JPH085486A - ガス供給圧力測定方法 - Google Patents

ガス供給圧力測定方法

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JPH085486A
JPH085486A JP6133385A JP13338594A JPH085486A JP H085486 A JPH085486 A JP H085486A JP 6133385 A JP6133385 A JP 6133385A JP 13338594 A JP13338594 A JP 13338594A JP H085486 A JPH085486 A JP H085486A
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JP
Japan
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gas
gas supply
supply pressure
pressure
diaphragm
Prior art date
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Pending
Application number
JP6133385A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Saito
博幸 斉藤
Tsutomu Kairiku
力 海陸
Shozo Fujisawa
正造 藤沢
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SENSOR GIJUTSU KENKYUSHO KK
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
SENSOR GIJUTSU KENKYUSHO KK
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by SENSOR GIJUTSU KENKYUSHO KK, Osaka Gas Co Ltd filed Critical SENSOR GIJUTSU KENKYUSHO KK
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  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 管路末端でのガス供給圧力のデータを大量に
正確かつ迅速に集計することができるガス供給圧力測定
方法を提供する。 【構成】 多数の管路末端にはガスメータが取付けら
れ、そのうちガス供給圧力を監視するガスメータ50が
幾つか選定される。各ガスメータ50で測定されたガス
圧力はデータ伝送のためのモデム70に入力され、所定
の変調方式で変調される。各モデム70と集中監視装置
74とは電話回線などで接続され、モデム70が送信す
るデータは一括して収集される。集中監視装置74は、
データ記憶やデータ解析等を行う中央制御装置72と、
データ解析の結果を表示する表示装置73を備える。表
示装置73は、ガス供給地域の地図上にガス管路が図式
的に表現されており、末端83には赤、黄、緑など色分
け点灯可能なカラー光源が設置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスメータに供給され
るガスの供給圧力を測定するためのガス供給圧力測定方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス製造所で生産されるガスは、広範囲
の供給地区に多数の枝状に張り巡らせた管路を介して、
末端のユーザまで給送される。特にガス消費量が格段に
増加する冬期など、管路内のガス流量が増えた場合であ
っても、末端でのガス供給圧力を所定範囲内に維持する
ことがガス安定供給に不可欠である。
【0003】従来、管路末端でのガス供給圧力を測定す
る方法として、冬期等必要なときに記録紙付の圧力計を
取付けて、その出力の時間経過を自動的に記録紙上に記
録し、たとえば1週間ごとに記録紙を回収することによ
って、各末端ユーザでのガス圧力を集計している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の測定方法では、
ガス供給地区が広範囲になると管路末端の数が急増する
ため、監視すべき記録紙付圧力計の数も急増し、記録紙
回収やデータ解析に要するコストが膨大になる。
【0005】さらに記録紙回収とデータ解析に時間がか
かるため、測定結果を現在の運転状況に反映させること
ができない。
【0006】本発明の目的は、管路末端でのガス供給圧
力のデータを大量に正確かつ迅速に集計することができ
るガス供給圧力測定方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスメータに
ガス供給圧力を検出して電気信号に変換するガス圧セン
サを設置し、ガスメータと集中監視装置とを伝送回線で
接続して、ガスメータのガス供給圧力を測定することを
特徴とするガス供給圧力測定方法である。
【0008】また本発明は、前記ガス圧センサは、ガス
圧に応じて弾性変形する導電性のダイアフラムと、該ダ
イアフラムと隔てて設けられる対向電極とを備え、ダイ
アフラムと対向電極との間の静電容量を検出してアナロ
グ信号に変換することを特徴とする。
【0009】また本発明は、前記ダイアフラムは、導電
性単結晶シリコンから成ることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に従えば、ガスメータにガス圧センサを
設置して、ガス供給圧力を電気信号として検出するとと
もに、ガスメータと集中監視装置とを有線方式、無線方
式またはこれらの組合せによる伝送回線で接続すること
によって、遠距離にある多数の末端ガスメータからガス
供給圧力データを大量にかつ迅速に集計することが可能
になる。そのため、管路末端でのガス供給圧力が不安定
になると、ほぼリアルタイムでガス製造所等のガス供給
量を調整して、ガス圧力の安定化を図ることができる。
【0011】また、ガス圧センサは、ガス圧に応じて弾
性変形する導電性のダイアフラムと、該ダイアフラムと
隔てて設けられる対向電極とを備え、ダイアフラムと対
向電極との間の静電容量を検出してアナログ信号に変換
することによって、ガス圧と出力信号との関係が良好な
直線性を示し、ガス圧を連続したアナログ量として測定
することが可能になる。したがって、ガス供給圧力を僅
かな変化でも精度良く検出することができる。
【0012】また、ダイアフラムは導電性単結晶シリコ
ンで形成されることによって、ヒステリシス、脆性、ク
リープ等が無い完全弾性体として機能するため、測定精
度が向上する。また、シリコンウエハに関する製造技術
を利用することによって、数mmオーダのセンサを高品
質で大量に製造することができる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明に係るガス圧センサを示す断
面図である。センサ本体1は、導電性単結晶シリコンな
どで形成されたダイアフラム12と、ガラス基板7上の
ほぼ全面にアルミニウム蒸着等によって形成された対向
電極8と、ダイアフラム12と対向電極8との間隙を一
定に保つガラス板等から成るスペーサ10とを備える。
ダイアフラム12は、図2に示すように、一定の厚さを
持つ矩形状基板の中央部分に極めて薄い変形膜12aが
エッチング等によって形成されたものである。ダイアフ
ラム12の上にガラス板13およびシリコン板14が接
着されて測定空間15が形成され、この測定空間15と
連通する貫通孔15aが形設される。シリコン板14の
上にはガラス管16が接着剤によって気密性を保って固
定され、さらにガラス管16にはシリコーンゴム等から
成る可撓性の管17が装着され、測定対象となる流体圧
力を測定空間15へ導入している。
【0014】一方、対向電極8が形成されたガラス基板
7は、セラミック等から成る電気絶縁性の基板2上に接
着される。ガラス基板7の表面およびスペーサ10の端
面には、ダイアフラム12の接続電極9が対向電極8と
短絡しないように形成されている。また、基板2上には
アルミニウム等から成る配線電極3、5が形成されてお
り、対向電極8と配線電極3とがハンダ4によって接続
され、接続電極9と配線電極5がハンダ6によって接続
されている。なお、上述したシリコンとガラスとは熱融
着等によって接着され、センサ本体1の外形はたとえば
4mm×4.5mm×3mm程度に小型化されている。
【0015】次に動作を説明する。管17から測定対象
であるガスが導入されて測定空間15の内部圧力が高く
なると、ダイアフラム12の変形膜12aが外側(図1
中下方)に膨らむように弾性変形する。なお、変形膜1
2aの動きを妨げないように、スペーサ10で囲まれた
空間11は連通孔(図示せず)を介して大気と連通して
いる。変形膜12aが外側に膨らむと、対向電極8との
距離が近くなるため、ダイアフラム12と対向電極8と
の間の静電容量が増加する。この静電容量の変化は配線
電極3、5間の静電容量の変化として検出される。した
がって、ガス圧力が増加するにつれて静電容量が増加す
るとともに、変形膜12aの変形量が小さい範囲では両
者の関係は直線的に比例する。
【0016】逆に、測定空間15の内部圧力が低くなる
と、ダイアフラム12の変形膜12aが内側(図1中上
方)に凹むように弾性変形する。すると、対向電極8と
の距離が遠くなるため、ダイアフラム12と対向電極8
との間の静電容量が減少することになる。
【0017】このようにダイアフラム12は導電性単結
晶シリコンで形成されているため、ヒステリシス、脆
性、クリープ等が無い完全弾性体として機能し、測定精
度が向上する。また、シリコンウエハに関する半導体製
造技術を利用することによって高品質の大量生産が可能
である。
【0018】図3は、本発明に係るガス圧センサの電気
的構成を示すブロック図である。センサ本体1の配線電
極3、5は、両者間の静電容量を電圧信号に変換する変
換回路20に接続され、増幅器21によって所定増幅率
で増幅される。なお、オフセット回路23は変換回路2
0のオフセット電圧を解消するものであり、温度補償回
路22は、変換回路20に基準電圧を供給するととも
に、変換回路20およびオフセット回路23の温度変動
に対する補償を行う。
【0019】図4はガス圧センサに導入されたガス圧力
と増幅器21の出力電圧VOUTとの関係を示すグラフ
である。図4において、ガス圧力と出力電圧VOUTと
は直線的な比例関係を示していることが判る。
【0020】図3に戻って、増幅器21の出力信号はア
ナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換回路27
に入力されて、たとえば8ビット(=256レベル)の
デジタルデータに変換され、後述のモデム70に出力さ
れる。
【0021】図5は本発明に係るガスメータ50の一部
切欠斜視図であり、図6はガスメータ50のガス流路お
よび電気ブロックを示す系統図である。ガスメータ50
の入口51からガスが供給されと、遮断弁52から通路
60を通って膜式ガスメータなどのガスメータ本体53
にガスが流れてガス流量の計量が行われる。計量を終え
たガスは通路61を通って出口54からガス消費機器に
分配される。
【0022】ガスメータ50には図3に示した電気回路
を含む回路基板55が搭載され、この電源としてたとえ
ばリチウム電池など長期間使用可能な電池56が使用さ
れる。センサ本体1は回路基板55に搭載され、通路6
0とセンサ本体1とは管17で接続されて、通路60の
ガス圧力が図1の測定空間15に導入される。
【0023】図3のAD変換回路(比較回路内蔵)27
においてガス供給圧力が適正範囲を外れたことを検出す
ると、表示ランプ62を点灯して使用者に警告するとと
もに、ガス消費機器の不完全燃焼や立消えを防止するた
めに遮断弁52を動作させて、ガス供給を停止する。遮
断弁52は復帰ボタンを操作すると元に復帰し、ガス供
給が再開する。また、図3のAD変換回路27から出力
されるデジタルデータは別途設置されたモデム70へ出
力される。
【0024】一方、ガスメータ本体53において検出さ
れたガス量は、流量センサ57によって電気信号に変換
され、回路基板55に搭載されたマイクロコンピュータ
等の処理回路58に入力される。また、ガス消費機器の
近辺に設置されたガス漏洩警報器や不完全燃焼警報器な
どから外部信号59を回路基板55を介して処理回路5
8に入力することが可能であり、外部信号59に基づい
て表示ランプ62や遮断弁52を動作させてもよい。
【0025】図7は、本発明の一実施例を説明するブロ
ック図である。多数の管路末端にはガスメータが取付け
られ、各ユーザごとにガス消費量が計量されており、そ
のうちガス供給圧力を監視するためのガスメータ50が
幾つか予め選定されている。
【0026】各ガスメータ50で測定されたガス圧力
は、図3のAD変換回路27によってデジタル値に変換
され、データ伝送のためのモデム70に入力され、ガス
圧力データを所定の変調方式で変調する。
【0027】各モデム70と集中監視装置74とは、有
線方式、無線方式またはこれらの組合せによる伝送回
線、たとえば既存の電話回線などで接続されており、モ
デム70が送信するデータは一括して収集される。
【0028】集中監視装置74は、伝送されたデータを
集計して、データ記憶やデータ解析等を行うコンピュー
タなどの中央制御装置72と、データ解析の結果を判り
やすく表示するための表示装置73等を備える。
【0029】表示装置73は、ガス供給地域の地図上に
ガス管路が図式的に表現されており、たとえばガス製造
所80から管路81、82を介して末端83まで枝分か
れしている。末端83には赤、黄、緑など色分け点灯可
能なカラー光源が設置されている。
【0030】次に動作を説明する。各ガスメータ50で
測定されたガス供給圧力のデータはモデム70を介して
時々刻々と中央制御装置72に集計される。中央制御装
置72は、各データと各管路末端ごとに予め設定された
適正範囲とを比較して、適正範囲にあれば、当該データ
が得られた末端83のカラー光源を緑色に点灯させる。
また、当該データが適正範囲を上回っていれば、末端8
3を赤色に点灯させる。さらに、当該データが適正範囲
を下回っていれば、末端83を黄色に点灯させる。
【0031】こうして各ガスメータ50でのガス供給圧
力が適正であるか否かを地図上に一目瞭然で表示するこ
とができる。そのため、ガス供給圧力の異常が表示され
ると、その原因究明や対策について迅速な処置が可能に
なる。
【0032】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、遠
距離にある多数の末端ガスメータからガス供給圧力デー
タを大量にかつ迅速に集計することが可能になる。その
ため、管路末端でのガス供給圧力が不安定になると、ほ
ぼリアルタイムでガス製造所や供給所等からのガス供給
量を調整して、ガス圧力の安定化を図ることができる。
【0033】また、ガス圧センサはガス圧と出力信号と
の関係が良好な直線性を示し、ガス圧を連続したアナロ
グ量として測定することが可能になるため、ガス供給圧
力を僅かな変化でも精度良く検出することができる。
【0034】また、ダイアフラムは導電性単結晶シリコ
ンで形成されることによって、測定精度向上および大量
生産が実現し、小型、高品質かつ低価格のガス圧センサ
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス圧センサを示す断面図であ
る。
【図2】図1のダイアフラム12およびガラス板13の
分解斜視図である。
【図3】本発明に係るガス圧センサの電気的構成を示す
ブロック図である。
【図4】ガス圧センサに導入されたガス圧力と増幅器2
1の出力電圧VOUTとの関係を示すグラフである。
【図5】本発明に係るガスメータ50の一部切欠斜視図
である。
【図6】ガスメータ50のガス流路および電気ブロック
を示す系統図である。
【図7】本発明の一実施例を説明するブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 センサ本体 2 基板 3、5 配線電極 4、6 ハンダ 7 ガラス基板 8 対向電極 9 接続電極 10 スペーサ 11 空間 12 ダイアフラム 12a 変形膜 13 ガラス板 14 シリコン板 15 測定空間 16 ガラス管 17 管 20 変換回路 27 AD変換回路 50 ガスメータ 55 回路基板 70 モデム 73 表示装置 74 集中監視装置
フロントページの続き (72)発明者 藤沢 正造 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスメータにガス供給圧力を検出して電
    気信号に変換するガス圧センサを設置し、ガスメータと
    集中監視装置とを伝送回線で接続して、ガスメータのガ
    ス供給圧力を測定することを特徴とするガス供給圧力測
    定方法。
  2. 【請求項2】 前記ガス圧センサは、ガス圧に応じて弾
    性変形する導電性のダイアフラムと、該ダイアフラムと
    隔てて設けられる対向電極とを備え、 ダイアフラムと対向電極との間の静電容量を検出してア
    ナログ信号に変換することを特徴とする請求項1記載の
    ガス供給圧力測定方法。
  3. 【請求項3】 前記ダイアフラムは、導電性単結晶シリ
    コンから成ることを特徴とする請求項2記載のガス供給
    圧力測定方法。
JP6133385A 1994-06-15 1994-06-15 ガス供給圧力測定方法 Pending JPH085486A (ja)

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