JPH0875511A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力変動等の外乱の影響による誤計測を防止
することができるようにする。 【構成】 流量演算部４５は、流量がフローセンサ３０
の測定領域にあるときはフローセンサ３０の出力に基づ
いて所定の時間毎の通過ガス量を演算し、流量が圧電膜
センサ３５の測定領域にあるときは圧電膜センサ３５の
出力に基づいて所定時間毎の通過ガス量を演算する。バ
ッファ部４６は、流量演算部４５によって演算された通
過ガス量を上限値以下で積算し、積算値が上限値に達し
たときに、通過ガス量を出力する。流量積算部４７は、
バッファ部４６から出力される通過ガス量を積算して積
算流量を求め、表示部５１に表示させる。バッファ部４
６における上限値は、フローセンサ３０の出力に基づい
て流量演算部４５によって演算される通過ガス量の最大
値に応じて設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力変動等の外乱の影
響による誤計測を防止する手段を有するガスメータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】ガスメータに利用される流量計として、
フルイディック流量計が知られている。このフルイディ
ック流量計は、噴流を発生させるノズルの下流側に、一
対の側壁によって流路拡大部を形成すると共に、側壁の
外側に設けられたリターンガイドによって、ノズルを通
過した流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出口側へ
導く一対のフィードバック流路を形成し、ノズルを通過
した流体が一対のフィードバック流路を交互に流れる現
象（以下、フルイディック発振という。）を利用し、フ
ルイディック発振の周波数や周期に基づいて流体の流量
を計量するものである。

【０００３】このフルイディック流量計は測定領域があ
まり広くないため、例えば特開平４−３１５９１６号公
報に示されるように、フルイディック流量計と、微小流
量の測定に適した熱式流速センサ（以下、フローセンサ
という。）とを併用したガスメータも提案されている。
フローセンサは、配管中における熱の移動が配管中を流
れる流体の流速と関係することを利用して流速を求める
センサである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フローセン
サでは、実際の流量が零のときでも、気体の圧力変動等
の外乱があった場合に流量（流速）が検出されるという
特性がある。そこで、フローセンサを有する従来のガス
メータでは、実際の流量が零のときに外乱の影響によっ
て検出された測定流量を積算しないように、例えばプラ
ス側に０．１リットル、マイナス側に１リットルのバッ
ファ機能を備えていた。このバッファ機能によれば、測
定流量を積算した値がプラス側０．１リットル、マイナ
ス側１リットルの範囲内で変動する場合には、プラス側
で積算される測定流量とマイナス側で積算される測定流
量が相殺され、ガスメータの積算流量は変化しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バッファ機能を備えたガスメータでは、実際の流量が零
のときでも、外乱の影響によって検出された測定流量が
大きく、測定流量を積算した値がプラス側のバッファ機
能の範囲を越える場合には、ガスメータの積算流量とし
ての積算が行われてしまうという問題点があった。

【０００６】例えば、測定範囲が±３００リットル／時
間のフローセンサを、消費電力低減のために６秒周期で
間欠的に駆動する場合、６秒間における測定流量の積算
値すなわち通過ガス量の最大値は０．５リットルにな
る。そのため、実際の流量が零のときに、外乱の影響に
よって、フローセンサからプラス側に３００リットル／
時間の流量に対応する信号が出力された場合には、６秒
間における測定流量の積算値（通過ガス量）は０．５リ
ットルになり、プラス側０．１リットルのバッファ機能
の範囲を越えてしまい、ガスメータの積算流量として誤
積算が行われてしまう。

【０００７】一方、外乱の影響によって検出される測定
流量を完全に相殺できるようにバッファの範囲を広くす
ることは、ガスメータの精度の低下を招くために困難で
ある。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、圧力変動等の外乱の影響による誤計
測を防止することができるようにしたガスメータを提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のガスメー
タは、所定の時間毎に間欠的に駆動され、ガスの流速に
応じた信号を出力する流速センサと、この流速センサの
出力に基づいて所定の時間毎の通過ガス量を演算する演
算手段と、この演算手段によって演算される通過ガス量
の最大値に応じて上限値が設定され、演算手段によって
演算された通過ガス量を上限値以下で積算し、積算値が
上限値に達したときに、演算手段によって演算された通
過ガス量を出力する緩衝手段と、この緩衝手段から出力
される通過ガス量を積算して積算流量を求める積算手段
とを備えたものである。

【００１０】このガスメータでは、所定の時間毎に間欠
的に駆動される流速センサによって、ガスの流速に応じ
た信号が出力され、演算手段によって、流速センサの出
力に基づいて所定の時間毎の通過ガス量が演算される。
また、緩衝手段によって、演算手段によって演算された
通過ガス量が上限値以下で積算され、積算値が上限値に
達したときに通過ガス量が出力される。ここで、上限値
は、演算手段によって演算される通過ガス量の最大値に
応じて設定されている。また、積算手段によって、緩衝
手段から出力される通過ガス量が積算されて積算流量が
求められる。

【００１１】請求項２記載のガスメータは、所定の時間
毎に間欠的に駆動され、ガスの流速に応じた信号を出力
する流速センサと、この流速センサの出力に基づいて所
定の時間毎の通過ガス量を演算する演算手段と、この演
算手段によって演算された通過ガス量を上限値以下で積
算し、積算値が上限値に達したときに、演算手段によっ
て演算された通過ガス量を出力する緩衝手段と、この緩
衝手段から出力される通過ガス量を積算して積算流量を
求める積算手段と、演算手段によって演算された通過ガ
ス量の最大値に基づいて、緩衝手段における上限値を設
定する上限値設定手段とを備えたものである。

【００１２】このガスメータでは、所定の時間毎に間欠
的に駆動される流速センサによって、ガスの流速に応じ
た信号が出力され、演算手段によって、流速センサの出
力に基づいて所定の時間毎の通過ガス量が演算される。
また、緩衝手段によって、演算手段によって演算された
通過ガス量が上限値以下で積算され、積算値が上限値に
達したときに通過ガス量が出力される。ここで、上限値
は、演算手段によって演算された通過ガス量の最大値に
基づいて、上限値設定手段によって設定される。また、
積算手段によって、緩衝手段から出力される通過ガス量
が積算されて積算流量が求められる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１４】図２は本発明の第１の実施例に係るガスメ
ータの構成を示す断面図である。この図に示すように、
本実施例のガスメータは、気体（ガス）を受け入れる入
口部１１と気体を排出する出口部１２とを有する本体１
０を備えている。本体１０内には隔壁１３が設けられ、
この隔壁１３と入口部１１との間に第１の気体流路１４
が形成され、隔壁１３と出口部１２との間に第２の気体
流路１５が形成されている。隔壁１３には開口部１６が
設けられ、第１の気体流路１４内には、開口部１６を閉
塞可能な遮断弁１７が設けられている。また、本体１０
の外側にはソレノイド１８が固定され、このソレノイド
１８のプランジャ１９が、本体１０の側壁を貫通して遮
断弁１７に接合されている。また、遮断弁１７と本体１
０との間におけるプランジャ１９の周囲には、ばね２０
が設けられ、このばね２０が遮断弁１７を開口部１６側
へ付勢している。

【００１５】第２の気体流路１５内には、入口部１１か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
２１が設けられている。このノズル２１の上流側には気
体の流れを整えるための整流部材２２が設けられてい
る。また、ノズル２１の通路内には、熱式流速センサで
あるフローセンサ３０が配設されている。このフローセ
ンサ３０は、図示しないが、発熱部とこの発熱部の上流
側および下流側に配設された２つの温度センサを有し、
２つの温度センサによって検出される温度の差を一定に
保つために必要な発熱部に対する供給電力から流速に対
応する流量を求めたり、一定電流または一定電力で発熱
部を加熱し、２つの温度センサによって検出される温度
の差から流量を求めるようになっている。

【００１６】ノズル２１の下流側には、拡大された流路
を形成する一対の側壁２３、２４が設けられている。こ
の側壁２３、２４の間には、所定の間隔を開けて、上流
側に第１ターゲット２５、下流側に第２ターゲット２６
がそれぞれ配設されている。また、側壁２３、２４の外
側には、ノズル２１を通過した気体を各側壁２３、２４
の外周部に沿ってノズル２１の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路２７、２８を形成するリターン
ガイド２９が配設されている。また、フィードバック流
路２７、２８の各出口部分と出口部１２との間には、リ
ターンガイド２９の背面と本体１０とによって、一対の
排出路３１、３２が形成されている。また、ノズル２１
の噴出口の近傍には導圧孔３３、３４が設けられ、本体
１０の底部の外側には、導圧孔３３と導圧孔３４におけ
る差圧を検出する圧電膜センサ３５（図２では図示せ
ず。）が設けられている。

【００１７】図１は図２に示したガスメータの回路構成
を示すブロック図である。この図に示すように、本実施
例のガスメータは、フローセンサ３０の出力信号をアナ
ログ−ディジタル（以下、Ａ／Ｄと記す。）変換するＡ
／Ｄ変換器４２と、圧電膜センサの３５の出力信号を増
幅するアナログ増幅器４３と、このアナログ増幅器４３
の出力を波形整形してパルスを生成する波形整形回路４
４とを備えている。ガスメータは、更に、Ａ／Ｄ変換器
４２と波形整形回路４４の各出力を入力し、所定の時間
毎の通過ガス量を演算すると共に、この通過ガス量に基
づいて流量を演算する流量演算部４５と、フローセンサ
３０の出力に基づいて流量演算部４５によって演算され
る通過ガス量の最大値に応じて上限値が設定され、流量
演算部４５によって演算された通過ガス量を上限値以下
で積算し、積算値が上限値に達したときに、流量演算部
４５によって演算された通過ガス量を出力する緩衝手段
としてのバッファ部４６と、このバッファ部４６から出
力される通過ガス量を積算して積算流量を求める流量積
算部４７と、この流量積算部４７によって求められた積
算流量を表示する表示部５１とを備えている。ガスメー
タは、更に、流量演算部４５によって制御され、ソレノ
イド１８を駆動して遮断弁１７を制御する遮断弁制御部
４８と、流量演算部４５によって制御され、流量に応じ
てフローセンサ３０と圧電膜センサ３５の動作状態を切
り換えるセンサ切換部４９とを備えている。なお、流量
演算部４５、バッファ部４６、流量積算部４７、遮断弁
制御部４８およびセンサ切換部４９は、例えばマイクロ
コンピュータ５０によって構成される。

【００１８】なお、図１に示したガスメータでは、フロ
ーセンサ３０は小流量域での測定を行い、圧電膜センサ
３５は大流量域での測定を行うと共に、両センサ３０、
３５の測定領域は一部重複している。センサ切換部４９
は、流量がどのセンサの測定領域にあるかに応じてフロ
ーセンサ３０と圧電膜センサ３５の動作状態を切り換え
るようになっている。

【００１９】また、遮断弁制御部４８は、例えば、流量
演算部４５が所定量以上の流量を検出した場合や所定の
流量を所定時間以上検出した場合等に、ソレノイド１８
を動作させ、遮断弁１７によって開口部１６を閉塞して
ガスを遮断するようになっている。

【００２０】次に、本実施例に係る流量計の動作につい
て説明する。

【００２１】ガスメータの入口部１１から受け入れられ
た気体は、第１の気体流路１４、開口部１６、第２の気
体流路１５、整流部材２２を順に経て、ノズル２１に入
る。ノズル２１の通路内に配設されたフローセンサ３０
の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器４２でディジタルデータに
変換されて流量演算部４５に入力される。流量演算部４
５は、流量がフローセンサ３０の測定領域にあるとき
は、このフローセンサ３０の出力に基づいて、所定の時
間毎の通過ガス量を演算すると共に、この通過ガス量に
基づいて流量を演算する。

【００２２】一方、ノズル２１を通過した気体は、噴流
となって噴出口より噴出される。噴出口より噴出された
気体は、コアンダ効果により一方の側壁に沿って流れ
る。ここでは、まず側壁２３に沿って流れるものとす
る。側壁２３に沿って流れた気体は、更にフィードバッ
ク流路２７を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、
排出路３１を経て出口部１２より排出される。このと
き、ノズル２１より噴出された気体は、フィードバック
流路２７を流れてきた気体によって方向が変えられ、今
度は他方の側壁２４に沿って流れるようになる。この気
体は、更にフィードバック流路２８を経て、ノズル２１
の噴出口側へ帰還され、排出路３２を経て出口部１２よ
り排出される。すると、ノズル２１より噴出された気体
は、今度は、フィードバック流路２８を流れてきた気体
によって方向が変えられ、再び側壁２３、フィードバッ
ク流路２７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰
り返すことにより、ノズル２１を通過した気体は一対の
フィードバック流路２７、２８を交互に流れるフルイデ
ィック発振を行う。このフルイディック発振の周波数、
周期は流量と対応関係がある。

【００２３】フルイディック発振は、圧電膜センサ３５
によって検出される。流量が圧電膜センサ３５の測定領
域にあるときは、流量演算部４５は、波形整形回路４４
から出力されるパルスの周期に基づいて、所定時間毎の
通過ガス量と流量を演算する。

【００２４】バッファ部４６は、流量演算部４５によっ
て演算された通過ガス量を上限値以下で積算し、積算値
が上限値に達したときに、流量演算部４５によって演算
された通過ガス量を出力する。流量積算部４７は、バッ
ファ部４６から出力される通過ガス量を積算して積算流
量を求め、この積算流量が表示部５１によって表示され
る。

【００２５】また、遮断弁制御部４８は、流量演算部４
５が所定量以上の流量を検出した場合や所定の流量を所
定時間以上検出した場合等に、ソレノイド１８を動作さ
せ、遮断弁１７によって開口部１６を閉塞し、ガスメー
タの下流側へのガスの供給を停止する。

【００２６】ここで、バッファ部４６の動作について詳
しく説明する。本実施例では、フローセンサ３０は、例
えば６秒周期で間欠的に駆動される。流量演算部４５
は、流量がフローセンサ３０の測定領域にあるときは、
フローセンサ３０の出力に基づいて６秒毎の通過ガス量
を演算する。バッファ部４６は、流量演算部４５によっ
て演算された通過ガス量をプラス側の上限値およびマイ
ナス側の下限値の範囲内で積算する。上限値は、フロー
センサ３０の出力に基づいて流量演算部４５によって演
算される通過ガス量の最大値に応じて予め設定されてい
る。例えば、フローセンサ３０の流量測定範囲が±３０
０リットル／時間であるとすると、６秒毎の通過ガス量
の最大値は０．５リットルとなる。この６秒毎の通過ガ
ス量の最大値は、予め実測または計算によって求められ
る。上限値は、この通過ガス量の最大値に安全率を掛け
た値として設定される。安全率を２とした場合には、上
限値は、０．５リットル×２＝１リットルと設定され
る。なお、下限値は、絶対値が上限値と等しくても良い
し、異なっていても良い。外乱によってプラス側とマイ
ナス側に、絶対値が最大の通過ガス量が連続して発生し
た場合に、これらが相殺されるようにするには、マイナ
ス側の下限値を、その絶対値がプラス側の上限値と等し
くなるように、あるいはその絶対値がプラス側の上限値
よりも大きくなるようにすれば良い。

【００２７】バッファ部４６は、通過ガス量の積算値が
上限値に達したときに、通過ガス量を流量積算部４７に
出力する。従って、バッファ部４６において、通過ガス
量の積算値が上限値と下限値の間で変動する場合には、
プラス側で積算される通過ガス量とマイナス側で積算さ
れる通過ガス量が相殺され、ガスメータの積算流量は変
化しない。

【００２８】このように本実施例では、バッファ部４６
における上限値を、フローセンサ３０の出力に基づいて
流量演算部４５によって演算される通過ガス量の最大値
よりも大きくなるように、この最大値に応じて設定して
いるので、実際の流量が零のときに外乱によって流量演
算部４５から大きな通過ガス量が出力された場合でも、
ガスメータの積算流量として誤積算することがなく、圧
力変動等の外乱の影響による誤計測を防止することがで
きる。なお、フローセンサ３０の駆動周期が短い場合等
において、外乱によって最大値の通過ガス量がｎ回（ｎ
は２以上の整数）続けて出力されたときにもガスメータ
の積算流量として積算しないようにするには、バッファ
部４６の上限値をｎ倍、すなわち前述の例ではｎリット
ルにすれば良い。

【００２９】図３は本発明の第２の実施例に係るガスメ
ータの回路構成を示すブロック図である。この図に示す
ように、本実施例では、第１の実施例のガスメータに対
して、上限値設定手段として、流量演算部４５によって
演算された通過ガス量の最大値を検出する最大値検出部
５１と、この最大値検出部５１によって検出された通過
ガス量の最大値に基づいて、バッファ部４６における上
限値と下限値を決定するバッファサイズ決定部５２とを
加えている。

【００３０】本実施例では、バッファ部４６における上
限値と下限値は、ガスメータの使用開始前には所定の初
期値に設定されている。ガスメータの使用が開始される
と、最大値検出部５１によって、フローセンサ３０の出
力に基づいて流量演算部４５によって演算される通過ガ
ス量の最大値が検出され、この最大値に基づいて、バッ
ファサイズ決定部５２によって、バッファ部４６におけ
る上限値と下限値が決定される。上限値と下限値の決定
の方法は、第１の実施例と同様である。

【００３１】本実施例によれば、予めフローセンサ３０
の出力に基づいて流量演算部４５によって演算される通
過ガス量の最大値を実測または計算によって求める手間
を省くことができる。

【００３２】その他の構成、動作および効果は第１の実
施例と同様である。

【００３３】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、例えば、流速センサとしては、発熱部と２つの温度
センサを有するものに限らず、例えば、１つの発熱部を
有し、この発熱部の温度（抵抗）を一定に保つために必
要な発熱部に対する供給電力から流速を求めたり、一定
電流または一定電力で発熱部を加熱し、発熱部の温度
（抵抗）から流速を求めるものでも良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のガスメータ
によれば、所定の時間毎に間欠的に駆動される流速セン
サと、この流速センサの出力に基づいて所定の時間毎の
通過ガス量を演算する演算手段と、この演算手段によっ
て演算された通過ガス量を上限値以下で積算し、積算値
が上限値に達したときに、演算手段によって演算された
通過ガス量を出力する緩衝手段と、この緩衝手段から出
力される通過ガス量を積算して積算流量を求める積算手
段とを備えたガスメータにおいて、緩衝手段における上
限値を、演算手段によって演算される通過ガス量の最大
値に応じて設定するようにしたので、実際の流量が零の
ときに圧力変動等の外乱によって演算手段から大きな通
過ガス量が出力された場合でも、ガスメータの積算流量
として誤積算されることがなく、圧力変動等の外乱の影
響による誤計測を防止することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るガスメータの回路
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係るガスメータの構成
を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係るガスメータの回路
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

３０ フローセンサ ４５ 流量演算部 ４６ バッファ部 ４７ 流量積算部 ５１ 表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の時間毎に間欠的に駆動され、ガス
   の流速に応じた信号を出力する流速センサと、 この流速センサの出力に基づいて所定の時間毎の通過ガ
   ス量を演算する演算手段と、 この演算手段によって演算される通過ガス量の最大値に
   応じて上限値が設定され、前記演算手段によって演算さ
   れた通過ガス量を上限値以下で積算し、積算値が上限値
   に達したときに、前記演算手段によって演算された通過
   ガス量を出力する緩衝手段と、 この緩衝手段から出力される通過ガス量を積算して積算
   流量を求める積算手段とを具備することを特徴とするガ
   スメータ。
2. 【請求項２】 所定の時間毎に間欠的に駆動され、ガス
   の流速に応じた信号を出力する流速センサと、 この流速センサの出力に基づいて所定の時間毎の通過ガ
   ス量を演算する演算手段と、 この演算手段によって演算された通過ガス量を上限値以
   下で積算し、積算値が前記上限値に達したときに、前記
   演算手段によって演算された通過ガス量を出力する緩衝
   手段と、 この緩衝手段から出力される通過ガス量を積算して積算
   流量を求める積算手段と、 前記演算手段によって演算された通過ガス量の最大値に
   基づいて、前記緩衝手段における前記上限値を設定する
   上限値設定手段とを具備することを特徴とするガスメー
   タ。