JPH11142203A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力監視用のセンサやその圧力演算回路系の
少なくとも一部分あるいはさらに多くの部分を、流量計
測用の手段とガス圧力監視用の手段とで兼用すること
で、それによってガスメータ全体としての構造や製造工
程を簡易化する。 【解決手段】 圧力センサ２０２ａ，ｂを、言わば一石
三鳥的に用いて、極めて有効な役割を果たすことができ
る。つまり、この圧力センサ２０２ａ，ｂをＣＰＵ１０
０と共に用いて、ガス流停止の判定もガス流量ΔＱの計
測も圧力値Ｐの計測も、すべてその１組の圧力センサ２
０２ａ，ｂを用いて実行することができ、またその回路
系についても大部分を多種の機能で共有できるので、ガ
スメータ全体としての構造や製造工程を大幅に簡易化す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスメータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスメータにおいては、危険な状
態や事故等に繋がる可能性の高いガス漏れなどの発生を
迅速かつ確実に検知するために、ガスの圧力値を特定の
時間間隔ごとに３０日間など特定の期間に亙って監視
（モニタリング）し、そのガス圧力値が、正常なガス圧
力値として妥当なしきい値であるものと予め定めておい
た正常範囲の値と比較してその正常値から逸脱して低い
値となった場合には、ガス漏れが発生したものと判定し
てその警報をブザー鳴動等により発する、いわゆる圧力
式微少漏洩警告装置や、燃焼器具使用時の調整圧力を検
出し、それを上記同様に正常値と比較して、その正常値
の範囲から逸脱していた場合には、異常事態が発生した
ものと判定してその警報をブザー鳴動等により発する、
いわゆる調整圧力異常警告装置や、その他にも、燃焼器
具使用停止時の調整圧力を検出し、それを上記同様に正
常値と比較して、その正常値から逸脱して高い圧力値と
なった場合には、異常事態が発生したものと判定してそ
の警報をブザー鳴動等により発する、いわゆる閉塞圧力
異常警告装置などが用いられている。

【０００３】そのようなガスメータあるいはその上流側
ガス配管や下流側ガス配管での異常事態発生に伴なって
発生するガス圧力の異常を検出しまたその判定を行なう
ためには、上記のいずれの場合でもそのための圧力セン
サが必要である。従って、そのための圧力センサを従来
のガスメータでは付設していた。また、その圧力センサ
によってそのときの圧力に対応して検出される電気信号
に基づいて、そのときのガス圧力値を演算する演算手段
などもその圧力監視用に付設されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな圧力監視用の圧力センサや圧力値を演算するための
演算回路系等を、一般的なガス流量積算機能を実行する
構造および回路の他にさらに付設することは、ガスメー
タ全体としての構造や回路系の繁雑化を招き、さらにそ
の結果、製品としてのガスメータの部品コストが高額化
し、また製造工数増大により製造工程が繁雑化するとい
う問題があった。

【０００５】ところで、従来のガスメータの種類のなか
には、いわゆる差圧流量計測方式と呼ばれる流量計測技
術を用いたガスメータがある。これは、ガス導通路にオ
リフィス板のような部分的な堰あるいは絞りを設けて、
その前後でのガス流の圧力差を検出して、その圧力差に
基づいて、そのときのガスの流量（つまり流速×導通路
断面積）を演算するというものである。このような差圧
流量計測方式のガスメータにおいては、ガス流の圧力差
を検出するものであるから、その圧力差を検出するセン
サおよびそれに付帯する構造を上記のような圧力監視用
の圧力センサとして流用することができるように考えら
れる。

【０００６】しかしながら、実際には、前記のような従
来の差圧流量計測方式のガスメータに用いられている圧
力差を検出するセンサでは、まさに圧力差については検
出可能であるが、その圧力の絶対値については、検出す
ることができないという問題がある。

【０００７】即ち、例えばセンタダイヤグラムを用いた
構造の差圧流量計測装置の場合では、そのセンタダイヤ
グラムを中心として低圧側の圧力と高圧側の圧力との間
での圧力差によってそのセンタダイヤグラムが歪むこと
で、その歪みの大きさに基づいて前記の圧力差を検出す
るようにしているため、圧力差については検出可能であ
るが、圧力値自体についてはその構造上、理論的に検出
不可能である。

【０００８】従って、折角の圧力という同一のディメン
ジョンを取り扱う構造や装置が既に流量計測手段に用い
られているにもかかわらず、そのハードウェア資源やそ
れの制御や演算処理を行なうための回路系やソフトウェ
ア資源などを流用することができず、その結果、既述の
ようなガスメータ全体としての構造や回路系の繁雑化を
招くという問題が生じていた。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものである。本発明は、圧力監視用のセンサや
その圧力演算回路系の少なくとも一部分〜できるだけ多
くの部分を、流量計測用の手段とガス圧力監視用の手段
とで兼用することができ、それによってガスメータ全体
としての構造や製造工程を簡易なものとすることを課題
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１に、本発明のガスメ
ータは、ガスを導通する導通路中の少なくとも２点各々
における前記ガスの圧力をそれぞれが検出する複数の圧
力センサと、少なくとも２つの前記圧力センサで検出さ
れた圧力どうしの差圧を演算する差圧演算手段と、前記
差圧演算手段によって演算された前記差圧の値に基づい
て前記ガスの流量を演算するガス流量演算手段と、前記
演算された前記ガス流量を積算してガス積算流量を演算
するガス積算流量演算手段と、少なくとも前記ガス積算
流量を表示する表示手段と、前記差圧演算手段によって
演算された前記差圧の値を、予め定められた差圧しきい
値と比較して、前記差圧の値が前記差圧しきい値よりも
低い値となった場合には、前記ガスの流れが停止状態で
あるものと判定するガス流停止判定手段と、前記ガス流
停止判定手段によって前記ガスの流れが停止状態である
ものと判定されたとき、該時点で前記圧力センサによっ
て検出されている値に基づいて、前記ガスの圧力値を演
算するガス圧力値演算手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

【００１１】即ち、少なくとも２つの圧力センサのそれ
ぞれで圧力を検出し、そのそれぞれがほぼ同じ圧力とな
った場合には、ガス流が停止したものと判定することが
できる。しかもこのとき、ガス流が停止しているのであ
るから、ガス流の流速に起因したベルヌーイの定理に基
づいた圧力変動は無いはずである。従って、このときの
圧力センサそれぞれで検出された圧力が、そのときの正
しい（静止状態の）ガス圧力であることになる。

【００１２】このように２つの圧力センサを用いるだけ
で、ガス流停止状態を判定することができるとともに、
そのときの正しいガス圧力をも検出することができる。
しかも、それら２つの圧力センサは、ガス流量を検出す
るためのセンサとしても用いられるものであるから、こ
の圧力センサは、言わば一石三鳥的に極めて有効な役割
を果たすことができる。しかも、前記のガス流が停止し
たか否かについての判定は、一般的な推量方式のガスメ
ータに用いられるガス流量演算手段およびその特に流量
０を判定する回路系およびロジック（ソフトウェア）
を、本発明に係るガス流停止判定手段およびガス流停止
判定手段に流用することができる。このように、本発明
によれば、圧力監視用をはじめとして種々の用途に用い
られるガスの静止時の圧力値を計測可能なガスメータ
を、極めて簡易な構成で得ることができる。

【００１３】なお、本発明に係るガス圧力値演算手段が
前記のガスの圧力値を演算するその演算手法としては、
例えば前記２つの圧力センサで検出されそれに基づいて
それぞれ演算された圧力値の平均を取ってその値を圧力
値として出力しても良く、あるいは２つの圧力センサの
うちいずれか一方で検出された圧力から演算された圧力
値のみを出力しても良い。

【００１４】また、ガス圧力値演算手段によって演算さ
れた圧力値のデータは、例えばそのガスメータに接続さ
れた通信手段を介して外部の管理システム等に伝送され
るようにしても良く、表示手段等に数字あるいは目盛り
等で現示するようにしても良く、圧力値のデータをそれ
が計測された時刻のデータと共に記憶素子のような記録
手段に記録するようにしても良い。このような圧力値の
データを利用するための種々の応用事例については、そ
のプライオリティ（ガスメータとしての応用上の必要性
の点で）を考慮に入れないならば、無数に考えられるも
のであることは言うまでもない。しかし、その中でも特
に有用な用途としては、ガスの使用状態監視手段によっ
てそのガスメータ前後におけるガス圧力監視のための用
途であると言える。

【００１５】即ち、第２に、本発明のガスメータは、上
記第１記載のガスメータにおいて、前記ガス圧力値演算
手段によって演算された前記ガスの圧力値を、予め定め
られた正常圧力値の範囲と比較して、前記圧力値が前記
正常圧力値の範囲から逸脱している場合には、前記ガス
の圧力が異常であるものと判定するガス圧力異常判定手
段と、前記ガスの圧力が異常であると判定された場合に
は、該異常を警報する警報発生手段とを、さらに具備す
ることを特徴とするガスメータである。

【００１６】このように本発明の技術は、特にガスメー
タにおける圧力監視を行なうことによってそのガス漏れ
などの異常事態の発生を検知するための、例えば圧力式
微少漏洩警告機能や、調整圧力異常警告機能や、閉塞圧
力異常警告機能などに用いられる圧力値を得るために好
適な技術であると言える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスメータの
実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発
明のガスメータの主要部の構成を示す図である。また図
２は、それに用いられる圧力センサおよびそれが配設さ
れたガス導通路の部分の構造の概要を示す図である。

【００１８】第１に、本発明のガスメータは、ガス２０
０を導通する導通路２０１中の少なくとも２点ｐ１，ｐ
Ｐ２各々における圧力Ｐ１，Ｐ２をそれぞれが検出する
２つの圧力センサ２０２ａ，２０２ｂと、その２つの圧
力センサ２０２ａ，２０２ｂでそれぞれ検出された圧力
Ｐ１，Ｐ２どうしの差圧ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２を演算する差
圧演算手段（回路）１０１と、前記差圧演算手段１０１
によって演算された前記差圧ΔＰの値に基づいて前記ガ
スの流量ΔＱを演算するガス流量演算手段１０２（回
路）と、前記演算された前記ガス流量ΔＱを積算してガ
ス積算流量Ｑを演算するガス積算流量演算手段１０３
（回路）と、少なくとも前記ガス積算流量Ｑを表示する
表示手段３００と、前記差圧演算手段１０１によって演
算された前記差圧ΔＰの値を、予め定められた差圧しき
い値Ｐｔｈと比較して、前記差圧ΔＰの値が前記差圧し
きい値Ｐｔｈよりも低い値となった場合には、前記ガス
２００の流れが停止状態であるものと判定するガス流停
止判定手段１０５と、前記ガス流停止判定手段１０５に
よって前記ガスの流れが停止状態であるものと判定され
たとき、該時点で前記圧力センサ２０２ａ，２０２ｂに
よって検出された圧力に基づいて、前記ガス２００の圧
力値Ｐを演算するガス圧力値演算手段１０６と、を備え
ている。

【００１９】そしてさらには、前記ガス圧力値演算手段
１０６によって演算された前記ガスの圧力値Ｐを、予め
定められた正常圧力値の範囲Ｐｌ〜Ｐｈと比較して、前
記圧力値Ｐが前記正常圧力値の範囲Ｐｌ〜Ｐｈから逸脱
している場合、つまりＰ＜ＰｌまたはＰｈ＜Ｐとなった
場合には、前記ガス２００の圧力に異常が発生したもの
と判定するガス圧力異常判定手段１０７を具備してい
る。そしてさらには、前記のガス圧力異常判定手段１０
７で圧力異常が発生したことが判定されると、これを警
報するためのブザー（図示省略）が鳴動する警報発生手
段４００をも具備している。

【００２０】上記の本発明に係る導通路２０１および圧
力センサ２０２ａ，２０２ｂの技術を好適に適用可能な
流量計測構造の種類としては、例えば図２にその典型例
の一部として示すような構造が好適である。即ち、まず
図２（ａ）に示すように、側壁４０１のコアンダ効果に
よってガス２００の流れに発生する振動現象による圧力
変動を検出する、いわゆるフルイディック方式の流量計
測構造や、渦発生体４０２によって発生する渦に起因し
た圧力変動を、渦発生体４０２上の２つの面で検出す
る、いわゆる渦流量計測方式の流量計測構造（図２
（ｂ））や、オリフィス板４０３を隔ててガス２００の
流れの前後における圧力変動を検出する、いわゆる差圧
流量計測方式の流量計測構造（図２（ｃ））に対して、
本発明に係る導通路２０１および圧力センサ２０２ａ，
２０２ｂの技術を好適に適用することが可能である。

【００２１】ただし、既述の如く従来の技術においては
一般に、上記のいずれの場合でも、２点の圧力値Ｐ１，
Ｐ２をそれぞれの数値として検出するのではなく、それ
らの差圧ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２を直接に検出していたが、本
発明に係る技術においては２点の圧力値Ｐ１，Ｐ２を、
それぞれ別個に圧力センサ２０２ａ，２０２ｂで検出す
る。このように本発明の技術においては圧力センサを２
個用いているが、しかし従来の１個のセンサから２個に
増えたからと言っても、それらは殆ど全く同じ構造や材
料で形成されるものであって、かつ同じ性能を発揮する
ように形成されるものであり、しかもそのような同様の
センサを１個増やすだけでその他の従来の構造からの改
造を殆ど必要とせず、むしろ従来のような２点で検出さ
れる圧力を１つのセンサ部の１点に集めるための導圧配
管等を不要にできるなど、構造上の簡易化を図ることが
できるというれ利点さえもある。このように、圧力セン
サ２０２および導通路２０１の部分の構造についての点
だけでも、本発明のガスメータは極めて簡易な構造のま
まで済むものであることがわかる。

【００２２】また、各種データ処理および演算処理、つ
まりガス流量やガス圧力値の演算機能や、ガス流停止判
定やガス圧力以上判定などの判定機能等は、従来の推量
方式のガスメータで用いられているマイコン（マイクロ
コンピュータ）のようなＣＰＵを用いて構築される演算
回路系などのハードウェア資源を殆ど改造することな
く、ほとんどソフトウェア上での改造あるいは付加だけ
で実現することができるので、その構成はガス圧力監視
手段を用いない従来のガスメータとほぼ同様のものとす
ることができ、しかもそのような構造の簡易さを保ちな
がらも、本発明のガスメータはガス圧力監視機能をも有
効に果たすことができる。

【００２３】なお、上記の構成のなかで特に、差圧演算
手段（回路）１０１、ガス流量演算（回路）１０２、ガ
ス積算流量演算手段回路１０３、ガス流停止判定手段１
０５、ガス圧力値演算手段１０６、ガス圧力異常判定手
段１０７については（図１中で一点鎖線で囲んで符号１
００を付して示すように）、前記のようなマイコン（マ
イクロコンピュータ）のＣＰＵを用いて構築することが
できることは言うまでもない。

【００２４】次に、上記のような概要構成の本発明に係
るガスメータの動作について、特にその圧力値を計測
（演算）する動作を中心として述べる。図３は、その圧
力値を計測する動作の主要部を示す概要フローチャート
である。予め定められた計測時間間隔ΔＴが経過するご
とに（ｓ１のＹ）、差圧演算手段１０１は圧力センサ２
０２ａから点ｐ１における圧力Ｐ１を検出し（ｓ２）、
これに続いて圧力センサ２０２ｂからは点ｐ２における
圧力Ｐ２を検出する（ｓ３）。これらは別個にそれぞれ
検出されることは、既述の通りである。

【００２５】続いて差圧演算手段１０１はそれら圧力Ｐ
１，圧力Ｐ２の圧力差つまり差圧；ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２を
演算する（ｓ４）。そしてガス流停止判定手段１０５
は、前記の差圧ΔＰの値を、予め定められた差圧しきい
値Ｐｔｈと比較して、Ｐｔｈ≦ΔＰであった場合には
（ｓ５のＮ）、ガス流は停止していないものと判定す
る。そしてこのΔＰに対応したガス流量ΔＱつまり単位
時間あたりのガスの流量値を、ガス流量演算手段１０２
が演算する（ｓ１１）。そしてさらにそのガス流量ΔＱ
を、ガス積算流量演算手段１０３は積算して、ガス積算
流量Ｑを算出する（ｓ１２）。続いてこのガス積算流量
Ｑは、液晶表示パネルのような表示画面を備えた表示手
段３００に表示される。あるいはすでに表示されていた
数値を新たに算出された値に書き替える（ｓ１３）。そ
して次回の圧力Ｐ１，Ｐ２の検出タイミングに備える
（ｓ１３〜ｓ１）。

【００２６】しかしここで、前記のｓ５において差圧Δ
Ｐの値が差圧しきい値Ｐｔｈよりも低い値であった場合
には（ｓ５のＹ）、ガス流停止判定手段１０５はそのと
きのガス２００の流れが停止状態（つまり流量０）であ
るものと判定する（ｓ６）。このときの差圧しきい値Ｐ
ｔｈとしては、実質的にその圧力センサ２０２ａ，ｂお
よびそれに接続された演算回路系における計測可能な数
値の、誤差の影響を受けることの無い計測限界値以上の
値であれば良い。あるいは、一般に流量０と見做して良
い流量値として０．２５ｌ／ｈという数値が用いられて
いることから、この流量値；０．２５ｌ／ｈに対応する
差圧の値を、前記の差圧しきい値Ｐｔｈとして用いても
良い。

【００２７】続いて、前記の如くガス２００の流れが停
止状態（つまり流量０）であると判定された場合には、
ガス圧力値演算手段１０６は、前記の圧力Ｐ１，圧力Ｐ
２に基づいて、その平均値Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２を演
算する（ｓ７）。このＰがそのときの静止状態のガス２
００の圧力値Ｐとなる。

【００２８】なお、この圧力値Ｐは、本実施形態のよう
にＰ１，Ｐ２の平均値を演算して得ても良く、あるいは
Ｐ１およびＰ２のうち常にいずれか一方のみを採用する
ようにしても良い。そしてガス圧力異常判定手段１０７
は、前記のガス圧力値演算手段１０６によって演算され
たガスの圧力値Ｐを、予め定められた正常圧力値の範囲
Ｐｌ〜Ｐｈと比較して、その圧力値Ｐが正常圧力値の範
囲Ｐｌ〜Ｐｈ内にある場合には（ｓ８のＹ）、そのとき
のガス圧力は正常であるものとして、次の計測のタイミ
ングが来るまで待ち状態に入る（ｓ８〜ｓ１）。しかし
ここで、前記の正常圧力値の範囲Ｐｌ〜Ｐｈから逸脱し
ている場合、つまりＰ＜ＰｌまたはＰｈ＜Ｐとなった場
合には（ｓ８のＮ）、ガス２００の圧力に異常が発生し
たものと判定する（ｓ９）。そしてさらに警報発生手段
４００は警報としてブザーを鳴動させる（ｓ１０）。

【００２９】なお、その警報を発生した後に、例えばリ
セット入力ボタン（図示省略）を用いて警報リセット命
令が入力されると、前記の警報発生手段４００は警報を
停止し、またガス圧力異常判定手段１０７も異常発生の
判定をリセットされるようにしても良いことは言うまで
もない（図３では図示省略した）。

【００３０】このように本発明によれば、圧力センサ２
０２ａ，ｂは、言わば一石三鳥的に極めて有効な役割を
果たすことができる。つまりこの圧力センサ２０２ａ，
ｂをＣＰＵ１００と共に用いることで、従来のハードウ
ェア資源の繁雑な改造が殆ど必要とすることなく、高々
その圧力センサを、それも同種類の圧力センサを、従来
の導圧路に１個付加することと回路系のソフトウェア上
の変更を行なうだけで、ガス流停止の判定も、ガス流量
ΔＱの計測も、圧力値Ｐの計測も、実行することができ
るので、ガスメータ全体としての構造や製造工程を大幅
に簡易化することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、圧力監視用のセンサやその圧力演算回路
系の少なくとも一部分乃至多くの部分を、流量計測用の
手段とガス圧力監視用の手段とで兼用することができ、
それによってガスメータ全体としての構造や製造工程を
簡易なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスメータの主要部の構成を示す図で
ある。

【図２】本発明に係るガスメータに用いられる圧力セン
サおよびそれが配設されたガス導通路の部分の構造の概
要を示す図である。

【図３】本発明に係るガスメータの動作について、特に
その圧力値を計測（演算）する動作を中心として示す概
要フローチャートである。

【符号の説明】

１００…ＣＰＵ １０１…差圧演算回路 １０２…ガス流量演算手段 １０３…ガス積算流量演算手段 １０５…ガス流停止判定手段 １０６…ガス圧力値演算手段 １０７…ガス圧力異常判定手段 ２０１…ガス導通路 ２０２ａ，２０２ｂ…圧力センサ ３００…表示手段 ４００…警報発生手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスを導通する導通路中の少なくとも２
   点各々における前記ガスの圧力をそれぞれ検出する複数
   の圧力センサと、 少なくとも２つの前記圧力センサで検出された圧力どう
   しの差圧を演算する差圧演算手段と、 前記差圧演算手段によって演算された前記差圧の値に基
   づいて前記ガスの流量を演算するガス流量演算手段と、 前記演算された前記ガス流量を積算してガス積算流量を
   演算するガス積算流量演算手段と、 少なくとも前記ガス積算流量を表示する表示手段と、 前記差圧演算手段によって演算された前記差圧の値を、
   予め定められた差圧しきい値と比較して、前記差圧の値
   が前記差圧しきい値よりも低い値となった場合には、前
   記ガスの流れが停止状態であるものと判定するガス流停
   止判定手段と、 前記ガス流停止判定手段によって前記ガスの流れが停止
   状態であるものと判定されたとき、該時点で前記圧力セ
   ンサによって検出されている圧力に基づいて、前記ガス
   の圧力値を演算するガス圧力値演算手段とを備えたこと
   を特徴とするガスメータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガスメータにおいて、 前記ガス圧力値演算手段によって演算された前記ガスの
   圧力値を、予め定められた正常圧力値の範囲と比較し
   て、前記圧力値が前記正常圧力値の範囲から逸脱してい
   る場合には、前記ガスの圧力が異常であるものと判定す
   るガス圧力異常判定手段と、 前記ガスの圧力が異常であると判定された場合には、該
   異常を警報する警報発生手段とを、さらに具備すること
   を特徴とするガスメータ。