JPH08271307A

JPH08271307A - ガス流量計

Info

Publication number: JPH08271307A
Application number: JP7100408A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kimura; 幸雄木村; Takahito Sato; 孝人佐藤; Kazumitsu Nukui; 一光温井; Shigenori Okamura; 繁憲岡村; Itsuro Hori; 逸郎堀
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP3510378B2

Abstract

(57)【要約】【目的】フローセンサの経年劣化や外気温度の変化
に対し、ガス圧変動による出力値のゼロ点補正を適切に
行なうことが可能なガス流量計の提供。【構成】計測用ノズル上面に配設された熱線式流量
計とを有し、流量が規定値未満の小流量流域では熱線式
流量計で計測を行うガス流量計において、所定時間をお
いてゼロ点補正確認処理を開始させる処理開始手段（Ｓ
１１）と、所定間隔をおいて前記熱線式流量計の出力の
絶対値を計算する出力値計算手段（Ｓ２１）と、前記出
力値計算手段によって算出した絶対値の差を計算する出
力差計算手段（Ｓ２３）と、前記出力差計算手段によっ
て算出した差が所定値条件に合致するものであるかを判
断する判断手段（Ｓ２４）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流量変化を電気
信号として検出する熱線式流量計を有するガス流量計に
関し、特に熱線式流量計のゼロ点補正に関する。

【０００２】

【従来の技術】都市ガスの流量の計測には、フルイディ
ック式流量計や熱線式流量計が使用されている。例え
ば、フルイディック式流量計３０は、図４に示すように
ノズル３１から流入した流体の流れの中に、ターゲット
３２が配置され、そのターゲット３２の左右に、右サイ
ドウォール３３と左サイドウォール３４が配置され、流
体がターゲット３２の左右に交互に流れる。そして、左
右に分流された流体がそれぞれ衝突する位置に配置され
たリターンガイド３５に右圧電センサ３６及び左圧電セ
ンサ３７が取り付けられている。また、右圧電センサ３
６及び左圧電センサ３７は、ガス流量計の制御回路３９
に接続され、流体が左右に交互に流れることにより、圧
電センサ３６，３７が周期的な微小圧力変化を生じ、そ
の微小圧力変化の周波数を検出することにより、流量が
計測されるものである

【０００３】しかし、フルイディック式流量計３０は、
１７０リットル／時間以下の小流量の領域では、流路変
更がスムーズに行われないため、誤差が大きく実用的で
ない。そのため、フルイディック式流量計３０を使用す
るガスメータにおいては、小流量の領域では、熱線式流
量計を用いたいわゆる２段計量方式のガスメータが使用
されている。熱線式流量計として使用されるＩＣフロー
センサ３８は、ノズル３１上面に配設されて制御回路３
９に接続され、１７０リットル／時間以下の小流量の領
域の計測が行なわれる。このＩＣフローセンサ３８は、
シリコンチップ下面の流れが当たる表面に発熱部の両側
に流体温度検出部を配置してもので、流量に応じて発熱
部の両側の流体温度検出部の電気抵抗が変化するため、
この変化を電圧信号として検出し流量が算出される。

【０００４】ところで、このようにフルイディック発振
によって計測できない小流量の領域では、フローセンサ
を用いて計測しているが、小流量の領域では、ＩＣフロ
ーセンサ３８の経年劣化や外気の温度変化によってゼロ
点が移動する問題があった。即ち、温度の感知を行なう
発熱部の劣化により供給電流と温度検出部が発する温度
の関係がズレてしまい、温度検出部の温度変化に対する
流量が不正確となる。また、外気の温度変化によって流
路を流れる流体の温度が変化して、流体温度検出部でも
その流体から奪われる熱量が変化して、やはり温度検出
部の温度変化に対する流量が不正確となる。そのため、
温度検出部の温度変化に対する流量を設定しなおす必要
があった。例えば、外気の低下により流体の温度が下が
り、実際には流体は流れていない０リットル／時間であ
るのに、ＩＣフローセンサ３８の熱量が設定以上に奪わ
れたため１．０リットル／時間と表示される場合があ
る。

【０００５】従って、このときＩＣフローセンサ３８に
よって出力される出力値のうち、ほぼ±１．５リットル
／時間内の値であれば、それは経年劣化等によるズレの
ためであると判断できる。そこで従来では、ＩＣフロー
センサ３８の出力が±１．５リットル／時間内であった
場合には、その出力が流体の流れによるものであるとは
いえず、実質的な流体の流れはほとんどゼロに近いた
め、出力値の１００分の１、１０００分の１あるいは１
００００分の１をゼロ点データに加え、その時のＩＣフ
ローセンサ３８の出力としたものであった。

【０００６】即ち、補正量の計算値Ｐｓ+1は、Ｐｓ+1＝
Ｐｓ＋β（ＰFｓ −Ｐｓ）で計算され更新される。た
だし、Ｐｓはそれまでの補正量を、ＰFｓは補正量の更
新を行なうときのＩＣフローセンサ３８の出力を表す。
また、βは１／１００，１／１０００，１／１００００
のいずれかの値が選択される。そして、このように順次
補正量が計算されて更新され、最終的に経年劣化や外気
温度の影響を受けたためにゼロ点がズレたそのズレ量を
加算、或はズレ量を減算した値となる。そこで、ゼロ点
のズレ量、即ち補正量に応じてゼロ点移動が、±１．５
リットル／時間の範囲内で自動的に行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ガス配管に
設置されたガスメータでは、メータ下流側にある不図示
のガス器具のコックを閉じ、ガスの流れを止めた時でも
供給系による脈動等のため微量のガスが動き、このガス
の動きをＩＣフローセンサ３８が流れとして検知し、制
御回路３９が流量の検出値を算出してしまうことがあ
る。このように、メータ下流のガス器具のコックを閉じ
た状態での、供給系の脈動による流量をＩＣフローセン
サ３８で検出したときの検出値を１日２４時間にわたっ
て観察したところ、図５に示すように時間とともに変化
し、時として３リットル／時間程度の値を示すことが分
かった。

【０００８】これは、例えば、ガス流量計の上流に発電
用または冷暖房用の不図示のガスヒートポンプが付設さ
れていると、ヒートポンプにより周波数６〜２１Ｈｚの
脈動が発生するためである。従って、ＩＣフローセンサ
３８自体の経年劣化や外気の温度変化によらない場合で
も、脈動によってＩＣフローセンサ３８の出力が｜±
１．５｜リットル／時間以内の値を示した場合には、ゼ
ロ点補正を行ってしまうことにより、そのＩＣフローセ
ンサ３８が、流体の流れがあったのごとく出力してしま
うことがあった。

【０００９】そこで、本発明では、ガス圧変動による出
力値のゼロ点補正を、流路に発生する脈動の影響を受け
ない、ゼロ点補正を行なうことが可能なガス流量計を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のガス流量計は、
熱線式流量計を用いて流量の計測を行うガス流量計にお
いて、所定間隔をおいてゼロ点補正を行うのが適切か否
かを判断するゼロ点補正確認処理を開始させる処理開始
手段と、前記熱線式流量計の出力の絶対値を計算する出
力値計算手段と、前記出力値計算出段によって算出した
絶対値の標準偏差を計算する標準偏差計算手段と、前記
標準偏差計算手段によって算出した値が所定条件に合致
するものであるか否かを判断する判断手段と、前記判断
手段の判断に基づいてゼロ点補正を行うゼロ点補正実行
手段を有するものである。

【００１１】また、本発明のガス流量計は、前記処理開
始手段が２５時間毎にゼロ点補正確認処理を開始させる
ことが望ましい。また、前記判断手段が判断する所定条
件が、前記出力値計算手段によって算出された絶対値が
１．５リットル／時間以下であり、前記出力差計算手段
によって算出された絶対値の差が５パーセント以下であ
ることが望ましい。また、前記出力値計算手段による絶
対値の算出が５０回行なわれることが望ましい。

【００１２】

【作用】本発明のガス流量計は、熱線式流量計が流れる
流体の流量を計測するが、このガス流量計は流体の脈動
の影響を受けずに適切なゼロ点補正を行うべく、処理開
始手段が所定時間をおいてゼロ点補正確認処理を開始さ
せると、出力値計算手段が所定間隔をおいて前記熱線式
流量計の出力の絶対値を計算し、加えて出力差計算手段
が前記出力値計算出段によって算出した絶対値の差を計
算し、更に判断手段が前記出力差計算手段によって算出
した差が所定値条件に合致するものであるかを判断し、
そして、その判断に基づいてゼロ点補正実行手段が実際
にゼロ点補正を行う。

【００１３】また、本発明のガス流量計は、前記処理開
始手段が２５時間毎にゼロ点補正確認処理を開始させる
ため、１日毎にずれた時間の出力値を検出し平均化した
結果を算出する。また、前記判断手段が、前記出力値計
算手段によって算出された絶対値が１．５リットル／時
間以下で、前記出力差計算手段によって算出された絶対
値の差が５パーセント以下の条件で判断するため、適切
な結果を得る。また、前記出力値計算手段が５０回にわ
たって絶対値の算出を行うため、平均化した結果を得る
ことができる。

【００１４】

【実施例】本発明にかかるガス流量計の一実施例につい
て説明する。本実施例のガス流量計も上記従来例と同
様、フルイディック式流量計と熱線式流量計とから構成
されたものを使用する。従って、本実施例のガス流量計
は、フルイディック式流量計の左右２つの圧電センサ及
び熱線式流量計のＩＣフローセンサとが、ガス流量計の
制御回路に接続され、その制御回路に出力値を表示する
表示器が接続されている。そこで、本実施例のガス流量
計の説明に際しては図４を利用し、その詳細は省略す
る。

【００１５】次に、ガス流量計の制御回路３９について
説明する。図３に制御回路３９をブロック図で示す。ガ
ス流量計の制御回路３９は、演算手段であるＣＰＵ２
１、制御プログラムを記憶するＲＯＭ２２、一時的にデ
ータ等を記憶するＲＡＭ２８から構成されている。ＲＯ
Ｍ２２には、流量が規定値以上の場合はフルイディック
流量計によって流量計測し、規定値以下の場合はＩＣフ
ローセンサ３８に電流を流して流量計測を行うサンプリ
ングプログラム２３、フルイディック流量計の流量計測
を制御する大流量計測プログラム２４、ＩＣフローセン
サ３８により流量計測を制御する小流量計測プログラム
２５、ＩＣフローセンサ３８で計測を行う場合のゼロ点
補正を制御するゼロ点補正プログラム２６、そして、Ｉ
Ｃフローセンサ３８のゼロ点補正確認処理を行うゼロ点
補正確認処理プログラム２７が記憶されている。また、
制御回路３９には、圧電膜センサ３６，３７とＩＣフロ
ーセンサ３８が接続されている。このとき、上記サンプ
リングプログラム２３が計測する規定値とは、１７０リ
ットル／時間であり、また、ＩＣフローセンサ３８へ流
す電流の周期は６秒である。

【００１６】そこで、サンプリングプログラム２３によ
る流量計測処理のフローチャートを図１に示す。ここで
は先ず、フルイディック流量計によるか或は熱線式流量
計によるかが判断される（Ｓ１）。これは、フルイディ
ック式流量計３０の実用計測範囲は、１７０〜６０００
リットル／時間だからであり、一方小流量の３〜１７０
リットル／時間においては、フローセンサ用入口３８に
取り付けた熱線式流量計であるＩＣフローセンサ３８に
より流量計測が行われるためである。従って、ガスの流
量Ｑが１７０リットル／時間以上であるならば（Ｓ１：
ＹＥＳ）、大流量計測プログラム２４によって制御さ
れ、フルイディック式流量計３０によって流量が計測さ
れ検出される（Ｓ２）。

【００１７】その一方、流量Ｑが１７０リットル／時間
以下であるならば（Ｓ１：ＮＯ）、小流量計測プログラ
ム２５によって制御され、熱線式流量計によって流量が
計測され検出される（Ｓ３）。そして、ゼロ点補正の必
要性の有無を確認するゼロ点補正確認処理が実行され
（Ｓ４）、その処理結果に基づいてゼロ点補正処理を実
行すべきか否かが確認される（Ｓ５）。そこで、ゼロ点
補正処理を実行すべきでないと確認された場合（Ｓ５：
ＮＯ）には、再びＳ１に戻ってフルイディック流量計に
よるか或は熱線式流量計によるかの判断がなされる。一
方、ゼロ点補正処理を実行すべきと確認された場合（Ｓ
５：ＹＥＳ）には、ゼロ点補正処理が実際に実行される
（Ｓ６）。

【００１８】次に、ゼロ点補正確認処理（Ｓ４）につい
て詳細に説明する。ところで、ゼロ点補正確認処理（Ｓ
４）は、流体の脈動による影響を受けるので、適切なゼ
ロ点補正を行うためにＲＯＭ２２に記憶されたゼロ点補
正確認処理プログラム２７によって次のように実行され
る。また、このゼロ点補正確認処理は、ゼロ点補正処理
による適正な補正量が求められるものである。そこで先
ずこの処理は、２５時間の周期とし、１回に５分間行わ
れることとした。即ち、ＩＣフローセンサは、６秒に１
回の割合で瞬間流量が測定されるので、５０個の出力サ
ンプルを得るために５分間行われ、また、脈動の影響を
受けない時間帯によって補正量を検出するために、１日
おきに１時間づつずらして２４時間を検出するように２
５時間周期とした。

【００１９】そのゼロ点補正確認処理について図２にフ
ローチャートを示す。先ず、発振回路から発振されるク
ロックパルスによって２５時間周期の開始時刻が制御さ
れており、その開始時刻でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）に
は、現在ゼロ点補正確認処理が実行されている最中か否
かが判断される（Ｓ１２）。そして、処理実行中でなけ
れば（Ｓ１２：ＮＯ）、ゼロ点補正確認処理の実行の適
用は必要なしとしたデータが記憶され（Ｓ２７）、ゼロ
点補正確認処理（Ｓ４）が終了する。一方、開始時刻を
示すクロックパルスを受信すると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、
そのことによってゼロ点補正確認処理がスタートする。
即ち、ゼロ点補正を確認中であることの開始データがセ
ットされ（Ｓ１３）、次いでこのゼロ点補正確認処理の
開始時刻タイマがリセットされる（Ｓ１４）。更に、従
前での処理による検出流量やフローセンサ出力のゼロ点
補正用データが消去され（Ｓ１５）、処理回数、即ちゼ
ロ点補正用データの記憶回数が０にリセットされる（Ｓ
１６）。

【００２０】このように、開始時刻を示すクロックパル
スを受信した時点で、このＳ１３〜Ｓ１６の工程によっ
てゼロ点補正確認処理の準備が行なわれる。その後は、
Ｓ３での熱線流量計によって検出した検出流量データが
記憶され（Ｓ１７）、更にＳ２でのＩＣフローセンサ３
８がノズル３１を流れる流体の量を検出したフローセン
サ出力データが記憶される（Ｓ１８）。そして両データ
が記憶されると記憶回数が１加算される（Ｓ１９）。そ
して、この加算された記憶回数の合計が５０か否かが判
断され（Ｓ２０）、記憶回数が５０に達していなければ
ゼロ点補正処理の適用はなしとしたデータが記憶され
（Ｓ２７）、その回のゼロ点補正確認処理（Ｓ４）を終
了する。

【００２１】その後、Ｓ５、Ｓ１、Ｓ３の工程が繰り返
され再びゼロ点補正確認処理（Ｓ４）が行なわれる。し
かし、先の開始時刻を示すクロックパルスを受信した時
点での処理と異なり、Ｓ１３でのゼロ点補正確認処理中
であることのデータの確認により（Ｓ１２：ＹＥＳ）、
直接Ｓ１７〜Ｓ２０の処理が繰り返される。そして、開
始時刻を示すクロックパルスを受信てからの処理回数が
５０をカウントした場合には（Ｓ２０：ＹＥＳ）、検出
流量の平均値Ｐが計算され（Ｓ２１）、その値を基にゼ
ロ点補正が適切に行なわれるか否かが判断される（Ｓ２
２）。これは例えば、ゼロ点補正確認処理実行時刻内に
ガスの流量が数１０リットル／時間になることも考えら
れるためであり、このような流量の値がゼロ点データに
採用されるのは適切ではないためである。

【００２２】そして、この平均値Ｐの絶対値が±１．５
リットル／時間以上であるならば（Ｓ２２：ＮＯ）、上
記したようにゼロ点補正処理実行時刻内でのガスの使用
により、流量が数１０リットル／時間になる等、ゼロ点
補正確認処理を行なうには適切ではないとした判断の下
に、ゼロ点補正が行われることなくゼロ点補正処理の適
用はなしとしたデータが記憶される（Ｓ２７）。従っ
て、その回でのゼロ点補正処理は行なわれず、２５時間
後の処理を待つこととなる。一方、平均値Ｐの絶対値が
±１．５リットル／時間未満の場合には（Ｓ２２：ＹＥ
Ｓ）、ゼロ点補正処理を行なうのに適切な流量の計測が
できたとして判断される。

【００２３】そして次に、検出流量の標準偏差等のバラ
ツキが計算され（Ｓ２３）、算出した値が、測定したガ
スの流量の平均値の５パーセント以内であるかが確認さ
れる（Ｓ２４）。これは、バラツキの値が５パーセント
未満であれば（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ノズルに脈動が発生
しているとは考えられず、流体は安定していると判断さ
れ、ゼロ点補正に際して脈動による誤差が生じない時間
帯であることを示しているからである。従って、その時
間は脈動が発生しない時間帯として判断され、フローセ
ンサ出力の平均値が計算された後（Ｓ２５）、ゼロ点補
正処理を行なうべく、ゼロ点補正処理の実行をするとし
たデータが記憶される（Ｓ２６）。一方、バラツキの値
が５パーセント以上である場合（Ｓ２４：ＮＯ）は、脈
動によって正確なゼロ点補正が行えないため、ゼロ点補
正処理の適用はなしとしたデータが記憶される（Ｓ２
７）。従って、ゼロ点補正処理は行なわれず、２５時間
後の処理を待つこととなる。

【００２４】以上、本実施例のガス流量計の構成及びそ
の作用について説明したが、これによれば、流体に発生
する脈動によって通常のゼロ点補正の値が誤ったものと
ならず、正確なゼロ点補正が可能となった。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に記載したもの
に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更
が可能である。例えば、上記実施例では、フルイディッ
ク式流量計を示したが、これに限定させるものではな
く、単なる熱線式流量計によるものでもよい。また、例
えば、上記実施例では検出回数を５０回としたが、更に
正確さを増すために１００回としてもよい。また、例え
ば、検出する周期を２５時間としたが、４９時間周期等
としてもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明のガス流量計では、処理開始手段
が、所定時間をおいてゼロ点補正確認処理を開始させ、
出力値計算手段が、所定間隔をおいて前記熱線式流量計
の出力の絶対値を計算し、出力差計算手段が、前記出力
値計算出段によって算出した絶対値の差を計算し、そし
て判断手段が、前記出力差計算手段によって算出した差
が所定値条件に合致するものであるかを判断するので、
ガス圧変動による出力値のゼロ点補正を、流路に発生す
る脈動の影響を受けずにフローセンサの経年劣化や外気
温度の変化による適切なゼロ点補正を行なうことが可能
なガス流量計を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】流量計測処理を行うフローチャートを示した図
である。

【図２】ゼロ点補正確認処理を行うフローチャートを示
した図である。

【図３】ガス流量計の制御回路の構成を示すブロック図
である。

【図４】ガス流量計の構成を示す図である。

【図５】コックを止めたときに熱線式流量計が検出する
流量の積算値のグラフを示した図である。

【符号の説明】

２１ＣＰＵ２２ＲＯＭ２３サンプリングプログラム２４大流量計測プログラム２５小流量計測プログラム２６ゼロ点補正プログラム２７ゼロ点補正確認処理プログラム２８ＲＡＭ３０フルイディック式流量計３１ノズル３８ＩＣフローセンサ３９制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村幸雄愛知県東海市新宝町507−２東邦瓦斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者佐藤孝人愛知県東海市新宝町507−２東邦瓦斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者温井一光神奈川県藤沢市みその台９−10 (72)発明者岡村繁憲大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者堀逸郎愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70号愛知時計電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱線式流量計を用いて流量の計測を行う
ガス流量計において、所定間隔をおいてゼロ点補正を行うのが適切か否かを判
断するゼロ点補正確認処理を開始させる処理開始手段
と、前記熱線式流量計の出力の絶対値を計算する出力値計算
手段と、前記出力値計算出段によって算出した絶対値の標準偏差
を計算する標準偏差計算手段と、前記標準偏差計算手段によって算出した値が所定条件に
合致するものであるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段の判断に基づいてゼロ点補正を行うゼロ点
補正実行手段を有することを特徴とするガス流量計。
【請求項２】請求項１に記載のガス流量計において、前記処理開始手段が２５時間毎にゼロ点補正確認処理を
開始させることを特徴とするガス流量計。
【請求項３】請求項１に記載のガス流量計において、前記判断手段が判断する所定条件が、前記出力値計算手段によって算出された絶対値が１．５
リットル／時間以下であり、前記標準偏差計算手段によって算出された値が５パーセ
ント以下であることを特徴とすることを特徴とするガス
流量計。
【請求項４】請求項１に記載のガス流量計において、前記出力値計算手段による絶対値の算出が５０回行なわ
れることを特徴とするガス流量計。