JPH11108716A

JPH11108716A - ガス計量装置

Info

Publication number: JPH11108716A
Application number: JP26712897A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Harada; 鋭博原田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス流速の測定に基づいてガス使用量を計量
できるものであって、格別な入力手段を備えることな
く、必要な情報を入力できるようにしたガス計量装置を
提供する。【解決手段】計量手段１５ａ１１が、一対の振動子間
で送受する超音波信号の伝搬時間を利用してガス供給路
のガス流速を計測する流速計測手段１５ａ１１１を有
し、この計測した流速に基づいてガス流量を求め、この
ガス流量を積算してガス使用量を計量する。パターンデ
ータ生成手段１５ａ１２が、振動子が受信した音波信号
に基づいてパターンをデータ化したパターンデータを生
成する。一方、基準データ記憶手段１５ａ３１が、入力
すべき複数の情報にそれぞれ対応して予め定めた複数の
基準データを記憶している。情報入力判定手段１５ａ１
３が、生成したパターンデータと記憶されている基準デ
ータとを比較し両者の一致により基準データに対応する
情報が入力されたことを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス使用量を計量す
るガス計量装置に係り、特に、ガス供給に当たって使用
される各種の機能を内蔵したガス計量装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のガス計量装置は一般にマ
イコンガスメータと称され、ガス供給に当たって使用さ
れる各種の機能として、保安上重要な機能の他に、消費
者の利便性のための機能やＬＰガス販売業者の合理化の
ための機能が内蔵されている。出荷時のマイコンメータ
には、標準世帯に適した機能が選択されて設定されてい
るが、世帯によっては、設定を変更しなければならない
ことがある。

【０００３】そこで、このような状況となったときに、
設定の一部を修正するための情報を入力する携帯可能な
設定器を予め用意しておき、設定のし直しが必要になっ
たとき、検針値や異常状態を遠隔の管理センタに通報す
るためマイコンガスメータに接続した通信ラインを外
し、それに代えて設定器を接続することによって、設定
器から設定データを入力して設定のし直しを行うことが
行われていた。

【０００４】また、マイコンガスメータには、各種のス
イッチ手段が設けられ、このスイッチ手段の操作によっ
てスイッチ信号を入力し、このスイッチ信号に応じた動
作を行わせるようになっている。例えば、マイコンガス
メータの設置時に試験的に内蔵の遮断弁をテスト遮断さ
せるためのテスト遮断スイッチは、だれでもが操作でき
ると危険であるため、特殊スイッチによって構成され、
ガス販売業者など特定の人が所持する操作用マグネット
によってのみ操作できるようになっている。更に、ＬＰ
ガス容器を交換したときに、容器を交換したことによっ
て容器残量が最大値になったことに伴う処理を行うため
の容器交換スイッチも設けられている。

【０００５】ところで、マイコンガスメータとしては、
膜式ガスメータと呼ばれ、ガス流入口に流入しガス流出
口から流出するガスを計量する膜式計量部を有し、一定
流量が流れる毎に切替弁が切り替わって隔膜で仕切られ
た部屋へ交互にガスを流入して既にガスが満たされてい
る部屋のガスを排出することによって隔膜を往復運動さ
せ、この隔膜の往復動に連動してカウンタからなる計量
表示部を駆動させる構成のものが一般に使用されてい
る。

【０００６】この膜式のガスメータはさらに、流量信号
発生手段が発生する流量信号に基づいてガス流量を積算
したり、流量信号に基づいてガス流量を監視してガス流
の異常を検出したり、この異常検出に基づいて遮断弁を
動作させてガス供給路を遮断したり、積算した積算流量
値を外部に送出したり、遮断弁を動作させてガス供給路
を遮断させる信号を外部から受信するなどの各種の機能
も備えられている。

【０００７】なお、計量動作に上述したような機械動作
を伴う膜式ガスメータでは、構造が大きくなる他、機械
動作部分の摩耗などの耐久性などの観点から問題があっ
た。そこで、ガス流速を超音波を利用して計測し、この
ガス流速とガス供給路の断面積との積によってガス流量
を求め、このガス流量を積算してガス使用量を計量する
ように構成した電子ガスメータと称されるものが検討さ
れるようになってきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
に、設定のし直しを行うための設定器を予め用意する必
要のあるガス計量装置では、その分システムとしてのコ
ストをアップする他、設定器なしには設定のし直しが不
可能であるため作業者は設定器を常に携帯していなけれ
ばならなかった。また、設定のし直しが必要なときに通
信ラインに代えて設定器を接続することが必要であるた
め設定のし直し作業が極めて面倒であるなどの多くの難
点があった。

【０００９】更に、マイコンガスメータに内蔵の遮断弁
をテスト遮断するための特殊な操作スイッチ、ＬＰガス
容器の交換に伴って操作される容器交換スイッチなど
と、これらのスイッチに関連した回路が必要である他、
特にテスト遮断スイッチについては、これを操作するた
めに作業者は特別な操作具を常に携帯していなければな
らないため、装置や運用のコストアップを招く他、装置
を大型化する一因にもなっていた。

【００１０】そこで、超音波を利用したガス流速の測定
に基づいてガス使用量を計量する新規のガス計量装置の
開発に当たっては、面倒な作業無しに、或いは、設定器
や入力手段なしに、設定のし直しのための設定データな
ど必要な情報の入力を行うことのできることが求められ
ている。

【００１１】よって本発明は、上述した状況に鑑み、超
音波を利用したガス流速の測定に基づいてガス使用量を
計量できるものであって、面倒な作業無しに、必要な情
報を入力できるようにしたガス計量装置を提供すること
を課題としている。

【００１２】本発明はまた、上述した状況に鑑み、超音
波を利用したガス流速の測定に基づいてガス使用量を計
量できるものであって、面倒な作業無しに又は格別な入
力手段を備えることなく、各種の機能を設定し直すため
に必要な情報を入力できるようにしたガス計量装置を提
供することを課題としている。

【００１３】本発明は更にまた、上述した状況に鑑み、
超音波を利用したガス流速の測定に基づいてガス使用量
を計量できるものであって、格別な入力手段を備えるこ
となく、遮断弁のテスト遮断を行わせるのに必要な情報
を入力できるようにしたガス計量装置を提供することを
課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
成された請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示
すように、ガス供給路に流れ方向に離間して設けられ、
一方から発信された超音波信号を他方にて受信する一対
の振動子１４ａ，１４ｂと、前記振動子間の超音波信号
伝搬時間を計測し、該計測した超音波信号伝搬時間に基
づいてガス供給路に流れるガス流の流速を計測する流速
計測手段１５ａ１１１とを有し、該流速計測手段によっ
て計測した流速に基づいてガス流量を求め、該求めたガ
ス流量を積算してガス使用量を計量する計量手段１５ａ
１１と、該計量手段の前記振動子が音波信号を受信して
発生する信号に基づいて信号パターンをデータ化したパ
ターンデータを生成するパターンデータ生成手段１５ａ
１２と、入力すべき複数の情報にそれぞれ対応して予め
定めた複数の基準データを記憶した基準データ記憶手段
１５ａ３１と、前記パターンデータ生成手段が生成した
パターンデータと前記基準データ記憶手段に記憶されて
いる基準データとを比較し両者の一致により前記基準デ
ータ記憶手段に記憶されている基準データに対応する情
報が入力されたことを判定する情報入力判定手段１５ａ
１３とを備えることを特徴とするガス計量装置に存す
る。

【００１５】請求項１記載のガス計量装置においては、
計量手段１５ａ１１が、一方から発信された超音波信号
を他方にて受信する一対の振動子１４ａ，１４ｂ間の超
音波信号伝搬時間を計測し、該計測した超音波信号伝搬
時間に基づいてガス供給路に流れるガス流の流速を計測
する流速計測手段１５ａ１１１を有し、この流速計測手
段によって計測した流速に基づいてガス流量を求め、該
求めたガス流量を積算してガス使用量を計量する。パタ
ーンデータ生成手段１５ａ１２が、計量手段の振動子が
音波信号を受信して発生する信号に基づいて信号パター
ンをデータ化したパターンデータを生成する。一方、基
準データ記憶手段１５ａ３１が、入力すべき複数の情報
にそれぞれ対応して予め定めた複数の基準データを記憶
している。情報入力判定手段１５ａ１３が、ターンデー
タ生成手段が生成したパターンデータと基準データ記憶
手段に記憶されている基準データとを比較し両者の一致
により基準データ記憶手段に記憶されている基準データ
に対応する情報が入力されたことを判定する。

【００１６】よって、配管を叩くなど何らかの方法によ
って音波信号を発生させ、これを振動子に受信させ、パ
ターンデータ生成手段１５ａ１２の生成するパターンデ
ータが基準データ記憶手段に記憶されている基準データ
と一致するようにすることで、基準パターンに対応する
情報を入力することができる。

【００１７】上記課題を解決するため成された請求項２
記載の発明は、請求項１記載のガス計量装置において、
前記パターンデータ生成手段が、前記振動子間で行う超
音波信号の送受と異なるタイミングで信号の有無を検出
し、該検出した信号の有無に対応すたパターンデータを
生成することを特徴とするガス計量装置に存する。

【００１８】請求項２記載のガス計量装置においては、
ターンデータ生成手段１５ａ１２が振動子間で行う超音
波信号の送受と異なるタイミングで信号の有無を検出
し、この検出した信号の有無に対応したパターンデータ
を生成しているので、超音波信号を利用した流量による
計量動作の影響を受けることなく、基準パターンに対応
する情報を入力することができる。

【００１９】上記課題を解決するため成された請求項３
記載の発明は、請求項１記載のガス計量装置において、
前記パターンデータ生成手段が、前記振動子間で行う超
音波信号の送受により前記振動子が受信する信号を除去
するフィルタ手段１５ｍを有し、該フィルタ手段を介し
て入力した信号の有無に対応したパターンデータを生成
することを特徴とするガス計量装置に存する。

【００２０】請求項３記載のガス計量装置においては、
パターンデータ生成手段が、振動子間で行う超音波信号
の送受により振動子が受信する信号を除去するフィルタ
手段１５ｍを有し、フィルタ手段を介して入力した信号
の有無に対応したパターンデータを生成するので、超音
波信号を利用した流量による計量動作の影響を受けるこ
となく、基準パターンに対応する情報を計量動作と同時
に入力することができる。

【００２１】上記課題を解決するため成された請求項４
記載の発明は、請求項１〜３記載のいずれかに記載のガ
ス計量装置において、各種の機能の動作を実行する機能
手段１５ａ１４と、該機能手段の動作を制御するための
制御データを記憶した制御データ記憶手段１５ａ３２
と、前記情報入力判定手段により判定した入力情報が制
御データの設定のし直しに関するものであるとき、入力
情報に応じた設定のし直し動作を自動的に行う設定し直
し手段１５ａ１５とをさらに備えることを特徴とするガ
ス計量装置に存する。

【００２２】請求項４記載のガス計量装置においては、
情報入力判定手段１５ａ１２により判定した入力情報が
機能手段１５ａ１４が実行する各種の機能の動作を制御
するため制御データ記憶手段１５ａ３２に記憶されてい
る制御データの設定のし直しに関するものであるとき、
設定し直し手段１５ａ１５が入力情報に応じた設定のし
直し動作を自動的に行うので、制御データの設定し直し
を簡単に行うことができる。

【００２３】上記課題を解決するため成された請求５記
載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のガス計量
装置において、前記情報入力判定手段により判定した入
力情報がスイッチ操作に関するものであるとき、当該ス
イッチ操作に対応する動作をさせる制御手段１５ａ１６
をさらに備えることを特徴とするガス計量装置に存す
る。

【００２４】請求項５記載のガス計量装置においては、
情報入力判定手段１５ａ１３により判定した入力情報が
スイッチ操作に関するものであるとき、制御手段１５ａ
１６がそのスイッチ操作に対応する動作をさせるので、
スイッチを設けることなく、動作を行わせることができ
る。

【００２５】上記課題を解決するため成された請求項６
記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のガス計
量装置において、弁閉によってガス供給路を通じてのガ
ス供給を遮断する遮断弁１１を備え、前記制御手段が、
前記情報入力判定手段により判定した入力情報がテスト
遮断に関するものであるとき、前記遮断弁を遮断させる
ことを特徴とするガス計量装置に存する。

【００２６】請求項６記載のガス計量装置においては、
情報入力判定手段１５ａ１３により判定した入力情報が
テスト遮断に関するものであるとき、制御手段１５ａ１
６が遮断弁１１を弁閉させてガス供給路を通じてのガス
供給を遮断するので、スイッチを設けることなく、テス
ト遮断を行うことができる。

【００２７】上記課題を解決するため成された請求項７
記載の発明は、ガス供給路に流れ方向に離間して設けら
れ、一方から発信された超音波信号を他方にて受信する
一対の振動子１４ａ，１４ｂと、前記振動子間の超音波
信号伝搬時間を計測し、該計測した超音波信号伝搬時間
に基づいてガス供給路に流れるガス流の流速を間欠的に
計測する流速計測手段１５ａ１１１とを有し、該流速計
測手段によって計測した流速に基づいてガス流量を求
め、該求めたガス流量を積算してガス使用量を計量する
計量手段１５ａ１１と、該計量手段において求めたガス
流量を補正するため、前記ガス供給路に連通したガス流
のない場所に設置された第３の振動子１４ｃと、該第３
の振動子が音波信号を受信して発生する信号に基づいて
信号パターンをデータ化したパターンデータを生成する
パターンデータ生成手段１５ａ１２と、入力すべき複数
の情報にそれぞれ対応して予め定めた複数の基準データ
を記憶した基準データ記憶手段１５ａ３１と、前記パタ
ーンデータ生成手段が生成したパターンデータと前記記
憶手段に記憶されている基準データとを比較し両者の一
致により前記記憶手段に記憶されている基準データに対
応する情報が入力されたことを判定する情報入力判定手
段１５ａ１３とを備えることを特徴とするガス計量装置
に存する。

【００２８】請求項７記載のガス計量装置においては、
一方から発信された超音波信号を他方にて受信する一対
の振動子１４ａ，１４ｂ間の超音波信号伝搬時間を計測
し、該計測した超音波信号伝搬時間に基づいてガス供給
路に流れるガス流の流速を計測し、この計測した流速に
基づいてガス流量を求め、該求めたガス流量を積算して
ガス使用量を計量する。計量手段において求めたガス流
量を補正するため、ガス供給路に連通したガス流のない
場所に設置された第３の振動子１４ｃが音波信号を受信
して発生する信号に基づいてパターンデータ生成手段１
５ａ１２が、号パターンをデータ化したパターンデータ
を生成する。情報入力判定手段１５ａ１３が、ターンデ
ータ生成手段が生成したパターンデータと基準データ記
憶手段１５ａ３１に記憶されている基準データとを比較
し両者の一致により基準データ記憶手段に記憶されてい
る基準データに対応する情報が入力されたことを判定す
る。

【００２９】よって、配管を叩くなど何らかの方法によ
って音波信号を発生させ、これを計量動作に直接関係の
ない振動子に受信させ、パターンデータ生成手段１５ａ
１２の生成するパターンデータが基準データ記憶手段に
記憶されている基準データと一致するようにすること
で、計量動作に影響を与えたり、計量動作の影響を受け
ることなく、基準パターンに対応する情報を入力するこ
とができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本形態におけるガス計量装置であ
る電子ガスメータは、図２に示すようなＬＰガス供給設
備に適用されるように構成されている。図中、符号１で
示す電子ガスメータは、ＬＰガス容器２に収容されてい
る高圧のＬＰガスを圧力調整器３により供給圧力に減圧
調整してガス風呂釜４やコンロ５などの燃焼器に供給す
るガス供給路中の配管６に設置されており、燃焼器にお
いて消費されるガスの使用量を計量する。なお、７はガ
スコンロ５などに至る配管に設けられた閉止弁である。

【００３１】電子ガスメータ１は、図３に示すように、
図示しないガス供給路の配管に連通された図示しないガ
ス路に設けられ弁閉によってガス供給を遮断する遮断弁
１１、所定値以上の震度を感知する感震器１２、上記ガ
ス路内の圧力を感知する圧力センサ１３、上記ガス路を
通じて流れるガス流の流速に応じて変化する流速信号を
発生するた超音波式流速センサ１４、及び制御部として
のコントローラ１５を内蔵している。

【００３２】コントローラ１５は予め定められたプログ
ラムに従って動作するマイクロコンピュータ（μＣＯ
Ｍ）１５ａを有する。マイクロコンピュータ１５ａは、
周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処
理や制御などを行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１５ａ
１、ＣＰＵのためのプログラム等を格納した読み出し専
用のメモリであるＲＯＭ１５ａ２と、各種のデータを格
納するとともにＣＰＵの処理作業に必要なエリアを有す
る読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１５ａ３
等を内蔵している。

【００３３】コントローラ１５はまた、遮断弁１１、感
震器１２、圧力センサ１３、流速センサ１４が接続され
るコネクタ１５ｂと、μＣＯＭ１５ａが出力する遮断信
号に応じて遮断弁１１を遮断駆動するための駆動信号を
コネクタ１５ｂを介して出力する遮断弁駆動回路１５ｃ
と、コネクタ１５ｂを介して入力した感震器１２、圧力
センサ１３からの信号をμＣＯＭ１５ａに入力するため
のインタフェース回路１５ｄと、インタフェース回路１
５ｄ及びコネクタ１５ｂをそれぞれ介してμＣＯＭ１５
ａ及び流速センサ１４に接続されμＣＯＭ１５ａのＣＰ
Ｕ１５ａ１の制御下で流速センサ１４を駆動する駆動信
号を送信し、この駆動によって流速センサ１４が発生す
る信号を受信するセンサ回路１５ｅとを有する。

【００３４】コントローラ１５はさらに電子ガスメータ
１の外部にある種々の外部機器が接続される端子台１５
ｆと、この端子台１５ｆを介してμＣＯＭ１５ａと外部
機器との間で信号の授受を行うためのインタフェース回
路１５ｇとを有する。具体的には、コントローラ１５に
は、端子台１５ｆを介して、例えば、宅内に設けられて
ガスメータに関する種々の表示を行うための宅内表示盤
２１、ガスメータに対する種々の遠隔操作を行うための
宅内操作器２２、家屋内において警報レベル以上のガス
を検知して警報を発するガス警報器２３、ガス警報器２
３と同様の機能の他に警報レベル以上のＣＯガスを検知
して警報を発するＣＯ第２ガス警報器・ＣＯ警報器２
４、複数のＬＰガス容器を自動的に切り替える自動切替
式圧力調整器の切替動作に応じた信号を発する自動切替
調整器等２５、電話回線などの公衆回線を介してガス販
売業者の管理センタとの通信を制御するための網制御ユ
ニット（ＮＣＵ）２６が接続される。

【００３５】コントローラ１５はさらにまた、μＣＯＭ
１５ａに接続されガス使用量の積算値や警報などの各種
の情報を表示する液晶表示器（ＬＣＤ）１５ｈと、コン
トローラ１５内の各部に動作電源を供給するリチウム電
池１５ｉとを有するとともに、インタフェース回路１５
ｄを介してμＣＯＭ１５ａに接続された閉弁した遮断弁
１１を開放する際にオン操作される遮断弁開スイッチ１
５ｊ、及び、電池１５ｉの電圧低下をμＣＯＭ１５ａに
おいて監視するためその電圧を検出する電池電圧検出回
路１５ｋを有する。

【００３６】μＣＯＭ１５ａのＣＰＵ１５ａ１は、所定
のプログラムに従って処理を行い、上記超音波式流速セ
ンサ１４及びセンサ回路１５ｅとともにガス計量手段を
構成するとともに、ガスメータ１を通じて流れるガス流
量が所定パターンで変化したとき、所定の情報が入力さ
れたと判断する情報入力判定手段をも構成している。μ
ＣＯＭ１５ａのＣＰＵ１５ａ１は、所定のプログラムに
従って処理を行うことによって、上記機能以外に、合計
流量遮断、増加流量遮断、使用時間遮断、復帰安全確認
中漏洩遮断、ガス漏れ警報器連動遮断、感震器作動遮
断、流量式微少漏洩警告、圧力式微少漏洩警告、調整圧
力異常警告、閉塞圧力異常警告、圧力低下遮断、口火登
録、テスト遮断、自動検針、残量管理など多数の機能を
実行する機能手段として働いている。

【００３７】まず、ガス計量手段について説明すると、
流速センサ１４は、具体的には例えば図４に示すよう
に、ガスメータ１内のガス路１６の途中に流れ方向に
離間して配置された一対の振動子１４ａ及び１４ｂを有
する。センサ回路１５ｅは、μＣＯＭ１５ａの制御の下
で振動子１４ａ，１４ｂの一方を駆動して超音波を発生
させる信号を送信する送信回路１５ｅ１と、一方の振動
子が発生する超音波を受信して他方の振動子が発生する
信号をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５ｅ４を介して受
信し、この受信した信号を例えば増幅してμＣＯＭ１５
ａに対して送出する受信回路１５ｅ２と、μＣＯＭ１５
ａの制御の下で、送信回路１５ｅ１から信号を供給する
振動子と受信回路１５ｅ２に対して信号を供給する振動
子を交互に切り替える切替回路１５ｅ３とを有する。

【００３８】上述した構成のガス計量手段によるガス計
量の原理を以下説明する。今、切替回路１５ｅ３がμＣ
ＯＭ１５ａのＣＰＵの制御の下で、送信回路１５ｅ１の
出力信号を振動子１４ａに供給し、振動子１４ｂの発生
する信号を受信回路１５ｅ２に供給するように切り替え
ているとする。このような状態で、μＣＯＭ１５ａのＣ
ＰＵはトリガ信号を出力してこれを送信回路１５ｅ１に
対して印加する。トリガ信号が印加された送信回路１５
ｅ１はバースト信号を発生してこれを振動子１４ａに供
給し、振動子１４ａに超音波信号を発生させる。振動子
１４ａが発生した超音波信号はガス流中を伝搬して振動
子１４ｂによって受信される。超音波信号を受信した振
動子１４ｂは受信した超音波信号に応じた信号を発生
し、これを受信回路１５ｅ２を介してμＣＯＭ１５ａの
ＣＰＵに供給する。μＣＯＭ１５ａのＣＰＵは、トリガ
信号を出力してから受信回路１５ｅ２から信号を受信す
るまでの時間を計測し、この計測した時間からガス流の
流速を以下のようにして求める。

【００３９】今、静止ガス中での音の伝搬速度をｃ、ガ
ス流の流速をｖとすると、ガス流の順方向の超音波の伝
搬速度は（ｃ＋ｖ）となる。振動子１４ａ及び１４ｂ間
の距離をＬとすると、振動子１４ａの発した超音波が振
動子１４ｂに到達する時間Ｔは、Ｔ=Ｌ／（ｃ＋ｖ）（１）となり、（１）式よりｖ=Ｌ／Ｔ−ｃ（２）となり、Ｌが既知であるときには、Ｔを計測することに
よって流速ｖを求めることができる。

【００４０】流速ｖが求められたときには、流量Ｑはガ
ス路１６の断面積をＳ、補正係数をＫとすると、Ｑ=ＫＳｖ（３）となり、瞬時流量が求められる。

【００４１】従って、この流量Ｑを求める毎に、この流
量Ｑに前回求めた時間からの経過時間を乗じた値を積算
することによって、積算したガス供給量、すなわち、ガ
ス使用量を求めることができる。なお、ガス使用量をよ
り正確に求めるには、流量Ｑの大きいときに短い周期
で、小さいときには長い周期で流速を計測して流量Ｑを
求めればよい。

【００４２】なお、流速ｖを求めるための上記（２）式
には、音の伝搬速度ｖが定数として入っているが、音の
伝搬速度ｖは温度によって変化するため、この値を常温
時の固定値とすると、ガス温度が常温と異なるときには
流速の計測に誤差が生じるので、温度要因を別途計測し
て補正係数Ｋを補正することを必要とする。この点、図
４の構成においては、切替回路１５ｅ３がμＣＯＭ１５
ａ内の図示しないＣＰＵの制御の下で切り替えることに
よって、送信回路１５ｅ１の出力信号を振動子１４ｂに
供給させ、振動子１４ａの発生する信号を受信回路１５
ｅ２に供給させる。従って、このような状態では、ガス
流と逆方向の超音波の到達時間を計測することができ
る。

【００４３】今、順方向での到達時間すなわち超音波信
号伝搬時間をＴ１、逆方向での到達時間すなわち超音波
信号伝搬時間をＴ２とすると、Ｔ１=Ｌ／（ｃ＋ｖ）（４）Ｔ２=Ｌ／（ｃ−ｖ）（５）となり、（４）、（５）式よりｖ=Ｌ／２（１／Ｔ１−１／Ｔ２）（６）となり、Ｌが既知であるときには、Ｔ１及びＴ２を計測
することによって流速ｖを求めることができる。なお、
（４）、（５）式からはｃ＝Ｌ／２（１／Ｔ１＋１／Ｔ
２）が求まるので、このｃから温度を求めて流量の式、
Ｑ=ＫＳｖ中の温度に左右される係数Ｋの値を温度によ
って補正することができる。

【００４４】次に、情報入力判定手段として働くμＣＯ
Ｍ１５ａのＣＰＵ１５ａ１が行う処理について図４を参
照して説明する。μＣＯＭ１５ａのＣＰＵは、情報入力
判定手段として働くために、送信回路１５ｅ１が発生す
るバースト信号によって一方の振動子が超音波信号を発
生してから一定時間経過した後、他方の振動子が音波信
号を受信して発生する信号に基づいて信号パターンをデ
ータ化したパターンデータ、すなわち、信号の有無を示
すパターンデータを生成する。このパターンデータの生
成は、振動子間で超音波信号の送受が行われている期間
を除いて常時、受信回路１５ｅ２の出力信号を比較的短
い周期で監視することによって行う。なお、送信回路１
５ｅ１はトリガ信号が印加されたときのみバースト信号
を発生するが、受信回路１５ｅ２は切り替え回路１５ｅ
３及びＨＰＦ１５ｅ４を介して接続された受信側となっ
ている振動子からの信号を監視し、信号の有り無しによ
ってパターンデータを生成する。

【００４５】なお、図４の回路構成では、超音波信号と
それ以外の信号の両方がμＣＯＭ１５ａの同じポートに
入力され、μＣＯＭ１５ａ側で超音波信号による信号か
それ以外の信号かを判断するようになっているが、超音
波信号による信号が入力される可能性のあるタイミング
ではそれ以外の信号を入力して読み込むことができな
い。

【００４６】図５は図４の回路構成による制約を解消し
たもので、図４の回路のＨＰＦ１５ｅ４の入力側から信
号を分岐し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５ｍ及び受
信回路１５ｎを介してμＣＯＭ１５ａの別個の入力ポー
トに入力するようにしている。このように超音波信号を
除く信号をＬＰＦ１５ｍによって抽出してμＣＯＭ１５
ａによって監視できるようにすることによって、超音波
信号が発生されているときでも、超音波信号による信号
の存在に無関係にそれ以外の信号を常時監視し、信号パ
ターンに基づくパターンデータを生成することができる
ようになっている。

【００４７】μＣＯＭ１５ａのＣＰＵは、図６に示すよ
うに、超音波信号による信号以外の信号を入力すると、
信号の大きさが予め定めた閾値Ｓth以上であるかどうか
を判断し、閾値Ｓth未満であるとき２進値の０を、閾値
Ｓth以上であるとき２進値の１をそれぞれ当てはめてパ
ターンデータの生成を行う。図示の例では、ガスメータ
１の近傍の配管を叩いて雑音を発生させることによっ
て、超音波信号による以外の信号を入力することができ
るので、入力すべき情報に対応して配管を叩くパターン
を予め定めておくことによって、配管を叩く道具さえあ
れば、特別な操作具なしに、設定のし直しや操作情報の
入力を行うことができる。

【００４８】なお、配管を叩くことで予め定めたパター
ンに等しい信号を発生することが難しいときには、選択
キーによって各種のパターンの振動を発生することので
きる設定器を用意し、これをガスメータのケースに当接
して所定のパターンの信号を発生させ、この振動による
雑音信号によって情報を入力するようにすることもでき
る。何れにしても、ガスメータに何等の結線も行わなく
ても必要な情報を入力することができるので、作業性の
改善が図られる。

【００４９】なお、配管を叩いて情報を入力する場合に
は、上記以外に叩く間隔を２進値の１、０に対応させる
などの種々の方法が考えられるが、通常の使用状態では
考えられないものが用意される。

【００５０】また、上述の実施の形態では、超音波信号
の送受を行う一対の振動子を利用して情報を入力するよ
うにしているが、図７に示すように、一対の振動子１４
ａ，１４ｂ間の超音波信号伝搬速度によって流速を計測
し、この計測した流速によって流量を求める際の係数Ｋ
の温度補正を行うため、ガス供給路には連通しているが
ガス流のない場所に設けた振動子１４ｃを利用すること
もできる。この振動子１４ｃは、一定距離Ｌ₀離れた壁
面に向けてて配置され、壁面に向けて発射した超音波が
壁面で反射して戻ってくる時間Ｔ３を計測して、ＲＡＭ
１５ａ３に記憶した時間Ｔ３と温度との関係テーブルを
参照して温度を決定し、この決定した温度によって温度
と係数Ｋとの関係テーブルを参照して係数Ｋを決定する
ために利用される。

【００５１】次に、この生成されたパターンデータが有
意のデータであるかどうかを判断するため、予め定めた
複数の基準データのどれと一致するかを判断し、一致し
ているときには基準データに対応する情報が入力された
と判断する。複数の基準データは、μＣＯＭ１５ａ内の
ＲＡＭ１５ｃ或いはＲＯＭ１５ｂ内に、入力すべき複数
の情報にそれぞれ対応じて格納されている。

【００５２】入力すべき情報として各種のものが考えら
れ、大別すると、遮断弁をテスト遮断させるための特殊
スイッチであるテストスイッチの操作に代わる操作情報
と、ガスメータの機能を設定し直すに当たって行う選択
・設定の項目情報とからなる。後者の項目情報として
は、機能を部分停止するもの、機能を停止するもの、機
能を新たに選択するものとその内訳を示すものとがあ
る。

【００５３】具体的には、機能を部分停止し内容を設定
し直す項目として、合計流量遮断、増加流量遮断の機能
を部分停止して、流量遮断の設定範囲の下限値を引き上
げる設定を行う項目、使用時間遮断の機能を部分停止し
て、特定の流量区分の遮断値を一定値に固定する項目、
特定の条件のもとで使用時間を無制限に延長する項目、
特定の世帯を対象に警報器未接続検知機能を停止する項
目がある。機能を停止する項目としては、圧力微少漏洩
警告、調整圧力異常警告、閉塞圧力異常警告の機能を停
止する項目がある。最後に、機能を新たに選択するため
のものとしては、口火登録を選択して流量式微少漏洩警
告機能に対応した口火流量を登録する項目、遮断弁遠隔
開閉機能を選択して宅内操作器と宅内表示器のＨライン
切替を設定する項目がある。

【００５４】以上概略説明したμＣＯＭ１５ａのＣＰＵ
１５ａ１の動作の詳細を、ＣＰＵ１５ａ１が行う処理を
示す図８及び図１０のフローチャートを参照して以下説
明する。ＣＰＵ１５ａ１は例えば電源の投入によって動
作を開始し、その最初のステップＳ１において、ＲＡＭ
１５ａ３のワークエリアに形成されたΔＴタイマがタイ
ムオーバとなったか否かを判定し、この判定がＹＥＳに
なると、次のステップＳ２に進んで流量検出処理を行
う。

【００５５】この流量検出処理では、ＣＰＵ１５ａ１が
送信回路１５ｅ１に超音波を発生させる信号を送信し、
これに先立ち切替回路１５ｅ３を切り替えて、振動子１
４ａ，１４ｂの一方を送信回路１５ｅ１からの信号によ
って駆動されて超音波を発生する振動子として働かせ、
他方を一方の振動子が発生する超音波を受信し信号を発
生してこれを受信回路１５ｅ２に供給する振動子として
働かせ、これを交互に行わせる。そして、ＣＰＵ１５ａ
１は、振動子に超音波を発生させる信号の出力から超音
波の受信までの時間を両方向について測り、この時間か
ら流速を計測し、この計測した流速に基づいてガス流量
Ｑを求める。

【００５６】次に、ステップＳ３に進んでステップＳ２
において求めたガス流量Ｑが０以上Ｑ₁未満であるか否
かを判定し、このステップＳ３の判定がＮＯのときには
ステップＳ４に進んでガス流量ＱがＱ₁以上Ｑ₂未満で
あるか否かを判定し、このステップＳ４の判定がＮＯの
ときには順次同様の判定を行い、最終的にはステップＳ
５に進んでＱ_n-1以上Ｑ_n未満であるか否かを判定し、
ステップＳ５の判定もＮＯのときにはステップＳ６に進
んでΔＴタイマをスタートさせる。

【００５７】上記ステップＳ３の判定がＹＥＳのときに
はステップＳ３ａに進んでΔＴタイマ時間としてΔＴ₁
を設定してからステップＳ６に進んでΔＴタイマをスタ
ートさせる。また、ステップＳ４の判定がＹＥＳのとき
にはステップＳ４ａに進んでΔＴタイマ時間としてΔＴ
₂を設定してからステップＳ６に進んでΔＴタイマをス
タートさせる。更に、ステップＳ５の判定がＹＥＳのと
きにはステップＳ５ａに進んでΔＴタイマ時間としてΔ
Ｔ_nを設定してからステップＳ６に進んでΔＴタイマを
スタートさせる。

【００５８】上記ステップＳ３、Ｓ３ａ、Ｓ４、Ｓ４
ａ、Ｓ５、Ｓ５ａにおいては、流量の大きさに応じて流
速を計測する周期を短くするためのもので、流量と周期
の関係を示すと、図９に示すようになる。

【００５９】ステップＳ６においてΔＴタイマをスター
トさせた後、上記ステップＳ１に戻る。このときステッ
プＳ１の判定がＮＯになると、ステップＳ７に進んで受
信回路１５ｅ２の出力信号ＳがＳth以上であるか否かを
判定し、判定がＹＥＳのときにはステップＳ８に進んで
流量パターンデータＤとして１をセットしてからステッ
プＳ１０のパターン認識処理に進む。また、ステップＳ
７の判定がＮＯのときにはステップＳ９に進んで流量パ
ターンデータＤとして０をセットしてからステップＳ１
０のパターン認識処理に進む。

【００６０】ステップＳ１０のパターン認識処理の具体
的な処理は例えば図１０のフローチャートに示すように
行われ、その最初のステップＳ１０１において、パター
ン化が開始済みであるか否かを判定する。この判定はパ
ターン化開始タイマ（ｔ）がスタートしているか否かに
よって行い、判定がＮＯのときにはステップＳ１０２に
進んでＤが１であるか否かを判定する。このステップＳ
１０２の判定がＮＯのときには図８のフローチャートに
戻る。ステップＳ１０２の判定がＹＥＳ、すなわち、Ｄ
が１であるときにはステップＳ１０３に進んでパターン
化開始タイマ（ｔ）をスタートさせてからステップＳ１
０４に進む。このパターン化開始タイマ（ｔ）は、流量
パターンデータを受け入れ可能な時間を一定時間Ｎに制
限するためのものである。なお、ステップＳ１０１の判
定がＹＥＳのとき、すなわち、パターン化開始済みであ
るときにはステップＳ１０１〜Ｓ１０３を飛ばしてステ
ップＳ１０４に進む。

【００６１】ステップＳ１０４においては、パターン化
開始タイマ（ｔ）の時間がＮになっているか否かを判定
し、この判定がＮＯのときにはステップＳ１０５に進ん
で上記ステップＳ８又はＳ９においてセットしたパター
ンデータＤをデータ列に加えてから図８のフローチャー
トに戻る。ステップＳ１０４の判定がＹＥＳになると、
すなわち制限時間Ｎになると、ステップＳ１０６に進ん
でデータ列すなわちパターンデータが基準データ１に等
しいか否かを判定し、判定がＮＯのときにはステップＳ
１０７に進んでパターンデータが基準データ２に等しい
か否かを判定し、このステップＳ１０７の判定がＮＯの
ときには順次同様の判定を行い、最終的にはステップＳ
１０８に進んで基準データｎ入力等しいか否かを判定
し、この判定もＮＯのときには図８のフローチャートに
戻る。

【００６２】上記ステップＳ１０６の判定がＹＥＳのと
きにはステップＳ１０６ａに進んで選択・設定の項目１
を指定する情報が入力されたと判断し、この項目１に関
する設定を自動的に行ってから図８のフローチャートに
戻る。また、ステップＳ１０７の判定がＹＥＳのときに
はステップＳ１０７ａに進んで項目２を指定する情報の
入力があったと判断し、この項目２に関する設定を自動
的に行った後図８のフローチャートに戻る。更に、ステ
ップＳ１０８の判定がＹＥＳのときにはステップＳ１０
８ａに進んで項目ｎを指定する情報の入力があったと判
断し、項目ｎに関する設定を自動的に行ってから図８の
フローチャートに戻る。なお、テスト遮断に関する情報
の入力の項目１〜ｎのなかの１つとして判断することに
よって、その項目の基準データに対応するパターンデー
タがあったときには遮断弁に対してテスト遮断を行わせ
る遮断信号を出力する。

【００６３】また、上述の実施の形態では、情報入力の
ためのパターンとして幾つかを例示したが、他の任意の
パターンによっても入力することができ、例えば一定回
数以上継続する信号の存在によって２進値の１を、それ
以下の回数の信号の存在によって０をそれぞれ入力でき
るようにすることで、信号数は増えるが間違いのない情
報入力が可能になる。

【００６４】更に、設定し直し項目が既知であるので、
設定内容も含めて項目の全てに番号を付し、この番号を
指定する情報を入力することで設定のし直しを行うよう
にしてもよい。この場合、テスト遮断も項目の１つとし
て設定することも可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、配管などを叩いたりして音波信号を加えるこ
とにより得たパターンデータを基準データと一致させる
ことで、基準パターンに対応する情報を入力することが
できるので、超音波信号を利用して測定したガス流速に
基づいてガス使用量を計量できるものであって、超音波
信号の受信を行う振動子に音波信号を受信させてえいる
ので、面倒な作業無しに又は格別な入力手段を備えるこ
と無しに、必要な情報を入力できる。

【００６６】また、請求項２記載の発明によれば、振動
子間で行う超音波信号の送受と異なるタイミングで信号
の有無を検出し、この検出した信号の有無に対応したパ
ターンデータを生成しているので、超音波信号を利用し
た流量による計量動作の影響を受けることなく、基準パ
ターンに対応する情報を入力することができる。

【００６７】更に、請求項３記載の発明によれば、振動
子間で行う超音波信号の送受により振動子が受信する信
号を除去して入力した信号の有無に対応したパターンデ
ータを生成するので、超音波信号を利用した流量による
計量動作の影響を受けることなく、基準パターンに対応
する情報を計量動作と同時に入力することができる。。

【００６８】請求項４記載の発明によれば、入力情報が
実行する各種の機能の動作を制御するための制御データ
の設定のし直しに関するものであるとき、面倒な作業無
しに又は格別な入力手段を備えることなく、各種の機能
を設定し直すために必要な情報を入力でき、入力情報に
応じた設定のし直し動作を自動的に行うので、制御デー
タの設定し直しを簡単に行うことができる。

【００６９】請求項５記載の発明によれば、入力情報が
スイッチ操作に関するものであるとき、そのスイッチ操
作に対応する動作をさせるので、スイッチを設けること
なく、動作を行わせることができる。

【００７０】請求項６記載の発明によれば、入力情報が
テスト遮断に関するものであるとき、格別な入力手段を
備えることなく、遮断弁のテスト遮断を行わせるのに必
要な情報を入力でき、遮断弁を弁閉させてガス供給路を
通じてのガス供給を遮断するので、スイッチを設けるこ
となく、テスト遮断を行うことができる。

【００７１】請求項７記載の発明によれば、配管を叩く
など何らかの方法によって音波信号を発生させ、これを
計量動作に直接関係のない振動子に受信させ、パターン
データが基準データと一致するようにすることで、計量
動作に影響を与えたり、計量動作の影響を受けることな
く、基準パターンに対応する情報を入力することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス計量装置の基本構成を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明によるガス計量装置が適用されるガス供
給設備を示すである。

【図３】本発明によるガス計量装置の一実施の形態を示
す回路構成図である。

【図４】図３において構成されているガス計量手段の具
体的な構成例を示す図である。

【図５】図３において構成されているガス計量手段の他
の具体的な構成例を示す図である。

【図６】流量パターンデータの生成のし方の例を示す説
明図である。

【図７】図３において構成されているガス計量手段の一
部分の他の構成例を示す図である。

【図８】図３のμＣＯＭ中のＣＰＵが行う処理を示すフ
ローチャートである。

【図９】流量に応じて流速の計測周期を変える様子を示
す説明図である。

【図１０】図８中の処理の具体例を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１１遮断弁１４ａ，１４ｂ一対の振動子１４ｃ第３の振動子１５ａ１１ガス計量手段（ＣＰＵ）１５ａ１１１流速計測手段（ＣＰＵ，振動子）１５ａ１２パターンデータ生成手段（ＣＰＵ）１５ａ１３情報入力判定手段（ＣＰＵ）１５ａ１４機能手段（ＣＰＵ）１５ａ１５設定し直し手段（ＣＰＵ）１５ａ１６制御手段（ＣＰＵ）１５ａ３１基準データ記憶手段（ＲＡＭ）１５ａ３２制御データ記憶手段（ＲＡＭ）１５ｍフィルタ手段（ＬＰＦ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス供給路に流れ方向に離間して設けら
れ、一方から発信された超音波信号を他方にて受信する
一対の振動子と、前記振動子間の超音波信号伝搬時間を
計測し、該計測した超音波信号伝搬時間に基づいてガス
供給路に流れるガス流の流速を計測する流速計測手段と
を有し、該流速計測手段によって計測した流速に基づい
てガス流量を求め、該求めたガス流量を積算してガス使
用量を計量する計量手段と、該計量手段の前記振動子が音波信号を受信して発生する
信号に基づいて信号パターンをデータ化したパターンデ
ータを生成するパターンデータ生成手段と、入力すべき複数の情報にそれぞれ対応して予め定めた複
数の基準データを記憶した基準データ記憶手段と、前記パターンデータ生成手段が生成したパターンデータ
と前記基準データ記憶手段に記憶されている基準データ
とを比較し両者の一致により前記基準データ記憶手段に
記憶されている基準データに対応する情報が入力された
ことを判定する情報入力判定手段とを備えることを特徴
とするガス計量装置。
【請求項２】前記パターンデータ生成手段は、前記振
動子間で行う超音波信号の送受と異なるタイミングで信
号の有無を検出し、該検出した信号の有無に対応したパ
ターンデータを生成することを特徴とする請求項１記載
のガス計量装置。
【請求項３】前記パターンデータ生成手段は、前記振
動子間で行う超音波信号の送受により前記振動子が受信
する信号を除去するフィルタ手段を有し、該フィルタ手
段を介して入力した信号の有無に対応したパターンデー
タを生成することを特徴とする請求項１記載のガス計量
装置。
【請求項４】各種の機能の動作を実行する機能手段
と、該機能手段の動作を制御するための制御データを記憶し
た制御データ記憶手段と、前記情報入力判定手段により判定した入力情報が制御デ
ータの設定のし直しに関するものであるとき、入力情報
に応じた設定のし直し動作を自動的に行う設定し直し手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載のガス計量装置。
【請求項５】前記情報入力判定手段により判定した入
力情報がスイッチ操作に関するものであるとき、当該ス
イッチ操作に対応する動作をさせる制御手段をさらに備
えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の
ガス計量装置。
【請求項６】弁閉によってガス供給路を通じてのガス
供給を遮断する遮断弁を備え、前記制御手段が、前記情報入力判定手段により判定した
入力情報がテスト遮断に関するものであるとき、前記遮
断弁を弁閉させてガス供給を遮断させることを特徴とす
る請求項１〜５のいずれかに記載のガス計量装置。
【請求項７】ガス供給路に流れ方向に離間して設けら
れ、一方から発信された超音波信号を他方にて受信する
一対の振動子と、前記振動子間の超音波信号伝搬時間を
計測し、該計測した超音波信号伝搬時間に基づいてガス
供給路に流れるガス流の流速を計測する流速計測手段と
を有し、該流速計測手段によって計測した流速に基づい
てガス流量を求め、該求めたガス流量を積算してガス使
用量を計量する計量手段と、該計量手段において求めたガス流量を補正するため、前
記ガス供給路に連通したガス流のない場所に設置された
第３の振動子と、該第３の振動子が音波信号を受信して発生する信号に基
づいて信号パターンをデータ化したパターンデータを生
成するパターンデータ生成手段と、入力すべき複数の情報にそれぞれ対応して予め定めた複
数の基準データを記憶した基準データ記憶手段と、前記パターンデータ生成手段が生成したパターンデータ
と前記基準データ記憶手段に記憶されている基準データ
とを比較し両者の一致により前記記基準データ憶手段に
記憶されている基準データに対応する情報が入力された
ことを判定する情報入力判定手段とを備えることを特徴
とするガス計量装置。