KR100975845B1

KR100975845B1 - 가스 기구 판별 장치와 그 방법

Info

Publication number: KR100975845B1
Application number: KR1020080065836A
Authority: KR
Inventors: 요시토 사메다; 겐지 나카노; 유키오 다카노하시; 히로토 우야마; 마사아키 이시노
Original assignee: 도코 도시바 메타 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-08-16
Also published as: US7970557B2; KR20090005986A; JP4976940B2; TW200928319A; US8219330B2; US20090018782A1; TWI361882B; CN101344409B; US20110231115A1; JP2009014686A; CN101344409A

Abstract

본 발명은 사용 중인 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을, 효율적으로 정밀하게 실행 가능하게 하는 것을 과제로 한다.

유량 계측 수단(11)에 의해 계측된 순시 유량 데이터의 노이즈를 유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)에 의해 제거하고, 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에 의해 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터를 절출한다. 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」, 「천이하는 영역의 나열」과, 유량의 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」를 추출한다. 기구 판정 수단(41)의 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)은 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과 특징 데이터가 일치하는 룰을 검색하고, 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 포인트를 가산한다. 사용 기구 결정 수단(44)은 가산된 포인트가 미리 설정된 임계값 이상이 된 경우에, 그 종별의 가스 기구가 사용 중이라고 결정하고, 기구 종별 정보를 판정 결과로서 출력한다.

유량 계측 수단, 노이즈 제거 수단, 가스 흐름 특징 추출 수단

Description

가스 기구 판별 장치와 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISCRIMINATING GAS FITTINGS}

본 발명은 각 가정으로의 가스 공급 라인 내에 설치되고, 가스 유량계를 갖는 가스 미터 등에 이용되는 가스 기구 판별 장치 및 판별 방법에 관한 것으로서, 특히, 사용 중인 가스 기구의 종별이나 가스 누설의 유무를 특정함으로써, 가스 기구에 대응한 더 고도의 보안 기능이나 서비스의 제공을 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.

각 가정으로의 가스 공급 라인의 입구에는, 가스 유량계를 내장한 가스 미터가 부착되어 있다. 가스 미터는 가스 공급 라인을 통과하는 가스 유량을 계측하고, 계측된 가스 유량은 정기적인 청구 가스 요금의 산출에 이용된다. 이러한 가스 미터는 가스 유량의 계측과 같은 기본적인 기능에 더하여, 이상 상태 발생 시에 가스 공급을 차단한다는 보안 기능을 갖는다. 이 보안 기능은 지진의 검출이나 가스 누설 또는 기구의 미(未)소화 등의 이상 사용 상태의 검출에 응답하여, 가스 미터의 가스 유로 내에 설치된 차단 밸브에 의해 가스를 차단하는 기능이다.

도 14는 상기 보안 기능의 하나인 안전 계속 사용 시간 오버 시의 차단 기능 에 이용되는 안전 계속 사용 시간 설정값을 나타내는 도면이다. 이 기능은 가스 유량의 발생이 검출된 후, 그 가스 유량이 계속적으로 사용될 경우에, 계속 시간이 과도하게 길어질 때에는, 가스 누설 등의 어떤 이상 사용 상태가 발생했다고 간주하여, 가스를 차단하는 기능이다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 가스 유량이 큰 대형의 주전자는 기껏 30분 정도만 계속적으로 사용되고, 한편, 가스 유량이 작은 스토브는 장시간 계속적으로 사용된다는 전제에서, 가스 유량이 클 때의 안전 계속 사용 시간을 짧게, 가스 유량이 작을 때의 안전 계속 사용 시간을 길게 설정하고 있다.

그리고, 가스 미터는 가스 유량이 발생하거나 증가 측으로 변화된 시점에서, 어떠한 가스 기구의 사용이 개시되었다고 판단하여, 그 유량이 계속되는 시간을 계측하고, 도 14에 나타낸 안전 계속 사용 시간을 초과하여 그 유량이 계속될 경우에, 보안 상의 이유에서 가스 차단을 행하고 있다. 따라서, 사용 중인 가스 기구를 특정하지 않고, 사용 가스 유량에 의거하여, 안전 계속 사용 시간 오버 차단을 행하고 있다.

그러나, 도 14에 나타낸 바와 같이, 적은 가스 유량 범위(유량의 대소의 범위)에, 비교적 장시간 사용되는 스토브와, 비교적 단시간밖에 사용되지 않는 풍로나 소형 주전자 등의, 사용 시간이 크게 상이한 복수 종류의 가스 기구가 존재한다. 종래의 가스 미터에서는, 사용 중인 가스 기구의 종별을 특정할 수 없기 때문에, 장시간 사용한 스토브에 맞춰 이 유량 범위의 안전 계속 사용 시간을 상당히 길게 설정하고 있다. 이러한 장시간으로 설정된 안전 계속 사용 시간은 동일한 유 량 범위에 존재하는 풍로나 소형 주전자에 대해서는 과도하게 길어지게 되어, 반드시 최적인 안전 계속 사용 시간이라고는 할 수 없었다. 즉, 이 수법은 사용 중인 가스 기구의 종별을 특정하는 것이 아니기 때문에, 가스 기구의 종별에 적절한 보안 기능을 제공하는 것은 곤란하다.

이러한 문제점을 극복하는 관점에서, 가스 기구 판별 장치에 관한 제안이 예를 들어, 특허문헌 1∼3에 나타낸 바와 같이 종래부터 이루어지고 있다. 이들 종래 기술에서는, 가스 기구가 사용된 때의 가스 유량의 변화로부터 사용 중인 가스 기구의 종별을 판정하기 때문에, 복잡한 일련의 가스 유량의 변화를 연소 제어 스텝마다 분할한 부분 유량 패턴이라는 개념을 사용하여, 다음과 같은 수법에 의해 가스 기구의 종별을 판별하고 있다.

즉, 우선, 사용 가능성이 있는 복수 종류의 가스 기구에 대해서, 부분 유량 패턴을 제어 스텝마다 분류하여 유량 패턴 테이블에 등록해 둔다. 또한, 복수 종류의 가스 기구에 대응하는 부분 유량 패턴의 조합을 기구 테이블에 등록해 둔다. 그리고, 가스 유량계가 검출한 가스 유량 패턴과 매칭(matching)되는 부분 유량 패턴을 유량 패턴 테이블로부터 추출하고, 또한, 추출된 부분 유량 패턴의 조합과 매칭되는 가스 기구를 기구 테이블로부터 추출한다.

이 종래 기술에서는, 가스 기구의 연소 제어에 따르는 복잡한 일련의 가스 유량 패턴을, 제어 스텝마다 분할한 부분 유량 패턴으로 단순화하고, 검출된 가스 유량 패턴과의 매칭을 용이하게 하여, 가스 기구의 종별의 판정을 가능하게 하고 있다.

특히, 특허문헌 1∼3에 기재된 발명은 연소 제어 스텝으로서, 적어도 「점화 시」, 「그 후의 초기 과도기」, 「유량이 안정되는 안정기」와 같은 3개의 유량 패턴에 의거하여 가스 기구를 판정하는 것이다. 또한, 이 유량 패턴에 더하여, 제어 스텝마다 유량 범위(유량의 대소의 범위)도 감시하여, 검출한 가스 유량 패턴의 유량이 미리 기구 테이블에 등록되어 있던 유량 범위 내에 해당하는 지의 여부도 고려하여, 기구를 판별하는 것도 행하고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 공개특허2003-149019호 공보

[특허문헌 2] 일본국 공개특허2003-149027호 공보

[특허문헌 3] 일본국 공개특허2003-149075호 공보

[특허문헌 4] 일본국 공개특허2005-331373호 공보

확실히, 상기와 같은 특허문헌 1∼3에 기재된 종래 기술은 유량 패턴의 특징이 명확한 어떤 종류의 기구의 판별에는 적절하지만, 모두 가스의 부분 유량 패턴(또는 부분 유량 패턴과 유량 범위)에만 의거하여 가스 기구를 판별하는 것이기 때문에, 현재와 같이 다양한 가스 기구가 사용되고 있는 상황에서는, 적절한 판별 기술이라고는 할 수 없었다.

특히, 종래부터 일반 가정에서 널리 사용되고 있는 가스 풍로나 주전자, 보일러와 같이 유량의 변동이 큰 기구의 경우에는, 단순히 유량 패턴이나 범위를 감시하는 것만으로 기구의 판별이 가능하였지만, 최근의 주택에서 사용되는 마루 난방과 같이 장시간에 걸쳐 유량의 변동이 적은 기구의 경우에는, 단순히 유량을 감시하는 것만으로는 기구의 판별이나 누설의 판정이 곤란했다.

또한, 가스 기구일지라도, 풍로와 같이 수동에 의한 조정만 가능하고 자동적으로 유량과 압력의 조정을 행하는 거버너(governor)(압력 조정기)가 없는 기구와, 팬히터 등의 거버너가 부착된 기구에서는 사용 시에서의 유량의 패턴도 크게 상이하여, 단순히 유량 범위나 변화를 감시한 것만으로는, 기구 판별이 어려웠다. 종래, 압력 저하 시에서의 유량 변화의 패턴이나 과거에 계측된 유량값과의 비교에 따라, 거버너가 부착된 기구인지, 거버너가 없는 기구 또는 가스 누설인지를 판정하는 수법 등도 제안되고 있지만(예를 들어, 특허문헌 4 참조), 그러한 수법을 사용한 경우에도, 가스 누설의 경우와, 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용에서는, 유량의 범위나 패턴의 변화가 없는 상태가 계속되기 때문에, 양자의 구별이 곤란했다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 사용 중인 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을, 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.

본 발명은 사용 중인 거버너의 유무의 판별을 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.

상기한 제 1 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 가스 기구 판별 장치는, 가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량을 계측하는 유량 계측 수단과, 상기 유량 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단과, 상기 노이즈 제거 수단에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터로부터, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터를 절출(切出)하는 대상 절출 수단과, 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터의 특징을 가스 흐름의 특징으로서 추출하는 특징 추출 수단과, 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 각각 포함하는 각 룰을 기 억하는 룰 기억 수단과, 상기 룰 기억 수단에 기억된 룰에 포함되는 특징 데이터와 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 가스 흐름의 특징을 비교하여, 사용 중인 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무를 판정하고, 판정 결과를 출력하는 기구 판정 수단을 구비하고, 상기 특징 추출 수단은 상기 유량의 변화 부분의 특징으로서, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합을 포함하는 특징을 추출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 제 2 목적을 달성하기 위해, 청구항 13에 기재된 가스 기구 판별 장치는, 가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량 및 압력을 계측하는 유량 계측 수단 및 압력 계측 수단과, 상기 유량 계측 수단 및 상기 압력 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단과, 상기 노이즈 제거 수단에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터를 각각 절출하는 대상 절출 수단과, 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 유량과 압력의 평방근(平方根)의 비 또는 유량과 압력의 비에 대한 편차를 포함하는 특징을 추출하는 특징 추출 수단과, 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징에 의거하여, 사용 중인 거버너(governor)의 유무를 판정하고, 판정 결과를 출력하는 거버너 유무 판정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 18, 청구항 19에 기재된 가스 기구 판별 방법은, 청구항 1, 청구항 13에 기재된 가스 기구 판별 장치의 기능을 방법의 관점에서 각각 파악한 것 이다.

청구항 1, 청구항 18에 기재된 가스 기구 판별 장치와 그 방법에 의하면, 가스의 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합에 의거하여, 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을 행함으로써, 단순히 유량 패턴과 그 범위만으로는 판별이 불가능한 기구일지라도 그 판별이 가능해진다. 그 결과, 가스 기구의 판별이 불가능하기 때문에, 함부로 가스 누설이라고 판정하는 단점도 없어지고, 보안성도 향상된다.

특히, 기구 판별에 순시 유량의 시간 미분값을 이용함으로써, 단순한 유량 패턴의 매칭에 의해 기구를 판정하는 경우에 비하여, 비교 대상 패턴의 단순화를 도모하는 것이 가능해지고, 특징 추출의 수법을 자유롭게 채용하는 것이 가능해진다. 그 결과, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합을 포함하는 특징을 추출하고, 단순한 비교 대상 패턴과 비교하는 것만으로, 효율적으로 정밀하게 기구 판별을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합으로부터, 가스 기구의 기동 시점 및 종료 시점을 판정할 수 있기 때문에, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 행하는 것이 가능해진다.

따라서, 청구항 1, 청구항 18에 기재된 가스 기구 판별 장치와 그 방법에 의하면, 사용 중인 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을, 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용 의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공할 수 있다.

또한, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합에 관한 특징 추출의 수법으로서는, 예를 들어 다음의 (1), (2)에 나타낸 바와 같은 영역 분할을 이용한 수법을 채용하는 것을 생각할 수 있다.

(1) 계측된 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값을 평면 형상으로 나타내어 영역 분할함으로써, 그 특징을 추출한다(청구항 5).

(2) 계측된 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값을 평면 형상으로 나타내어 영역 분할하고, 이 분할된 영역 내를 시계열을 따라 이동하는 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 천이를 구함으로써, 특징 추출을 행한다(청구항 6, 청구항 7).

청구항 5 내지 청구항 7에 기재된 가스 기구 판별 장치에 의하면, 이러한 영역 분할을 사용한 수법을 채용함으로써, 유량 패턴 그 자체를 그래프화하여 패턴 매칭하는 수법에 비하여, 비교 대상 패턴과 동일한 영역을 포함하는 지의 여부와 같은 간단한 비교·검색이나 연산을 행하는 것만으로, 효율적으로 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능하다.

청구항 13, 청구항 19에 기재된 가스 기구 판별 장치와 그 방법에 의하면, 거버너 유무의 판별에 유량과 압력의 평방근의 비 또는 그 대용값을 이용함으로써, 가스 기구의 가스 분출 노즐 개구량의 상태를 파악할 수 있다. 즉, 유량과 압력의 평방근의 비를 구하면, 이 값은 가스 기구의 가스 분출 노즐 부분의 개구량에 상당하기 때문에, 압력 변동에 대하여 유량이 일정해지도록 가스 분출 노즐 개구량을 변화시키고 있는 경우에는 거버너 있음, 가스 분출 노즐 개구량이 일정하며 유량이 변화되고 있는 경우에는 거버너 없음이라고 판정할 수 있다.

거버너 없음의 경우에는, 풍로 등의 거버너가 없는 가스 기구 또는 가스 누설이고, 거버너 있음의 경우에는, 팬히터 등의 거버너가 부착된 가스 기구이기 때문에, 보안 기능에서 특별히 차단이 요구되는 가스 누설이나 풍로를, 부적합한 차단의 방지가 요구되는 팬히터 등의 기구로 적절하게 판별할 수 있다. 이에 따라, 팬히터 등의 거버너가 부착된 가스 기구에서의 장시간 이용 시의 오차단을 방지할 수 있다. 또한, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 그 대용값으로부터, 가스 기구의 기동 시점 및 종료 시점을 판정할 수 있기 때문에, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 가스의 압력 변화가 비교적 작을 경우에는, 압력의 평방근의 대용값으로서, 평방근이 없는 압력을 사용하고, 유량과 압력의 비를 구하는 것만으로도, 오차가 적은 거버너 유무 판정을 행할 수 있다. 이와 같이, 유량과 압력의 비를 구하여 거버너 유무 판정을 행할 경우에는, 유량과 압력의 평방근의 비를 구하는 경우에 비하여 계산량을 저감할 수 있기 때문에, 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 가스의 압력 변화가 비교적 클 경우에는, 유량과 압력의 평방근의 비를 구한 편이 정밀도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 청구항 13, 청구항 19에 기재된 가스 기구 판별 장치와 그 방법에 의하면, 사용 중인 거버너의 유무의 판별을 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공할 수 있다.

이하에는, 본 발명을 적용한 복수의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

[제 1 실시예]

[구성]

도 1은 본 발명을 적용한 제 1 실시예에 따른 가스 기구 판별 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 이 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 가스 기구 판별 장치는, 계측 수단(10), 전처리 수단(20), 특징 추출 수단(30), 기구 판정 수단(40), 판정 결과 출력 수단(50)으로 구성되어 있다. 각 수단(10∼50)의 상세는 다음과 같다.

계측 수단(10)은 가스 공급 유로(가스 배관) 내를 흐르는 가스의 순시 유량 q[t]를 계측하는 유량 계측 수단(11)을 구비하고 있다. 이 유량 계측 수단(11)으로서는, 각종의 계측 수단을 사용할 수 있지만, 본 실시예에서는, 초음파 유량계를 사용하는 것으로 한다.

이 초음파 유량계는, 일례로서, 가스 유입구, 가스 유로, 가스 유출구, 차단 밸브, 표시부, 및 제어부를 갖고 있다. 가스 유로 내부에는, 가스 유로의 상류부와 하류부에 각각 초음파 진동자가 설치되어 있다. 상류부의 초음파 진동자와 하 류부의 초음파 진동자 사이에서, 유체의 흐름의 순방향 및 역방향으로 서로 초음파를 송수신하는 동작이 반복적으로 행해지고, 각 방향에서의 초음파의 전파 적산(積算) 시간이 구해진다. 그리고, 얻어진 전파 시간의 차(差)에 의거하여, 순시 유량이 산출된다.

전처리 수단(20)은 유량 계측 수단(11)에 의해 계측된 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거하는 유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)과, 노이즈 제거된 순시 유량 데이터로부터, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터를 절출(切出)하는 유량 데이터 대상 절출 수단(22)을 구비하고 있다.

특징 추출 수단(30)은 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터의 특징을 가스 흐름의 특징으로서 추출하는 가스 흐름 특징 추출 수단(31)과, 각 특징 항목을 나타내는 지표값의 상정 범위를 복수로 구분하고, 각 구분을 나타내는 구분 번호를 대응시켜 이루어지는 구분표를 미리 기억한 구분표 기억 수단(32)을 구비하고 있다.

가스 흐름 특징 추출 수단(31)은 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에 의해 절출된 데이터 중, 유량의 변화 부분에 대해서는, 그 「길이」, 「초기 유량」, 「천이하는 영역의 나열」을 추출하고, 유량의 평탄 부분에 대해서는, 그 「길이」, 「평균값」, 「기울기」를 추출하여, 「천이하는 영역의 나열」 이외의 각 특징 항목의 값에 대해서는, 구분표 기억 수단(32)에 기억된 구분표의 구분 번호로 변환한다.

여기서, 「천이하는 영역의 나열」에 대해서 간단하게 설명한다. 본 실시예 에서는, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값을 평면 형상으로 나타내어 영역 분할함으로써, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값은 그 분할된 영역 내를 시계열을 따라 이동한다. 「천이하는 영역의 나열」이라는 것은, 이 경우에, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값이 천이하는 영역의 나열을 의미하고 있다.

판정 수단(40)은 사용 중인 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무를 판정하는 기구 판정 수단(41)을 구비하고 있다.

기구 판정 수단(41)은 룰 기억 수단(42), 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43), 사용 기구 결정 수단(44), 룰 생성 수단(45)으로 구성되어 있다.

룰 기억 수단(42)은 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다, 그들 가스 기구 종별을 나타내는 기구 번호나 기구명 등의 정보와, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 각각 대응시켜 이루어지는 각 룰을 미리 기억하고 있다.

룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)은 룰 기억 수단(42)에 기억된 룰 중에서, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해 추출된 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과, 특징 데이터가 일치하는 룰을 검색하고, 그 룰에 의해 나타내지는 가스 기구 종별 또는 가스 누설인 확실도를 나타내는 포인트를 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산한다. 이 포인트 가산 시에, 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)은 룰의 전체가 일치하는 경우와 일부분이 일치하는 경우에서 상이한 포인트를 가산한다.

사용 기구 결정 수단(44)은 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에 의해 가 스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산된 포인트가 미리 설정된 임계값 이상이 된 경우에, 그 종별의 가스 기구가 사용 중이라고 결정하여, 그 가스 기구 종별을 나타내는 기구 번호나 기구명 등의 기구 종별 정보를 판정 결과로서 출력한다. 또한, 가스 누설에 대해서 가산된 포인트가 임계값 이상이 된 경우에는, 가스 누설이라고 결정하고, 가스 누설을 나타내는 메시지 등의 가스 누설 경고 정보를 판정 결과로서 출력한다.

룰 생성 수단(45)은 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해 추출된 가스 흐름의 특징과, 별도로 취득한 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무에 관한 정보에 의거하여, 당해 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다의 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 포함하는 새로운 룰을 생성하여, 룰 기억 수단(42)에 기억한다.

또한, 본 실시예의 가스 기구 판별 장치를 구성하는 이상과 같은 각 수단 중, 전처리 수단(20), 특징 추출 수단(30), 판정 수단(40)은, 일반적으로는, 각종 전자 회로 또는 컴퓨터와 이들 수단의 기능을 실현하기 위해 특화된 프로그램의 조합에 의해 실현할 수 있다. 또한, 특징 추출 수단(30)의 구분표 기억 수단(32)이나, 기구 판정 수단(41)의 룰 기억 수단(42)은 컴퓨터가 통상 구비하고 있는 메모리나 각종 기억 장치에 의해 실현할 수 있다.

판정 결과 출력 수단(50)은 사용 기구 결정 수단(44)에 의해 얻어진 판정 결과를, 인간계에 대하여 제시·통보할 수 있는 형으로 출력하는 수단이다. 이 판정 결과 출력 수단(50)은 가스 미터에 설치된 LCD 등의 표시 장치, 외부에 설치된 통 보 장치, 그 외 디스플레이, 프린터 또는 가스 누설 경보 장치 등의, 각종 출력 수단에 의해 실현할 수 있다.

[가스 기구 판별 순서의 개요]

도 2는 제 1 실시예의 가스 기구 판별 장치에 의한 가스 기구 판별 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 본 실시예의 가스 기구 판별 장치에서, 유량 계측 수단(11)에서는, 가스 공급 유로(가스 배관) 내를 흐르는 가스의 순시 유량이 일정한 샘플링 주기(예를 들어, 2초 마다)로 항상 계측되고 있고, 계측된 순시 유량 데이터 q[t]는 유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)으로 전송된다.

유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)에서는, 미리 설정된 순시 유량 데이터 q[t]의 처리 타이밍 마다(S101의 YES), 수집한 순시 유량 데이터 q[t]의 노이즈가 제거된다(S102: 노이즈 제거 처리). 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에서는, 노이즈가 제거된 순시 유량 데이터 q[t]로부터 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터가 절출된다(S103: 대상 절출 처리).

가스 흐름 특징 추출 수단(31)에서는, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터로부터, 유량의 변화 부분의 특징으로서, 그 「길이」, 「초기 유량」, 「천이하는 영역의 나열」이 추출되고, 유량의 평탄 부분의 특징으로서, 그 「길이」, 「평균값」, 「기울기」가 추출된다(S104: 가스 흐름 특징 추출 처리). 이 가스 흐름 특징 추출 처리에서, 「천이하는 영역의 나열」 이외의 각 특징 항목의 값, 즉, 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」과, 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」는 구분표 기억 수단(32)에 기억된 구분표의 구분 번호로 각각 변환된다.

또한, 본 실시예의 가스 기구 판별 장치는, 기구 판정 수단(41)에 의해 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 판정을 행하는 판정 모드와, 룰 생성 수단(45)에 의해 새로운 룰을 생성 또는 기존의 룰의 수정을 행하는 룰 생성 모드와 같은 2개의 모드로 동작된다. 이들 2개의 모드 사이의 모드 전환의 수법은 조금도 한정되지 않지만, 예를 들어 통상은 판정 모드로 하고, 모드 전환 지령 신호가 부여된 경우나, 기구 종별이나 가스 누설 발생을 나타내는 정보가 룰 생성 수단(45)에 부여된 경우에, 룰 생성 모드로 전환되는 등의 수법을 생각할 수 있다.

판정 모드(S105의 YES)에서는, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해 추출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징은 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)으로 전달된다. 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에서는, 룰 기억 수단(42)에 기억된 룰 중에서, 수취한 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과 특징 데이터가 일치하는 룰이 검색되고, 그 룰에 의해 나타내지는 가스 기구 종별 또는 가스 누설인 확실도를 나타내는 포인트가 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산된다(S106: 룰 일치 검색·포인트 가산 처리). 또한, 이 룰 일치 검색·포인트 가산 처리에서는, 룰의 전체가 일치하는 경우와 부분이 일치하는 경우에서 상이한 포인트가 가산된다.

사용 기구 결정 수단(44)에서는, 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에 의해 가스 기구 종별마다 가산된 포이트가 미리 설정된 임계값 이상이 된 경우에, 그 종별의 가스 기구가 사용 중이라고 결정되고, 그 가스 기구 종별을 나타내는 기구 번호나 기구명 등의 기구 종별 정보가 판정 결과로서 출력된다(S107: 사용 기구 결 정 처리). 또한, 이 사용 기구 결정 처리에서, 가스 누설에 대해서 가산된 포인트가 임계값 이상이 된 경우에는, 가스 누설이라고 결정되고, 가스 누설을 나타내는 메시지 등의 가스 누설 경고 정보가 판정 결과로서 출력된다.

이와 같이 하여, 사용 기구 결정 수단(44)에서 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무의 판정 결과가 얻어지고, 출력되면, 이 판정 결과는 후단(後段)의 판정 결과 출력 수단(50)에 의해, 화면 표시 등의, 인간계에 대하여 판정 결과를 제시·통보할 수 있는 형으로 출력된다(S108: 판정 결과 출력 처리).

한편, 룰 생성 모드(S105의 NO)에서는, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의해 추출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징은 룰 생성 수단(45)으로 전달된다. 룰 생성 수단(43)에서는, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)으로부터 수취한 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과, 별도로 취득한 가스 기구 종별 또는 가스 누설을 나타내는 정보에 의거하여, 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다의 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 포함하는 새로운 룰이 생성되고, 룰 기억 수단(42)에 기억된다(S109: 룰 생성 처리).

[가스 기구 판별 순서의 상세]

이하에는, 도 2에 나타낸 가스 기구 판별 순서에서의 노이즈 제거 처리(S102)로부터 판정 결과 출력 처리(S108)까지의 각 처리, 및 룰 생성 처리(S109)의 상세에 대해서 차례로 설명한다.

[노이즈 제거 처리]

유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)에 의한 노이즈 제거 처리(도 2의 S102)의 수법으로서는, 예를 들어 q: 본래의 유량 데이터, Q: 노이즈 제거 이후의 유량 데이터라고 한 경우에, 다음의 조건식 (1) 또는 (2)로 표현되는 수법을 생각할 수 있다.

if |q[t+1]-q[t-1|<임계값

then Q[t]=(q[t+1]+q[t]+q[t-1])/3

else Q[t]=q[t]…식(1)

또는,

if |q[t+1]-q[t-1]|<q[t]*일정 비율

then Q[t]=(q[t+1]+q[t]+q[t-1])/3

else Q[t]=q[t]…식(2)

이 수법은 유량 계측 수단(11)에 의해 계측된 순시 유량 데이터 중에, 어느 시점 t의 샘플링 유량 q[t]에 대하여 그 전후의 샘플링 유량 q[t-1], q[t+1]의 차가 일정값(임계값) 이내 또는 그 시점의 유량 q[t]의 일정 비율 이내일 경우에, 전후 합친 3점(q[t-1], q[t], q[t+1])의 평균 유량을, 그 시점 t의 유량으로 하는 것이다. 또한, 본 명세서 중에서, 「일정값」, 「임계값」, 「일정 비율」은 범위 한정 또는 비교 판정용으로 미리 설정되는 각종 경계값 또는 기준값을 의미하고 있다.

도 3은 이러한 조건식 (1) 또는 (2)의 수법의 원리를 설명하기 위한 도면이고, 시간-유량 평면 상에 플로팅된 순시 유량 데이터 중, 어느 시점 t의 유량 q[t]가 그 전후의 유량 q[t-1], q[t+1]에 비하여 돌출되어 있는 경우의 일례를 나타내 고 있다. 이 도 3에서는, 원래의 유량 q[t]가 파선으로 나타낸 바와 같이 노이즈 제거 이후의 유량 Q[t]로 수정됨으로써, 이 부분의 노이즈가 제거되어 있다.

이와 같이, 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거함으로써, 후단의 대상 절출 처리나 가스 흐름 특징 추출 처리에서 취급하기 쉬운 데이터로 가공하는 것이 가능해진다. 특히, 이 수법에 의하면, 시간 조건과 유량 변화 범위 조건을 사용하여 순시 유량 데이터의 노이즈 제거의 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 유량 데이터 노이즈 제거 수단(21)에 의한 노이즈 제거 처리(도 2의 S102)의 수법의 다른 예로서는, 어느 시점의 순시 유량 데이터에 대해서, 그 시점을 기점으로 하는 일정 길이의 생플링 유량의 이동 평균에 의해 그 시점의 유량을 구하는 수법을 생각할 수 있다. 이 수법은 예를 들어, 일정 길이=4라고 한 경우에는, 다음의 식(3)으로 표현된다.

이동 평균값 M0=(Q0+Q1+Q2+Q3)/4

이동 평균값 M1=(Q1+Q2+Q3+Q4)/4…식(3)

이 수법에 의하면, 상술한 조건식 (1) 또는 (2)의 수법과 마찬가지로, 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거함으로써, 후단의 대상 절출 처리나 가스 흐름 특징 추출 처리에서 취급하기 쉬운 데이터로 가공하는 것이 가능해진다. 특히, 이 수법은 이동 평균을 구하는 것 뿐인 매우 심플한 연산이기 때문에, 순시 유량 데이터의 노이즈 제거의 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

[대상 절출 처리]

상술한 바와 같이, 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에 의한 대상 절출 처리 (도 2의 S103)에서는, 전단(前段)의 노이즈 제거 처리에 의한 노이즈 제거 이후의 순시 유량 데이터 q[t]로부터, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터가 절출된다. 유량 데이터 대상 절출 수단(22)에 의한 대상 절출 처리(도 2의 S103)의 수법의 일례로서는, 예를 들어 다음의 조건식 (4)로 표현되는 수법을 생각할 수 있다.

if

|q[t+3]+q[t+2]+q[t+1]-q[t-3]-q[t-2]-q[t-1]|

>임계값 또는 q[t]*일정 비율

then

변화 부분=시점 t와 그 전후 각 3시점의 데이터…식(4)

또한, 이 조건식 (4)를 충족하는 부분이 연속될 경우에는, 그것들을 통틀어 변화 부분이라고 한다. 그리고, 이 조건식 (4)에 의해 모든 변화 부분을 결정하고, 나머지 부분을 평탄 부분이라고 한다.

도 4는 이러한 조건식 (4)의 수법을 설명하는 도면이고, 시간-유량 평면 상에 플로팅된 순시 유량 데이터 중, 어느 시점 t와 그 전후 각 3시점의 데이터에 더하여, 조건식 (4)를 충족하는 부분이 그 이후에도 연속되는 경우에 결정되는 변화 부분의 일례를 나타내고 있다.

이 수법에 의하면, 조건식 (4)를 충족하는 부분이 연속될 경우에는, 그것들을 통틀어 변화 부분이라고 함으로써, 변화 부분과 평탄 부분을 과도하게 세분화하지 않고, 정확하게 효율적으로 절출할 수 있으며, 후단의 특징 추출 처리에서 취급하기 쉬운 데이터로 가공하는 것이 가능해진다.

[가스 흐름 특징 추출 처리]

상술한 바와 같이, 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의한 가스 흐름 특징 추출 처리(도 2의 S104)에서는, 우선, 전단의 대상 절출 처리에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터로부터, 유량의 변화 부분의 특징으로서, 그 「길이」, 「초기 유량」, 「천이하는 영역의 나열」이 추출되고, 유량의 평탄 부분의 특징으로서, 그 「길이」, 「평균값」, 「기울기」가 추출된다. 도 5는 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」을 추출하는 일례를 나타내는 도면이다.

또한, 도 6은 유량의 변화 부분의 「천이하는 영역의 나열」을 추출하는 수법의 일례로서, 순시 유량 Q와 순시 유량 시간 미분값 ΔQ(ΔQ[t]=Q[t]-Q[t-1])를 Q-ΔQ 평면에 플로팅하여 영역 분할하고, 분할된 각 영역을 각각 특정하는 고유한 영역 번호를 부여한 경우에, 이 Q, ΔQ의 천이를 구함으로써, 「천이하는 영역의 나열」을 나타내는 영역 번호를 추출하는 수법을 나타내고 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 영역 분할 시에는, 특히, 순시 유량 시간 미분값 ΔQ가 제로(0)에 가까운 부분의 영역을 순시 유량 Q의 값에 의해 잘게 분할함으로써, 초기 유량 또는 안정 연소 시의 유량을 상세하게 파악할 수 있다. 즉, 변화 부분의 초기 유량이나 평탄 부분의 평균 유량은 가스 기구 종별에 따른 특징이 있기 때문에, ΔQ가 제로에 가까운 부분만, Q의 값에 의해 잘게 분할함으로써, 그들의 특징을 정밀하게 추출할 수 있다.

또한, 팬히터 등의 비례 제어 기기의 경우에는, 최대 연소로부터 안정 연소가 될 때까지 연소량이 계단 형상으로 제어되어 있기 때문에, 그러한 비례 제어 기 기에 대해서도, 도 6에 나타낸 바와 같이, ΔQ가 제로에 가까운 부분만, Q의 값에 의해 잘게 분할함으로써, 그 연소량의 천이의 특징을 정밀하게 추출할 수 있다.

도 6의 예에서는, 순시 유량 시간 미분값 ΔQ가 제로에 가까운 부분의 복수의 영역에, 「46」∼「54」와 같은 2자리의 연속하는 영역 번호를 부여하고, 이들의 영역을 사이에 두고, 순시 유량 시간 미분값 ΔQ가 마이너스 측 및 플러스 측으로 되는 영역에, 「149」∼「147」, 「151」∼「153」과 같은 3자리의 연속하는 영역 번호를 부여하고 있다. 이 도 6의 예에서, 굵은 선으로 나타내져 있는 「유량의 변화 부분의 Q, ΔQ의 천이」에 관한 「천이하는 영역의 나열」로서, 영역 번호 열을 추출한 경우, 「50, 151, 152, 151, 54」로 된다.

또한, 동일한 Q-ΔQ 평면을 사용한 다른 수법으로서, 순시 유량 시간 미분값 ΔQ가 일정값 이하에 수용될 때까지, 또는 순시 유량 시간 미분값 ΔQ의 플러스 마이너스의 부호가 변화될 때까지의 범위에서의 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 천이를 구함으로써, 「천이하는 영역의 나열」을 나타내는 통과점의 샘플링 수와 끝점(端点)의 영역 번호를 추출하는 수법도 채용할 수 있다.

도 6의 예에서, 굵은 선으로 나타내져 있는 「유량의 변화 부분의 Q, ΔQ의 조합의 천이」에 관한 「천이하는 영역의 나열」로서, 시간 미분값 ΔQ가 일정값 이하(제로를 포함하는 영역 내)에 수용될 때까지의 통과점의 샘플링 수와 시점(始点)과 종점(終点)의 영역 번호를 추출한 경우, 제로를 포함하는 영역으로 되는 끝점의 영역 번호는 「50」과 「54」이고, 통과점의 샘플링 수는 「3」이다. 따라서, 이 경우의 「천이하는 영역의 나열」로서, 「시점의 영역 번호, 샘플링 수, 종 점의 영역 번호로 이루어지는 번호열」을 추출한 경우, 「50, 3, 54」로 된다.

가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의한 가스 흐름 특징 추출 처리(도 2의 S104)에서는, 다음으로, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」과, 유량의 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」가 구분표 기억 수단(32)에 기억된 구분표의 구분 번호로 각각 변환된다. 여기서, 구분표는 유량의 변화 부분과 평탄 부분에 대해서, 수량적인 대소를 나타내는 이상과 같은 각 지표값의 상정 범위를 복수로 구분하고, 각 구분을 나타내는 구분 번호를 대응시켜 이루어지는 표이다.

도 7은 이러한 구분표의 일례로서, 유량 구분표의 일례를 나타내고 있고, 10L/h마다 유량을 구분하여, 각 유량 구분을 나타내는 유량 구분 번호를 대응시킨 것이다. 또한, 길이나 기울기에 대해서도, 각 길이 구분을 나타내는 길이 구분 번호를 대응시킨 길이 구분표, 및 각 기울기 구분을 나타내는 기울기 구분 번호를 대응시킨 기울기 구분표를 동일하게 사용한다. 이러한 구분표를 사용함으로써, 가스 흐름 특징 추출 처리에서는, 이들 구분표에 의거하여, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」은 「길이 구분 번호」, 「초기 유량 구분 번호」로 각각 변환되고, 유량의 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」가 「길이 구분 번호」, 「평균값 구분 번호」, 「기울기 구분 번호」로 각각 변환된다.

상기한 가스 흐름 특징 추출 수단(31)에 의한 가스 흐름 특징 추출 처리(도 2의 S104)의 결과, 가스 흐름의 특징으로서 최종적으로 얻어지는 데이터는 유량의 변화 부분의 「길이 구분 번호」, 「초기 유량 구분 번호」, 「천이하는 영역의 나열(을 나타내는 번호열)」, 및, 유량의 평탄 부분의 「길이 구분 번호」, 「평균값 구분 번호」, 「기울기 구분 번호」로 된다.

이상과 같은 가스 흐름 특징 추출 처리에 의하면, 영역 분할을 사용하여, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」, 「천이하는 영역의 나열」을 추출하고, 유량의 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」를 추출함으로써, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징을 정확하게 효율적으로 추출할 수 있다. 그리고, 이들의 특징을, 최종적으로, 구분 번호나 영역 번호와 같은 「번호의 조합에 의해 나타내지는 특징」으로서 추출함으로써, 특징을 나타내는 데이터를 번호열 데이터로서 단순화할 수 있기 때문에, 특징을 나타내는 전체의 데이터를 소량으로 하는 것이 가능하다.

특히, 「천이하는 영역의 나열」로서, 「시점의 영역 번호, 샘플링 수, 종점의 영역 번호로 이루어지는 번호열」을 추출하는 수법을 채용한 경우에는, 영역 번호열을 추출하는 수법에 비하여 번호열 데이터를 더 단순화할 수 있기 때문에, 특징을 나타내는 전체의 데이터량을 더 삭감할 수 있다.

[룰 일치 검색·포인트 가산 처리 및 사용 기구 결정 처리]

상술한 바와 같이, 판정 모드의 경우(도 2의 S105의 YES)에는, 가스 흐름 특징 추출 처리(도 2의 S104)에 의해 추출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징은 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)으로 전달되고, 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에 의한 룰 일치 검색·포인트 가산 처리(도 2의 S106)가 행해진다.

룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에 의한 룰 일치 검색·포인트 가산 처리에서는, 룰 기억 수단(42)에 기억된 룰 중에서, 수취한 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과 특징 데이터가 일치하는 룰이 검색되고, 그 룰에 의해 나타내지는 가스 기구 종별 또는 가스 누설인 확실도를 나타내는 포인트가 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산된다. 이 경우의 가산 포인트는 룰과의 일치도에 따라 미리 설정된 조건에 의거하여 결정되지만, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이, 룰의 전체가 일치하는 경우와 일부분이 일치하는 경우에서 상이한 포인트가 가산된다.

또한, 룰 기억 수단(42)에 기억된 룰은 가스 기구 종별 또는 가스 누설 마다, 변화 부분의 특징 데이터를 포함하는 룰과 평탄 부분의 특징 데이터를 포함하는 룰이지만, 본 실시예에서는, 전단의 가스 흐름 특징 추출 처리에 의해 얻어지는 「번호의 조합에 의해 나타내지는 특징」에 따라, 예를 들어 도 8의 (a), (b)에 나타낸 바와 같은, 번호의 조합에 의해 나타내지는 특징 데이터를 포함하는 변화 부분과 평탄 부분의 룰이 미리 준비되어 있다.

이 도 8에 나타낸 룰의 예에서는, 전체 일치의 경우와 부분 일치의 경우의 각 가산 포인트도 또한, 룰의 일부에 포함되어 있지만, 변형예로서, 가산 포인트를 룰과는 별개의 가산 포인트 표로서 준비할 수도 있다.

이상과 같은 룰 일치 검색·포인트 가산 수단(43)에 의한 룰 일치 검색·포인트 가산 처리(도 2의 S106)의 결과, 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다, 최종적인 누적 포인트가 집계된다. 도 9는 이러한 누적 포인트의 집계 결과의 일례를 나타내고 있다.

이 도 9에 나타낸 바와 같이, 룰 일치 검색·포인트 가산 처리의 결과로서 얻어진 누적 포인트는 사용 기구 결정 수단(44)에 의한 사용 기구 결정 처리(도 2 의 S107)에서, 미리 설정된 임계값과 비교되고, 누적 포인트가 임계값 이상인 가스 기구가 사용 중이라고 결정되며, 그 가스 기구 종별을 나타내는 기구 번호나 기구명 등의 기구 종별 정보가 판정 결과로서 출력된다. 예를 들어, 임계값이 「90」일 경우에는, 표 4의 예에서는, 기구 번호 「기구 4」의 누적 포인트가 「90」이기 때문에, 「기구 4」가 사용 중이라고 결정되고, 이 기구 번호 「기구 4」가 판정 결과로서 출력되게 된다.

또한, 가스 누설에 대한 누적 포인트가 임계값 이상이 된 경우에는, 가스 누설이라고 결정되고, 가스 누설을 나타내는 메시지 등의 가스 누설 경고 정보가 판정 결과로서 출력된다.

이상과 같은 룰 일치 검색·포인트 가산 처리 및 사용 기구 결정 처리에 의하면, 「번호의 조합에 의해 나타내지는 특징」이 동일한 번호를 사용한 룰과 동일한 번호를 포함하는지의 여부와 같은 매우 간단한 비교·검색을 행하고, 그 결과에 따른 단순한 포인트 가산을 행하는 것만으로, 효율적으로 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능하다.

또한, 룰 일치 검색·포인트 가산 처리 및 사용 기구 결정 처리 중 한쪽에서, 이하 중 어느 하나의 타이밍에서 기구마다의 가산 포인트를 제로 또는 감산하는 처리를 행하는 것을 생각할 수 있다.

·어떤 기구가 사용 중이라고 결정된 경우, 그 기구의 포인트를 제로로 한다.

·모든 기구의 포인트에 대해서, 일정 시간마다 제로로 한다.

·어떤 특정한 룰로 가산한 포인트에 대해서는, 일정 시간 후에 감산한다.

·유량이 제로로 된 경우에, 모든 기구의 포인트를 제로로 한다.

이들 타이밍에서 기구마다의 가산 포인트를 제로 또는 감산함으로써, 기구의 실제의 사용 상황에 따른 더 유연하고 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능해진다.

[판정 결과 출력 처리]

상술한 바와 같이, 판정 결과 출력 수단(50)에 의한 판정 결과 출력 처리(도 2의 S108)에서는, 사용 기구 결정 수단(44)에 의한 사용 기구 결정 처리(도 2의 S107)에 의해 얻어진 가스 기구 종별 정보나 가스 누설 경고 정보 등의 판정 결과가 화면 표시 등의, 인간계에 대하여 판정 결과를 제시·통보할 수 있는 형으로 출력된다. 이 판정 결과 출력 처리에 의하면, 관계자는 사용 중인 가스 기구 종별이나 가스 누설 경고 메시지 등을 즉시 또한 용이하게 파악할 수 있기 때문에, 특히, 가스 누설 발생 시에는, 가스 공급의 차단 등의 대응을 신속하게 실시할 수 있다.

[룰 생성 처리]

상술한 바와 같이, 룰 생성 모드의 경우(도 2의 S105의 NO)에는, 가스 흐름 특징 추출 처리(도 2의 S104)에 의해 추출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징은 룰 생성 수단(45)으로 전달되고, 룰 생성 수단(43)에 의한 룰 생성 처리(도 2의 S109)가 행해진다.

룰 생성 수단(43)에 의한 룰 생성 처리에서는, 가스 흐름 특징 추출 처리에서 얻어진 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과, 별도로 취득한 가스 기구 종별 또는 가스 누설을 나타내는 정보에 의거하여, 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다의 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 포함하는 새로운 룰이 생성되어, 룰 기억 수단(42)에 기억된다. 이 룰 생성 처리는 예를 들어, 본 실시예의 가스 기구 판별 장치의 설치 이전에, 가스 공급처의 가스 기구 종별이 판명되어 있는 경우나, 또는 가스 누설의 특징 데이터를 생성하려고 할 때 등에, 가스 기구 종별 정보나 가스 누설 정보를 룰 생성 수단에 부여하여 룰 생성 모드로 함으로써 실시된다.

이 룰 생성 처리에서는, 예를 들어 다음과 같은 조건을 사용하여, 도 8의 (a), (b)에 나타낸 바와 같은, 번호의 조합에 의해 나타내지는 특징 데이터를 포함하는 변화 부분과 평탄 부분의 룰이 생성된다.

·전체 일치의 포인트는 부분 일치의 포인트 이상의 포인트로 한다.

·복수의 룰을 생성한 경우에, 기구 번호와 전체의 특징이 일치하는 룰은 중복 룰이기 때문에, 1개의 룰로 한다.

·기구 번호가 상이하고, 전체 또는 일부분의 특징이 일치하는 룰은 상이한 기구에서 유사한 특징을 갖기 때문에, 포인트를 낮게 한다.

·길이가 긴 변화 부분의 룰에 대해서는, 특징을 많이 포함한다고 생각되기 때문에, 포인트를 높게 한다.

가스 기구 판별 장치에 이러한 룰 생성 기능을 갖게 함으로써, 기존의 룰이 없는 신규의 가스 기구가 설치되어 있는 경우에도, 그 가스 기구에 대한 룰을 용이하고 정밀하게 생성할 수 있기 때문에, 실용성이 우수하다.

[효과]

이상과 같은 제 1 실시예에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

우선, 가스의 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합에 의거하여, 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을 행함으로써, 단순히 유량 패턴과 그 범위만으로는 판별이 불가능한 기구일지라도 그 판별이 가능해진다. 그 결과, 가스 기구의 판별이 불가능하기 때문에, 함부로 가스 누설이라고 판정하는 단점도 없어지고, 보안성도 향상된다.

특히, 기구 판별에 순시 유량의 시간 미분값을 이용함으로써, 단순한 유량 패턴의 매칭에 의해 기구를 판정하는 경우에 비하여, 비교 대상 패턴의 단순화를 도모하는 것이 가능해지고, 특징 추출의 수법을 자유롭게 채용하는 것이 가능해진다. 그 결과, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합을 포함하는 특징을 추출하고, 단순한 비교 대상 패턴과 비교하는 것만으로, 효율적으로 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합으로부터, 가스 기구의 기동 시점 및 종료 시점을 판정할 수 있기 때문에, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 행하는 것이 가능해진다. 이것에 관련하여, 가스 기구의 연속 사용 시간의 계측도 가능하기 때문에, 가스 기구의 장시간 사용에 대한 적절한 경고를 행하는 등의 운용이 가능해진다.

따라서, 제 1 실시예에 의하면, 사용 중인 가스 기구의 종별 및 가스 누설의 판별을, 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공할 수 있다.

또한, 특징 추출의 수법으로서, 계측된 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값을 평면 형상으로 나타내어 영역 분할하는 수법을 채용함으로써, 유량 패턴 그 자체를 그래프화하여 패턴 매칭하는 수법에 비하여, 비교 대상 패턴과 동일한 영역을 포함하는지의 여부와 같은 간단한 비교·검색이나 연산을 행하는 것만으로, 효율적으로 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능하다.

특히, 각 영역을 하나의 번호로 나타내는 동시에, 수량의 대소를 나타내는 각 지표값을 복수의 범위로 구분하여 각 구분을 나타내는 번호로 나타냄으로써, 이 「번호의 조합에 의해 나타내지는 특징」이 동일한 번호를 사용한 룰과 동일한 번호를 포함하는지의 여부와 같은 매우 간단한 비교·검색을 행하고, 그 결과에 따라 단순한 포인트 가산을 행하는 것만으로, 효율적으로 정밀한 기구 판별을 행하는 것이 가능하다.

[제 2 실시예]

[구성]

도 10은 본 발명을 적용한 제 2 실시예에 따른 가스 기구 판별 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 이 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 가스 기구 판별 장치는, 제 1 실시예에서의 계측 수단(10), 전처리 수단(20), 특징 추출 수단(30), 기구 판정 수단(40)의 구성을 변경하여, 계측 수단(10a), 전처리 수 단(20a), 특징 추출 수단(30a), 기구 판정 수단(40a)으로 한 것이다. 각 수단(10a∼40a)의 상세한 것은 다음과 같다.

계측 수단(10a)은 제 1 실시예와 동일한 유량 계측 수단(11)에 더하여, 가스 공급 유로(가스 배관) 내를 흐르는 가스의 압력 p[t]를 계측하는 압력 계측 수단(12)을 구비하고 있다. 이 압력 계측 수단(12)으로서는, 각종의 압력계나 압력 센서를 사용할 수 있다.

전처리 수단(20a)은 유량 계측 수단(11) 및 압력 계측 수단(12)에 의해 계측된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈를 제거하는 유량·압력 데이터 노이즈 제거 수단(23)과, 노이즈 제거된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터를 각각 절출하는 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)을 구비하고 있다.

특징 추출 수단(30a)은 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대한 편차를 포함하는 특징을 추출하는 압력 관련 특징 추출 수단(33)을 구비하고 있다. 이 압력 관련 특징 추출 수단(33)은 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터 중, 유량에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구함으로써, 「정규화 유량 편차」와 「유량 평균」을 추출하고, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구함으로써, 가스 분출 노즐 개구량의 「정규화 노즐 편차」를 추출한다.

판정 수단(40a)은 압력 관련 특징 추출 수단(33)에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징에 의거하여, 사용 중인 거버너의 유무를 판정하는 거버너 유무 판정 수단(46)을 구비하고 있다. 이 거버너 유무 판정 수단(46)은 압력 관련 특징 추출 수단(33)에 의해 추출된 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」, 및 「평균 유량」에 의거하여, 사용 중인 거버너의 유무를 판정하는 동시에, 거버너의 유무를 판정할 수 없는 경우에 대해서도, 압력 변화의 유무를 더 판정함으로써, 최종적으로, 「거버너 있음」, 「거버너 없음」, 「판정 불가」, 「압력 변화 없음」 중 어느 하나인지를 판정하고, 판정 결과로서 출력한다.

[가스 기구 판별 순서의 개요]

도 11은 제 2 실시예의 가스 기구 판별 장치에 의한 가스 기구 판별 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 본 실시예의 가스 기구 판별 장치에서, 유량 계측 수단(11)과 압력 계측 수단(12)에서는, 가스 공급 유로(가스 배관) 내를 흐르는 가스의 순시 유량과 압력이 각각 일정한 샘플링 주기(예를 들어, 모두 2초마다)로 상시 계측되고 있고, 계측된 순시 유량 데이터 q[t]와 압력 데이터 p[t]는 유량·압력 데이터 노이즈 제거 수단(23)으로 전송된다.

유량·압력 데이터 노이즈 제거 수단(23)에서는, 미리 설정된 순시 유량·압력 데이터 q[t], p[t]의 처리 타이밍마다(S201의 YES), 수집된 순시 유량 데이터 q[t] 및 압력 데이터 p[t]의 노이즈가 제거된다(S202: 노이즈 제거 처리). 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)에서는, 노이즈가 제거된 순시 유량 데이터 q[t] 및 압력 데이터 p[t]로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터가 절출된다(S203: 대상 절출 처리).

압력 관련 특징 추출 수단(33)에서는, 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노이즈 편차」, 「유량 평균」이 추출된다(S204: 압력 관련 특징 추출 처리).

거버너 유무 판정 수단(46)에서는, 압력 관련 특징 추출 수단(33)에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징, 즉, 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」, 「유량 평균」에 의거하고, 「거버너 있음」, 「거버너 없음」, 「판정 불가」, 「압력 변화 없음」 중 어느 하나인지가 판정되며, 판정 결과가 출력된다(S205: 거버너 유무 판정 처리).

이와 같이 하여, 거버너 유무 판정 수단(46)에 의해 거버너의 유무의 판정 결과가 얻어져, 출력되면, 이 판정 결과는 후단의 판정 결과 출력 수단(50)에 의해, 화면 표시 등의, 인간계에 대하여 판정 결과를 제시·통보할 수 있는 형으로 출력된다(S206: 판정 결과 출력 처리).

[가스 기구 판별 순서의 상세]

이하에는, 도 11에 나타낸 가스 기구 판별 순서에서의 노이즈 제거 처리(S202)로부터 판정 결과 출력 처리(S206)까지의 각 처리의 상세에 대해서 차례로 설명한다.

[노이즈 제거 처리]

유량·압력 데이터 노이즈 제거 수단(23)에 의한 노이즈 제거 처리(도 11의 S202)에서는, 계측된 순시 유량 데이터 q[t] 및 압력 데이터 p[t] 중에서,

·유량이 일정값 이하

·유량 변화가 일정값(일정 비율) 이상

·압력 평방근 또는 압력의 변화가 일정값(일정 비율) 이상

과 같은 3개의 조건 중 어느 하나에 해당하는 데이터가 제거된다.

이 노이즈 제거 처리의 수법은 예를 들어, q[t]: 본래의 유량 데이터, p[t]: 본래의 압력 데이터라고 한 경우, 다음의 조건식 (5)로 표현된다.

if

min(q[t-1], q[t], q[t+1])<일정값

또는,

max(q[t-1], q[t], q[t+1])-min(q[t-1], q[t], q[t+1]))

<일정값 또는 q[t]*일정 비율

또는,

max(

p[t-1],

p[t],

p[t+1])-min(

p[t-1],

p[t],

p[t+1])

<일정값 또는

p[t]*일정 비율

then

q[t], p[t]는 제거(이후의 처리에 사용하지 않음)…식(5)

이러한 노이즈 제거 처리에 의하면, 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈를 제거함으로써, 후단의 대상 절출 처리나 압력 관련 특징 추출 처리에서 취급하기 쉬운 데이터로 가공하는 것이 가능해진다. 특히, 유량과 유량 변화, 압력 평방근의 변화에 대해서, 각 범위의 조건을 각각 사용함으로써, 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈 제거의 정밀도를 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 계산량을 줄이기 위해, 상기한 조건식 (5)의 압력 평방근

p를 압력 p로 대용하는 것도 가능하다. 즉, 가스의 압력 변화가 비교적 작을 경우에는, 압력 평방근의 대용값으로서 압력을 사용해도, 오차는 적다고 생각되기 때문에, 압력으로 대용하여 계산량을 줄임으로써, 노이즈 제거 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.

[대상 절출 처리]

상술한 바와 같이, 유량·압력 데이터 대상 절출 수단(24)에 의한 대상 절출 처리(도 11의 S203)에서는, 전단의 노이즈 제거 처리에 의한 노이즈 제거 이후의 순시 유량 데이터 q[t] 및 압력 데이터 p[t]로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터가 각각 절출된다.

여기서, 일정 시간 범위는 적절하게 설정할 수 있지만, 예를 들어 120초간으로 한다. 이 경우에, 예를 들어 순시 유량 데이터 q[t]와 압력 데이터 p[t]의 샘플링 주기가 모두 2초라고 하면, 120초간의 60회 분의 샘플링 데이터를 절출하게 된다. 또한, 순시 유량 데이터 q[t]와 압력 데이터 p[t]의 샘플링 주기는 반드시 동일한 주기일 필요는 없고, 상이한 샘플링 주기의 경우에도, q/

p에서의 q와 p의 타이밍을 맞춤으로써, 일정 시간 범위의 데이터를 각각 절출할 수 있다.

도 12는 이러한 대상 절출 처리의 수법을 설명하는 도면이고, 동일한 일정 시간 범위의 데이터로서 절출된 대응 관계에 있는 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 일례를 나타내고 있다.

[압력 관련 특징 추출 처리]

상술한 바와 같이, 압력 관련 특징 추출 수단(33)에 의한 압력 관련 특징 추출 처리(도 11의 S204)에서는, 전단의 대상 절출 처리에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」, 「유량 평균」이 추출된다. 이들의 특징은 구체적으로는, 예를 들어 다음의 수법에 의해 추출된다.

·정규화 유량 편차 σq[t]

절출한 일정 시간 범위의 유량 데이터 q[t-n]∼q[t]에 대해서, 표준편차와 평균을 구함으로써,

σq[t]=표준편차/평균*100

으로 한다. 노이즈 제거 처리에 의해 제거된 결과, 일정 시간 범위의 유량 데이터 수가 일정 수보다도 적을 경우에는, σq[t]=0으로 한다.

·정규화 노즐 편차 σNz[t]

절출한 일정 시간 범위의 유량 데이터 q[t-n]∼q[t] 및 압력 데이터 p[t-n]∼p[t]를 사용하여,

Nz[t]=q[t]/

p[t]

를 계산하고, 구한 일정 시간 범위의 노즐 개구량 데이터 Nz[t-n]∼Nz[t]에 대해서, 표준편차와 평균을 구하고,

σNz[t]=표준편차/평균*100

을 구한다. 노이즈 제거 처리에 의해 제거된 결과, 일정 시간 범위의 노즐 개구량 데이터 수가 일정 수보다도 적을 경우에는, 정규화 노즐 편차 σNz[t]=0으로 한다. 또한, 계산량을 줄이기 위해, 압력 평방근

p를 압력 p로 대용하는 것도 가능하다. 이 이유에 대해서는, 노이즈 제거 처리에 대해서 상술한 바와 같다.

·유량 평균 ave q[t]

절출한 일정 시간 범위의 유량 데이터 q[t-n]∼q[t]에 대해서, 평균을 구하고,

ave q[t]=평균

으로 한다. 노이즈 제거 처리에 의해 제거된 결과, 일정 시간 범위의 유량 데이터 수가 일정 수보다도 적을 경우에는, 유량 평균 ave q[t]=0으로 한다.

이상과 같은 압력 관련 특징 추출 처리에 의하면, 일정 시간 범위의 유량·압력 데이터로부터, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대해서 표준편차와 평균을 구함으로써, 가스 기구의 가스 분출 노즐 부분의 개구량을 구하고, 노즐 개구량의 편차인 「정규화 노즐 편차」를 추출함으로써, 거버너의 유무에 따른 특징을 정확하게 효율적으로 추출할 수 있다.

[거버너 유무 판정 처리]

상술한 바와 같이, 거버너 유무 판정 수단(46)에 의한 거버너 유무 판정 처리(도 11의 S205)에서는, 전단의 압력 관련 특징 추출 처리에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징인 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」, 「유량 평균」에 의거하여, 「거버너 있음」, 「거버너 없음」, 「판정 불가」, 「압력 변화 없음」 중 어느 하나인지가 판정되어, 판정 결과가 출력된다.

도 13은 이 거버너 유무 판정 처리의 수법의 일례로서, 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」에 의거하여,

정규화 유량·노즐 편차 최소값 minσG[t]를,

minσG[t]=min(σq[t], σNz[t])

에 의해 구하고,

정규화 유량·노즐 편차의 차(差) ΔσG[t]를,

ΔσG[t]=σNz[t]-σq[t]

에 의해 구하고, 얻어진 값을, minσG-ΔσG 평면에 플로팅하고, 플로팅된 영역에 따라 거버너의 유무를 판정하는 수법을 나타내고 있다.

이 경우, 「유량 평균」이 임계값 이상이면, 도 13에 플로팅된 영역에 따라, 「거버너 있음」, 「거버너 없음」, 「판정 불가」, 「압력 변화 없음」 중 어느 하나인지가 판정된다. 도 13 중의 굵은 선은 판정 영역의 경계를 나타내는 선이고, 이러한 판정 영역은 충분한 실험 데이터 등에 의거하여 미리 설정해 둔다.

도 13에 있어서, 「거버너 있음」 영역은 노즐의 편차가 크고, 유량의 편차가 작은 영역이다. 즉, 압력 변화에 대해, 노즐을 조정하여 유량을 일정하게 유지하고 있다. 또한, 「거버너 없음」 영역은 노즐의 편차가 작고, 유량의 편차가 큰 영역이다. 즉, 압력 변화에 대하여, 노즐이 일정하고, 유량이 변화하고 있다.

또한, 「판정 불가」 영역은 노즐의 편차와 유량의 편차가 모두 큰 영역이 고, 「압력 변화 없음」 영역은 노즐의 편차와 유량의 편차가 모두 작고, 압력 변화가 제로에 가까운 영역이다. 이들 「판정 불가」 영역 및 「압력 변화 없음」 영역은 가스 누설의 판정 등에 이용할 수 있다.

이상과 같은 거버너 유무 판정 처리에 의하면, 전단의 압력 관련 특징 추출 처리에 의해 추출된 「정규화 유량 편차」, 「정규화 노즐 편차」로부터 간단하게 구해지는 「유량·노즐 편차 최소값」과 「유량·노즐 편차의 차」의 조합을 평면 형상으로 플로팅하는 것만으로, 거버너의 유무를 효율적으로 정밀하게 판정할 수 있다.

[판정 결과 출력 처리]

상술한 바와 같이, 판정 결과 출력 수단(50)에 의한 판정 결과 출력 처리(도 11의 S206)에서는, 거버너 유무 판정 수단(46)에 의한 거버너 유무 판정 처리(도 11의 S205)에 의해 얻어진 「거버너 있음」, 「거버너 없음」, 「판정 불가」, 「압력 변화 없음」 중 어느 하나의 판정 결과가 화면 표시 등의 인간계에 대하여 판정 결과를 제시·통보할 수 있는 형으로 출력된다. 이 판정 결과 출력 처리에 의하면, 관계자는 거버너가 부착된 가스 기구를 사용 중인지의 여부를 즉시 또한 용이하게 파악할 수 있다.

[효과]

이상과 같은 제 2 실시예에 의하면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

우선, 거버너 유무의 판별에 유량과 압력의 평방근의 비 또는 그 대용값을 이용함으로써, 가스 기구의 가스 분출 노즐 개구량의 상태를 파악할 수 있다. 즉, 유량과 압력의 평방근의 비를 구하면, 이 값은 가스 기구의 가스 분출 노즐 부분의 개구량에 상당하기 때문에, 압력 변동에 대하여 유량이 일정해지도록 가스 분출 노즐 개구량을 변화시키고 있는 경우에는 거버너 있음, 가스 분출 노즐 개구량이 일정하고 유량이 변화하고 있는 경우에는 거버너 없음이라고 판정할 수 있다.

거버너 없음의 경우에는, 풍로 등의 거버너가 없는 가스 기구 또는 가스 누설이고, 거버너 있음의 경우에는, 팬히터 등의 거버너가 부착된 가스 기구이기 때문에, 보안 기능에 의해 특히 차단이 요구되는 가스 누설이나 풍로를, 부적절한 차단의 방지가 요구되는 팬히터 등의 기구와 정확하게 판별할 수 있다. 이에 따라, 팬히터 등의 거버너가 부착된 가스 기구에서의 장시간 이용 시의 오차단을 방지할 수 있다.

또한, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 그 대용값으로부터, 가스 기구의 기동 시점 및 종료 시점을 판정할 수 있기 때문에, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 행하는 것이 가능해진다. 이것에 관련하여, 가스 기구의 연속 사용 시간의 계측도 가능하기 때문에, 가스 기구의 장시간 사용에 대한 적절한 경고를 행하는 등의 운용이 가능해진다.

또한, 가스의 압력 변화가 비교적 작을 경우에는, 압력의 평방근의 대용값으로서, 평방근 없는 압력을 사용하고, 유량과 압력의 비를 구하는 것만으로도, 오차가 적은 거버너 유무 판정을 행할 수 있다. 이와 같이, 유량과 압력의 비를 구하여 거버너 유무 판정을 행할 경우에는, 유량과 압력의 평방근의 비를 구하는 경우 에 비하여 계산량을 저감할 수 있기 때문에, 효율을 향상시킬 수 있다. 그 한편으로, 가스의 압력 변화가 비교적 클 경우에는, 유량과 압력의 평방근의 비를 구하는 편이 정밀도를 향상시킬 수 있다.

따라서, 제 2 실시예에 의하면, 사용 중인 거버너의 유무의 판별을 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있고, 또한, 가스 누설의 경우와 거버너가 없는 가스 기구의 연속 사용의 판별에 대해서도 효율적으로 정밀하게 실행할 수 있는, 가스 기구 판별 장치와 그 방법을 제공할 수 있다.

[다른 실시예]

또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서, 이 외에도 다양한 변형예가 가능하다. 예를 들어, 제 1과 제 2 실시예를 조합시키는 구성 등을 생각할 수 있고, 이 경우에는, 양쪽의 실시예의 상승적인 효과를 얻을 수 있다. 또한, 실시예에 나타낸 장치의 구성은 일례에 지나지 않고, 구체적인 장치 구성이나 각 수단의 구성은 자유롭게 선택할 수 있으며, 그에 따라, 구체적인 처리 순서나 각 처리의 상세도 자유롭게 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 제 1 실시예에 따른 가스 기구 판별 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도.

도 2는 제 1 실시예의 가스 기구 판별 장치에 의한 가스 기구 판별 순서의 일례를 나타내는 플로차트.

도 3은 제 1 실시예에서의 노이즈 제거 처리의 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 4는 제 1 실시예에서의 대상 절출 처리의 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 5는 제 1 실시예에서의 가스 흐름 특징 추출 처리에서, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」을 추출하는 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 6은 제 1 실시예에서의 가스 흐름 특징 추출 처리에서, 유량의 변화 부분의 「천이하는 영역의 나열」을 추출하는 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 7은 제 1 실시예에서의 가스 흐름 특징 추출 처리에서 사용하는 구분표의 일례를 나타내는 도면.

도 8은 제 1 실시예에서의 룰 일치 검색·포인트 가산 처리에서 사용하는 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 룰의 일례를 나타내는 도면.

도 9는 제 1 실시예에서의 룰 일치 검색·포인트 가산 처리에 의한 누적 포인트의 집계 결과의 일례를 나타내는 도면.

도 10은 본 발명을 적용한 제 2 실시예에 따른 가스 기구 판별 장치의 구성을 나타내는 기능 블록도.

도 11은 제 2 실시예의 가스 기구 판별 장치에 의한 가스 기구 판별 순서의 일례를 나타내는 플로차트.

도 12는 제 2 실시예에서의 대상 절출 처리의 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 13은 제 2 실시예에서의 거버너 유무 판정 처리의 수법의 일례를 나타내는 도면.

도 14는 종래의 안전 계속 사용 시간 오버 시의 판정에 사용되는 제한 시간 설정값을 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1O, 1Oa: 계측 수단 11: 유량 계측 수단

12: 압력 계측 수단 20, 20a: 전처리 수단

21: 유량 데이터 노이즈 제거 수단 22: 유량 데이터 대상 절출 수단

23: 유량·압력 데이터 노이즈 제거 수단

24: 유량·압력 데이터 대상 절출 수단

30, 30a: 특징 추출 수단 31: 가스 흐름 특징 추출 수단

32: 구분표 기억 수단 33: 압력 관련 특징 추출 수단

40, 40a: 판정 수단 41: 기구 판정 수단

42: 룰 기억 수단 43: 룰 일치 검색·포인트 가산 수단

44: 사용 기구 결정 수단 45: 룰 생성 수단

46: 거버너 유무 판정 수단 50: 판정 결과 출력 수단

Claims

가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량을 계측하는 유량 계측 수단과,

상기 유량 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단과,

상기 노이즈 제거 수단에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터로부터, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터를 절출(切出)하는 대상 절출 수단과,

상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터의 특징을 가스 흐름의 특징으로서 추출하는 특징 추출 수단과,

가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 각각 포함하는 각 룰을 기억하는 룰 기억 수단과,

상기 룰 기억 수단에 기억된 룰에 포함되는 특징 데이터와 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 가스 흐름의 특징을 비교하여, 사용 중인 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무를 판정하고, 판정 결과를 출력하는 기구 판정 수단을 구비하고,

상기 특징 추출 수단은 상기 유량의 변화 부분의 특징으로서, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합을 포함하는 특징을 추출하도록 구성되어 있고,

상기 대상 절출 수단은, 유량 변화가 일정값 이상 또는 일정한 변화 비율 이상인 부분을 변화 부분으로 하고, 유량 변화가 당해 일정값 미만 또는 당해 일정한 변화 비율 미만인 부분을 평탄 부분으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 노이즈 제거 수단은 상기 유량 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데 이터 중에, 어느 시점의 샘플링 유량에 대하여 그 전후의 샘플링 유량의 차(差)가 일정값 이내 또는 그 시점의 유량의 일정 비율 이내인 경우에, 전후 합친 3점의 평균 유량을 그 시점의 유량으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 노이즈 제거 수단은 어느 시점의 순시 유량 데이터에 대해서, 그 시점을 기점으로 하는 일정 길이의 샘플링 유량의 이동 평균에 의해 그 시점의 유량을 구하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단은 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 데이터 중, 유량의 변화 부분에 대해서는, 그 「길이」, 「초기 유량」, 및 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값을 평면 형상으로 나타내어 영역 분할한 경우의 「영역의 특징」을 추 출하고, 유량의 평탄 부분에 대해서는, 그 「길이」, 「평균값」, 「기울기」를 추출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단은 상기 영역 분할에 의해 분할된 각 영역을 각각 특정하는 고유의 영역 번호를 부여한 경우에, 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 유량의 변화 부분의 「영역의 특징」으로서, 분할된 영역 내를 시계열(時系列)을 따라 이동하는 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 천이를 구함으로써, 「천이하는 영역의 나열」을 나타내는 영역 번호를 추출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단은 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 유량의 변화 부분의 「천이하는 영역의 나열」로서, 순시 유량의 시간 미분값이 일정값 이하에 수용될 때까지, 또는 순시 유량의 시간 미분값의 플러스 마이너스의 부호가 변화될 때까지의 범위에서의 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 천이를 구함으로써, 「천이하는 영역의 나열」을 나타내는 통과점의 샘플링 수와 끝점(端点)의 영역 번호를 추출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단은 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분에 대해서, 수량적인 대소를 나타내는 각 지표값의 상정 범위를 복수로 구분하고, 각 구분을 나타내는 구분 번호를 대응시켜 이루어지는 구분표를 미리 구비하고, 이 구분표를 사용하여, 유량의 변화 부분의 「길이」, 「초기 유량」으로서, 「길이 구분 번호」, 「초기 유량 구분 번호」를 추출하고, 유량의 평탄 부분의 「길이」, 「평균값」, 「기울기」로서, 「길이 구분 번호」, 「평균값 구분 번호」, 「기울기 구분 번호」를 추출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기구 판정 수단은 상기 룰 기억 수단에 기억된 룰 중에서, 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 유량의 변화 부분, 평탄 부분의 특징과, 특징 데이터가 일치하는 룰을 검색하고, 그 룰에 의해 나타내지는 가스 기구 종별 또는 가스 누설인 확실도를 나타내는 포인트를 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산하는 룰 일치 검색·포인트 가산 수단을 구비하고, 이 룰 일치 검색·포인트 가산 수단은 룰의 전체가 일치하는 경우와 일부분이 일치하는 경우에서 상이한 포인트를 가산하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 기구 판정 수단은 상기 룰 일치 검색·포인트 가산 수단에 의해 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 가산된 포인트가 미리 설정된 임계값 이상이 된 경우에, 그 종별의 가스 기구가 사용 중이라고 결정하여 그 가스 기구 종별을 나타내는 기구 종별 정보를 판정 결과로서 출력하거나, 또는 가스 누설이라고 결정하여 가스 누설을 나타내는 가스 누설 경고 정보를 판정 결과로서 출력하는 결정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 가스 흐름의 특징과, 별도로 취득한 가스 기구 종별 또는 가스 누설을 나타내는 정보에 의거하여, 당해 가스 기구 종별 또는 가스 누설마다의 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 포함하는 새로운 룰을 생성하고, 상기 룰 기억 수단에 기억하는 룰 생성 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 특징과, 상기 룰 기억 수단에 기억된 기존의 룰에 의거하여, 상기 기구 판별 수단에 의해 기구 판별을 행하는 판정 모드와,

상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 특징과, 별도로 취득한 가스 기구 종별 또는 가스 누설을 나타내는 정보에 의거하여, 상기 룰 생성 수단에 의해 당해 가스 기구 종별 또는 가스 누설에 따른 특징 데이터를 포함하는 새로운 룰을 생성하는 룰 생성 모드와 같은 2개의 모드로 동작하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량 및 압력을 계측하는 유량 계측 수단 및 압력 계측 수단과,

상기 유량 계측 수단 및 상기 압력 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단과,

상기 노이즈 제거 수단에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터를 각각 절출하는 대상 절출 수단과,

상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대한 편차를 포함하는 특징을 추출하는 특징 추출 수단과,

상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징에 의거하여, 사용 중인 거버너(governor)의 유무를 판정하고 판정 결과를 출력하는 거버너 유무 판정 수단을 구비하고,

상기 특징 추출 수단은, 상기 대상 절출 수단에 의해 절출된 데이터 중, 유량에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구하는 동시에, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 13 항에 있어서,

상기 노이즈 제거 수단은 상기 유량 계측 수단 및 상기 압력 계측 수단에 의해 계측된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터 중에서, 유량이 일정값 이하, 유량 변 화가 일정값(또는 일정 비율) 이상, 압력 평방근(平方根) 또는 압력의 변화가 일정값(또는 일정 비율) 이상과 같은 3개의 조건 중 어느 하나에 해당하는 데이터를 제거하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
삭제
제 13 항에 있어서,

상기 거버너 유무 판정 수단은 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 유량의 표준편차와 평균, 및 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대한 표준편차와 평균에 의거하여, 사용 중인 거버너의 유무를 판정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
제 16 항에 있어서,

상기 거버너 유무 판정 수단은 상기 특징 추출 수단에 의해 추출된 유량의 표준편차와 평균에 의해 부여되는 유량의 편차와, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대한 표준편차와 평균에 의해 부여되는 가스 분출 노즐 개구량 의 편차의 조합을 평면 형상으로 나타냄으로써, 나타내진 영역에 따라, 거버너 있음, 거버너 없음, 판정 불가, 압력 변화 없음 중 어느 하나인지를 판정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 장치.
가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량을 계측하는 유량 계측 스텝과,

상기 유량 계측 스텝에 의해 계측된 순시 유량 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 스텝과,

상기 노이즈 제거 스텝에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터로부터, 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터를 절출하는 대상 절출 스텝과,

상기 대상 절출 스텝에 의해 절출된 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 데이터의 특징을 가스 흐름의 특징으로서 추출하는 특징 추출 스텝과,

가스 기구 종별 또는 가스 누설마다 유량의 변화 부분과 평탄 부분의 특징 데이터를 각각 포함하는 각 룰을 기억하는 룰 기억 수단을 사용하여, 이 룰 기억 수단에 기억된 룰에 포함되는 특징 데이터와 상기 특징 추출 스텝에 의해 추출된 가스 흐름의 특징을 비교하여, 사용 중인 가스 기구 종별 또는 가스 누설의 유무를 판정하고, 판정 결과를 출력하는 기구 판정 스텝을 갖고,

상기 특징 추출 스텝에서는, 상기 유량의 변화 부분의 특징으로서, 순시 유량과 순시 유량 시간 미분값의 조합을 포함하는 특징을 추출하고,

상기 대상 절출 스텝에서는, 유량 변화가 일정값 이상 또는 일정한 변화 비율 이상인 부분을 변화 부분으로 하고, 유량 변화가 당해 일정값 미만 또는 당해 일정한 변화 비율 미만인 부분을 평탄 부분으로 하는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 방법.
가스 유로 내를 흐르는 가스의 순시 유량 및 압력을 계측하는 계측 스텝과,

상기 계측 스텝에 의해 계측된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 스텝과,

상기 노이즈 제거 스텝에 의해 노이즈 제거된 순시 유량 데이터 및 압력 데이터로부터, 각 샘플링 타이밍에서의 일정 시간 범위의 데이터를 각각 절출하는 대상 절출 스텝과,

상기 대상 절출 스텝에 의해 절출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징으로서, 유량과 압력의 평방근의 비에 대한 편차 또는 유량과 압력의 비에 대한 편차를 포함하는 특징을 추출하는 특징 추출 스텝과,

상기 특징 추출 스텝에 의해 추출된 일정 시간 범위의 데이터의 특징에 의거하여, 사용 중인 거버너의 유무를 판정하고, 판정 결과를 출력하는 거버너 유무 판정 스텝을 갖고,

상기 특징 추출 스텝에서는, 상기 대상 절출 스텝에 의해 절출된 데이터 중, 유량에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구하는 동시에, 유량과 압력의 평방근의 비 또는 유량과 압력의 비에 대해서, 그 표준편차와 평균을 구하는 것을 특징으로 하는 가스 기구 판별 방법.