WO2017122238A1 - 流量計測装置 - Google Patents

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WO2017122238A1
WO2017122238A1 PCT/JP2016/004879 JP2016004879W WO2017122238A1 WO 2017122238 A1 WO2017122238 A1 WO 2017122238A1 JP 2016004879 W JP2016004879 W JP 2016004879W WO 2017122238 A1 WO2017122238 A1 WO 2017122238A1
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flow rate
appliance
gas
ratio
unit
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PCT/JP2016/004879
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French (fr)
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裕介 北野
光男 横畑
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a technique for discriminating a gas appliance that has started to be used by detecting a change in the flow rate of the gas.
  • a gas meter device has been proposed that identifies what gas appliance has been used on the basis of a change in the flow rate of the gas flowing in the pipe.
  • the following Patent Document 1 measures the gas flow rate at regular time intervals, and compares the obtained flow rate value change pattern with the flow rate value change pattern obtained in advance for each gas appliance.
  • a gas meter device for discriminating a gas appliance that has been used is disclosed. More specifically, the gas meter device described in Patent Document 1 below converts the change amount of the gas flow rate at regular time intervals into a corresponding code, and obtains the obtained code row and each gas appliance in advance. The gas appliance is discriminated by comparing with the characteristic code string.
  • Patent Document 1 in addition to the comparison of code strings, for example, the flow rate indicating the characteristics of the gas appliance, such as the flow rate during the slow ignition operation of the gas fan heater, is further used for the discrimination of the gas appliance. It is proposed to improve.
  • the entire disclosure of Patent Document 1 is incorporated herein.
  • the present invention is a flow rate measurement capable of discriminating a gas appliance even when a new gas appliance that requires a gas flow rate of a magnitude that has not been assumed before is connected. Providing equipment.
  • An exemplary flow rate measuring device calculates a characteristic flow rate from a flow rate measuring unit that measures a flow rate of gas flowing in a flow path at regular time intervals, and a flow rate measured by the flow rate measuring unit within a predetermined period. And an arithmetic unit that calculates a ratio of each of the flow rates at a plurality of times measured by the flow rate measurement unit within a predetermined period with respect to the characteristic flow rate.
  • an appliance feature extraction unit that extracts an appliance feature amount that is a feature of a flow rate change characteristic within a predetermined period of a currently used gas appliance and is information obtained from a ratio or a ratio, and a specific feature
  • An instrument-specific feature information holding unit that holds one or more instrument-specific feature quantities indicating a characteristic flow rate state of the gas instrument is provided. Further, by comparing the appliance feature amount extracted by the appliance feature extraction unit with the appliance unique feature amount corresponding to the appliance feature amount among the one or more appliance intrinsic feature amounts held in the appliance unique feature information holding unit. And an appliance discriminating unit for discriminating currently used gas appliances.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an exemplary configuration of a gas meter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a flow rate change pattern in a predetermined period for a certain gas appliance.
  • FIG. 3 is a graph showing a change in the ratio of each flow rate value to the characteristic flow rate obtained for each of model A, model B, and reference 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of a flow rate change pattern in a predetermined period for another gas appliance different from the model A, the model B, and the reference 1 shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 is a graph showing a change pattern of the ratio of each flow rate value to the characteristic flow rate obtained for each of model C and reference 2 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an exemplary configuration of a gas meter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a flow rate change pattern in a predetermined period for a certain gas
  • FIG. 6 is a graph showing a ratio code string of model A when the vertical axis represents a code.
  • FIG. 7 is a graph showing a ratio code string of model B when the vertical axis represents a code.
  • FIG. 8 is a graph showing a ratio code string of reference 1 when a code is taken on the vertical axis.
  • FIG. 9 is a graph showing a ratio code string for model C when the vertical axis represents a code.
  • FIG. 10 is a graph showing a ratio code string of reference 2 when a code is taken on the vertical axis.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of the gas meter according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a gas meter 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the gas meter 100 has a flow path 102 therein and is used in a state of being connected to a gas pipe 10a that supplies gas.
  • the gas meter 100 is disposed between the gas pipe 10a and a plurality of gas appliances (a gas stove, a gas fan heater, a water heater, etc.).
  • FIG. 1 shows a state in which one end of the flow path 102 of the gas meter 100 is connected to the upstream gas pipe 10a and the other end of the flow path 102 is connected to the downstream gas pipe 10b.
  • Gas appliances 13, 14 and 15 are connected to the tube 10b.
  • the gas meter 100 schematically includes a flow rate measurement unit 104 and a control unit 105 disposed in the middle of the flow path.
  • the flow rate measurement unit 104 measures the flow rate of the gas flowing through the flow path 102 at a constant time interval (hereinafter also referred to as “sampling interval”).
  • the sampling interval is, for example, 0.5 seconds.
  • an ultrasonic flow meter can be applied as the flow rate measuring unit 104.
  • the ultrasonic flow meter measures the instantaneous flow rate of gas by emitting ultrasonic waves at regular time intervals to the gas flowing through the flow path 102 and obtaining a propagation time difference caused by the gas flow. By obtaining data indicating the flow rate at a fixed time interval detected by the flow rate measurement unit 104, it is possible to detect a change in the amount of gas used.
  • control unit 105 includes a measured flow rate information storage unit 106, a calculation unit 108, an appliance feature extraction unit 116, an appliance unique feature information holding unit 119, and an appliance determination unit 114.
  • control unit 105 further includes a flow rate classification table holding unit 110 and a ratio encoding unit 112. A typical example of the operation of the gas meter 100 will be described later.
  • the gas meter 100 includes a blocking unit 122 disposed between the gas pipe 10a and the flow rate measuring unit 104.
  • the blocking unit 122 stops the supply of gas to the gas appliances 13, 14 and 15 connected to the gas pipe 10 b based on the control of the control unit 105 when an abnormal increase in the gas flow rate is detected.
  • a blocking valve can be used as the blocking unit 122.
  • the calculation unit 108 calculates a flow rate indicating the characteristics of the gas appliance (hereinafter referred to as “characteristic flow rate”) from the flow rate measured by the flow rate measurement unit 104.
  • Characteristic flow rate is calculated using one or more flow rate values measured in a certain length of period (hereinafter referred to as “predetermined period”).
  • predetermined period is a period of about 8 seconds after the use of any one or more gas appliances (here, gas appliances 13 to 15) connected to the gas pipe 10b is started. is there.
  • the length of the predetermined period is not limited to 8 seconds, and an arbitrary time can be adopted. It may be said that the predetermined period is a period necessary for discriminating the gas appliance that has started to be used.
  • the calculation unit 108 further calculates the ratio of the flow rate acquired by the flow rate measurement unit 104 to the characteristic flow rate. This ratio is calculated for each of a plurality of measurement values obtained within a predetermined period. Therefore, for example, when the predetermined period and the sampling interval are 8 seconds and 0.5 seconds, respectively, and the start of the predetermined period coincides with the first measurement timing, 17 corresponding to 17 measurement timings. A sequence composed of columns of ratios is obtained.
  • the measured flow rate information storage unit 106 is used as a temporary memory in the calculation of the characteristic flow rate and the ratio.
  • the measured flow rate information storage unit 106 may be arranged in the control unit 105 or may be arranged outside the control unit 105.
  • the appliance feature extraction unit 116 extracts an appliance feature amount indicating a flow rate change characteristic within a predetermined period of the currently used gas appliance based on the calculation result of the calculation unit 108. In other words, the appliance feature amount of the gas appliance that has been used for a predetermined period is extracted.
  • the appliance feature amount widely includes the above-described ratio or information obtained from the above-described ratio.
  • the appliance unique feature information holding unit 119 holds in advance one or more appliance unique feature quantities indicating the flow rate characteristic of each gas appliance.
  • An example of the instrument specific feature amount is the above-described feature flow rate or ratio, or a code string generated using the ratio. An example of the code string will be described later.
  • the appliance unique feature information holding unit 119 stores in advance one or more appliance unique features corresponding to the gas fan heater.
  • the appliance-specific feature information holding unit 119 includes a slow ignition period in addition to the above-described feature flow rate or ratio, or a code string generated using the ratio, as the appliance-specific feature quantity of the gas fan heater. The average of the flow rate value at is held in advance.
  • appliance-specific feature amounts corresponding to the gas fan heater, gas stove, and water heater are stored in the appliance-specific feature information holding unit 119 in advance. Can be stored.
  • the appliance discrimination unit 114 compares the appliance feature amount extracted by the appliance feature extraction unit 116 with the appliance unique feature amount held in the appliance unique feature information holding unit 119, and discriminates the currently used gas appliance. .
  • the appliance determination unit 114 acquires a plurality of ratio sequences obtained corresponding to a plurality of measurement timings from the appliance feature extraction unit 116, and retains appliance-specific feature information. A comparison is made with a sequence of ratios, which are held in the unit 119 in advance, as the device-specific feature amount.
  • a comparison between the sequence acquired from the appliance feature extraction unit 116 and each of the sequences characteristic of each appliance is executed.
  • the appliance determination unit 114 is started to be used. It is determined that the gas appliance is a gas fan heater.
  • FIG. 2 shows an example of a flow rate change pattern for a certain gas appliance in a predetermined period (in this example, 8 seconds from the start of use of each gas appliance).
  • a flow rate change pattern (reference 1) as an instrument-specific feature amount are shown in one drawing.
  • the sampling interval is 0.5 seconds. Also in the following description, unless otherwise specified, the sampling interval is exemplified as 0.5 seconds.
  • the flow rate change pattern of the reference 1 increases in the initial period of the predetermined period, and the flow rate change at each sampling interval is small and the flow rate is almost the latter part of the predetermined period (after measurement timing “9”). It shows a pattern that is constant. In this example, there is a pattern in which the rate of increase of the flow rate is smaller in the vicinity of the measurement timings “3” to “5” than in the initial period of the predetermined period.
  • the model A has a flow rate change pattern similar to the reference 1. More specifically, similarly to the reference 1, the change in the flow rate in the model A shows a pattern in which the flow rate increases at the initial stage of the predetermined period and then the flow rate becomes stable. Further, in this example, a portion where the increase rate of the flow rate is relatively small appears until the flow rate is almost constant. Therefore, from these, it can be concluded that the model A is the same kind of gas appliance as the reference 1 (for example, a gas fan heater).
  • model B shown as a comparative example shows an extremely large flow rate value than the reference 1 particularly in the latter period of the predetermined period, although it is the same kind of gas appliance as the reference 1.
  • the flow rate change pattern of model B shown in FIG. 2 is a flow rate change pattern when using a new gas appliance that requires a gas flow rate of a magnitude that has not been assumed so far at the start of operation. It can be said that it corresponds to.
  • the flow value at each measurement timing in the model B is considerably larger than the corresponding flow value in the reference 1, and therefore, what is the model B in the simple comparison of the flow rate change patterns? It is difficult to determine whether it is a gas appliance.
  • FIG. 3 shows the above-described ratio change pattern obtained for each of model A, model B, and reference 1 shown in FIG.
  • the ratio at each measurement timing is obtained by dividing the flow value at each measurement timing by the characteristic flow rate.
  • the ratios of model A and model B both indicate a change pattern similar to the ratio change pattern of reference 1. From this, it can be determined that the model B is the same type of gas appliance as the reference 1. As described above, the comparison based on the change pattern of the ratio can realize the discrimination of the gas appliance regardless of the overall flow rate in the predetermined period.
  • standard of determination whether it is the same kind of gas appliance as a reference can be set arbitrarily. For example, for each measurement timing, when the measured flow value is within a predetermined range with respect to the reference flow value, it may be determined that the gas appliance that has been used is the same type of gas instrument as the reference. Good. Alternatively, when the sum of the squares of the difference between the measured flow rate value and the reference flow rate value for each measurement timing is smaller than a predetermined value, the gas appliance that has been used is the same type of gas appliance as the reference. May be determined.
  • the characteristic flow rate as in this example, the flow rate at the latest time (Q (16) in this case) among the flow rates measured within a predetermined period can be used.
  • the characteristic flow rate for example, the maximum flow rate within a predetermined period can be used.
  • the gas appliance has a flow rate change pattern in which the flow rate variation is reduced in the latter period of the predetermined period, the average of the flow rate values in the region in which the flow rate fluctuation is small in the later period of the predetermined period (hereinafter referred to as “ May be referred to as a “stable flow rate”).
  • the average flow rate value (hereinafter, “ May be referred to as "intermediate stable flow rate”).
  • a flat portion that appears in a period until the flow rate is stabilized is generally a flow rate change corresponding to a slow ignition operation.
  • FIG. 4 shows an example of a flow rate change pattern in a predetermined period for another gas appliance different from the model A, model B, and reference 1 shown in FIGS. 2 and 3.
  • the flow rate change pattern of the model C and the flow rate change pattern (reference 2) as the instrument-specific feature amount are shown together in one figure.
  • FIG. 5 shows the above-described ratio change pattern obtained for each of model C and reference 2 shown in FIG.
  • the pattern of change in the ratio calculated based on the characteristic flow rate exhibits approximately the same behavior in a predetermined period if the types of gas appliances are the same. There is a tendency to show. In other words, if the types of gas appliances are the same, even if the model does not exist in the past (for example, a model that consumes a larger amount of gas), the pattern of the change in the ratio during the predetermined period is almost the same. It is done.
  • the matching using the ratio obtained by normalizing the measurement value of the flow rate using the characteristic flow rate is particularly useful for discriminating the gas appliance when a model that does not exist conventionally is used.
  • the above-mentioned ratio or information obtained from the above-mentioned ratio is extracted as an appliance feature quantity, and the appliance feature quantity and the corresponding appliance-specific information held in advance in the appliance-specific feature information holding unit 119 are used. A comparison between the features is performed. According to the embodiment of the present invention, it is possible to determine a gas appliance even when a model that does not exist conventionally is used.
  • the appliance discriminating unit 114 determines the appliance feature amount extracted by the appliance feature extraction unit 116 and the appliance unique feature amount held in the appliance unique feature information holding unit 119. Compare and determine the gas appliance currently in use. For example, if the above-described ratio change pattern in a predetermined period is used, the appliance-specific feature information holding unit 119 has a ratio change pattern for each gas appliance (gas fan heater, gas stove, water heater, etc.), for example. Is previously stored as an instrument-specific feature amount. As will be described in detail below, the device-specific feature amount is not limited to the above-described ratio change pattern.
  • the gas appliance is identified using a code string (hereinafter, referred to as “ratio code string”) obtained by converting a difference in ratio at each sampling interval into a code corresponding to the size. It is also possible to do this.
  • the gas meter 100 shown in FIG. 1 has a ratio encoding unit 112.
  • the ratio encoding unit 112 generates a ratio code string by encoding a ratio calculated from each of the flow rates at a plurality of times measured in a predetermined period.
  • a ratio code string by encoding a ratio calculated from each of the flow rates at a plurality of times measured in a predetermined period.
  • the calculation unit 108 receives the flow rate measured by the flow rate measurement unit 104, and calculates a difference between a ratio at a certain measurement timing and a ratio at the previous measurement timing based on the measurement value of the flow rate.
  • the ratio encoding unit 112 acquires the ratio difference from the calculation unit 108, and converts the ratio difference into a code corresponding to the absolute value.
  • the ratio encoding unit 112 can convert the ratio difference into a code by referring to a table in which a code according to the magnitude of the ratio difference is described.
  • the ratio encoding unit 112 refers to the flow rate classification table 110a stored in the flow rate classification table holding unit 110 to convert the ratio difference into a corresponding code.
  • Table 3 shows an example of the flow rate classification table 110a.
  • the number of sections in the flow rate classification table 110a is not limited to 11 classifications shown in Table 3.
  • a code string corresponding to a temporal change in the ratio P (may be referred to as a code string corresponding to a temporal change in the difference X), that is, a ratio code string is obtained. It is done. Therefore, the appliance feature extraction unit 116 can extract the generated ratio code string as an appliance feature quantity indicating a flow rate change characteristic within a predetermined period of the currently used gas appliance.
  • the instrument specific feature information holding unit 119 stores in advance a ratio code string to be compared as an instrument specific feature amount.
  • the appliance unique feature information holding unit 119 holds in advance a ratio code string calculated based on the flow value of the reference 1 described above.
  • Table 4 below shows the difference in ratio obtained from the flow rate values of the above-mentioned model A, model B, and reference 1, and the conversion result of each difference into a code.
  • [02221112100000000] is generated as the ratio code string
  • [0210012222100000] is used as the ratio code string. ] Is generated.
  • FIG. 6, FIG. 7 and FIG. 8 show the ratio code string graphs of model A, model B, and reference 1, respectively, with the code on the vertical axis.
  • FIGS. 6 to 8 in any of the graphs of the model A, the model B, and the reference 1, two or more peaks (maximum) due to relatively large codes appear.
  • the change from the first peak (code “2”) to the valley (code “1”) between the two peaks is: This reflects the change in flow rate corresponding to the slow ignition (see FIG. 2).
  • the portion where the code 0 continues after the second peak indicates that the flow rate has stabilized after the flow rate has increased again.
  • Table 5 below shows the ratio difference and code obtained from the above-mentioned model C and reference 2 flow rate values.
  • FIG. 9 and FIG. 10 respectively show graphs of the ratio code string of model C and reference 2 when the code is taken on the vertical axis.
  • the model C and reference 2 graphs differ from the model A, model B, and reference 1 graphs in that only one peak with a relatively large code appears. From comparison of FIG. 6 to FIG. 8 with FIG. 9 and FIG. 10, it can be determined that model A, model B and reference 1, model C and reference 2 are different gas appliances. Thus, it can be said that the ratio code string expresses the flow rate change in a predetermined period in a pseudo manner. Therefore, the appliance discriminating unit 114 compares the ratio code sequence generated by the ratio encoding unit 112 with the ratio code sequence as the appliance-specific feature amount held in the appliance-specific feature information holding unit 119. It is also possible to discriminate currently used gas appliances. By using the ratio code string, it is possible to expect effects such as saving memory and improving the calculation speed as compared with the case where the ratio value is used as it is.
  • the maximum and / or minimum in the graph of the ratio code string particularly reflects the characteristics of the flow rate change in the predetermined period. Conceivable. Therefore, the gas appliance may be determined by generating a compression code sequence based on the maximum and / or minimum in the graph of the ratio code sequence.
  • the ratio encoding unit 112 generates a compressed code string by extracting a maximum value and / or a minimum value in the ratio code string as the appliance feature quantity.
  • the compression code string [02120] is generated from the ratio code string [02221212100000000]
  • the compression is performed from the ratio code string [0210012222100000].
  • a code string [02020] is generated.
  • the compressed code string [0A0] is generated. Note that “A” in the compressed code string means the code “10”.
  • the code string can be handled as a hexadecimal number.
  • the generation of the compressed code string may be executed by the appliance feature extraction unit 116.
  • the appliance unique feature information holding unit 119 stores in advance a compressed code string to be compared as an appliance unique feature.
  • the appliance unique feature information holding unit 119 holds a compressed code string [0212120] corresponding to the reference 1 and a compressed code string [0A0] corresponding to the reference 2 in advance.
  • the appliance discriminating unit 114 discriminates the gas appliance that has started to be used by comparing the generated compressed code string with the compressed code string held in the appliance unique feature information holding unit 119. For example, when the compression code string generated by the ratio encoding unit 112 is [0A0], this code string is stored in the compressed code string [0A0] corresponding to the reference 2 held in the appliance unique feature information holding unit 119. Match. Therefore, at this time, the appliance determination unit 114 determines that the gas appliance that has been used is the same type of gas appliance as the reference 2.
  • the appliance feature amount it is possible to perform discrimination using a ratio change pattern, a ratio code string, or a compressed code string as the appliance feature amount.
  • the instrument feature amount one of these may be used alone, or a plurality of combinations may be used.
  • a characteristic flow rate may be further used as the appliance characteristic amount. That is, the determination using the characteristic flow rate may be combined with the determination using the ratio change pattern, the ratio code string, or the compression code string.
  • the characteristic flow rate of the gas appliance to be determined is also held in advance in the appliance unique feature information holding unit 119 as one of the appliance unique feature quantities.
  • the appliance discriminating unit 114 further compares, for example, the characteristic flow rate of the currently used gas appliance with the characteristic flow rate stored in advance in the appliance specific feature information holding unit 119 in addition to the comparison of the ratio change patterns. To determine which gas appliance is currently being used. Thereby, discrimination with higher accuracy can be performed.
  • the above-described stable flow rate and intermediate stable flow rate can be used as the feature flow rate as the appliance feature amount.
  • the flow rate measured by the flow rate measuring unit 104 is within a predetermined range (for example, the first predetermined flow rate or more and the second predetermined flow rate or less).
  • the average of the flow values may be the intermediate stable flow rate.
  • the intermediate stable flow rate can be extracted from the stable flow rate and the intermediate stable flow rate as the characteristic flow rate can be extracted.
  • the average of the flat portion of the flow rate that appears during the period until the flow rate becomes stable can be considered as the intermediate stable flow rate.
  • an intermediate flow rate instead of the intermediate stable flow rate is extracted as an average of the flow rate values within a predetermined range.
  • This intermediate flow rate may be used as a characteristic flow rate for gas appliance discrimination.
  • an average of the flow rate for the predetermined number of times may be used as the characteristic flow rate.
  • an average of the ratios for the predetermined number of times may be used for determination as an instrument feature amount or a characteristic flow rate.
  • appliances feature quantity and the appliance-specific feature quantity in addition to the various quantities described above, quantities that are different from each other among the gas appliances to be determined can be used. Therefore, for example, when determining between a gas fan heater, a gas stove, and a water heater, one or more appliance-specific feature quantities used for the determination are different between the gas fan heater, the gas stove, and the water heater. Just do it.
  • FIG. 11 shows an example of the hardware configuration of the gas meter 100.
  • the gas meter 100 includes a central processing circuit (CPU) 210, a memory 220, a flow meter 204, and a shut-off device 222.
  • the flow meter 204 is an example of the flow measurement unit 104 illustrated in FIG. 1 and may be a known flow meter, for example, an ultrasonic flow meter.
  • the shut-off device 222 is an example of the shut-off unit 122 shown in FIG. 1, and a known shut-off device, for example, a shut-off valve can be used.
  • the CPU 210 executes computer program 221 stored in memory 220.
  • the computer program 221 describes the various processes described above.
  • the CPU 210 executes various processes of the calculation unit 108, the ratio encoding unit 112, the appliance feature extraction unit 116, and the appliance determination unit 114 shown in FIG.
  • the memory 220 typically includes a RAM and a ROM, and corresponds to, for example, the measured flow rate information storage unit 106, the flow rate classification table holding unit 110, and the instrument specific feature information holding unit 119 shown in FIG.
  • the memory 220 may store a reference value for determining whether to shut off the gas.
  • Each of the calculation unit 108, the ratio encoding unit 112, the appliance feature extraction unit 116, and the appliance determination unit 114 may be part of a single processor (CPU 210).
  • the control unit 105 may be realized by a set of a plurality of processors.
  • the control unit 105 may include one or more memories, peripheral circuits, and the like. One or more memories may be arranged outside the control unit 105.
  • at least one of the measured flow rate information storage unit 106, the flow rate classification table holding unit 110, and the appliance unique feature information holding unit 119 may be disposed outside the control unit 105.
  • Processing after discrimination of gas appliances is optional. For example, it is possible to change the reference value for determining whether to block the gas to an appropriate level according to the determination result.
  • the flow rate measuring device includes a flow rate measuring unit that measures the flow rate of the gas flowing in the flow path at regular time intervals, and a characteristic flow rate from the flow rate measured by the flow rate measuring unit within a predetermined period.
  • An arithmetic unit that calculates and calculates a ratio of each of the flow rates at a plurality of times measured by the flow rate measurement unit within a predetermined period with respect to the characteristic flow rate is provided.
  • an appliance feature extraction unit that extracts an appliance feature amount that is a feature of a flow rate change characteristic within a predetermined period of a currently used gas appliance and is information obtained from a ratio or a ratio, and a specific feature
  • An instrument-specific feature information holding unit that holds one or more instrument-specific feature quantities indicating a characteristic flow rate state of the gas instrument is provided. Further, by comparing the appliance feature amount extracted by the appliance feature extraction unit with the appliance unique feature amount corresponding to the appliance feature amount among the one or more appliance intrinsic feature amounts held in the appliance unique feature information holding unit. And an appliance discriminator for discriminating currently used gas appliances.
  • the flow rate measuring device may further include a ratio encoding unit that generates a ratio code string by encoding the ratio.
  • the appliance feature extraction unit extracts a ratio code string as an appliance feature quantity
  • the appliance unique feature information holding unit holds a ratio code string of a specific gas appliance as one of one or more kinds of appliance unique feature quantities.
  • the appliance discriminating unit is currently used by comparing the ratio code sequence generated by the ratio encoding unit with the ratio code sequence of a specific gas appliance held in the appliance-specific feature information holding unit. Identify the gas appliance.
  • the ratio encoding unit may generate a compressed code string based on the maximum and / or minimum in the ratio code string as an instrument feature amount.
  • the appliance unique feature information holding unit holds a compression code string generated from a ratio code string of a specific gas appliance as one of one or more kinds of appliance unique feature quantities. It is good also as composition to do.
  • the appliance discriminating unit discriminates the currently used gas appliance by comparing the compression code string of the currently used gas appliance with the compression code string of the specific gas appliance.
  • the characteristic flow rate of the gas appliance currently used is the stable flow rate, the maximum flow rate within the predetermined period, or the flow rate at the latest time among the flow rates measured within the predetermined period. It is good also as either.
  • the appliance feature extraction unit calculates the average of the flow rate within the predetermined range of the currently used gas appliance. It is good also as a structure extracted as characteristic flow volume.
  • the instrument feature extraction unit is currently using an average of a predetermined number of flows when the flow measured by the flow measurement unit is within a predetermined range for a predetermined number of times. It is good also as a structure extracted as the characteristic flow volume of the gas appliance which is.
  • the appliance unique feature information holding unit may hold in advance a feature flow rate in a specific gas appliance as one of one or more appliance unique feature quantities.
  • the appliance discriminating unit discriminates the currently used gas appliance by further comparing the characteristic flow rate of the currently used gas appliance with the characteristic flow rate of the specific gas appliance.
  • the specific gas appliance includes at least a gas fan heater and a water heater, and one or more appliance-specific feature quantities in the gas fan heater and one or more appliance-specific features in the water heater The amounts may be different from each other.
  • the embodiment of the present invention is useful for a gas meter, for example.

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Abstract

流量計測装置（１００）は、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測部（１０４）と、所定期間内に計測された流量から特徴流量を算出し、特徴流量に対する、所定期間内に計測される複数の時刻における各流量の比率を算出する演算部（１０８）を備える。また、現在使用されているガス器具（１３，１４，１５）の所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量であって、比率または比率から得られる情報である器具特徴量を抽出する器具特徴抽出部（１１６）と、特定のガス器具の特徴的な流量状態を示す器具固有特徴量を保持する器具固有特徴情報保持部（１１９）を備える。さらに、器具特徴量と器具固有特徴量とを比較して、現在使用されているガス器具を判別する器具判別部（１１４）を備える。

Description

流量計測装置
　本発明は、ガスの流量の変化を検出することにより、使用が開始されたガス器具を判別する技術に関する。
　配管内を流れるガスの流量変化に基づいて、使用が開始されたガス器具が何であるかを特定するガスメータ装置が提案されている。例えば下記の特許文献１は、一定時間間隔でガス流量を計測し、得られた流量値の変化のパターンと、ガス器具ごとに予め求めておいた流量値の変化のパターンとを比較することにより、使用が開始されたガス器具を判別するガスメータ装置を開示している。より具体的には、下記の特許文献１に記載のガスメータ装置は、一定時間間隔ごとのガス流量の変化量を対応するコードに変換し、得られたコードの列と、ガス器具ごとに予め求めておいた特徴コード列とを比較することにより、ガス器具を判別する。特許文献１は、コード列の比較に加えて、例えばガスファンヒータにおける緩点火動作時の流量のように、ガス器具の特徴を示す流量をガス器具の判別にさらに利用することにより、判別の精度を向上させることを提案している。参考のため、特許文献１の開示内容の全てを本明細書に援用する。
特開２０１１－０９５２００号公報
　しかしながら、従来の手法では、消費者の需要により、動作の開始時にこれまでに想定されていなかった大きさのガス流量を必要とするガス器具が新たに開発および販売され、そのようなガス器具がガスメータ装置に接続されて使用された場合に、そのガス器具が何であるかを特定することができない。例えば、将来、より多量のガスを動作の開始時に必要とする、より大型のガス器具が市場に投入される可能性は皆無ではない。このような新しいガス器具がガスメータ装置の下流側に接続され、使用が開始されると、ガス流量の計測値が想定を超えるために正しい判別を行うことができない。つまり、どのようなガス器具の使用が開始されたのかを特定できない。
　これまでに想定されていなかった大きさのガス流量を動作の開始時に必要とするような新たなガス器具が接続された場合であっても、そのガス器具が何であるかを判別できれば、新たなガス器具が販売される度にガスメータ装置を交換する必要がないので有益である。
　本発明は、これまでに想定されていなかった大きさのガス流量を動作の開始時に必要とするような新たなガス器具が接続された場合であってもそのガス器具の判別を行い得る流量計測装置を提供する。
　本明細書にかかる例示的な流量計測装置は、流路に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測部と、所定期間内に流量計測部によって計測された流量から特徴流量を算出し、特徴流量に対する、所定期間内に流量計測部によって計測される、複数の時刻における流量の各々の比率を算出する演算部を備える。また、現在使用されているガス器具の所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量であって、比率または比率から得られる情報である器具特徴量を抽出する器具特徴抽出部と、特定のガス器具の特徴的な流量状態を示す一種以上の器具固有特徴量を保持する器具固有特徴情報保持部を備える。さらに、器具特徴抽出部によって抽出された器具特徴量と器具固有特徴情報保持部に保持されている一種以上の器具固有特徴量のうち器具特徴量に対応する器具固有特徴量とを比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する器具判別部とを備える。
　この構成により、これまでに想定されていなかった大きさのガス流量を動作の開始時に必要とするような新たなガス器具が接続された場合であってもそのガス器具の判別を行い得る。
図１は、本発明の実施の形態によるガスメータの例示的な構成を示すブロック図である。 図２は、あるガス器具についての、所定期間における流量変化のパターンの一例を示すグラフである。 図３は、図２に示す機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１のそれぞれについて求めた、特徴流量に対する各流量値の比率の変化を示すグラフである。 図４は、図２および図３に示す機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１とは異なる、他のあるガス器具についての、所定期間における流量変化のパターンの一例を示すグラフである。 図５は、図４に示す機種Ｃおよびリファレンス２のそれぞれについて求めた、特徴流量に対する各流量値の比率の変化のパターンを示すグラフである。 図６は、縦軸にコードをとったときの、機種Ａの比率コード列を示すグラフである。 図７は、縦軸にコードをとったときの、機種Ｂの比率コード列を示すグラフである。 図８は、縦軸にコードをとったときの、リファレンス１の比率コード列を示すグラフである。 図９は、縦軸にコードをとったときの、機種Ｃの比率コード列を示すグラフである。 図１０は、縦軸にコードをとったときの、リファレンス２の比率コード列を示すグラフである。 図１１は、本発明の実施の形態によるガスメータのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
　以下、添付の図面を参照しながら、本発明にかかる流量計測装置の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態では、流量計測装置の例として、ガスメータを挙げ、その処理を説明する。図面において、同じ構成要素には同じ参照符号を付し、既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施の形態によって限定されることはない。
　（流量計測装置の例示的な構成）
　図１は、本発明の実施の形態によるガスメータ１００の構成例を示す。ガスメータ１００は、その内部に流路１０２を有し、ガスを供給するガス管１０ａに接続された状態で使用される。ガスメータ１００は、ガス管１０ａと、複数のガス器具（ガスコンロ、ガスファンヒータ、給湯器など）との間に配置される。図１は、ガスメータ１００の流路１０２の一端が上流側のガス管１０ａに接続され、流路１０２の他端が下流側のガス管１０ｂに接続された状態を示しており、ここでは、ガス管１０ｂにガス器具１３、１４および１５が接続されている。
　図１に例示する構成において、ガスメータ１００は、概略的には、流路の途中に配置された流量計測部１０４と、制御部１０５とを有する。流量計測部１０４は、流路１０２に流れるガスの流量を一定時間間隔（以下、「サンプリング間隔」ということがある。）で計測する。サンプリング間隔は、例えば、０．５秒である。流量計測部１０４としては、例えば超音波流量計を適用することができる。超音波流量計は、流路１０２に流れるガスに対して一定時間間隔で超音波を発射し、ガス流によって生じる伝搬時間差を求めることにより、ガスの瞬時流量を計測する。流量計測部１０４によって検出される一定時間間隔の流量を示すデータを取得することにより、ガスの使用量の変動を検出することができる。
　図１に例示する構成において、制御部１０５は、計測流量情報記憶部１０６と、演算部１０８と、器具特徴抽出部１１６と、器具固有特徴情報保持部１１９と、器具判別部１１４とを有する。図示される例では、制御部１０５は、さらに、流量区分表保持部１１０と、比率コード化部１１２とを有している。ガスメータ１００の動作の典型例は、後述する。
　この例では、ガスメータ１００は、ガス管１０ａと流量計測部１０４との間に配置された遮断部１２２を有している。遮断部１２２は、ガス流量の異常な増加が検出されたときなどに、制御部１０５の制御に基づき、ガス管１０ｂに接続されたガス器具１３、１４および１５へのガスの供給を停止する。遮断部１２２としては、例えば遮断弁を用いることができる。
　演算部１０８は、流量計測部１０４によって計測された流量から、ガス器具の特徴を示す流量（以下、「特徴流量」と呼ぶ。）を算出する。特徴流量の例は、後述する。なお、特徴流量の算出には、ある長さの期間（以下、「所定期間」と呼ぶ。）において計測された１以上の流量値が用いられる。典型的には、所定期間は、ガス管１０ｂに接続されている１以上のガス器具（ここではガス器具１３～１５）のいずれかの使用が開始されてから８秒程度の長さの期間である。もちろん、所定期間の長さは、８秒に限定されず、任意の時間を採用し得る。所定期間は、使用が開始されたガス器具の判別に必要な期間であるといってもよい。
　本発明の実施の形態において、演算部１０８は、さらに、特徴流量に対する、流量計測部１０４によって取得された流量の比率を算出する。この比率は、所定期間内に得られた複数の計測値の各々について算出される。したがって、例えば、所定期間およびサンプリング間隔がそれぞれが８秒間および０．５秒であり、所定期間の開始と最初の計測タイミングが一致している場合には、１７回の計測タイミングに対応して１７個の比率の列から構成されるシーケンスが得られる。計測流量情報記憶部１０６は、特徴流量および比率の計算において一時的なメモリとして利用される。計測流量情報記憶部１０６は、制御部１０５内に配置されていてもよいし、制御部１０５外に配置されていてもよい。
　器具特徴抽出部１１６は、演算部１０８による演算結果に基づき、現在使用されているガス器具の所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量を抽出する。換言すれば、所定期間において使用が開始されたガス器具の器具特徴量が抽出される。器具特徴量は、上述の比率または上述の比率から得られる情報を広く含む。
　器具固有特徴情報保持部１１９は、各ガス器具に特徴的な流量状態を示す一種以上の器具固有特徴量を予め保持している。器具固有特徴量の例は、上述の特徴流量もしくは比率、または、比率を用いて生成されるコード列などである。コード列の例は、後述する。
　例えば、ガスファンヒータの使用開始を検出したい場合には、器具固有特徴情報保持部１１９に、ガスファンヒータに対応した一種以上の器具固有特徴量が予め格納される。ある態様では、器具固有特徴情報保持部１１９は、ガスファンヒータの器具固有特徴量として、上述の特徴流量もしくは比率、または、比率を用いて生成されるコード列などの他に、緩点火の期間における流量値の平均などを予め保持する。ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器など、複数のガス器具間の判別を行う場合には、ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器のそれぞれに対応した器具固有特徴量が器具固有特徴情報保持部１１９に予め格納され得る。
　器具判別部１１４は、器具特徴抽出部１１６によって抽出された器具特徴量と器具固有特徴情報保持部１１９に保持されている器具固有特徴量とを比較し、現在使用されているガス器具を判別する。例えば、器具特徴量として上述の比率を利用する場合、器具判別部１１４は、複数の計測タイミングに対応して得られる複数の比率のシーケンスを器具特徴抽出部１１６から取得し、器具固有特徴情報保持部１１９に予め保持されている、器具固有特徴量としての比率のシーケンスとの比較を行う。ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器の間の判別を行う場合であれば、器具特徴抽出部１１６から取得されたシーケンスと、これらの各器具に特徴的なシーケンスのそれぞれとの間の比較が実行される。例えば、器具特徴抽出部１１６から取得されたシーケンスがガスファンヒータに特徴的なシーケンスに一致するか、これらの間の類似度が最も高い場合には、器具判別部１１４は、使用の開始されたガス器具がガスファンヒータであると判定する。
　（本発明者らの知見）
　ここで、本発明者らの知見を説明する。図２は、あるガス器具についての、所定期間（この例では各ガス器具の使用開始から８秒間）における流量変化のパターンの一例を示す。図２では、機種を変えて得られた２つの流量変化のパターンと、器具固有特徴量としての流量変化のパターン（リファレンス１）とを１つの図にあわせて示している。ここで説明する例では、サンプリング間隔を０．５秒としている。以下の説明においても、特に断りの無い限り、サンプリング間隔として０．５秒を例示する。
　図２からわかるように、リファレンス１の流量変化のパターンは、所定期間の初期において増加し、所定期間の後期（計測タイミング「９」以降）において、サンプリング間隔ごとの流量変化が小さく、流量がほぼ一定であるようなパターンを示している。なお、この例では、計測タイミング「３」～「５」の付近に、所定期間の初期と比較して流量の増加率が小さくなるようなパターンが現れている。
　機種Ａのグラフに注目する。図２から、機種Ａは、リファレンス１に似た流量変化のパターンを有していることがわかる。より具体的には、機種Ａにおける流量の変化は、リファレンス１と同様に、所定期間の初期において流量が増加し、その後、流量が安定するようなパターンを示している。また、この例では、ほぼ一定の流量に至るまでの間に、流量の増加率が相対的に小さい部分も現れている。したがって、これらのことから、機種Ａがリファレンス１と同種のガス器具（例えばガスファンヒータ）であると結論付けることができる。
　一方、比較例として示す機種Ｂは、リファレンス１と同種のガス器具でありながら、特に所定期間の後期においてリファレンス１よりも極端に大きな流量値を示している。図２に示す、機種Ｂの流量変化のパターンは、これまでに想定されていなかった大きさのガス流量を動作の開始時に必要とするような新たなガス器具を使用したときの流量変化のパターンに相当するといえる。図２からわかるように、機種Ｂにおける各測定タイミングの流量値は、リファレンス１において対応する流量値と比較して相当に大きく、したがって、流量変化のパターンの単純な比較では、機種Ｂが何のガス器具であるかを判定することは困難である。
　図３を参照する。図３は、図２に示す機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１のそれぞれについて求めた、上述の比率の変化のパターンを示す。各計測タイミングにおける比率は、各計測タイミングの流量値を特徴流量で割ることによって得られる。ここでは、所定期間内の最後の計測タイミングにおいて得られた流量を特徴流量として用いている。すなわち、Ｑ（ｋ）をｋ番目（ここではｋ＝０～１６）の計測タイミングに対応する絶対流量とすれば、図３のグラフにおける比率Ｐは、下記の式（１）から得られた値である。
　　　Ｐ＝（Ｑ（ｋ）／Ｑ（１６））　　・・・　（１）
　図３に示すように、機種Ａおよび機種Ｂにおける比率は、いずれも、リファレンス１における比率の変化のパターンに似た変化のパターンを示している。このことから、機種Ｂがリファレンス１と同種のガス器具であると判断することができる。このように、比率の変化のパターンに基づく比較により、所定期間における全体的な流量の多寡によらない、ガス器具の判別を実現し得る。なお、リファレンス（ここではリファレンス１）と同種のガス器具であるか否かの判定の基準は、任意に設定可能である。例えば、各計測タイミングについて、計測された流量値がリファレンスの流量値に対して所定の範囲内にあるときに、使用の開始されたガス器具がリファレンスと同種のガス器具であると判定してもよい。あるいは、各計測タイミングについての、計測された流量値とリファレンスの流量値との差の２乗の合計が所定値より小さいときに、使用の開始されたガス器具がリファレンスと同種のガス器具であると判定してもよい。
　特徴流量としては、この例のように、所定期間内に計測された流量のうち最も遅い時刻における流量（ここではＱ（１６））を用い得る。特徴流量として、例えば、所定期間内における最大流量を用いることも可能である。あるいは、所定期間の後期において流量の変動が小さくなるような流量変化のパターンを有するガス器具の判別であれば、所定期間の後期における、流量の変動が小さい領域の流量値の平均（以下において「安定流量」と呼ぶことがある。）を特徴流量として用いてもよい。流量変化のパターンにおいて、流量が安定するまでの期間にフラットな部分を有するようなガス器具（例えばガスファンヒータ）であれば、特徴流量として、このフラットな部分の流量値の平均（以下において「中間安定流量」と呼ぶことがある。）を用いてもよい。流量の変化のパターンにおいて、流量が安定するまでの期間に現れるフラットな部分は、一般に、緩点火動作に対応する流量変化である。
　図４は、図２および図３に示す機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１とは異なる、他のあるガス器具についての、所定期間における流量変化のパターンの一例を示す。図４では、機種Ｃの流量変化のパターンと、器具固有特徴量としての流量変化のパターン（リファレンス２）とを１つの図にあわせて示している。図５は、図４に示す機種Ｃおよびリファレンス２のそれぞれについて求めた、上述の比率の変化のパターンを示す。
　図４に示す例においても、各計測タイミングにおける、リファレンス２の流量値からの機種Ｃの流量値の乖離が大きく、そのため、流量変化のパターンの単純な比較によっては、機種Ｃがリファレンス２と同種のガス器具であるか否かを判定することは一般に困難である。これに対し、図５に示す比率Ｐのグラフでは、機種Ｃおよびリファレンス２の間で似たパターンが得られることがわかる。参考のために、機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１、ならびに、機種Ｃおよびリファレンス２のそれぞれについての、各計測タイミングにおける流量値を下記の表１に示し、これらについての、上述の式（１）によって算出された比率を下記の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上述したように、流量の変化のパターンのマッチングによっては、従来存在しなかった機種が使用された場合、想定とは異なるガス流量が計測されるために、予め用意しておいたデータが役に立たず、正しい判別が行えないおそれがある。これに対し、図２～図５を参照して説明したように、特徴流量に基づいて算出された比率における変化のパターンは、ガス器具の種類が同じであれば、所定期間においておおよそ同じ振る舞いを示す傾向がある。つまり、ガス器具の種類が同じであれば、従来存在しなかった機種（例えば、よりガス消費量の大きな機種）であっても、所定期間における比率の変化のパターン自体は、ほぼ同じになると考えられる。したがって、特徴流量を用いて流量の計測値を正規化した比率を利用したマッチングは、従来存在しなかった機種が使用された場合におけるガス器具の判別に特に有用であるといえる。本発明の実施の形態では、上述の比率または上述の比率から得られる情報を器具特徴量として抽出し、その器具特徴量と、器具固有特徴情報保持部１１９に予め保持された、対応する器具固有特徴量との間の比較が実行される。本発明の実施の形態によれば、従来存在しなかった機種が使用された場合であっても、ガス器具を判別し得る。
　（ガスメータ１００における動作の例）
　以下、図６～図１０を参照しながら、ガスメータ１００における動作の例を説明する。
　図１を参照して既に説明したように、器具判別部１１４は、器具特徴抽出部１１６によって抽出された器具特徴量と、器具固有特徴情報保持部１１９に保持されている器具固有特徴量とを比較し、現在使用されているガス器具を判別する。例えば、所定期間における上述の比率の変化のパターンを利用する場合であれば、器具固有特徴情報保持部１１９は、例えばガス器具（ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器など）ごとの比率の変化のパターンを器具固有特徴量として予め保持している。以下に詳細に説明するように、この器具固有特徴量は、上述の比率の変化のパターンに限定されない。例えば、サンプリング間隔ごとの比率の差分をその大きさに応じたコードに変換することによって得られるコード列（以下では「比率コード列」と呼ぶことがある。）を利用してガス器具の判別を行うことも可能である。
　再び図１を参照する。図１に示すガスメータ１００は、比率コード化部１１２を有している。比率コード化部１１２は、所定期間において計測された複数の時刻における流量の各々から算出された比率をコード化することによって比率コード列を生成する。以下、比率コード列の生成方法の一例を説明する。
　例えば、演算部１０８は、流量計測部１０４によって計測された流量を受け取り、流量の計測値に基づいて、ある計測タイミングにおける比率と、その前の計測タイミングにおける比率との間の差分を算出する。比率コード化部１１２は、演算部１０８から比率の差分を取得し、比率の差分を、その絶対値に応じたコードに変換する。比率コード化部１１２は、例えば、比率の差分の大きさに応じたコードが記述されたテーブルを参照することにより、比率の差分をコードに変換することができる。
　図１に示す制御部１０５は、流量区分表１１０ａを保持する流量区分表保持部１１０を有する。ここでは、比率コード化部１１２は、流量区分表保持部１１０に格納されている流量区分表１１０ａを参照することにより、比率の差分を、対応するコードに変換する。下記の表３は、流量区分表１１０ａの一例を示す。もちろん、流量区分表１１０ａの区分の数は、表３に示す１１区分に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３中、比率の差分Ｘは、Ｐ（ｋ）をｋ番目（ここではｋ＝０～１６）の計測タイミングに対応する比率とすれば、下記の式（２）によって計算される。ただし、ｋ＝０については、Ｐ（－１）の値が存在しないので、Ｘ＝０としている。
　　　Ｘ＝Ｐ（ｋ）－Ｐ（ｋ－１）　　・・・　（２）
　流量区分表１１０ａを利用したコード変換により、比率Ｐの時間的変化に対応したコードの列（差分Ｘの時間的変化に対応したコードの列といってもよい。）、すなわち比率コード列が得られる。したがって、器具特徴抽出部１１６は、現在使用されているガス器具の所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量として、生成された比率コード列を抽出することができる。
　比率コード列を利用する場合、器具固有特徴情報保持部１１９には、器具固有特徴量として、比較の対象とすべき比率コード列が予め格納される。例えば、器具固有特徴情報保持部１１９は、上述のリファレンス１の流量値に基づいて算出された比率コード列を予め保持している。
　下記の表４は、上述の機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１の流量値から得られる比率の差分と、各差分のコードへの変換結果とを示す。下記の表４に示すように、機種Ａの使用が開始された場合には、比率コード列として［０２２２１１２２１００００００００］が生成され、機種Ｂの使用が開始された場合には、比率コード列として［０２１００１２２２２２１０００００］が生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図６、図７および図８は、縦軸にコードをとったときの、機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１の比率コード列のグラフをそれぞれ示す。図６～図８に示すように、機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１のいずれのグラフにおいても、相対的に大きいコードによる２つ以上の山部（極大）が現れている。例えば機種Ａの比率コード列のグラフ（図６）に注目すると、１つ目の山部（コード「２」）から、２つの山部の間の谷（コード「１」）への変化は、緩点火に対応する流量変化があったことを反映している（図２参照）。また、グラフ中、２つ目の山部（コード「２」）以降の、コード０が連続する部分は、流量が再度増大を示した後に、流量が安定したことを示している。
　下記の表５は、上述の機種Ｃおよびリファレンス２の流量値から得られる比率の差分とコードとを示す。図９および図１０は、縦軸にコードをとったときの、機種Ｃおよびリファレンス２の比率コード列のグラフをそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図９および図１０に示すように、機種Ｃおよびリファレンス２のグラフでは、機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１のグラフとは異なり、相対的に大きいコードによる山部が１つだけ現れている。図６～図８と、図９および図１０との比較から、機種Ａ、機種Ｂおよびリファレンス１と、機種Ｃおよびリファレンス２とは、互いに異なるガス器具であると判断できる。このように、比率コード列は、所定期間における流量変化を擬似的に表現しているといえる。したがって、器具判別部１１４は、比率コード化部１１２によって生成された比率コード列と、器具固有特徴情報保持部１１９に保持されている、器具固有特徴量としての比率コード列とを比較することによっても、現在使用されているガス器具を判別することが可能である。比率コード列を利用することにより、比率の値をそのまま用いる場合と比較して、メモリの節約、演算速度の向上などの効果が期待できる。
　なお、図６～図８と、図９および図１０との比較からわかるように、比率コード列のグラフにおける極大および／または極小は、所定期間における流量変化の特性を特によく反映していると考えられる。したがって、比率コード列のグラフにおける極大および／または極小に基づいて圧縮コード列を生成してガス器具を判別してもよい。
　例えば、比率コード化部１１２は、器具特徴量として、比率コード列における極大値および／または極小値を抜き出すことにより、圧縮コード列を生成する。機種Ａの使用が開始された場合には、比率コード列［０２２２１１２２１００００００００］から、圧縮コード列［０２１２０］が生成され、機種Ｂの使用が開始された場合には、比率コード列［０２１００１２２２２２１０００００］から圧縮コード列［０２０２０］が生成される。機種Ｃの使用が開始された場合には、圧縮コード列［０Ａ０］が生成される。なお、圧縮コード列における「Ａ」は、コード「１０」を意味する。例えば、コードに「０」～「９」の数字および「Ａ」～「Ｆ」のアルファベットを用いれば、コード列を１６進数として扱うことが可能である。圧縮コード列の生成は、器具特徴抽出部１１６によって実行されてもよい。
　圧縮コード列を利用する場合、器具固有特徴情報保持部１１９には、器具固有特徴量として、比較の対象とすべき圧縮コード列が予め格納される。例えば、器具固有特徴情報保持部１１９は、上述のリファレンス１に対応する圧縮コード列［０２１２１２０］およびリファレンス２に対応する圧縮コード列［０Ａ０］を予め保持している。
　器具判別部１１４は、生成された圧縮コード列と、器具固有特徴情報保持部１１９に保持されている圧縮コード列とを比較することにより、使用が開始されたガス器具を判別する。例えば比率コード化部１１２によって生成された圧縮コード列が［０Ａ０］のとき、このコード列は、器具固有特徴情報保持部１１９に保持されている、リファレンス２に対応する圧縮コード列［０Ａ０］に一致する。したがって、このとき、器具判別部１１４は、使用が開始されたガス器具がリファレンス２と同種のガス器具であると判定する。
　このように、器具特徴量として、例えば、比率の変化のパターン、比率コード列または圧縮コード列を用いた判別を行い得る。器具特徴量としては、これらのうちの１つを単独で用いてもよいし、複数の組み合わせを用いてもよい。
　器具特徴量としてさらに特徴流量を用いてもよい。すなわち、比率の変化のパターン、比率コード列または圧縮コード列を用いた判別に、特徴流量を用いた判別を組み合わせてもよい。このとき、器具固有特徴情報保持部１１９に、器具固有特徴量の１つとして、判別を行おうとするガス器具の特徴流量も予め保持される。器具判別部１１４は、例えば比率の変化のパターンの比較に加えて、現在使用されているガス器具の特徴流量と、器具固有特徴情報保持部１１９に予め保持された特徴流量とをさらに比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する。これにより、より精度の高い判別を行い得る。
　器具特徴量としての特徴流量には、例えば、上述の安定流量、中間安定流量などを用い得る。器具特徴量としての特徴流量に中間安定流量を用いる場合、流量計測部１０４によって計測される流量が所定範囲内（例えば第１所定流量以上第２所定流量以下）のとき、この所定範囲内にある流量値の平均を中間安定流量としてもよい。所定範囲内にある流量値の平均を用いることにより、安定流量から中間安定流量を区別して、特徴流量としての中間安定流量を抽出し得る。なお、流量変化のパターンにおいて、流量が安定するまでの期間に現れるフラットな部分の流量の平均を中間安定流量と考えることができるが、実際に得られる流量変化のパターンにおいては、このようなフラットな部分を捉えることが困難なことがある。このような場合、中間安定流量に代わる中間流量が、所定範囲内にある流量値の平均として抽出される。この中間流量を特徴流量としてガス器具の判別に利用しても構わない。
　あるいは、流量計測部１０４によって計測される流量が所定回数連続して所定範囲内にある場合に、その所定回数分の流量の平均を特徴流量としてもよい。流量の計測値に代えて、上述の比率が所定回数連続して所定範囲内にある場合に、その所定回数分の比率の平均を器具特徴量または特徴流量として判別に利用してもよい。
　器具特徴量および器具固有特徴量としては、上述した各種の量のほか、判別を行おうとするガス器具の間で互いに異なるような量を用い得る。したがって、例えば、ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器の間の判別を行う場合であれば、判別に利用する一種以上の器具固有特徴量が、ガスファンヒータ、ガスコンロおよび給湯器の間で互いに異なっていればよい。
　（ハードウェア構成）
　図１１は、ガスメータ１００のハードウェア構成の一例を示す。図１１に例示する構成において、ガスメータ１００は、中央演算回路（ＣＰＵ）２１０と、メモリ２２０と、流量計２０４と、遮断装置２２２とを有している。流量計２０４は、図１に示す流量計測部１０４の一例であり、公知の流量計、例えば、超音波流量計であり得る。遮断装置２２２は、図１に示す遮断部１２２の一例であり、公知の遮断装置、例えば、遮断弁を用い得る。
　ＣＰＵ２１０は、メモリ２２０に格納されたコンピュータプログラム２２１を実行する。コンピュータプログラム２２１には、上述した各種の処理が記述されている。ＣＰＵ２１０は、例えば、図１に示す演算部１０８、比率コード化部１１２、器具特徴抽出部１１６および器具判別部１１４の各種処理を実行する。メモリ２２０は、典型的には、ＲＡＭおよびＲＯＭを含み、例えば、図１に示す計測流量情報記憶部１０６、流量区分表保持部１１０および器具固有特徴情報保持部１１９に対応する。なお、メモリ２２０には、ガスの遮断の判断の基準値が格納され得る。
　演算部１０８、比率コード化部１１２、器具特徴抽出部１１６および器具判別部１１４の各々は、単一のプロセッサ（ＣＰＵ２１０）の一部であってもよい。制御部１０５が、複数のプロセッサの集合によって実現されてもよい。制御部１０５は、１以上のメモリ、周辺回路などを含んでいてもよい。制御部１０５の外部に、１以上のメモリが配置されてもよい。例えば、計測流量情報記憶部１０６、流量区分表保持部１１０および器具固有特徴情報保持部１１９の少なくとも１つが、制御部１０５の外部に配置されていてもよい。ＣＰＵ２１０とメモリ２２０を用いて上述した各種処理を実行することにより、所定期間における全体的なガス流量の多寡によらない判別を行い得る。
　ガス器具の判別後の処理は任意である。例えば、判別結果に応じて、ガスの遮断の判断の基準値を適切なレベルに変更することも可能である。
　以上、本発明の実施の形態を説明した。上述の実施の形態の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。また、上述の実施の形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせた実施の形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、改変、置き換え、付加および省略などが可能である。
　以上説明したように、本発明にかかる流量計測装置は、流路に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測部と、所定期間内に流量計測部によって計測された流量から特徴流量を算出し、特徴流量に対する、所定期間内に流量計測部によって計測される、複数の時刻における流量の各々の比率を算出する演算部を備える。また、現在使用されているガス器具の所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量であって、比率または比率から得られる情報である器具特徴量を抽出する器具特徴抽出部と、特定のガス器具の特徴的な流量状態を示す一種以上の器具固有特徴量を保持する器具固有特徴情報保持部を備える。さらに、器具特徴抽出部によって抽出された器具特徴量と器具固有特徴情報保持部に保持されている一種以上の器具固有特徴量のうち器具特徴量に対応する器具固有特徴量とを比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する器具判別部を備える。
　また、本発明にかかる流量計測装置は、比率をコード化することによって比率コード列を生成する比率コード化部をさらに備えてもよい。器具特徴抽出部は、比率コード列を器具特徴量として抽出し、器具固有特徴情報保持部は、一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、特定のガス器具の比率コード列を保持する。さらに、器具判別部は、比率コード化部によって生成された比率コード列と器具固有特徴情報保持部に保持されている特定のガス器具の比率コード列とを比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、比率コード化部が、比率コード列における極大および／または極小に基づく圧縮コード列を器具特徴量として生成する構成としてもよい。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、器具固有特徴情報保持部が、一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、特定のガス器具の比率コード列から生成される圧縮コード列を保持する構成としてもよい。そして、器具判別部は、現在使用されているガス器具の圧縮コード列と特定のガス器具の圧縮コード列とを比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、現在使用されているガス器具の特徴流量を、安定流量、所定期間内における最大流量、または、所定期間内に計測された流量のうち最も遅い時刻における流量のうちのいずれかとしてもよい。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、器具特徴抽出部が、流量計測部によって計測される流量が所定範囲内にある場合に、所定範囲内の流量の平均を現在使用されているガス器具の特徴流量として抽出する構成としてもよい。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、器具特徴抽出部が、流量計測部によって計測される流量が所定回数連続して所定範囲内にある場合に、所定回数分の流量の平均を現在使用されているガス器具の特徴流量として抽出する構成としてもよい。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、器具固有特徴情報保持部が、一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、特定のガス器具における特徴流量を予め保持していてもよい。そして、器具判別部は、現在使用されているガス器具の特徴流量と特定のガス器具における特徴流量とをさらに比較することにより、現在使用されているガス器具を判別する。
　また、本発明にかかる流量計測装置において、特定のガス器具として、少なくともガスファンヒータおよび給湯器を含み、ガスファンヒータにおける一種以上の器具固有特徴量、および、給湯器における一種以上の器具固有特徴量は、互いに異なっていることにしてもよい。
　本発明の実施の形態によれば、これまでに想定されていなかった大きさのガス流量を動作の開始時に必要とするような新たなガス器具が接続された場合であってもそのガス器具の判別を行い得るので、本発明の実施の形態は、例えばガスメータに有用である。
　１３～１５　　ガス器具
　１００　　ガスメータ
　１０２　　流路
　１０４　　流量計測部
　１０５　　制御部
　１０６　　計測流量情報記憶部
　１０８　　演算部
　１１０　　流量区分表保持部
　１１２　　比率コード化部
　１１４　　器具判別部
　１１６　　器具特徴抽出部
　１１９　　器具固有特徴情報保持部
　１２２　　遮断部

Claims (9)

  1. 　流路に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測部と、
    　所定期間内に前記流量計測部によって計測された流量から特徴流量を算出し、前記特徴流量に対する、前記所定期間内に前記流量計測部によって計測される、複数の時刻における流量の各々の比率を算出する演算部と、
    　現在使用されているガス器具の前記所定期間内における流量変化の特徴を示す器具特徴量であって、前記比率または前記比率から得られる情報である前記器具特徴量を抽出する器具特徴抽出部と、
    　特定のガス器具の特徴的な流量状態を示す一種以上の器具固有特徴量を保持する器具固有特徴情報保持部と、
    　前記器具特徴抽出部によって抽出された前記器具特徴量と前記器具固有特徴情報保持部に保持されている前記一種以上の器具固有特徴量のうち前記器具特徴量に対応する器具固有特徴量とを比較することにより、前記現在使用されているガス器具を判別する器具判別部と、
    　を備える、流量計測装置。
  2. 　前記比率をコード化することによって比率コード列を生成する比率コード化部をさらに備え、
    　前記器具特徴抽出部は、前記比率コード列を前記器具特徴量として抽出し、
    　前記器具固有特徴情報保持部は、前記一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、前記特定のガス器具の比率コード列を保持しており、
    　前記器具判別部は、前記比率コード化部によって生成された前記比率コード列と前記器具固有特徴情報保持部に保持されている前記特定のガス器具の比率コード列とを比較することにより、前記現在使用されているガス器具を判別する、請求項１に記載の流量計測装置。
  3. 　前記比率コード化部は、前記比率コード列における極大および／または極小に基づく圧縮コード列を前記器具特徴量として生成する、請求項２に記載の流量計測装置。
  4. 　前記器具固有特徴情報保持部は、前記一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、前記特定のガス器具の比率コード列から生成される圧縮コード列を保持しており、
    　前記器具判別部は、前記現在使用されているガス器具の圧縮コード列と前記特定のガス器具の圧縮コード列とを比較することにより、前記現在使用されているガス器具を判別する、請求項３に記載の流量計測装置。
  5. 　前記現在使用されているガス器具の特徴流量は、安定流量、前記所定期間内における最大流量、または、前記所定期間内に計測された流量のうち最も遅い時刻における流量のうちのいずれかである、請求項１から４のいずれかに記載の流量計測装置。
  6. 　前記器具特徴抽出部は、前記流量計測部によって計測される流量が所定範囲内にある場合に、前記所定範囲内の流量の平均を前記現在使用されているガス器具の特徴流量として抽出する、請求項１から５のいずれかに記載の流量計測装置。
  7. 　前記器具特徴抽出部は、前記流量計測部によって計測される流量が所定回数連続して前記所定範囲内にある場合に、前記所定回数分の流量の平均を前記現在使用されているガス器具の特徴流量として抽出する、請求項６に記載の流量計測装置。
  8. 　前記器具固有特徴情報保持部は、前記一種以上の器具固有特徴量のうちの１つとして、前記特定のガス器具における特徴流量を予め保持しており、
    　前記器具判別部は、前記現在使用されているガス器具の特徴流量と前記特定のガス器具における特徴流量とをさらに比較することにより、前記現在使用されているガス器具を判別する、請求項１から７のいずれかに記載の流量計測装置。
  9. 　前記特定のガス器具は、少なくともガスファンヒータおよび給湯器を含み、
    　前記ガスファンヒータにおける一種以上の器具固有特徴量、および、前記給湯器における一種以上の器具固有特徴量は、互いに異なっている、請求項１から８のいずれかに記載の流量計測装置。
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