ガスメーター及び流量計測における誤差の検知方法
【課題】ガス供給路に設置されガス流量の計測機能を有するガスメーターであって、当該流量計測における誤差を正確かつ効率的に検知し、保安機能を向上させることのできるガスメーター等を提供する。
【解決手段】ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する。
【解決手段】ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給路に設置されガス流量の計測機能を有するガスメーター等に関し、特に、当該流量計測における誤差を正確かつ効率的に検知し、保安機能を向上させることのできるガスメーター等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各家庭などガスの使用先に供給されるガスの流量を計測する目的でガスメーターが設置される。当該ガスメーターは、各使用先へのガス供給管に設けられ、上記ガス流量計測のためのガス流量計を内蔵する。計測されたガス流量は請求するガス料金の算出に利用されるほか、ガスメーターが有する保安機能にも利用される。この保安機能は、異常な状態が発生した際にガスの供給を遮断したり警報を発したりするものであり、ガス漏れや器具の消し忘れなどの異常状態を検知するために上記ガス流量計による流量計測が用いられる。
【０００３】
そして、このガス流量計には、超音波センサを用いるもの、ガスの熱伝導率を用いるものなど種々のタイプのものが存在するが、いずれのガス流量計においても様々な要因で計測誤差というものが発生し得る。
【０００４】
特に、ガス流量計を長期に亘って使用することによる経年変化により、ガス流量計の計測特性が変わり、ガス流量計のゼロ点がずれてしまう場合がある。すなわち、流量がない場合にもゼロ以外の何らかの流量値を計測してしまうことになり、かかる場合には、流量がある場合の計測値もこのずれを含んだ値となるため、計測が不正確となってしまう。
【０００５】
このようなゼロ点のずれを補正する技術については、下記特許文献１及び２等に開示されている。下記特許文献１では、計測した流量と圧力に基づいて上記ゼロ点のずれ（以下、オフセットと称す）を検知する技術が提案され、また、下記特許文献２では、ガス未使用状態での流量に基づいて補正することが提案されている。
【０００６】
また、ガス供給管内のガス流は周囲の状況により脈動する場合があり、この脈動によってもガス流量の計測精度に影響が出る。下記特許文献３では、脈動の発生を判定し脈動に係る補正の処理を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３８８８９４６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１１０４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３２４３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１での手法では、ゼロ点のオフセットの検出に一定の大きさの圧力変化が必要であり、ガス供給が遮断されている場合など当該圧力変化がない状態では検出ができないという課題がある。また、当該手法では、流量計測と同程度の頻度で圧力の計測が必要となり、これは一般的なガスメーターの場合と比較して高頻度の計測となり、消費電力及びマイコン負荷の増加という問題がある。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載の方法では、ガス未使用状態となる期間を正確に設定する必要があり、かつ、上述した脈動が考慮されていない。従って、上記補正を行うために人が介在するなど煩雑さがあり、また、補正も不正確になる虞がある。
【００１０】
また、上記特許文献３に記載の方法では、上記脈動が正弦波であることを前提としているが、実際の脈動が正弦波ではないことを考えると補正の精度に問題があると考えられる。
【００１１】
一方、ガス漏れに対する保安機能においては、ガス漏れがあってもその流量を実際よりも少なく計測し、それをガス漏れと認知できなくしてしまう、マイナス側へのゼロ点のオフセットを検知することが重要である。従って、保安の観点から、ガスメーターが備えるガス流量計のマイナス側への誤差を確実かつ正確に検知できることが望まれる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ガス供給路に設置されガス流量の計測機能を有するガスメーターであって、当該流量計測における誤差を正確かつ効率的に検知し、保安機能を向上させることのできるガスメーター、等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１５】
更に、上記の発明において、好ましい態様は、前記予め定められた負の閾値は、前記ガスメーターが行うガス漏れ検出において、その値以上の流量についてガス漏れありと判断する流量閾値から、ガス漏れとして検出されるべき最低流量を差し引いた値である、ことを特徴とする。
【００１６】
更にまた、上記の発明において、好ましい態様は、前記所定流量は、前記ガスメーターの下流におけるガス使用時の最低流量以下の値である、ことを特徴とする。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求められた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１８】
更に、上記の発明において、好ましい態様は、前記誤差判定手段による判定に用いられる前記平均流量は、当該平均流量を求める際に用いられた前記瞬間流量の、最大値と最小値の差又は標準偏差が、所定の値以下である、ことを特徴とする。
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、前記求めた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明の更に別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、前記求めた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求めた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２２】
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用したガスメーターの実施の形態例に係る構成図である。
【図２】制御ユニット１１が行う流量計測の誤差検知処理の手順を例示したフローチャートである。
【図３】ガス漏れ検知に対するゼロ点オフセットの影響を説明するための図である。
【図４】流量がゼロの場合の計測値について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
【００２５】
図１は、本発明を適用したガスメーターの実施の形態例に係る構成図である。図１に示すガスメーター１が本実施の形態例に係るガスメーターであり、内蔵するガス流量計１２によって定常的に取得されるガス流量の計測値を利用して、当該ガス流量計１２のゼロ点（流量なしの場合の計測値）のマイナス側へのオフセット（ずれ）を確実に検知し、保安機能を向上させようとするものである。
【００２６】
図１に示すように、ガスメーター１は、ガス供給元２から顧客宅などのガス供給先４へガスを供給するガス供給管３に設けられる。ガス供給先４には、各種ガス器具（例えば、給湯器、コンロ、ファンヒーター等）が備えられ、適宜、必要に応じてガスが使用される。
【００２７】
ガスメーター１には、図１に示すように、制御ユニット１１、ガス流量計１２、ガス遮断弁１３、表示部１４、及び通信部１５等が備えられる。ガスメーター１内には、ガス供給元２側のガス供給管３からのガス流をガス供給先４側のガス供給管３へ流すガス流路があり、このガス流路に、図１に示す順で、ガス遮断弁１３とガス流量計１２が設けられる。
【００２８】
ガス遮断弁１３は、制御ユニット１１の指示で上記ガス流路のガス供給を遮断する弁であり、ガス漏れが検知された場合など異常状態が検出された場合などに作動する。
【００２９】
ガス流量計１２は、瞬間的なガス流量を検出することのできる流量計であり、例えば、流体内における超音波の伝播時間から流量を計測する超音波流量計、流体内に置かれたヒーターの上下流にそれぞれ設けられた温度センサにより流量を求める熱フローセンサ、等を用いることができる。なお、ここでは、一例として２秒毎に流量の検出を行うものとする。
【００３０】
制御ユニット１１は、本ガスメーター１の制御部であり、ガス流量計１２での検出結果からガス流量の計測値を取得して保持し、積算ガス量の計量及び保安機能を実行する。保安機能では、随時ガス供給管３（ガス流路）のガス流量を監視し、ガス漏れやガス使用器具の消し忘れなどの異常状態を検出した場合に、ガス遮断弁１３を遮断するなどの措置を実行させる。また、当該保安機能を正しく実行するために、ガス流量計１２の誤差を検知する機能を有し、本ガスメーター１では、この誤差検知の処理に特徴がある。その具体的な内容については後述する。
【００３１】
なお、当該制御ユニット１１は、いわゆるマイクロコンピュータで実現することができ、具体的には、図示していないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される。そして、制御ユニット１１が行う上記機能は、当該ＲＯＭに格納されるプログラムに従って当該ＣＰＵが動作することによって実行される。また、当該ＲＯＭには、制御ユニット１１が行う各種制御処理に必要なデータが格納される。また、当該ＲＡＭには、計測された瞬間ガス流量Ｑ、当該ガス流量から求められる所定期間（例えば、３０秒）内の平均ガス流量ＱＡＶＥ等が保持される。さらに、当該ＲＡＭには、後述する流量計測の誤差検知（ゼロ点のオフセット検知）において用いられる計数値などが保持される。
【００３２】
また、制御ユニット１１は、機能的に見れば、ガス流量計１２での検出結果からガス流量の計測値Ｑを取得するガス流量計測手段、当該計測値Ｑから上記平均ガス流量ＱＡＶＥを求める演算手段、上記流量計測の誤差検知を行う誤差判定手段、等から構成される。
【００３３】
表示部１４は、制御ユニット１１によって計量された積算ガス量や保安機能上必要なメッセージ等を表示してユーザに報知する部分である。また、通信部１５は、遠隔に位置する監視センター等との通信を司る部分であり、当該通信部１５を介して遠隔から上記ガス遮断弁１３の制御を受けることなどが可能である。また、制御ユニット１１によって異常が検知された場合には、当該通信部１５を介して上記監視センター等にその旨を報知することができる。
【００３４】
以上のような構成を有する本実施の形態例に係るガスメーター１は、上述の通り、流量計測に係る誤差検知、具体的には、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していることの検出に特徴があり、以下、その具体的な内容について説明する。
【００３５】
図２は、制御ユニット１１が行う上記誤差検知処理の手順を例示したフローチャートである。まず、制御ユニット１１の電源が投入された際に、制御ユニット１１は、ガス流量値の取得及び保持を開始する（ステップＳ１）。具体的には、ガス流量計１２で２秒毎に計測される検出結果から各瞬間流量値Ｑを求めて取得し、それらの値を適宜前記ＲＡＭに保持する。そして、当該保持した瞬間流量値Ｑから所定時間（例えば、３０秒）内の平均流量値ＱＡＶＥを算出し順次前記ＲＡＭに保持する。平均流量値ＱＡＶＥを算出する上記所定時間が３０秒である場合には、上記処理の開始後、２秒毎の１５の瞬間流量値Ｑが順次保持され、その後、当該１５の瞬間流量値Ｑの平均値から上記平均流量値ＱＡＶＥが算出されて保持される。以降、同様の処理が繰り返し行われる。
【００３６】
このように取得、保持されたガス流量値は、前述した、積算ガス量の計量及び各種保安機能に適宜用いられる。例えば、所定値以上のガス流量値が変化せずに所定時間以上継続して取得された場合には、ガス器具の消し忘れであると判断したり、少量のガス流量であり所定の閾値以上のガス流量値が継続して取得された場合にはガス漏れであると判断する、等の処理がなされる。
【００３７】
次に、制御ユニット１１は、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生しているとの判定を行うために用いるガス流量値を取得する（ステップＳ２）。ここで取得されるガス流量値は、前記取得、保持された瞬間流量値Ｑ及び平均流量値ＱＡＶＥから所定の条件により取捨選択されて取得される。
【００３８】
その後、制御ユニット１１は、当該取得したガス流量値を用いて、上記マイナス側のオフセットが発生しているか否かの判定処理を実行する（ステップＳ３）。この判定処理（Ｓ３）については幾つかの手法で行うことが可能であり、その判定手法に応じて上記取得されるガス流量値（Ｓ２）も異なる。各手法についての具体的な内容については後述する。
【００３９】
上記判定処理により、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定した場合には、制御ユニット１１は、当該判定の結果を出力する（ステップＳ４）。具体的には、ガス流量計１２のゼロ点がずれており、ガス流量計１２の交換または調整が必要である旨を、前述した表示部１４への表示、及び又は、通信部１５を介しての通信により当該ガスメーター１の管理者及び又はユーザに報知する。
【００４０】
これにより、図２に基づいて説明した上記誤差検知処理が終了するが、上記報知により、当該ガスメーター１の管理者等によってガス流量計１２の交換又はゼロ点の補正がなされ、当該ガスメーター１における流量計測精度が向上し、ガス漏れの非検知などが回避される。
【００４１】
次に、上述した判定処理（Ｓ３）の各手法について説明する。当該手法には３つ（第１手法、第２手法、第３手法）あり、その第１手法及び第２手法については、ゼロ点のマイナス側へのオフセット（ずれの絶対値）が所定値以上であると推察できる場合に、オフセットが発生しているとの判定を行い、第３手法では、オフセット（ずれ）の大きさによらずゼロ点がマイナス側へずれていると推察できる場合に、オフセットが発生しているとの判定を行う。
【００４２】
図３は、ガス漏れ検知に対するゼロ点オフセットの影響を説明するための図である。図３に示すグラフでは、横軸が経過時間Ｔを、縦軸がガス流量計１２によって計測される瞬間流量値Ｑを表している。当該グラフ中にプロットされる×印は、計測された各瞬間流量値Ｑを示しており、図中のＸで示すプロット点群は、ガス流量計１２にゼロ点のオフセットが発生しておらず正しい値が計測されている場合を示している。また、図中のＸ１及びＸ２で示すプロット点群は、それぞれ、Ｘで示すプロット点群と同じ流量であった場合に計測される値であって、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ１及びＯＳ２が発生している場合を示している。
【００４３】
また、図中の実線で示す流量３．０（ｌ／ｈ（リットル／時間））は、ガス漏れとして検出すべき最低流量の一例であり、また、図中の破線で示す流量１．５（ｌ／ｈ）は、当該ガス漏れ検出の処理においてガス漏れありと判定する閾値の一例である。すなわち、ガス漏れ判定対象となったガス流量値が当該閾値以上であればガス漏れありと判定される。
【００４４】
このような場合に、上述したＸで示すプロット点群のガス流量値は、それぞれ、上記ガス漏れとして検出すべき最低流量を超えているので、ガス漏れとして検出される必要がある。そして、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ１が発生しているＸ１の場合には、図３に示すように、ＯＳ１の値がそれほど大きくなく、正確には、上記ガス漏れとして検出すべき最低流量と上記ガス漏れと判定する閾値との差ＤＥ（ここでは、３．０−１．５＝１．５）より小さいので、上記ガス漏れの判定において、それぞれ、ガス漏れありと正しい判定がなされることになる。
【００４５】
一方、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ２が発生しているＸ２の場合には、ＯＳ２の値が上記最低流量と上記閾値との差ＤＥよりも大きく、図３に示すように、各プロット点が破線の下に位置し、上記ガス漏れの判定において、それぞれ、ガス漏れありと判定されないことになってしまう。かかる状況は、検出すべきガス漏れが検出されない危険な状況であるといえる。
【００４６】
従って、ガス漏れ検出という目的においては、ゼロ点のマイナス側へのオフセットが所定値よりも大きい場合を検出することに意味がある。上記第１手法及び第２手法は、この考え方に基づくものである。
【００４７】
まず、第１手法は、前述した平均流量値ＱＡＶＥで、その値がマイナス値であり、かつ、その絶対値が上記ガス漏れ判定に係る最低流量と閾値との差ＤＥよりも大きいものが、所定期間内（ｍか月）に所定回数（ｎ１回）発生した場合に、ゼロ点がマイナス側に所定値以上ずれていると判断する、すなわち、ガス流量計１２に誤差があると判定するものである。すなわち、平均流量値ＱＡＶＥ＜−ＤＥとなる平均流量値ＱＡＶＥがｍか月の間にｎ１回以上検出された場合には、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。例えば、平均流量値ＱＡＶＥ＜−１．５（ｌ／ｈ）となる平均流量値ＱＡＶＥが１か月の間に１０回以上検出された場合には、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。
【００４８】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される平均流量値ＱＡＶＥが毎回取得され、前述したステップＳ３の判定処理において、上記平均流量値ＱＡＶＥ＜−ＤＥの条件を満たすか否かの判断が行われる。そして、当該条件を満たす場合には、上記所定期間内（ｍか月）に上記条件を満たした累積回数をカウントアップし、その値が、上記所定回数（ｎ１回）に達した時点で、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。なお、上記所定期間内に上記所定回数に達しない場合には、上記条件を満たした累積回数を０に戻し、上記処理が再スタートする。また、上記所定回数（ｎ１回）に達した時点で判定を行わず、上記所定期間が経過した時点で、上記累積回数が上記所定回数（ｎ１回）以上であるかを判断して、その結果で判定するようにしても良い。
【００４９】
本ガスメーター１のような構成のガスメーターにおいて、ガス漏れ等を考慮してもガス流量計１２の位置でガス流量が定常的にマイナスになることはない。従って、通常はあり得ないマイナス流量が所定期間内に複数回繰り返し発生する場合には、流量計測に係る誤差が発生している、すなわち、ガス流量計１２のゼロ点がマイナス側にずれていると判断することができる。従って、当該第１手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。また、第１手法において、上記所定期間内（ｍか月）を長くとり、上記所定回数（ｎ１回）をそれに見合った値とすることにより、前述した脈動など短期的な変動の影響を受けずに、より正しい判定を行うことができる。また、上記差ＤＥに基づく条件を用いることによって、ゼロ点がマイナス側にずれていること確実に判定でき、かつ、上述した保安上危険な状況を検出することができる。
【００５０】
次に、第２手法は、前述した平均流量値ＱＡＶＥで所定の値（ｑ（ｌ／ｈ））よりも小さいもの、の所定個（ｎ２個、例えば、１００個）の平均値が前記−ＤＥよりも小さい場合に、ゼロ点がマイナス側に所定値以上ずれていると判断するものである。そして、上記所定の値ｑには、ガス使用器具の使用時における最低使用量（最低流量）（例えば、５．０（ｌ／ｈ））以下の値が用いられる。従って、例えば、ｑを上記最低流量とすると、平均流量値ＱＡＶＥ＜５．０となる平均流量値ＱＡＶＥの１００個の合計を１００で除した値が、−１．５より小さい場合に、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。
【００５１】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される平均流量値ＱＡＶＥが毎回所定の値ｑと比較されて、ｑより小さいものについてはその値が取得される。そして、前述したステップＳ３の判定処理において、当該取得された平均流量値ＱＡＶＥがｎ２個になった時点で、上記平均値を求め、その値が−ＤＥよりも小さい場合に、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。上記−ＤＥとの比較において、上記平均値が−ＤＥ以上である場合には、ｑより小さい平均流量値ＱＡＶＥの取得を１個目から再開する。
【００５２】
図４は、流量がゼロの場合の計測値について説明するための図である。一般的に、どのような流量計においても計測値にゆらぎというものがあり、ゼロ点のオフセットがない流量計においても、実際の流量がゼロの場合の計測値はゼロを中心に多少正負にずれることが知られている。図４は、実際の流量がゼロの場合に計測される値の度数分布を例示しており、Ｙ１で示す実線がゼロ点のオフセットがない場合を示している。この場合には、度数分布の山の中心は概ね０となり、正負両方向に０から離れるに従って度数が減少する。この場合、上述した、ガス使用器具の使用時における最低使用量（例えば、５．０（ｌ／ｈ）より小さい値の流量計測値、すなわち、流量がないと考えられる場合の流量計測値、の平均値は、概ね０となる。もしガス漏れがある場合には、本ガスメーター１の構成では、ガス流量計１２でのこの平均値はプラスの値になると考えられる。
【００５３】
一方、図４のＹ２で示す度数分布は、流量計のゼロ点がマイナス側にずれている場合の一例である。この場合にも、実際の流量がゼロの場合に計測される値の平均値は、概ね当該度数分布の山の中心の値になると考えられる。そして、その値は概ねゼロ点のオフセットの値と考えることができる。従って、図４に示す例では、マイナス側に１．５（ｌ／ｈ）以上のオフセットが発生していると見ることができる。
【００５４】
従って、上記第２手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。また、第２手法において、所定個（ｎ２個）を多くとることにより、前述した脈動や温度変化によるマイナス流量の発生など短期的な変動の影響を受けずに、正しい判定を行うことができる。また、上記差ＤＥに基づく条件を用いることによって、ゼロ点がマイナス側にずれていること確実に判定でき、かつ、上述した保安上危険な状況を検出することができる。
【００５５】
次に、第３手法は、マイナスの流量計測値の度数（個数）がプラスの流量計測値の度数（個数）よりも大きい場合に、ゼロ点がマイナス側にずれていると判断するものである。ここで、流量計測値としては、前述した瞬間流量値Ｑ又は平均流量値ＱＡＶＥを用いる。また、上記度数を取る期間は１〜２か月とすることができる。
【００５６】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される瞬間流量値Ｑ又は平均流量値ＱＡＶＥの正負を毎回判断し、その値がマイナスである場合には、マイナスの累積度数をカウントアップし、プラスである場合にはプラスの累積度数をカウントアップして、それらの累積度数を取得する。そして、前述したステップＳ３の判定処理においては、所定のタイミングで、例えば、上記度数の累積を開始してから１か月が経過した時点で、マイナスの累積度数とプラスの累積度数を比較し、マイナスの累積度数の方が大きい場合には、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。なお、マイナスの累積度数の方が大きいと判断されなかった場合には、双方の累積度数を０に戻して、処理を再開する。
【００５７】
前述したように、本ガスメーター１のような構成においては、ガス流量計１２の位置においてマイナスの流量が発生しないこと、ガス供給先４でガス器具が使用されている場合には当然にガス流量がプラスになること、図４に基づいて説明したようにゼロ点がずれていなければガスが使用されていない場合の計測値の度数は正負で概ね同じになること、等を考慮すると、ゼロ点がマイナス側にずれていなければ、上述したプラスの累積度数がマイナスの累積度数よりも大きくなる。従って、マイナスの累積度数の方が大きくなる場合には、ゼロ点がマイナス側にずれていると判断することができ、当該第３手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。
【００５８】
また、この第３手法においても、上記度数を取る期間を長くとることにより、前述した脈動や温度変化によるマイナス流量の発生など短期的な変動の影響を受けずに、正しい判定を行うことができる。また、当該第３手法では、ゼロ点のマイナス側へのオフセットが小さい場合にもオフセットありと検出する可能性があり、特に、ガス器具の使用時間が短い環境ではそのようになる可能性が高く、その意味において、前述した第１手法及び第２手法よりもオフセットの検出という点では感度の高い方法であるといえる。
【００５９】
なお、ガス器具の使用時間が長い環境においては、当該第３手法では、オフセットありと検出する感度が落ちる、あるいは、検出ができない場合があり、このような環境では、計測流量値が所定の値（例えば、５．０（ｌ／ｈ））以下のものについて度数を取るようにしても良い。
【００６０】
以上、第１手法、第２手法、及び第３手法について説明したが、これらをそれぞれ単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。組み合わせる場合には、第１手法と第３手法の組み合わせ、第２手法と第３手法の組み合わせが望ましい。これらの組み合わせでは、まず、第３手法によってマイナス側のオフセットがあることを検出し、その上で、第１手法又は第２手法により、そのオフセットが所定値以上であるかを判断する、すなわち、そのオフセットが保安上危険であるほどに大きいか否かを判定するようにすることが望ましい。
【００６１】
また、これらの各手法における判定において、前述した脈動の弊害をより抑えるために、判定に用いるガス流量値（平均流量値ＱＡＶＥ）について更なる限定条件を設けるようにしても良い。その限定条件（１）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値と最小値の差が一定値以下であることである。限定条件（２）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの標準偏差が一定値以下であることである。また、限定条件（３）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑに、ガス流量の計測が脈動モードで行われている場合の瞬間流量値Ｑが含まれていないことである。なお、脈動モードとは、何らかの要因により脈動が発生している可能性のあることが判明した場合に脈動を検知するためにガス流量の計測頻度を高めたモードであり、ガスメーター１にこの脈動モードが採用されている場合にこの限定条件（３）が用いられる。これらの限定条件（１）〜（３）は、それぞれ単独で適用しても良いし、いくつかを組み合わせて適用しても良い。
【００６２】
また、第３手法においては、実際に流量がない場合のガス流量値のみを用いた方がゼロ点のオフセット検出がされやすくなるので、そのように感度を高めたい場合には、判定に用いるガス流量値（平均流量値ＱＡＶＥ）について更なる限定条件を設けるようにしても良い。その限定条件（４）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値が一定値以下であることである。限定条件（５）は、その平均流量値ＱＡＶＥの一つ前に求められて保持された平均流量値ＱＡＶＥの値が一定値以下であることである。また、限定条件（６）は、その平均流量値ＱＡＶＥの一つ前に求められて保持された平均流量値ＱＡＶＥ、を求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値が一定値以下であることである。これらの限定条件（４）〜（６）は、それぞれ単独で適用しても良いし、いくつかを組み合わせて適用しても良い。また、これら限定条件（４）〜（６）は、第２手法に適用しても良い。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態例に係るガスメーター１では、定常的に取得・保持される瞬間流量値Ｑ及び平均流量値ＱＡＶＥを用いて、ガス流量計１２に誤差があること、すなわち、ガス流量計１２のゼロ点のオフセット、を検出することが可能であり、当該目的のために新たな計測を必要とせず、また、判定のための処理も比較的容易であるので、電力コスト、マイコン負荷の増大を抑えることができる。特に、第３手法においては、判定のための処理を簡便に行うことができる。
【００６４】
また、上述した各手法による判定により、短期的な流量変動の影響を排除した正確なオフセット判定が可能である。
【００６５】
また、前述したように流量がマイナスになることが概ねあり得ない環境で、マイナス側へのオフセットを検出するので、確実なオフセット検出が可能であり、また、マイナス側のオフセットを検出して、ガス流量計１２の交換又は調整を促すので、ガス漏れ時の未検出を防止でき保安機能を向上させることができる。
【００６６】
また、第１手法及び第２手法においては、ガス漏れ検知の観点で危険な状況となるようなオフセットの場合にガス流量計１２の交換又は調整が促され、安全性及び利便性の両面で適確な対処を施すことが可能となる。
【００６７】
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【符号の説明】
【００６８】
１ ガスメーター、 ２ ガス供給元、 ３ ガス供給管、 ４ ガス供給先、 １１制御ユニット（流量計測手段、演算手段、誤差判定手段、制御手段）、 １２ ガス流量計（流量計測手段）、 １３ ガス遮断弁、 １４ 表示部、 １５ 通信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給路に設置されガス流量の計測機能を有するガスメーター等に関し、特に、当該流量計測における誤差を正確かつ効率的に検知し、保安機能を向上させることのできるガスメーター等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各家庭などガスの使用先に供給されるガスの流量を計測する目的でガスメーターが設置される。当該ガスメーターは、各使用先へのガス供給管に設けられ、上記ガス流量計測のためのガス流量計を内蔵する。計測されたガス流量は請求するガス料金の算出に利用されるほか、ガスメーターが有する保安機能にも利用される。この保安機能は、異常な状態が発生した際にガスの供給を遮断したり警報を発したりするものであり、ガス漏れや器具の消し忘れなどの異常状態を検知するために上記ガス流量計による流量計測が用いられる。
【０００３】
そして、このガス流量計には、超音波センサを用いるもの、ガスの熱伝導率を用いるものなど種々のタイプのものが存在するが、いずれのガス流量計においても様々な要因で計測誤差というものが発生し得る。
【０００４】
特に、ガス流量計を長期に亘って使用することによる経年変化により、ガス流量計の計測特性が変わり、ガス流量計のゼロ点がずれてしまう場合がある。すなわち、流量がない場合にもゼロ以外の何らかの流量値を計測してしまうことになり、かかる場合には、流量がある場合の計測値もこのずれを含んだ値となるため、計測が不正確となってしまう。
【０００５】
このようなゼロ点のずれを補正する技術については、下記特許文献１及び２等に開示されている。下記特許文献１では、計測した流量と圧力に基づいて上記ゼロ点のずれ（以下、オフセットと称す）を検知する技術が提案され、また、下記特許文献２では、ガス未使用状態での流量に基づいて補正することが提案されている。
【０００６】
また、ガス供給管内のガス流は周囲の状況により脈動する場合があり、この脈動によってもガス流量の計測精度に影響が出る。下記特許文献３では、脈動の発生を判定し脈動に係る補正の処理を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３８８８９４６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１１０４３号公報
【特許文献３】特開２００１−３２４３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１での手法では、ゼロ点のオフセットの検出に一定の大きさの圧力変化が必要であり、ガス供給が遮断されている場合など当該圧力変化がない状態では検出ができないという課題がある。また、当該手法では、流量計測と同程度の頻度で圧力の計測が必要となり、これは一般的なガスメーターの場合と比較して高頻度の計測となり、消費電力及びマイコン負荷の増加という問題がある。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載の方法では、ガス未使用状態となる期間を正確に設定する必要があり、かつ、上述した脈動が考慮されていない。従って、上記補正を行うために人が介在するなど煩雑さがあり、また、補正も不正確になる虞がある。
【００１０】
また、上記特許文献３に記載の方法では、上記脈動が正弦波であることを前提としているが、実際の脈動が正弦波ではないことを考えると補正の精度に問題があると考えられる。
【００１１】
一方、ガス漏れに対する保安機能においては、ガス漏れがあってもその流量を実際よりも少なく計測し、それをガス漏れと認知できなくしてしまう、マイナス側へのゼロ点のオフセットを検知することが重要である。従って、保安の観点から、ガスメーターが備えるガス流量計のマイナス側への誤差を確実かつ正確に検知できることが望まれる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ガス供給路に設置されガス流量の計測機能を有するガスメーターであって、当該流量計測における誤差を正確かつ効率的に検知し、保安機能を向上させることのできるガスメーター、等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、前記演算手段によって求められた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１５】
更に、上記の発明において、好ましい態様は、前記予め定められた負の閾値は、前記ガスメーターが行うガス漏れ検出において、その値以上の流量についてガス漏れありと判断する流量閾値から、ガス漏れとして検出されるべき最低流量を差し引いた値である、ことを特徴とする。
【００１６】
更にまた、上記の発明において、好ましい態様は、前記所定流量は、前記ガスメーターの下流におけるガス使用時の最低流量以下の値である、ことを特徴とする。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガスメーターが、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求められた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する、ことである。
【００１８】
更に、上記の発明において、好ましい態様は、前記誤差判定手段による判定に用いられる前記平均流量は、当該平均流量を求める際に用いられた前記瞬間流量の、最大値と最小値の差又は標準偏差が、所定の値以下である、ことを特徴とする。
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、前記求めた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明の更に別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、前記求めた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法において、前記制御手段が、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求めた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する、ことである。
【００２２】
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を適用したガスメーターの実施の形態例に係る構成図である。
【図２】制御ユニット１１が行う流量計測の誤差検知処理の手順を例示したフローチャートである。
【図３】ガス漏れ検知に対するゼロ点オフセットの影響を説明するための図である。
【図４】流量がゼロの場合の計測値について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。
【００２５】
図１は、本発明を適用したガスメーターの実施の形態例に係る構成図である。図１に示すガスメーター１が本実施の形態例に係るガスメーターであり、内蔵するガス流量計１２によって定常的に取得されるガス流量の計測値を利用して、当該ガス流量計１２のゼロ点（流量なしの場合の計測値）のマイナス側へのオフセット（ずれ）を確実に検知し、保安機能を向上させようとするものである。
【００２６】
図１に示すように、ガスメーター１は、ガス供給元２から顧客宅などのガス供給先４へガスを供給するガス供給管３に設けられる。ガス供給先４には、各種ガス器具（例えば、給湯器、コンロ、ファンヒーター等）が備えられ、適宜、必要に応じてガスが使用される。
【００２７】
ガスメーター１には、図１に示すように、制御ユニット１１、ガス流量計１２、ガス遮断弁１３、表示部１４、及び通信部１５等が備えられる。ガスメーター１内には、ガス供給元２側のガス供給管３からのガス流をガス供給先４側のガス供給管３へ流すガス流路があり、このガス流路に、図１に示す順で、ガス遮断弁１３とガス流量計１２が設けられる。
【００２８】
ガス遮断弁１３は、制御ユニット１１の指示で上記ガス流路のガス供給を遮断する弁であり、ガス漏れが検知された場合など異常状態が検出された場合などに作動する。
【００２９】
ガス流量計１２は、瞬間的なガス流量を検出することのできる流量計であり、例えば、流体内における超音波の伝播時間から流量を計測する超音波流量計、流体内に置かれたヒーターの上下流にそれぞれ設けられた温度センサにより流量を求める熱フローセンサ、等を用いることができる。なお、ここでは、一例として２秒毎に流量の検出を行うものとする。
【００３０】
制御ユニット１１は、本ガスメーター１の制御部であり、ガス流量計１２での検出結果からガス流量の計測値を取得して保持し、積算ガス量の計量及び保安機能を実行する。保安機能では、随時ガス供給管３（ガス流路）のガス流量を監視し、ガス漏れやガス使用器具の消し忘れなどの異常状態を検出した場合に、ガス遮断弁１３を遮断するなどの措置を実行させる。また、当該保安機能を正しく実行するために、ガス流量計１２の誤差を検知する機能を有し、本ガスメーター１では、この誤差検知の処理に特徴がある。その具体的な内容については後述する。
【００３１】
なお、当該制御ユニット１１は、いわゆるマイクロコンピュータで実現することができ、具体的には、図示していないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される。そして、制御ユニット１１が行う上記機能は、当該ＲＯＭに格納されるプログラムに従って当該ＣＰＵが動作することによって実行される。また、当該ＲＯＭには、制御ユニット１１が行う各種制御処理に必要なデータが格納される。また、当該ＲＡＭには、計測された瞬間ガス流量Ｑ、当該ガス流量から求められる所定期間（例えば、３０秒）内の平均ガス流量ＱＡＶＥ等が保持される。さらに、当該ＲＡＭには、後述する流量計測の誤差検知（ゼロ点のオフセット検知）において用いられる計数値などが保持される。
【００３２】
また、制御ユニット１１は、機能的に見れば、ガス流量計１２での検出結果からガス流量の計測値Ｑを取得するガス流量計測手段、当該計測値Ｑから上記平均ガス流量ＱＡＶＥを求める演算手段、上記流量計測の誤差検知を行う誤差判定手段、等から構成される。
【００３３】
表示部１４は、制御ユニット１１によって計量された積算ガス量や保安機能上必要なメッセージ等を表示してユーザに報知する部分である。また、通信部１５は、遠隔に位置する監視センター等との通信を司る部分であり、当該通信部１５を介して遠隔から上記ガス遮断弁１３の制御を受けることなどが可能である。また、制御ユニット１１によって異常が検知された場合には、当該通信部１５を介して上記監視センター等にその旨を報知することができる。
【００３４】
以上のような構成を有する本実施の形態例に係るガスメーター１は、上述の通り、流量計測に係る誤差検知、具体的には、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していることの検出に特徴があり、以下、その具体的な内容について説明する。
【００３５】
図２は、制御ユニット１１が行う上記誤差検知処理の手順を例示したフローチャートである。まず、制御ユニット１１の電源が投入された際に、制御ユニット１１は、ガス流量値の取得及び保持を開始する（ステップＳ１）。具体的には、ガス流量計１２で２秒毎に計測される検出結果から各瞬間流量値Ｑを求めて取得し、それらの値を適宜前記ＲＡＭに保持する。そして、当該保持した瞬間流量値Ｑから所定時間（例えば、３０秒）内の平均流量値ＱＡＶＥを算出し順次前記ＲＡＭに保持する。平均流量値ＱＡＶＥを算出する上記所定時間が３０秒である場合には、上記処理の開始後、２秒毎の１５の瞬間流量値Ｑが順次保持され、その後、当該１５の瞬間流量値Ｑの平均値から上記平均流量値ＱＡＶＥが算出されて保持される。以降、同様の処理が繰り返し行われる。
【００３６】
このように取得、保持されたガス流量値は、前述した、積算ガス量の計量及び各種保安機能に適宜用いられる。例えば、所定値以上のガス流量値が変化せずに所定時間以上継続して取得された場合には、ガス器具の消し忘れであると判断したり、少量のガス流量であり所定の閾値以上のガス流量値が継続して取得された場合にはガス漏れであると判断する、等の処理がなされる。
【００３７】
次に、制御ユニット１１は、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生しているとの判定を行うために用いるガス流量値を取得する（ステップＳ２）。ここで取得されるガス流量値は、前記取得、保持された瞬間流量値Ｑ及び平均流量値ＱＡＶＥから所定の条件により取捨選択されて取得される。
【００３８】
その後、制御ユニット１１は、当該取得したガス流量値を用いて、上記マイナス側のオフセットが発生しているか否かの判定処理を実行する（ステップＳ３）。この判定処理（Ｓ３）については幾つかの手法で行うことが可能であり、その判定手法に応じて上記取得されるガス流量値（Ｓ２）も異なる。各手法についての具体的な内容については後述する。
【００３９】
上記判定処理により、ガス流量計１２のゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定した場合には、制御ユニット１１は、当該判定の結果を出力する（ステップＳ４）。具体的には、ガス流量計１２のゼロ点がずれており、ガス流量計１２の交換または調整が必要である旨を、前述した表示部１４への表示、及び又は、通信部１５を介しての通信により当該ガスメーター１の管理者及び又はユーザに報知する。
【００４０】
これにより、図２に基づいて説明した上記誤差検知処理が終了するが、上記報知により、当該ガスメーター１の管理者等によってガス流量計１２の交換又はゼロ点の補正がなされ、当該ガスメーター１における流量計測精度が向上し、ガス漏れの非検知などが回避される。
【００４１】
次に、上述した判定処理（Ｓ３）の各手法について説明する。当該手法には３つ（第１手法、第２手法、第３手法）あり、その第１手法及び第２手法については、ゼロ点のマイナス側へのオフセット（ずれの絶対値）が所定値以上であると推察できる場合に、オフセットが発生しているとの判定を行い、第３手法では、オフセット（ずれ）の大きさによらずゼロ点がマイナス側へずれていると推察できる場合に、オフセットが発生しているとの判定を行う。
【００４２】
図３は、ガス漏れ検知に対するゼロ点オフセットの影響を説明するための図である。図３に示すグラフでは、横軸が経過時間Ｔを、縦軸がガス流量計１２によって計測される瞬間流量値Ｑを表している。当該グラフ中にプロットされる×印は、計測された各瞬間流量値Ｑを示しており、図中のＸで示すプロット点群は、ガス流量計１２にゼロ点のオフセットが発生しておらず正しい値が計測されている場合を示している。また、図中のＸ１及びＸ２で示すプロット点群は、それぞれ、Ｘで示すプロット点群と同じ流量であった場合に計測される値であって、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ１及びＯＳ２が発生している場合を示している。
【００４３】
また、図中の実線で示す流量３．０（ｌ／ｈ（リットル／時間））は、ガス漏れとして検出すべき最低流量の一例であり、また、図中の破線で示す流量１．５（ｌ／ｈ）は、当該ガス漏れ検出の処理においてガス漏れありと判定する閾値の一例である。すなわち、ガス漏れ判定対象となったガス流量値が当該閾値以上であればガス漏れありと判定される。
【００４４】
このような場合に、上述したＸで示すプロット点群のガス流量値は、それぞれ、上記ガス漏れとして検出すべき最低流量を超えているので、ガス漏れとして検出される必要がある。そして、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ１が発生しているＸ１の場合には、図３に示すように、ＯＳ１の値がそれほど大きくなく、正確には、上記ガス漏れとして検出すべき最低流量と上記ガス漏れと判定する閾値との差ＤＥ（ここでは、３．０−１．５＝１．５）より小さいので、上記ガス漏れの判定において、それぞれ、ガス漏れありと正しい判定がなされることになる。
【００４５】
一方、ガス流量計１２のゼロ点にマイナス側のオフセットとしてＯＳ２が発生しているＸ２の場合には、ＯＳ２の値が上記最低流量と上記閾値との差ＤＥよりも大きく、図３に示すように、各プロット点が破線の下に位置し、上記ガス漏れの判定において、それぞれ、ガス漏れありと判定されないことになってしまう。かかる状況は、検出すべきガス漏れが検出されない危険な状況であるといえる。
【００４６】
従って、ガス漏れ検出という目的においては、ゼロ点のマイナス側へのオフセットが所定値よりも大きい場合を検出することに意味がある。上記第１手法及び第２手法は、この考え方に基づくものである。
【００４７】
まず、第１手法は、前述した平均流量値ＱＡＶＥで、その値がマイナス値であり、かつ、その絶対値が上記ガス漏れ判定に係る最低流量と閾値との差ＤＥよりも大きいものが、所定期間内（ｍか月）に所定回数（ｎ１回）発生した場合に、ゼロ点がマイナス側に所定値以上ずれていると判断する、すなわち、ガス流量計１２に誤差があると判定するものである。すなわち、平均流量値ＱＡＶＥ＜−ＤＥとなる平均流量値ＱＡＶＥがｍか月の間にｎ１回以上検出された場合には、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。例えば、平均流量値ＱＡＶＥ＜−１．５（ｌ／ｈ）となる平均流量値ＱＡＶＥが１か月の間に１０回以上検出された場合には、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。
【００４８】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される平均流量値ＱＡＶＥが毎回取得され、前述したステップＳ３の判定処理において、上記平均流量値ＱＡＶＥ＜−ＤＥの条件を満たすか否かの判断が行われる。そして、当該条件を満たす場合には、上記所定期間内（ｍか月）に上記条件を満たした累積回数をカウントアップし、その値が、上記所定回数（ｎ１回）に達した時点で、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。なお、上記所定期間内に上記所定回数に達しない場合には、上記条件を満たした累積回数を０に戻し、上記処理が再スタートする。また、上記所定回数（ｎ１回）に達した時点で判定を行わず、上記所定期間が経過した時点で、上記累積回数が上記所定回数（ｎ１回）以上であるかを判断して、その結果で判定するようにしても良い。
【００４９】
本ガスメーター１のような構成のガスメーターにおいて、ガス漏れ等を考慮してもガス流量計１２の位置でガス流量が定常的にマイナスになることはない。従って、通常はあり得ないマイナス流量が所定期間内に複数回繰り返し発生する場合には、流量計測に係る誤差が発生している、すなわち、ガス流量計１２のゼロ点がマイナス側にずれていると判断することができる。従って、当該第１手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。また、第１手法において、上記所定期間内（ｍか月）を長くとり、上記所定回数（ｎ１回）をそれに見合った値とすることにより、前述した脈動など短期的な変動の影響を受けずに、より正しい判定を行うことができる。また、上記差ＤＥに基づく条件を用いることによって、ゼロ点がマイナス側にずれていること確実に判定でき、かつ、上述した保安上危険な状況を検出することができる。
【００５０】
次に、第２手法は、前述した平均流量値ＱＡＶＥで所定の値（ｑ（ｌ／ｈ））よりも小さいもの、の所定個（ｎ２個、例えば、１００個）の平均値が前記−ＤＥよりも小さい場合に、ゼロ点がマイナス側に所定値以上ずれていると判断するものである。そして、上記所定の値ｑには、ガス使用器具の使用時における最低使用量（最低流量）（例えば、５．０（ｌ／ｈ））以下の値が用いられる。従って、例えば、ｑを上記最低流量とすると、平均流量値ＱＡＶＥ＜５．０となる平均流量値ＱＡＶＥの１００個の合計を１００で除した値が、−１．５より小さい場合に、ガス流量計１２のゼロ点を補正すべきであると判断する。
【００５１】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される平均流量値ＱＡＶＥが毎回所定の値ｑと比較されて、ｑより小さいものについてはその値が取得される。そして、前述したステップＳ３の判定処理において、当該取得された平均流量値ＱＡＶＥがｎ２個になった時点で、上記平均値を求め、その値が−ＤＥよりも小さい場合に、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。上記−ＤＥとの比較において、上記平均値が−ＤＥ以上である場合には、ｑより小さい平均流量値ＱＡＶＥの取得を１個目から再開する。
【００５２】
図４は、流量がゼロの場合の計測値について説明するための図である。一般的に、どのような流量計においても計測値にゆらぎというものがあり、ゼロ点のオフセットがない流量計においても、実際の流量がゼロの場合の計測値はゼロを中心に多少正負にずれることが知られている。図４は、実際の流量がゼロの場合に計測される値の度数分布を例示しており、Ｙ１で示す実線がゼロ点のオフセットがない場合を示している。この場合には、度数分布の山の中心は概ね０となり、正負両方向に０から離れるに従って度数が減少する。この場合、上述した、ガス使用器具の使用時における最低使用量（例えば、５．０（ｌ／ｈ）より小さい値の流量計測値、すなわち、流量がないと考えられる場合の流量計測値、の平均値は、概ね０となる。もしガス漏れがある場合には、本ガスメーター１の構成では、ガス流量計１２でのこの平均値はプラスの値になると考えられる。
【００５３】
一方、図４のＹ２で示す度数分布は、流量計のゼロ点がマイナス側にずれている場合の一例である。この場合にも、実際の流量がゼロの場合に計測される値の平均値は、概ね当該度数分布の山の中心の値になると考えられる。そして、その値は概ねゼロ点のオフセットの値と考えることができる。従って、図４に示す例では、マイナス側に１．５（ｌ／ｈ）以上のオフセットが発生していると見ることができる。
【００５４】
従って、上記第２手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。また、第２手法において、所定個（ｎ２個）を多くとることにより、前述した脈動や温度変化によるマイナス流量の発生など短期的な変動の影響を受けずに、正しい判定を行うことができる。また、上記差ＤＥに基づく条件を用いることによって、ゼロ点がマイナス側にずれていること確実に判定でき、かつ、上述した保安上危険な状況を検出することができる。
【００５５】
次に、第３手法は、マイナスの流量計測値の度数（個数）がプラスの流量計測値の度数（個数）よりも大きい場合に、ゼロ点がマイナス側にずれていると判断するものである。ここで、流量計測値としては、前述した瞬間流量値Ｑ又は平均流量値ＱＡＶＥを用いる。また、上記度数を取る期間は１〜２か月とすることができる。
【００５６】
当該手法では、前述したステップＳ２の処理において、前記ＲＡＭに保持される瞬間流量値Ｑ又は平均流量値ＱＡＶＥの正負を毎回判断し、その値がマイナスである場合には、マイナスの累積度数をカウントアップし、プラスである場合にはプラスの累積度数をカウントアップして、それらの累積度数を取得する。そして、前述したステップＳ３の判定処理においては、所定のタイミングで、例えば、上記度数の累積を開始してから１か月が経過した時点で、マイナスの累積度数とプラスの累積度数を比較し、マイナスの累積度数の方が大きい場合には、ゼロ点についてマイナス側のオフセットが発生していると判定し、当該判定の結果を出力する（Ｓ４）。なお、マイナスの累積度数の方が大きいと判断されなかった場合には、双方の累積度数を０に戻して、処理を再開する。
【００５７】
前述したように、本ガスメーター１のような構成においては、ガス流量計１２の位置においてマイナスの流量が発生しないこと、ガス供給先４でガス器具が使用されている場合には当然にガス流量がプラスになること、図４に基づいて説明したようにゼロ点がずれていなければガスが使用されていない場合の計測値の度数は正負で概ね同じになること、等を考慮すると、ゼロ点がマイナス側にずれていなければ、上述したプラスの累積度数がマイナスの累積度数よりも大きくなる。従って、マイナスの累積度数の方が大きくなる場合には、ゼロ点がマイナス側にずれていると判断することができ、当該第３手法はゼロ点のオフセット検出に妥当な方法であるといえる。
【００５８】
また、この第３手法においても、上記度数を取る期間を長くとることにより、前述した脈動や温度変化によるマイナス流量の発生など短期的な変動の影響を受けずに、正しい判定を行うことができる。また、当該第３手法では、ゼロ点のマイナス側へのオフセットが小さい場合にもオフセットありと検出する可能性があり、特に、ガス器具の使用時間が短い環境ではそのようになる可能性が高く、その意味において、前述した第１手法及び第２手法よりもオフセットの検出という点では感度の高い方法であるといえる。
【００５９】
なお、ガス器具の使用時間が長い環境においては、当該第３手法では、オフセットありと検出する感度が落ちる、あるいは、検出ができない場合があり、このような環境では、計測流量値が所定の値（例えば、５．０（ｌ／ｈ））以下のものについて度数を取るようにしても良い。
【００６０】
以上、第１手法、第２手法、及び第３手法について説明したが、これらをそれぞれ単独で用いても良いし、組み合わせて用いても良い。組み合わせる場合には、第１手法と第３手法の組み合わせ、第２手法と第３手法の組み合わせが望ましい。これらの組み合わせでは、まず、第３手法によってマイナス側のオフセットがあることを検出し、その上で、第１手法又は第２手法により、そのオフセットが所定値以上であるかを判断する、すなわち、そのオフセットが保安上危険であるほどに大きいか否かを判定するようにすることが望ましい。
【００６１】
また、これらの各手法における判定において、前述した脈動の弊害をより抑えるために、判定に用いるガス流量値（平均流量値ＱＡＶＥ）について更なる限定条件を設けるようにしても良い。その限定条件（１）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値と最小値の差が一定値以下であることである。限定条件（２）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの標準偏差が一定値以下であることである。また、限定条件（３）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑに、ガス流量の計測が脈動モードで行われている場合の瞬間流量値Ｑが含まれていないことである。なお、脈動モードとは、何らかの要因により脈動が発生している可能性のあることが判明した場合に脈動を検知するためにガス流量の計測頻度を高めたモードであり、ガスメーター１にこの脈動モードが採用されている場合にこの限定条件（３）が用いられる。これらの限定条件（１）〜（３）は、それぞれ単独で適用しても良いし、いくつかを組み合わせて適用しても良い。
【００６２】
また、第３手法においては、実際に流量がない場合のガス流量値のみを用いた方がゼロ点のオフセット検出がされやすくなるので、そのように感度を高めたい場合には、判定に用いるガス流量値（平均流量値ＱＡＶＥ）について更なる限定条件を設けるようにしても良い。その限定条件（４）は、その平均流量値ＱＡＶＥを求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値が一定値以下であることである。限定条件（５）は、その平均流量値ＱＡＶＥの一つ前に求められて保持された平均流量値ＱＡＶＥの値が一定値以下であることである。また、限定条件（６）は、その平均流量値ＱＡＶＥの一つ前に求められて保持された平均流量値ＱＡＶＥ、を求めるために用いた瞬間流量値Ｑの最大値が一定値以下であることである。これらの限定条件（４）〜（６）は、それぞれ単独で適用しても良いし、いくつかを組み合わせて適用しても良い。また、これら限定条件（４）〜（６）は、第２手法に適用しても良い。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態例に係るガスメーター１では、定常的に取得・保持される瞬間流量値Ｑ及び平均流量値ＱＡＶＥを用いて、ガス流量計１２に誤差があること、すなわち、ガス流量計１２のゼロ点のオフセット、を検出することが可能であり、当該目的のために新たな計測を必要とせず、また、判定のための処理も比較的容易であるので、電力コスト、マイコン負荷の増大を抑えることができる。特に、第３手法においては、判定のための処理を簡便に行うことができる。
【００６４】
また、上述した各手法による判定により、短期的な流量変動の影響を排除した正確なオフセット判定が可能である。
【００６５】
また、前述したように流量がマイナスになることが概ねあり得ない環境で、マイナス側へのオフセットを検出するので、確実なオフセット検出が可能であり、また、マイナス側のオフセットを検出して、ガス流量計１２の交換又は調整を促すので、ガス漏れ時の未検出を防止でき保安機能を向上させることができる。
【００６６】
また、第１手法及び第２手法においては、ガス漏れ検知の観点で危険な状況となるようなオフセットの場合にガス流量計１２の交換又は調整が促され、安全性及び利便性の両面で適確な対処を施すことが可能となる。
【００６７】
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。
【符号の説明】
【００６８】
１ ガスメーター、 ２ ガス供給元、 ３ ガス供給管、 ４ ガス供給先、 １１制御ユニット（流量計測手段、演算手段、誤差判定手段、制御手段）、 １２ ガス流量計（流量計測手段）、 １３ ガス遮断弁、 １４ 表示部、 １５ 通信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項２】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
前記演算手段によって求められた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２において、
前記予め定められた負の閾値は、
前記ガスメーターが行うガス漏れ検出において、その値以上の流量についてガス漏れありと判断する流量閾値から、ガス漏れとして検出されるべき最低流量を差し引いた値である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項４】
請求項２において、
前記所定流量は、前記ガスメーターの下流におけるガス使用時の最低流量以下の値である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項５】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求められた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかにおいて、
前記誤差判定手段による判定に用いられる前記平均流量は、当該平均流量を求める際に用いられた前記瞬間流量の、最大値と最小値の差又は標準偏差が、所定の値以下である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項７】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、前記求めた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【請求項８】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、前記求めた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【請求項９】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求めた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【請求項１】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
前記演算手段によって求められた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項２】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
前記演算手段によって求められた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２において、
前記予め定められた負の閾値は、
前記ガスメーターが行うガス漏れ検出において、その値以上の流量についてガス漏れありと判断する流量閾値から、ガス漏れとして検出されるべき最低流量を差し引いた値である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項４】
請求項２において、
前記所定流量は、前記ガスメーターの下流におけるガス使用時の最低流量以下の値である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項５】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、
前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める演算手段と、
所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求められた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する誤差判定手段とを有する
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかにおいて、
前記誤差判定手段による判定に用いられる前記平均流量は、当該平均流量を求める際に用いられた前記瞬間流量の、最大値と最小値の差又は標準偏差が、所定の値以下である
ことを特徴とするガスメーター。
【請求項７】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、前記求めた平均流量を予め定められた負の閾値と比較し前記平均流量の方が小さくなる場合が、所定期間内に所定回数以上発生した場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【請求項８】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、前記求めた平均流量で所定流量よりも小さいものの所定個の平均値を予め定められた負の閾値と比較し前記平均値の方が小さい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【請求項９】
ガス流路を通過するガスの瞬間流量を所定の時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段によって計測された瞬間流量を用いて所定時間の前記ガスの平均流量を求める制御手段とを有するガスメーターにおける、流量計測の誤差検知方法であって、
前記制御手段が、所定期間内において、前記計測された瞬間流量又は前記求めた平均流量が負の値である度数が、正の値である度数よりも大きい場合に、前記流量計測手段による流量計測に誤差があると判定する
ことを特徴とする流量計測の誤差検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２１７０８０（Ｐ２０１０−２１７０８０Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５８４３（Ｐ２００９−６５８４３）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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