WO2019188157A1 - マイコン式ガスメーター - Google Patents

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WO2019188157A1
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earthquake
acceleration
unit
meter
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Inventor
村瀬　孝治
葵 西畑
岩本　龍志
裕介 北野
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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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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28—Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/32—Transforming one recording into another or one representation into another

Definitions

  • the present invention relates to a microcomputer type gas meter having an earthquake detection function by acceleration.
  • the measured acceleration is switched between the standby mode in which power consumption is kept below a predetermined value and the measurement mode in which power consumption is higher than in standby mode.
  • the mode shifts from the standby mode to the measurement mode, and the measured acceleration is filtered to determine whether or not an earthquake has occurred based on the result of this filtering (so-called noise determination).
  • the seismic sensor determines that an earthquake has occurred, it calculates an index value of the magnitude of the earthquake and then shifts to a standby mode.
  • the seismic sensor determines that an earthquake has not occurred, it immediately switches to standby mode, thereby controlling the number of times the acceleration sensor is sampled and the processing capacity of the microcomputer to reduce current consumption.
  • the acceleration information detected by the acceleration sensor is not limited to the acceleration pattern due to the occurrence of an earthquake.
  • the meter shakes due to an impact on the gas pipe or is installed outdoors. Therefore, there are many noise factors such as vibration propagation due to passage of cars and trains, and shaking and vibration due to storms.
  • the present invention reveals a failure event caused by unpredictable shaking and prompts a countermeasure.
  • the microcomputer type gas meter of the present invention includes a gas metering unit for metering gas, a gas shut-off valve for shutting off and supplying gas, a meter control unit for controlling gas metering and shutoff, and a battery power source.
  • the meter control unit has a seismic unit that detects acceleration by measuring acceleration, and the seismic unit is a standby mode in which power consumption is kept below a predetermined value and a measurement mode that consumes more power than the standby mode. When the acceleration exceeds a predetermined threshold, the standby mode is shifted to the measurement mode, and it is determined whether or not an earthquake has occurred from the measured acceleration. Furthermore, the meter control unit notifies when the seismic sensing unit cannot determine whether or not an earthquake has occurred and continues for a predetermined time or a predetermined number of times.
  • the microcomputer-type gas meter of the present invention can monitor the situation where it is not possible to judge whether it is an earthquake or noise, and can issue an alarm to the outside when the battery is consumed unexpectedly.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a microcomputer type gas meter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the function of the seismic section of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an example of the seismic processing of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a flowchart showing an example of alarm processing of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a chart showing acceleration and threshold values measured by the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a chart showing acceleration and threshold values measured by the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a microcomputer type gas meter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the function of the seismic section of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a flowchart showing an example of the seismic processing of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a flowchart showing an example of alarm processing of the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are charts showing accelerations and threshold values measured by the microcomputer type gas meter in the embodiment of the present invention.
  • the microcomputer type gas meter in the present embodiment includes a gas metering unit 1 that measures the flow rate of the passing gas by measuring the propagation speed of the ultrasonic wave in the passing gas and measures the gas flow rate, and the gas shutoff that supplies or shuts off the gas. It has a valve 2, a meter control unit 3 that controls the gas meter function, a battery power source 4 that supplies power to the entire electric system, and a pressure sensor 5 that monitors the pressure in the gas supply path.
  • the battery power source 4 is configured by connecting a plurality of lithium primary batteries in parallel, and has a battery capacity corresponding to the current capacity consumed by the electric system during the certification expiration period (for example, 10 years).
  • the gas metering unit 1 detects the change in the magnetic field with a magnetic switch by rotating the magnet in conjunction with the movement of the metering membrane of a predetermined volume (membrane type) as another method for measuring the gas flow rate. But you can.
  • the gas shut-off valve 2 may be driven by a stepping motor or may be driven using the repulsive force of a solenoid.
  • the pressure sensor 5 includes one that monitors the pressure on the gas inflow side of the gas meter and one that monitors the pressure on the gas outflow side.
  • the meter control unit 3 has a meter microcomputer 30, and the meter microcomputer 30 receives an acceleration sensor 31 that detects a shake caused by an earthquake as an acceleration, a data memory 301 that stores various information, and a signal of the gas metering unit 1.
  • An intake measurement circuit 32 and a cutoff valve drive circuit 33 for driving the gas cutoff valve 2 are connected.
  • the meter microcomputer 30 includes a pressure detection circuit 34 that takes in a signal from the pressure sensor 5, a voltage detection circuit 35 that detects a decrease in battery voltage while flowing a current corresponding to the load of the gas cutoff valve 2, and a gas leak alarm.
  • An alarm circuit 36 for taking in a signal and a communication circuit 37 for exchanging wired communication telegrams of a predetermined signal system by a bus method are connected. Further, the meter microcomputer 30 is connected to a display unit 38 for displaying an integrated value of the measured gas usage, and an operation unit 39 including a contact switch and a magnetic switch for receiving various operations.
  • the alarm circuit 36 and the communication circuit 37 are connected to the external terminal 6 so that an external device such as an alarm can be connected.
  • the microcomputer type gas meter in the present embodiment has a function of a seismic sensing unit that detects acceleration by measuring acceleration.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the function of the seismic sensing unit 100.
  • the seismic sensing unit 100 is realized by executing software processing of the acceleration sensor 31, the data memory 301, and the meter microcomputer 30.
  • the power supply terminal of the acceleration sensor 31 is connected to the battery power supply 4 via a switch element (not shown) such as an FET (Field Effect Transistor).
  • the switch element can be turned on / off by the meter microcomputer 30 to control the power supply of the acceleration sensor 31.
  • a seismic microcomputer (not shown) dedicated to seismic processing is provided, and between the meter microcomputer 30 and the terminal.
  • the seismic part can be configured to transmit a signal.
  • performing seismic processing by the meter microcomputer 30 can reduce the device current that always flows regardless of the software processing load of the microcomputer provided for seismic sensing, and is effective in suppressing current consumption in the seismic section. It becomes a means.
  • the data memory 301 is a RAM or non-volatile memory that stores acceleration and reference values, and this can also be realized by a flash memory prepared in the meter microcomputer 30.
  • the seismic sensing unit functions as an acceleration measuring unit 101 configured by the acceleration sensor 31, an acceleration storage unit 102 incorporated in the data memory 301, and the meter microcomputer 30.
  • the activation determination unit 103, the earthquake determination unit 104, the offset adjustment unit 105, the earthquake index value calculation unit 106, the erroneous vibration determination unit 107, the interruption determination unit 108, and the output unit 109 are realized.
  • Acceleration measuring unit 101 measures acceleration at a set cycle. Normally, when waiting for an earthquake, measurement of acceleration is repeated at a relatively low speed (that is, a relatively large cycle) (referred to as low-speed sampling). At this time, the meter microcomputer 30 performs a processing operation at a low speed. A state in which low-speed processing is performed by low-speed sampling and power consumption is suppressed to be smaller than a predetermined value is referred to as “standby mode”. Further, when the acceleration measuring unit 101 detects an acceleration larger than a preset threshold value, the acceleration measuring unit 101 repeats the measurement of acceleration at a higher speed than the “standby mode” (that is, a relatively small cycle) (referred to as high-speed sampling). Thus, at the time of high-speed sampling, the meter microcomputer 30 operates in either a low speed operation or a high speed operation.
  • the processing operation is performed at high speed.
  • a high-speed sampling state is called a “measurement mode”.
  • the “measurement mode” improves the acceleration detection accuracy than the “standby mode”, but increases the power consumption.
  • the transition of the operation state from the “standby mode” to the “measurement mode” is referred to as “startup”.
  • the acceleration storage unit 102 holds the acceleration value measured by the acceleration measurement unit 101.
  • the activation determination unit 103 compares the acceleration value measured by the acceleration measurement unit 101 with an activation threshold value that is a value for determining whether to activate, which is held in a reference value storage unit (not shown). When the acceleration value exceeds the activation threshold, the apparatus is activated from the standby mode to the measurement mode.
  • the earthquake determination unit 104 uses the acceleration measured by the acceleration measurement unit 101 in the measurement mode and a noise determination threshold set in advance in a reference value storage unit (not shown), and the measured acceleration indicates the occurrence of an earthquake. Or whether it is noise.
  • the offset adjustment unit 105 performs so-called offset adjustment on the acceleration value.
  • the earthquake index value calculation unit 106 calculates an index value indicating the magnitude of the earthquake and outputs it to the output unit 109.
  • the index value is a calculated seismic intensity or SI value.
  • the erroneous vibration determination unit 107 determines whether there is an erroneous vibration from the tendency of analyzing the acceleration measured by the acceleration measurement unit 101.
  • blocking determination part 108 outputs the signal which interrupts
  • the output unit 109 can be realized by setting data in the RAM of the meter microcomputer 30.
  • the output unit 109 is realized by outputting an earthquake index value, an interruption signal, and an earthquake determination signal to the microcomputer terminal (serial communication terminal, digital output terminal). it can.
  • FIG. 3A is a processing flow of the seismic processing of the seismic sensing unit 100.
  • the acceleration measuring unit 101 measures acceleration in the standby mode (step S1). In the standby mode, the acceleration measuring unit 101 performs low-speed sampling.
  • the activation determination unit 103 determines whether to activate, that is, whether to shift from the standby mode to the measurement mode (step S2). In step S2, when the acceleration measured in step S1 is equal to or less than the activation threshold (the threshold A shown in FIGS. 4A and 4B, for example, 50 gal) (NO in step S2), the process proceeds to process S1 and the standby mode is continued. . On the other hand, when the acceleration measured in step S1 is larger than the activation threshold (YES in step S2), the acceleration measurement unit 101 shifts from the standby mode to the measurement mode and performs high-speed sampling (step S3).
  • the activation threshold the threshold A shown in FIGS. 4A and 4B, for example, 50 gal
  • the earthquake determination unit 104 performs earthquake determination (in other words, noise determination) (step S4, step S5).
  • step S4 and step S5 it is determined whether the detected vibration is caused by an earthquake or noise. For example, if the vibration does not continue for a predetermined time or more, it is determined as noise (YES in step S4). Then, offset adjustment is performed (step S7), and it is cleared that the earthquake determination is “during determination” (step S9).
  • step S5 it is determined whether or not an earthquake has occurred. For example, after analyzing vibration for a predetermined time, if the acceleration is greater than a threshold value (threshold value B shown in FIGS. 4A and 4B, for example, 100 gal) greater than the activation threshold value, it is determined that an earthquake has occurred (step S5). Yes), the earthquake index value is calculated (step S8), and the fact that the earthquake determination is “determining” is cleared (step S9). If it cannot be determined as an earthquake (NO in step S5), the detected vibration is neither noise nor earthquake, and the earthquake determination is “determined” (step S6), and the earthquake determination is continued in the measurement mode. That is, if neither noise nor earthquake can be determined, step S3 ⁇ step S4 ⁇ step S5 ⁇ step S6 ⁇ step S3 is repeated.
  • a threshold value shown in FIGS. 4A and 4B, for example, 100 gal
  • the measurement mode is activated when the acceleration exceeds the threshold A, which is the activation threshold, and then the earthquake exceeds the threshold B for performing earthquake determination (YES in step S5 of FIG. 3A). ) Shows acceleration change.
  • the chart shown in FIG. 4B shows that after the acceleration exceeds the threshold A which is the activation threshold and the measurement mode is activated, the acceleration exceeding the threshold B for earthquake determination does not appear and is relatively small (between 50 gal and 100 gal).
  • the acceleration change in a state where the acceleration change continues is shown. It is neither noise nor occurrence of an earthquake (NO in step S5 in FIG. 3A), and the earthquake determination unit 104 continues the earthquake determination.
  • This state can be assumed to be the case where the meter housing slightly vibrates via the gas pipe. If it occurs continuously or intermittently during the usage period of the meter, the earthquake will remain in the measurement mode with relatively high power consumption. The determination is continued, and there is a possibility that power exceeding the battery capacity assumed in advance is consumed.
  • the role of the seismic part 100 of the microcomputer type gas meter in this embodiment is to wait for an earthquake that does not know when it occurs, and if there is a change in acceleration, the acceleration must be measured and the determination continued.
  • the earthquake determination is continued, that is, when step S3 ⁇ step S4 ⁇ step S5 ⁇ step S6 ⁇ step S3 is repeated in the flowchart shown in FIG. 3A
  • the following operation may be performed. That is, when a series of steps are repeated, even if the process is intentionally ended and the mode is changed to the standby mode (step S1 in FIG. 3A), the threshold value A between the threshold value A and the threshold value B shown in FIGS. If there is a factor that causes an acceleration change, the activation is determined again (YES in step S2 in FIG. 3A), and the measurement mode (step 3 in FIG. 3A) is reached.
  • a warning can be given when the earthquake determination is continued by the process shown in the flowchart of FIG. 3B.
  • FIG. 3B is a flowchart of alarm processing for monitoring the status of earthquake determination in the seismic processing. If the earthquake determination is “during determination” (YES in step S10), the time during which the state continues is determined (step S11). If a predetermined time (for example, 1 hour) elapses (YES in step S11), an abnormality alarm is output (step S12). For example, a warning symbol is displayed on the display unit 38 (see FIG. 1) of the microcomputer type gas meter. Alternatively, a warning message is transmitted to a management center (not shown) by a wireless device (not shown) connected to the external terminal 6 using the communication function of the microcomputer type gas meter. Alternatively, the abnormality alarm data may be left in the data memory 301 without actively displaying or transmitting, and the abnormality alarm may be transmitted when requested by the management center.
  • a predetermined time for example, 1 hour
  • a warning message is transmitted to a management center (not shown) by a wireless device (not shown) connected to the external terminal 6 using the communication
  • the determination condition for outputting an abnormality alarm in step S12 may be a time when a time shorter than the predetermined time (for example, 10 minutes) occurs a predetermined number of times (for example, 10 times). It can be easily realized by changing
  • step S13 a counter that counts that an abnormality alarm has been output is added (step S13), and it is determined whether the counter has reached a predetermined number of times (step S14). If the predetermined number of times (for example, 100 times) is reached (YES in step S14), it can be determined that the operation of the earthquake determination has continued abnormally for a long time or has occurred frequently, and the gas shut-off valve 2 is shut off (step S15), power supply to the acceleration sensor 31 is stopped (step S16).
  • a predetermined number of times for example, 100 times
  • the meter control unit 3 Monitors the status of earthquake judgment.
  • the display unit 38 or the communication circuit 37 can notify the user.
  • the meter control unit 3 monitors the status of the earthquake determination (noise determination) operation in the measurement mode that requires the electric power of the seismic sensing unit 100 to notify when the earthquake determination continues. Can reveal that battery consumption is advancing and can lead to maintenance activities such as improved installation conditions.
  • the microcomputer-type gas meter includes a gas metering unit that meters gas, a gas shut-off valve that shuts off and supplies gas, a meter control unit that controls metering and shutoff of gas, Battery power is provided.
  • the meter control unit has a seismic unit that detects acceleration by measuring acceleration, and the seismic unit is a standby mode in which power consumption is kept below a predetermined value and a measurement mode that consumes more power than the standby mode. When the acceleration exceeds a predetermined threshold, the standby mode is shifted to the measurement mode, and it is determined whether or not an earthquake has occurred from the measured acceleration.
  • the meter control unit notifies when the seismic unit cannot determine whether or not an earthquake has occurred and continues for a predetermined time or a predetermined number of times. With this configuration, even when it is impossible to determine whether an earthquake has occurred in the high power measurement mode, the meter control unit outputs an alarm depending on the occurrence time and frequency, so the meter is abnormal. The fact that it is installed in the environment becomes obvious, and excessive power consumption unexpectedly can be prevented by the maintenance procedure.
  • the microcomputer-type gas meter according to the second aspect of the invention is particularly characterized in that, in the first aspect of the invention, the meter control unit shuts off the gas when a situation in which the seismic sensing unit cannot determine whether or not an earthquake has occurred continues for a predetermined time or occurs a predetermined number of times. It is good also as a structure which interrupts
  • the microcomputer-type gas meter makes it possible to reveal and prevent the progress of battery consumption, so that it can be used for battery equipment equipped with a seismic device using an acceleration sensor such as a water meter. Applicable.

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Abstract

ガスを計量するガス計量部（１）と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁（２）と、ガスの計量や遮断を制御するメーター制御部（３）と、電池電源（４）を備える。メーター制御部（３）は、加速度を測定して地震を検出する感震部を有し、感震部は、待機モード及び待機モードよりも消費する電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、待機モードから測定モードに移行し、測定した加速度から地震が発生したのか否かを判定する。メーター制御部（３）は、感震部が、地震が発生したのか否かを判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、報知する。

Description

マイコン式ガスメーター
　本発明は、加速度による地震検出機能を有するマイコン式ガスメーターに関するものである。
　従来、加速度を測定し地震の検知を行う感震センサーにおいて、消費する電力を所定値より小さく抑えた待機モードと待機モードよりも消費する電力が大きい測定モードを遷移して動作し、測定した加速度が所定の閾値を越えた場合に待機モードから測定モードに移行し、測定した加速度をフィルタリングしてこのフィルタリングの結果に基づき地震が発生したのか否かを判定（いわゆるノイズ判定）する。感震センサーは、地震が発生したと判定した場合、地震の規模の指標値を計算した後、待機モードに移行する。また、感震センサーは、地震が発生していないと判断した場合、すぐに待機モードに移行することで、加速度センサーのサンプリング回数やマイクロコンピューターの処理能力を制御して、消費電流を抑制する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－０１５６０４号公報
　しかしながら、加速度センサーが検出する加速度情報には、地震発生による加速度パターンだけに限らず、特にガスメーターの感震機能に応用する場合は、ガス配管への衝撃によるメーターの揺れや、屋外設置であるがゆえ自動車や列車などの通過による振動の伝搬、暴風雨などによる揺れや振動など多くのノイズ要因が存在する。
　そして、ノイズ除去を目的とし、移動平均によるローパスフィルタなどによるフィルタリングが提案されているが、マイコンのプログラムロジックに頼った人為的なものであり、設置環境で生じる加速度情報を必ずしも地震によるものか否かに判別できるとは限らない。地震が発生したのか否かが判別できず、測定モードが継続すると想定以上に電流を消費するとこになる。また、その要因は設置環境に拠るところが大きく、繰り返し発生する可能性がある。
　従って、限られた電池電源で検満期間（例えば、１０年間）を動作しなければならないマイコン式ガスメーターの寿命に関わる課題となる。
　本発明は、予期できない揺れで生じる不具合事象を顕在化し、対処を促す。
　本発明のマイコン式ガスメーターは、ガスを計量するガス計量部と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁と、ガスの計量や遮断を制御するメーター制御部と、電池電源を備える。メーター制御部は、加速度を測定して地震を検出する感震部を有し、感震部は、消費する電力を所定値より小さく抑えた待機モード及び待機モードよりも消費する電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、待機モードから測定モードに移行し、測定した加速度から地震が発生したのか否かを判定する。さらに、メーター制御部は、感震部が、地震が発生したのか否かを判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、報知する。
　この構成により、地震が発生したのか否かを感震部で判断する時間が継続したり、その状況が頻発したりして電力の大きい測定モードでの動作機会が増えると、メーター制御部が警報を発することができる。
　本発明のマイコン式ガスメーターは、地震かノイズかを判断できない状況を監視し、想定外に電池消耗するような時に、外部に警報を発することができる。
図１は、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの感震部の機能の一例を示すブロック図である。 図３Ａは、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの感震処理の一例を示すフローチャートである。 図３Ｂは、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの警報処理の一例を示すフローチャートである。 図４Ａは、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターで測定される加速度と閾値を示すチャートである。 図４Ｂは、本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターで測定される加速度と閾値を示すチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態）
　図１は本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの構成の一例を示すブロック図である。図２は本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの感震部の機能の一例を示すブロック図である。図３Ａは本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの感震処理の一例を示すフローチャートである。図３Ｂは本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの警報処理の一例を示すフローチャートである。図４Ａ、図４Ｂは本発明の実施の形態におけるマイコン式ガスメーターで測定される加速度と閾値を示すチャート図である。
　図１において、本実施の形態におけるマイコン式ガスメーターは、通過ガス中の超音波の伝搬速度により通過ガスの流速を測定しガス流量を計測するガス計量部１と、ガスを遮断または供給するガス遮断弁２と、ガスメーター機能の制御を担うメーター制御部３と、電気系統全体に給電する電池電源４と、ガス供給経路の圧力を監視する圧力センサー５を有する。
　電池電源４は、リチウム一次電池を複数本並列接続して構成し、電気系統が検定満了期間（例えば１０年間）に消費する電流容量に見合った分の電池容量を保有する。
　ガス計量部１は、ガス流量を計測する他の方式としてサーマルフローセンサー方式や所定容積の計量膜の動きに連動して磁石を回転させて磁界の変化を磁気スイッチで検出する方式（膜式）でもよい。また、ガス遮断弁２は、ステッピングモータで駆動するものやソレノイドの磁力の反発力を利用して駆動するものがある。また、圧力センサー５は、ガスメーターのガス流入側の圧力を監視するもの、およびガス流出側の圧力を監視するものがある。
　メーター制御部３は、メーターマイコン３０を有し、メーターマイコン３０には、地震などによる揺れを加速度として検知する加速度センサー３１と、各種情報を記憶するデータメモリ３０１と、ガス計量部１の信号を取込む計測回路３２、およびガス遮断弁２を駆動する遮断弁駆動回路３３が接続されている。また、メーターマイコン３０には、圧力センサー５の信号を取込む圧力検知回路３４、ガス遮断弁２の負荷相当に電流を流しながら電池電圧の低下を検出する電圧検出回路３５、ガス漏れ警報器の信号を取込む警報器回路３６、および定められた信号体系の有線通信電文をバス方式でやり取りする通信回路３７が接続されている。さらに、メーターマイコン３０には、計量したガス使用量の積算値などを表示する表示部３８、および各種操作を受付ける接点スイッチや磁気スイッチからなる操作部３９が接続されている。
　警報器回路３６と通信回路３７は外部端子６に接続され、警報器などの外部機器が接続可能な構成としてある。
　本実施の形態におけるマイコン式ガスメーターは、加速度を測定して地震を検出する感震部の機能を有する。図２には、感震部１００の機能の一例を示すブロック図を示すが、感震部１００は、加速度センサー３１、データメモリ３０１、およびメーターマイコン３０のソフトウェアの処理の実行により実現される。
　加速度センサー３１の電源端子はＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などによるスイッチ素子（図示なし）を介して電池電源４に接続されている。スイッチ素子はメーターマイコン３０によりオンオフし、加速度センサー３１の電源供給を制御することができる。
　また、計測震度やＳＩ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）値などの地震指標値を計算する処理は負担が大きいので、感震処理を専用に行う感震マイコン（図示なし）を設け、メーターマイコン３０と端子間で信号伝達するようにして感震部を構成することもできる。しかし、メーターマイコン３０により感震処理を行うことは、感震用として設けるマイコンのソフト処理負荷とは関係しない常時流れるデバイス電流を削減することができ、感震部の消費電流の抑制には有効な手段となる。
　データメモリ３０１は、加速度や基準値を記憶するＲＡＭや不揮発性メモリーなどで、これは、メーターマイコン３０に用意したフラッシュメモリにて実現することもできる。
　図２に示す感震部１００のブロック図において、感震部の機能は、加速度センサー３１で構成された加速度測定部１０１と、データメモリ３０１に組み込まれた加速度記憶部１０２と、メーターマイコン３０で実現される起動判定部１０３、地震判定部１０４、オフセット調整部１０５、地震指標値算出部１０６、誤振動判定部１０７、遮断判定部１０８、および出力部１０９とで構成される。
　加速度測定部１０１は、設定された周期で加速度を測定する。通常、地震を待ち受ける時は、比較的低速（すなわち比較的大きな周期）で加速度の測定を繰り返す（低速サンプリングと言う）。この時、メーターマイコン３０は低速動作で処理動作を行う。このように低速サンプリングで低速処理を行い、消費電力が所定値より小さく抑制された状態を「待機モード」と呼ぶ。また、加速度測定部１０１は、予め設定されている閾値よりも大きな加速度を検出した場合、「待機モード」よりも高速（すなわち比較的小さな周期）で加速度の測定を繰り返す（高速サンプリングと言う）。このように高速サンプリングの時は、メーターマイコン３０は低速動作または高速動作いずれかで動作する。
　なお、地震判定部１０４、地震指標値算出部１０６、誤振動判定部１０７が後述する処理を行う時は高速動作で処理動作する。このように高速サンプリングの状態を「測定モード」と呼ぶ。「測定モード」は「待機モード」より加速度の検出精度は向上するが、消費電力が大きくなる。また、「待機モード」から「測定モード」への動作状態の移行を「起動」と呼ぶ。
　加速度記憶部１０２は、加速度測定部１０１が測定した加速度の値を保持する。起動判定部１０３は、加速度測定部１０１が測定した加速度の値と、基準値記憶部（図示なし）に保持されている起動するかどうかの判定を行う値である起動閾値とを比較する。加速度の値が起動閾値を超える場合、待機モードから測定モードへ起動させる。また地震判定部１０４は、加速度測定部１０１が測定モードで測定した加速度と基準値記憶部（図示なし）に予め設定されたノイズ判定の閾値とを用いて、測定した加速度が地震の発生を示すのかノイズであるのかを判定する。
　地震判定部１０４がノイズであると判定した場合、オフセット調整部１０５は、加速度値に対していわゆるオフセット調整を行う。一方、地震判定部１０４が地震の発生であると判定した場合、地震指標値算出部１０６は地震の規模を示す指標値を算出し、出力部１０９に出力する。例えば、指標値は計測震度やＳＩ値を算出するものとする。また、誤振動判定部１０７は、加速度測定部１０１が測定した加速度を分析した傾向から誤振動であるか否かを判断する。
　そして、遮断判定部１０８は、誤振動判定部１０７が誤振動でないと判断し、且つ地震指標値が所定値以上である場合にガス遮断弁２を遮断する信号を出力部１０９に出力する。出力部１０９は、メーターマイコン３０のＲＡＭにデータを設定することで実現できる。
　なお、感震マイコン（図示なし）を設けて構成する場合は、出力部１０９はマイコン端子（シリアル通信端子、デジタル出力端子）に地震指標値、遮断信号、地震判定中信号を出力することで実現できる。
　次に、図３Ａ、図３Ｂのフローチャートを用いて、本実施の形態における処理を説明する。
　図３Ａは、感震部１００の感震処理の処理フローである。まず、加速度測定部１０１は、待機モードで加速度を測定する（ステップＳ１）。待機モードにおいては、加速度測定部１０１は低速サンプリングを行う。また、起動判定部１０３は起動するのか否か、すなわち待機モードから測定モードへ移行するのか否かの判定を行う（ステップＳ２）。ステップＳ２では、ステップＳ１で測定された加速度が起動閾値（図４Ａ、図４Ｂに示す閾値Ａであり、例えば５０ｇａｌ）以下の場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理Ｓ１に遷移し待機モードを継続する。一方、ステップＳ１で計測された加速度が起動閾値よりも大きい場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、加速度測定部１０１は待機モードから測定モードに移行し、高速サンプリングを行う（ステップＳ３）。
　また、地震判定部１０４は、地震判定（言換えればノイズ判定）を行う（ステップＳ４、ステップＳ５）。ステップＳ４、ステップＳ５では、検知した振動が地震によるものかノイズかを判定する。例えば、振動が所定時間以上続かなければノイズと判定する（ステップＳ４でＹＥＳ）。そしてオフセット調整を行い（ステップＳ７）、地震判定が「判定中」であることをクリアする（ステップＳ９）。
　一方、ノイズと判定できなければ（ステップＳ４でＮＯ）、地震が発生したのか否かの判定を行う（ステップＳ５）。例えば、所定時間の振動を分析した後、加速度が起動閾値よりも大きい閾値（図４Ａ、図４Ｂに示す閾値Ｂであり、例えば１００ｇａｌ）よりも大きい値を示せば地震の発生と判定（ステップＳ５でＹＥＳ）し、地震指標値を算出し（ステップＳ８）、地震判定が「判定中」であることをクリアする（ステップＳ９）。地震と判定できなければ（ステップＳ５でＮＯ）、検知した振動がノイズでもなく地震でもないこととなり、地震判定を「判定中」とし（ステップＳ６）、測定モードのまま地震判定を継続する。即ち、ノイズとも地震とも判定できない場合は、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ３を繰返すことになる。
　図４Ａに示すチャート図は、加速度が起動閾値である閾値Ａを越えて測定モードが起動し、その後、地震判定を行う閾値Ｂを越え地震と判定される（図３ＡのステップＳ５でＹＥＳとなる）場合の加速度変化を示す。
　図４Ｂに示すチャート図は、加速度が起動閾値である閾値Ａを越えて測定モードが起動した後、地震判定を行う閾値Ｂを超える加速度が現れず、比較的小さな（５０ｇａｌから１００ｇａｌの間の）加速度変化が継続している状態の加速度変化を示す。ノイズでもなく地震の発生でもなく（図３ＡのステップＳ５でＮＯ）、地震判定部１０４は地震判定を継続することになる。
　この状態は、ガス配管を経由してメーター筐体が微振動するような場合が想定でき、メーターの使用期間において、継続的また断続的に発生すると、比較的消費電力の大きい測定モードのまま地震判定を続けることとなり、予め想定した電池容量を超える電力を消費してしまう可能性が生じる。
　本実施の形態におけるマイコン式ガスメーターの感震部１００の役割は、いつ発生するか判らない地震を待ち受け判定することであり、加速度変化があれば加速度を測定し判定を続けなければならない。例えば、地震判定の継続、即ち、図３Ａに示すフローチャートでステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ３を繰返す場合、以下の動作となることがある。すなわち、一連のステップを繰り返している場合に、意図的に終了し待機モード（図３ＡのステップＳ１）に遷移するようにしても、図４Ａ、図４Ｂに示す閾値Ａから閾値Ｂの間くらいの加速度変化が生じる要因があれば、再度起動が判定され（図３ＡのステップＳ２のＹＥＳ）、測定モード（図３Ａのステップ３）に至ることとなる。
　そこで、本実施の形態においては、図３Ｂのフローチャートに示す処理により地震判定が継続する場合に警告を行うことができる。
　図３Ｂは、感震処理での地震判定の状況を監視する警報処理のフローチャートである。地震判定が「判定中」であれば（ステップＳ１０でＹＥＳ）、その状態が継続する時間を判定する（ステップＳ１１）。所定時間（例えば、１時間）が経過すれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、異常警報を出力する（ステップＳ１２）。例えば、マイコン式ガスメーターの表示部３８（図１参照）に警告記号を表示する。または、マイコン式ガスメーターの通信機能を使い外部端子６に接続された無線器（図示なし）にて、警報電文を管理センター（図示なし）に発信する。または、積極的に表示や発信をせずとも、異常警報データをデータメモリ３０１に残しておき、管理センターより要求があった時に異常警報を発信することとしても良い。
　なお、ステップＳ１２で異常警報を出力する判定条件を、上記所定時間より短い時間（例えば、１０分）が所定回数（例えば、１０回）発生した時としても良く、メーターマイコン３０のプログラムの処理手順を変更することで容易に実現できる。
　更に、異常警報を出力したことを数えるカウンタを加算し（ステップＳ１３）、そのカウンタが所定回数に到達したかを判定する（ステップＳ１４）。所定回数（例えば、１００回）に到達すれば（アウテップＳ１４のＹＥＳ）、地震判定の動作が異常に長く継続した、または多くの頻度で発生したと判断でき、ガス遮断弁２を遮断し（ステップＳ１５）、加速度センサー３１への給電を止める（ステップＳ１６）。
　以上のように構成されたマイコン式ガスメーターおいて、継続的または断続的に微振動を受ける環境に設置されるなど、感震部１００が地震判定を継続する状況になっても、メーター制御部３が地震判定の状況を監視する。そして、地震判定動作が所定時間に渡り継続的にまたは断続的に発生した時は、表示部３８や通信回路３７により報知を行うことができる。
　また、地震判定動作する状況が更に続き、異常警報が継続的に発生する時、また断続的な発生が繰り返し発生する時、ガスを遮断し、加速度センサー３１への給電を停止する。
　以上のように、本実施の形態において、メーター制御部３が感震部１００の電力を要する測定モードでの地震判定（ノイズ判定）動作の状況を監視することにより、地震判定が継続する時に報知を行い、電池消耗が進んでいることを顕在化でき、設置条件改善などのメンテナンスの活動につなげることができる。
　また、地震判定が更に継続する時、継続的な地震判定が繰り返し発生する時は、ガスを遮断し、感震部１００の機能停止することで、電池消耗の進行を防ぐことができる。
　以上説明したように、第１の発明におけるマイコン式ガスメーターは、ガスを計量するガス計量部と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁と、ガスの計量や遮断を制御するメーター制御部と、電池電源を備える。メーター制御部は、加速度を測定して地震を検出する感震部を有し、感震部は、消費する電力を所定値より小さく抑えた待機モード及び待機モードよりも消費する電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、待機モードから測定モードに移行し、測定した加速度から地震が発生したのか否かを判定する。メーター制御部は、感震部が、地震が発生したのか否かを判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、報知する。この構成により、電力の大きい測定モードにおいて地震が発生したのか否かの判断ができない状況となった場合でも、その発生時間や発生頻度により、メーター制御部が警報を出力するので、メーターが異常な環境に設置されていることが顕在化され、メンテナンス処置により想定外の過度な電力消費を防ぐことができる。
　第２の発明におけるマイコン式ガスメーターは、特に、第１の発明において、地震が発生したのか否かを感震部が判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、メーター制御部がガス遮断弁によりガスを遮断し、感震部への給電を止める構成としてもよい。この構成により、ガスを遮断し安全確保した上で感震部の動作を止め、自律的に過度な電力消費を防ぐことができる。
　以上のように、本発明にかかるマイコン式ガスメーターは、電池消耗の進行の顕在化や防止が可能となるので、水道メーターなど、加速度センサーを利用した感震装置を搭載した電池機器の用途にも適用できる。
　１　ガス計量部
　２　ガス遮断弁
　３　メーター制御部
　４　電池電源
　３０　メーターマイコン
　３１　加速度センサー
　１００　感震部
　１０１　加速度測定部
　１０２　加速度記憶部
　１０３　起動判定部
　１０４　地震判定部
　３０１　データメモリ

Claims (2)

  1. ガスを計量するガス計量部と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁と、前記ガス計量部によるガスの計量や前記ガス遮断弁によるガスの遮断を制御するメーター制御部と、電池電源と、を備えたマイコン式ガスメーターであって、
    前記メーター制御部は、加速度を測定して地震を検出する感震部を有し、
    前記感震部は、待機モード及び待機モードよりも消費する電力の大きい測定モードで動作し、前記感震部が測定した加速度が所定の閾値を越えた場合、前記待機モードから前記測定モードに移行し、測定した前記加速度から地震が発生したのか否かを判定するものであり、
    前記メーター制御部は、前記感震部が、地震が発生したのか否かを判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、報知することを特徴とするマイコン式ガスメーター。
  2. 地震が発生したのか否かを前記感震部が、判定できない状況が所定時間継続または所定回数発生した場合、前記メーター制御部は、前記ガス遮断弁によりガスを遮断し、前記感震部への給電を止めることを特徴とする請求項１に記載のマイコン式ガスメーター。
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