JPH08303751A - ガス供給系統におけるガス導管の流量簡易測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】都市ガス供給系統におけるガス導管の流量を、
オリフィス流量系統を設置せずに簡易に、しかも必要十
分に行えるようにする。 【構成】同一供給エリア内の多数のガバナ２の夫々にお
いて、光開度計の開度と流量との対応関係を用いて、開
度から流量を導出し、そのデータを所定の期間経時的に
記録すると共に、同一供給エリア内の全ガバナの夫々に
ついて上記導出した流量を上記所定期間積算すると共に
全ガバナの積算値を積算して全積算値を求め、また同一
供給エリア内の全需要家の上記所定期間の全使用量を夫
々の需要家のガスメータのデータにより積算し、上記全
ガバナの積算値を全使用量に補正すると共に、これを各
ガバナの積算値により比例配分して補正流量を得て、開
度と流量との対応関係を補正するデータを導出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガス等のガス供給
系統におけるガス導管の流量簡易測定方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】都市ガス供給系統におけるガス導管の流
量測定は、従来、オリフィス流量計等の流量計をガス導
管に設置して行っている。この場合、流量を精度良く測
定する場合には、流量計の取付けには、前後にガス導管
の直径の２０倍の直管部が必要である。またガス導管の
流量を精度良く測定する場合には、ガスの組成、圧力、
温度補正等を精密に行う必要がある。また他の方法とし
て、ガバナに設置されている機械式のガバナ開度計を用
い、人が開度を読み取り、そして開度と流量との対応関
係を利用して、簡易的に流量を測定する場合もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の方法では、次の
ような課題がある。 ガス導管の流量を精度良く測定する場合には、工事工
数が多くかかり、高価である。即ち、既設配管に流量計
を取り付ける場合には、配管の切断、溶接等の大規模な
設置工事が必要であり、また埋設導管に流量計を設置し
ようとすると、配管工事及び地下ピットの設置が必要で
ある。 流量計の設置が困難である場合がある。即ち、地下式
の場合、ピットの大きさ等の制約で設置が困難な場合が
あったり、流量計の前後に導管の直径の２０倍の直幹部
がとれない場合がある。 測定機器が多く、高価で維持管理が大変である。 機械式のガバナ開度計を用いたものでは、開度を人が
読み取り、計算で流量を求めるため、大変である。 開度と流量との対応関係は、ガバナの個々の機体差が
大きく、従って流量換算に大きな幅を持たせているため
誤差が大きい。 従って、本発明は、このような課題を解決することを目
的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、同一供給エリア内の多数のガバナの
夫々において、ガバナ開度計の開度と流量との対応関係
を用いて、開度から流量を導出し、そのデータを所定の
期間経時的に記録すると共に、同一供給エリア内の全ガ
バナの夫々について上記導出した流量を上記所定期間積
算すると共に全ガバナの積算値を積算して全積算値を求
め、また同一供給エリア内の全需要家の上記所定期間の
全使用量を夫々の需要家のガスメータのデータにより積
算し、上記全ガバナの積算値を全使用量に補正すると共
に、これを各ガバナの積算値により比例配分して補正流
量を得て、開度と流量との対応関係を補正するデータを
導出するガス導管の流量簡易測定方法を提案する。

【０００５】また本発明では、上記構成において、光開
度計の開度と流量との対応関係は、測定により得た圧力
をパラメータとする開度−流量換算表を折線近似式によ
り近似して、開度−流量の演算式とすることを提案す
る。

【０００６】また本発明では、上記構成において、補正
のデータはＩＣカード等の不揮発性記録手段に実績デー
タとして記録して以降の流量導出に供することを提案す
る。

【０００７】

【作用】光開度計の開度と流量との対応関係は、図４に
示すように圧力をパラメータとする開度−流量換算表を
折線近似式により近似して、開度−流量の演算式とする
ことができる。

【０００８】光開度計では、ガバナの開度に応動して変
位する変位部材の変位量を光学式に測定して電気信号と
して得ることができるため、この開度と、圧力計により
測定した圧力を上記近似式を保持した演算処理手段に入
力することにより流量を導出することができる。

【０００９】このようにして同一供給エリア内の多数の
ガバナの夫々において導出した流量を所定期間、例え
ば、需要家の使用量を得られる単位である１ケ月間積算
し、これを全ガバナで積算して全積算値を求めれば、こ
の全積算値は、同一供給エリア内の全需要家の上記所定
期間の全使用量に対応する。即ち、流量の導出が正確に
行われたとすると全積算値は全使用量に一致する。従っ
て全積算値を全使用量とするように補正すれば、開度に
よる流量の導出精度が向上する。この補正は、夫々の積
算値に応じて全ガバナに比例配分すれば、各ガバナ毎の
補正流量が得られ、開度と流量との対応関係への補正係
数等の形の補正データを得ることができる。

【００１０】このような補正データは、各ガバナ光開度
計に対応して構成したＩＣカード等の記録手段に実績デ
ータとして記録して、以降の流量導出に供することによ
り、補正データを上記所定期間毎に更新して、実績に対
応した流量測定を行うことができる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例を図１〜図５につき説明
する。図１は本発明の全体構成を概略的に示すもので、
符号１（１a，１b，…，１n）は都市ガス供給系統の、
同一供給エリア内の全てのガバナに対応するガバナ室を
示すものであり、これらのガバナ室１内にはガバナ本体
２（２a，２b，…，２n）と共に、ガバナ本体２の開度
計、ガバナ本体２の一次側、二次側の圧力センサ、流量
計、ガス検知器等の計測機器群や、ガバナ遮断検出セン
サ、ＳＩセンサ異常検出センサ等の異常検知機器群等の
監視用の各種機器（図示省略）を設置していて、ガバナ
監視用のデータ収集現場となっている。そしてこれらの
各種機器からのデータを収集して処理するガバナ監視装
置３をガバナ室１外に設置している。開度計は光開度計
としており、ガバナ本体２の開度に対応する電気信号が
得られる構成である。このように、この実施例では、上
述した本発明の動作を、ガバナの遠隔監視装置において
実現したものである。そこで、この遠隔監視装置を説明
すると、次のとおりである。

【００１２】符号４は複数の個所のガバナ本体２の動作
等を監視する共通のセンタ監視装置であり、このセンタ
監視装置４と各データ収集現場のガバナ監視装置３とを
通信回線５を介して接続して遠隔監視装置を構成してい
る。通信回線５は公衆回線、専用回線、無線回線を単独
で、又は組み合わせて適用するもので、センタ監視装置
４と各ガバナ監視装置３には通信回線に応じた通信手段
を構成する。

【００１３】図２はマイクロコンピュータ応用装置等に
より構成するガバナ監視装置３の構成の一例を示すブロ
ック図であり、ガバナ監視装置３に接続している符号６
ａはガバナ本体２の開度計、ガバナ本体２の一次側及び
二次側の圧力センサ、流量計、ガス検知器等の計測機器
群を示し、開度計は上述したとおり光開度計である。ま
た符号６ｂはガバナ遮断検出センサ、ＳＩセンサ異常検
出センサ等の異常検知機器群を示すもので、これらは接
点出力である。尚、図２において、上述した各構成要素
中の、データ収集手段Ａ、異常監視手段Ｂ、通信手段Ｃ
に対応するブロック群は図中に２点鎖線で囲んで示して
いる。

【００１４】ガバナ監視装置３には、上記計測機器群６
ａと異常検知機器群６ｂを接続する入力手段７ａ，７ｂ
を構成している。即ち、符号７ａは計測データ入力手段
であり、異常検知データ入力手段である。前者はアナロ
グ前処理回路、Ａ／Ｄ変換器、レベル変換器等から構成
し、各計測機器のアナログデータを所定のデジタル信号
に変換する機能を持たせるように構成している。また光
開度計に対応しては、図示を省略しているが、開度の対
応信号から流量を導出する変換部を構成しており、この
変換部には、予め開度と流量との対応関係を、圧力をパ
ラメータとする折線近似式として記憶しており、開度信
号が入力されると、この折線近似式により近似して流量
が導出される構成となっている。そして入力としての開
度と、出力としての流量との係数は外部から設定が変更
可能に構成している。例えば、図４は、圧力をパラメー
タとして、光開度計の開度と流量との対応関係を測定し
た例を示すもので、これらの対応関係は、図に示すよう
に、４つの開度区分毎の４つの折線により近似すること
ができる。

【００１５】各データ入力手段７ａ，７ｂにより所定の
デジタル信号に変換されるデータは、以降の処理を行う
ためにデータ読込手段８により、メモリの適宜の記録領
域に一時的に高速に読み込む。このようなデータ読込手
段８は、各データ入力手段７ａ，７ｂを制御して適宜時
間毎、例えば０．５秒毎に間欠的にデータをメモリの所
定の一時記録領域に転送する機能により構成することが
できる。

【００１６】データ読込手段８により高速で読み込んだ
計測機器群６ａのデータは、後述するように異常監視手
段Ｂにより常時監視されて異常の判定がなされると共
に、各項目毎に所定時間毎のデータを記録媒体読み書き
手段１２を介してＩＣメモリカード等の不揮発性記録媒
体１３に経時的に記録すると共に、それまでの期間分の
実績データ、例えば各項目の各時刻における統計量、例
えば平均値と標準偏差等のデータを記録する。

【００１７】例えば、不揮発性記録媒体における記録容
量を上記データの１年間とし、この記録期間を越えた場
合には、新しいデータを順次記録する際、最も古いデー
タを順次消去することにより、常時、現在から所定期
間、即ち、１年間のデータを保持することができる。こ
の不揮発性記録媒体１３へのデータの記録間隔は、不揮
発性記録媒体１３の容量とデータの連続記録期間とを勘
案して決定し、実施例においては上記サンプリング時間
よりも長い時間、例えば１分毎としている。尚、記録間
隔は上述したとおりデータの項目毎に異ならせることも
できる。

【００１８】データ読込手段８により間欠的にメモリに
読み込まれるデータのうち、計測機器群６ａのデータ
は、データ処理手段９により設定値や実績データとの比
較や補正その他の演算が行われ、その結果としての警報
発生等の処理が行われる。この設定値は、後述する通信
手段Ｃを介してセンタ監視装置４からの指令により変更
するようにすることができる。

【００１９】例えば計測機器群６ａからのガバナ本体２
の一次側、二次側圧力、ガバナ本体２の開度、流量、ガ
ス濃度等のデータは、データ読込手段８により、上述し
たとおり例えば０．５秒のサンプリング時間毎に読み込
まれ、データ処理手段９において予め設定された夫々上
下限値と比較されて上下限の監視が行われる。これと共
に隣接サンプリング時点間のデータの差の演算や流量の
圧力補正、またはデータの時間別加重平均処理等の所定
の演算が行われ、これらのデータについても適宜上下限
の設定値との比較が行われる。尚、サンプリング時間
は、異常発生時に想定される最大のデータ変化速度に対
応するように短く設定する。

【００２０】以上のデータの異常判定を行った結果、プ
ロセス等の異常を判定した場合には、データ処理手段９
は異常判定手段１０に警報出力を発すると共に、該当デ
ータを、その前後の所定時間、例えば２０分間のデータ
と共に経過データとして経過データ記録手段１１に記録
する。この経過データ記録手段１１は、例えばバッテリ
ーバックアップされたＳＲＡＭ等のように不揮発性の記
憶手段により構成したり、また場合によっては可搬不揮
発性記録媒体１３とすることもできる。

【００２１】異常判定手段１０は、データ処理手段９か
らの警報と、データ読込手段８を介して得られる異常検
知機器群６ｂからの異常検知出力を監視して異常の判定
と、それに付帯する処理を行う。即ち、異常判定手段１
０はデータ処理手段９が警報を発した場合や、異常検知
機器群６ｂが異常検知出力を発した場合には、所定の手
順で異常対応処理を行う。異常対応処理は、異常の判
定、異常の重要度分類処理及び異常の重要度に対応する
処理、通信管理手段１４への出力等を含む。

【００２２】即ち、異常判定手段１０は、データ処理手
段９が警報を発した場合には、異常データの内容から、
異常が、単独異常か、エリア異常か、又はガバナ動作等
のプロセス上の異常か、計測機器群６ａ，６ｂの異常か
等を、当該ガバナ監視装置３単独で、又は後述する通信
手段による他のガバナ監視装置との通信による情報交換
を経て判定する。この際、異常判定手段１０は、異常の
内容によっては必要に応じて記録媒体読み書き手段１２
を介して不揮発性記録媒体１１にアクセスし、異常のデ
ータを不揮発性記録媒体１３に記録されている過去の類
似データ等と比較して異常の判定を行うことができる。
またこのような異常の判定動作には、異常のデータ自体
の他、経過データ記録手段１１に一時記録されている経
過データを利用することができる。

【００２３】異常判定手段１０は、以上のように異常の
発生を判定すると共に、異常の内容を、例えば最重
要、重要、緊急性あまりなし、緊急性なしの４段
階等の重要度に分類処理し、これらの内容を通信管理手
段１４に出力する。

【００２４】通信管理手段１４は、異常の重要度がの
場合には、割込み処理として、現在動作中の他の処理を
中断して異常対応処理を行う。の場合には優先処理と
して、現在動作中の処理終了後、他の処理に優先して異
常対応処理を行う。の場合には通常処理として、これ
に優先する他の処理の終了後に異常対応処理を行う。
の場合は、明らかに機器の故障と分かる重要でない異常
の場合で、この場合には優先度の低い処理として異常対
応処理を行う。

【００２５】符号１５は通信管理手段１４により管理す
る通信制御手段であり、１５ａは専用・無線回線用通信
制御手段、１５ｂは公衆回線用通信制御手段、１５ｃは
シリアル通信用通信制御手段である。通信制御手段１５
ａは専用・無線回線用通信モデム１６ａを介して無線通
信機器１７に接続すると共に、通信機器制御手段１８、
制御出力手段１９を介して無線通信機器１７の起動制御
を行う構成としている。また通信制御手段１５ｂは公衆
通信モデム１６ｂを介して公衆回線２０に接続してい
る。また通信制御手段１５ｃはモデムレス・シリアルイ
ンタフェース１６ｃに接続しており、この送受信手段１
６ｃには可搬端末機器及びその他のモデム等を接続可能
に構成している。

【００２６】図３はセンタ監視装置の基本的構成をブロ
ック図として示すもので、このセンタ監視装置４は、ガ
バナ監視装置３の通信手段Ｃに対応する通信手段Ｄと監
視手段２１と表示手段２２、警報手段２３、操作入力手
段２４を備えている。そして通信手段Ｄとしては、ガバ
ナ監視装置３と同様に、無線機器２５に対応する専用・
無線回線用通信制御手段２６ａ，専用・無線回線用通信
モデム２７ａ並びに公衆回線２０に対応する専用・無線
回線用通信制御手段２６ｂ、公衆通信モデム２７ｂを構
成している。

【００２７】以上の構成においてガバナ室１の機器にセ
ンタ監視装置４に通報すべき異常が発生した場合、通信
管理手段１４は異常判定手段１０からの判定出力を受
け、通信制御手段１５を選択してセンタ監視装置４を発
呼する。

【００２８】例えば通信回線５として公衆回線２０を利
用する場合には、通信管理手段１４は通信制御手段１５
ｂを選択し、送受信手段１６ｂを介してセンタ監視装置
４を発呼して回線接続を行う。次いでガバナ監視装置３
の通信管理手段１４とセンタ監視装置４の監視手段２１
は相互の確認を行ってデータリンクを確立した後、まず
ガバナ監視装置３側からセンタ監視装置４に、異常判定
手段１０により判定した異常の内容のデータを送信す
る。

【００２９】センタ監視装置４では、監視手段２３はガ
バナ監視装置３から送信された異常の内容のデータを表
示手段２２に表示すると共に、必要に応じて警報手段２
３により警報を発生する。このようにセンタ監視装置４
では、データ収集現場の機器の生のデータを処理するこ
となく異常の発生とその内容を検出することができ、迅
速な対応が可能となる。

【００３０】またセンタ監視装置４では、必要に応じて
各データ収集現場の機器の生のデータを収集することが
できる。即ち、センタ監視装置４において生のデータが
必要な場合には、操作入力手段２４からの入力等によ
り、センタ監視装置４の監視手段２１からガバナ監視装
置３の通信管理手段１４にデータ送信要求を送出する
と、通信管理手段１４はデータ送信要求の内容に応じて
記録媒体読み書き手段１２を介して不揮発性記録媒体１
３をアクセスして所定のデータを読み取り、これをセン
タ監視装置４側に送信する。このようにセンタ監視装置
４側では必要に応じて各データ収集現場の機器の生のデ
ータを収集して分析を行うことができる。また上述した
ように経過データの一時記憶手段１１を構成している場
合には、この一時記憶手段１１のデータも、必要に応じ
てセンタ監視装置４に送信可能とするように構成するこ
とができる。

【００３１】以上の如くして所定の処理が完了したら、
センタ監視装置４又はガバナ監視装置３のいずれか一方
がデータリンクを終結し、回線を開放して異常対応処理
を終了する。

【００３２】不揮発性記録媒体１３は、例えばＩＣカー
ドにより構成して、上記データを１年間以上に渡って記
録可能な容量とし、上述したように記憶容量に対応する
期間を越えた新しいデータを順次記録する際、最も古い
データを順次消去することにより、常時繰り返し使用し
て、最新１年間のデータを保持することができる。又は
場合によっては１年毎にガバナ監視装置３から回収し、
持ち帰ってパソコン等でデータの分析を行うことができ
る。尚、この場合には、実績データをガバナ監視装置３
に残すための手段を必要とする。更に、必要に応じてモ
デムレス・シリアルインタフェース１６ｃに可搬端末機
器２８を接続して、シリアル通信用通信制御手段１５ｃ
を介して通信管理手段１４にデータ送信要求を送出する
ことにより、不揮発性記録媒体１３に記録されたデータ
を可搬端末機器２８等に読出して処理することもでき
る。

【００３３】以上の遠隔監視装置を利用し、本発明で
は、同一供給エリア内の多数のガバナ本体２の夫々にお
い光開度計の開度信号から上記変換部により導出した流
量を所定期間、例えば、需要家の使用量を得られる単位
である１ケ月間積算し、これを全ガバナで積算して全積
算値を求める。例えば、１ケ月の積算は、夫々のガバナ
監視装置３において行い、その積算値をセンタ監視装置
に４に送信して、センタ監視装置において全積算値を導
出する。一方、監視センタでは、同一供給エリア内の全
需要家の上記所定期間の全使用量を夫々の需要家のガス
メータのデータにより積算する。上述した全ガバナにお
ける積算値、即ち、全積算値は、同一供給エリア内の全
需要家の上記所定期間の全使用量と一致するべきもので
あるから、上記全積分値が全使用量と一致するように、
上記変換部における、開度と流量の係数を変更すれば、
開度による流量の導出精度が向上する。具体的には、セ
ンタ監視装置４において、上述した全使用量を、全ガバ
ナの積算値に応じて比例配分し、その量を夫々のガバナ
監視装置３に送信する。そしてガバナ監視装置３におい
て、自体により導出した積算値を、センタ監視装置３か
ら送信された使用量のデータとするための補正係数を算
出し、これを変換部における開度−流量の対応関係の補
正係数として設定して、以降の流量導出に供することに
より、補正データを上記所定期間毎に更新して、実績に
対応した流量測定を行うことができる。この補正データ
は、変換部を構成する揮発性メモリに記憶することもで
きるが、上記ＩＣカード等の不揮発性記録手段１３に記
録すれば、停電等においても消失することがなく、従っ
て実績による流量補正を確実に行うことができる。

【００３４】図５は２％程度の高精度の流量計を用いて
測定した流量、即ち、図中黒丸の点で示す測定流量に対
する、本発明を用いて求めた流量、即ち、図中白丸の点
で示す演算流量との比較を示すもので、２％程度の精度
の流量計に対して本発明では、１０％程度の精度が得ら
れていることがわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果がある。 ガス導管にオリフィス流量系統の流量測定機構を設置
せず、設置が容易で、設置制約も少ない光開度計を設置
すると共に、現場におけるインテリジェントな演算手
段、記録手段、通信手段等を備えたガバナ監視装置を構
成することにより、容易に実用化でき、簡易に、必要十
分な流量測定ができる。 工事工数が少なくなり、構成機器も少ないため、従来
の流量測定に比較して大幅なコスト低下ができる。 各ガバナ毎に流量の補正を行え、補正のためのデータ
を不揮発性記録手段に記録して、実績に応じた流量の測
定が行えると共に、データの処理も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の全体構成を概略的に示すブロック図
である。

【図２】 本発明に係る現場処理装置の基本構成の一例
を示すブロック図である。

【図３】 本発明に係るセンタ監視装置の基本構成の一
例を示すブロック図である。

【図４】 開度−流量の対応関係を示す説明図である。

【図５】 従来の流量計による測定流量と本発明の演算
流量との比較を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ データ収集手段 Ｂ 異常監視手段 Ｃ 通信手段 Ｄ 通信手段 １ ガバナ室 ２ ガバナ本体 ３ 現場処理装置 ４ センタ監視装置 ５ 通信回線 ６ａ 計測機器群 ６ｂ 異常検知機器群 ７ａ 計測データ入力手段 ７ｂ 異常検知データ入力手段 ８ データ読込手段 ９ データ処理手段 １０ 異常判定手段 １１ 経過データ記録手段 １２ 記録媒体読み書き手段 １３ 可搬不揮発性記録媒体 １４ 通信管理手段 １５ａ，２６ａ 専用・無線回線用通信制御
手段 １５ｂ，２６ｂ 公衆回線用通信制御手段 １５ｃ シリアル通信用通信制御手
段 １６ａ，２７ａ 専用・無線回線用通信モデ
ム １６ｂ，２７ｂ 公衆通信モデム １６ｃ モデムレス・シリアルイン
タフェース １７ 無線通信機器 １８ 通信機器制御手段 １９ 制御出力手段 ２０ 公衆回線 ２１ 監視手段 ２２ 表示手段 ２３ 警報手段 ２４ 操作入力手段 ２５ 無線機器 ２８ 可搬端末機器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一供給エリア内の多数のガバナの夫々
   において、光開度計の開度と流量との対応関係を用い
   て、開度から流量を導出し、そのデータを所定の期間経
   時的に記録すると共に、同一供給エリア内の全ガバナの
   夫々について上記導出した流量を上記所定期間積算する
   と共に全ガバナの積算値を積算して全積算値を求め、ま
   た同一供給エリア内の全需要家の上記所定期間の全使用
   量を夫々の需要家のガスメータのデータにより積算し、
   上記全ガバナの積算値を全使用量に補正すると共に、こ
   れを各ガバナの積算値により比例配分して補正流量を得
   て、開度と流量との対応関係を補正するデータを導出す
   ることを特徴とするガス供給系統におけるガス導管の流
   量簡易測定方法
2. 【請求項２】 光開度計の開度と流量との対応関係は、
   測定により得た圧力をパラメータとする開度−流量換算
   表を折線近似式により近似して、開度−流量の演算式と
   することを特徴とする請求項１記載のガス導管の流量簡
   易測定方法
3. 【請求項３】 補正のデータは不揮発性記録手段に実績
   データとして記録して以降の流量導出に供することを特
   徴とする請求項１記載のガス供給系統における流量簡易
   測定方法
4. 【請求項４】 不揮発性記録手段はＩＣカードであるこ
   とを特徴とする請求項２記載のガス供給系統におけるガ
   ス導管の流量簡易測定方法