらに、ケース10は、取付けが簡単で、かつ取付工事費
が少なくて済み、多く普及しているアナログメータ式の
ガスメータに取付けることができる。

第４図は本発明のもとになる構成を示す。

これは、前記第１実施例におけるイメージセンサ15とレ
ンズ16の代わりに、指針４が回転する円と同心円状にLE
D35aとフォトトランジスタ35bを交互に配列した光学式
センサ35を目盛り板３に対向して設けたものである。

これにより、指針４に対向する位置のLED35aの光が指針
４に反射して隣接するフォトトランジスタ35bに入射す
るため、フォトトランジスタ35bの出力レベルが他に比
して高いものを検索すれば、指針４の位置が判別でき
る。そして、指針４の位置から、指針４が示す計測値を
認識することができる。このような構成とすれば、高価
なCCDを用いた場合よりも低コストで構成することがで
きる。

また、前記のように、LED35aと35bを円形に多数配置す
るものは、大形のメータに適用すると、多くの素子が必
要となり、コストアップに繋がるため、第５図に示すよ
うに、ステッピングモータ（以下、モータと言う）37を
用いて、アーム36を回転させる構成のものを、前記第３
図に示した光学式センサ35の代わりに配置したものが考
えられる。検針の際には、モータ37を回転させ（１回転
で足りるが、複数回回転させることにより検出精度を高
めることも可能である）、このときアーム36の先端側に
固定された発光ダイオード（LED）35a及び受光素子たる
フォトトランジスタ35bを作動させることによって、モ
ータ37の回転角度と、フォトトランジスタ35bの出力レ
ベルから、指針４の角度が検出できる。すなわち、例え
ば、白地の目盛り板に黒（白より光反射率が著しく小さ
い）の指針の場合は、アーム36が指針４の位置に来たと
きに、LED35aから発生した光が指針４に反射しなくな
り、このときフォトトランジスタ35bの出力レベルが低
下するので、このときのモータ37の回転角を判断すれ
ば、指針４の角度が判別できる。この指針４の角度は、
指針４の示す計測値に対応するものであるから、計測値
の認識ができる。大形のメータのように、第１図に示し
た構成のものでは、イメージセンサ15に大形のものが必
要となり、第４図に示した構成のものでは、LED53aとフ
ォトトランジスタ35bの必要数が多くなる場合、第５図
に示す構成のものを用いれば、低コストで作製すること
ができる。

なお、前記各実施例では、検針データの伝送を、電話回
線を用いて行う構成の例を示したが、これは、その他の
通信回線を用いることも可能であり、また、メータセン
サ100に無線送信機を内蔵させて、所定の周波数帯域で
無線信号によるメータセンサ100の作動開始及び検針デ
ータの収集を行うようにしても良い。

また、前記実施例では、本発明をガスメータの検針に利
用した例を示したが本発明は、その他、電気、水道等の
メータ、若しくは酸素等タンクに取付けられた使用量又
は残量を示す差圧計または液面計メータ等にも適用でき
ることは言うまでもない。但し、これらのメータは、目
盛り板上の数値を指針により示すアナログ方式のメータ
であることを要する。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明に係わるメータセン
サによれば、小型のケース内に設けられた検出手段が指
針の回転角を光学的に検出している。更に、ステッピン
グモータにより前記検出手段を回転させているので、前
記指針の回転角を著しく正確に検出することができる。

更に、イメージセンサを使用していないので、構造が比
較的簡単で、低コストになる。また、スリップリング等
を使用する必要がないので、信頼性が高くなる。

したがって、本発明のメータセンサによれば、ケース内
に設けられた小型の検出手段により、ガス水道等の需要
家ごとの使用量や圧力を指針によりアナログ量で表示す
るメータの表示値を、低コストで自動的に正確に読み取
ることができる。更に、本発明のメータセンサを中央装
置で制御して遠隔制御することができる。

更に、既存のアナログ式メータに取り付け固定するのみ
で、自動的にメータを検針することができる。このた
め、検針のための人件費を削減し、検針に要する時間を
短縮し、既存のメータを破棄することなく、メータセン
サを容易に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図、第２図
は前記一実施例のメータセンサを取付た状態のガスメー
タの正面図、第３図は本発明の説明のもとになるブロッ
ク図、第４図は本発明のもとになる光学式センサの部分
の正面図、第５図は前記一実施例の光学式センサの部分
の正面図である。１……ガスメータ２……計測値表示部３……目盛り板４……指針 10……ケース 11……固定部 13……LED 15……イメージセンサ 20……マイクロコンピュータ 22……ROM 23……RAM 30……TNR−NCU 35……光学式センサ 35a……LED 35b……フォトトランジスタ 36……アーム 37……モータ 100……メータセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスや水道の需要家ごとの使用量や圧力を
指針によりアナログ量で表示するメータに前記指針に対
向するように取付け固定されるケースと、該ケース内に
設けられ、かつ前記指針の回転角を光学的に検出する検
出手段とを具備するメータセンサにおいて、前記メータの目盛り板の光反射率と前記指針の光反射率
とを異なるように設定し、前記検出手段が、前記指針に対向するように配設され、
前記指針と同様に回転可能なアームと、このアームの先
端側に固定された発光ダイオードと、前記アームの先端
側に固定され、前記発光ダイオードにより発生し、前記
目盛り板又は前記指針で反射した光を受けて電気信号に
変換する受光素子と、前記アームを回転させるステッピ
ングモータとを具備することを特徴とするメータセン
サ。