ガス器具判断システム及びガス器具判断方法
【課題】使用ガス器具の判断精度を向上させることが可能なガス器具判断システム及びガス器具判断方法を提供する。
【解決手段】ガス器具判断システム１は、積算電力計４０、水道メータ５０及びガスメータ６０からなっている。ガスメータ６０は、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサを備えている。また、積算電力計４０及び水道メータ５０は、電気及び水道の使用を検出する。さらに、ガスメータ６０は、圧力センサ及び流量センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出された電気及び水道の使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。
【解決手段】ガス器具判断システム１は、積算電力計４０、水道メータ５０及びガスメータ６０からなっている。ガスメータ６０は、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサを備えている。また、積算電力計４０及び水道メータ５０は、電気及び水道の使用を検出する。さらに、ガスメータ６０は、圧力センサ及び流量センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出された電気及び水道の使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス器具判断システム及びガス器具判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用されているガス器具を判断するガス器具判断システムが提案されている。このガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視し、ガスの流量値の推移である流量値パターンを認識して、流量値パターンからガス器具を判断する（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８７２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７２６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１０７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視しなければならず、短時間でガス器具を判断することができない。このため、短時間におけるガスの流量値から使用ガス器具を判断できることが望まれるが、異なるガス器具であっても、短時間における流量値だけを見れば、ほぼ同じ流量値を示すものもあり、使用ガス器具の判断に誤りが生じる可能性が高まる。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、使用ガス器具の判断精度を向上させることが可能なガス器具判断システム及びガス器具判断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガス器具判断システムは、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサと、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサと、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このガス器具判断システムによれば、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具を判断することができる。また、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する。ここで、ガス器具によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、使用器具判断手段は、振動波形のみから使用ガス器具を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【０００９】
このガス器具判断システムによれば、振動波形のみから使用ガス器具を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このため、振動波形が特徴的で似ているガス器具が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できるため、処理を簡略化することができる。
【００１０】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、第１センサから出力された信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段をさらに備え、使用器具判断手段は、類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１１】
このガス器具判断システムによれば、振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具の振動波形であるとする。そして、第１センサから出力された信号に基づく振動波形が特定のガス器具の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、第１センサから得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具の振動波形である場合には、類似度は高くならず、類似度推移についても高くならないが、類似度推移はそのガス器具特有の推移を示す。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、使用ガス器具を判断することができる。
【００１２】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、ガス器具毎の類似度推移を記憶した類似度推移記憶手段をさらに備え、使用器具判断手段は、類似度推移記憶手段により記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、類似度推移算出手段により算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１３】
このガス器具判断システムによれば、記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができる。
【００１４】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析手段をさらに備え、使用器具判断手段は、解析手段により算出されたスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１５】
このガス器具判断システムによれば、第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータに基づいて、判断を実行する。ここで、ガス器具使用時及び終了時における振動波形それぞれには、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれる。よって、波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータに基づいて判断を実行することで、使用ガス器具を判断することができる。
【００１６】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、ガス器具毎のスペクトルデータを記憶したスペクトルデータ記憶手段をさらに備え、使用器具判断手段は、スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータのうち、解析手段により算出されたスペクトルデータと類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１７】
このガス器具判断システムによれば、記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができる。
【００１８】
また、本発明のガス器具判断方法は、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断工程を有することを特徴とする。
【００１９】
このガス器具判断方法によれば、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具を判断することができる。また、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する。ここで、ガス器具によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るガス器具判断システムの構成図である。
【図２】図１に示したガスメータの詳細を示す構成図である。
【図３】ガス器具の使用過程における流量推移の一例を示す図である。
【図４】図２に示した生成部により生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。
【図５】ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【図６】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【図７】ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【図８】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【図９】ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。
【図１０】圧力波形の一例を示す図である。
【図１１】、ガス給湯器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【図１２】ガス食器洗い乾燥器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【図１３】本実施形態に係るガスメータによるガス器具判断方法を示すメインフローチャートである。
【図１４】図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係るガスメータの詳細を示す構成図である。
【図１７】図１６に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【図１８】図１６に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【図１９】ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。
【図２０】図１３に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス器具判断システムの構成図である。ガス器具判断システム１は、ガスストーブ、ファンヒータ、ガス給湯器、床暖房及びガステーブルなどの複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、電力積算計（第２センサ）４０と、水道メータ（第２センサ）５０と、ガスメータ６０とを備えている。
【００２３】
調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ６０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ６０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ６０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ６０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ６０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。
【００２４】
電力積算計４０及び水道メータ５０は、電気及び水道の双方のライフエネルギについて使用を検出するものである。このうち電力積算計４０は、各電気機器に供給される電力量を積算計測するものである。本実施形態において電力積算計４０はガスメータ６０と接続され、計測した電力量信号をガスメータ６０に送信するようになっている。また、水道メータ５０は、各水道器具に供給される水量を積算計測するものである。本実施形態において水道メータ５０はガスメータ６０と接続され、計測した水道量信号をガスメータ６０に送信するようになっている。
【００２５】
図２は、図１に示したガスメータ６０の詳細を示す構成図である。図２に示すようにガスメータ６０は、圧力センサ（第１センサ）６１と、流量センサ（第１センサ）６２と、制御部６３とを有している。圧力センサ６１は、ガスメータ６０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号を出力するものであって、ピエゾ抵抗式や静電容量式などのセンサによって構成される。流量センサ６２は、ガスメータ６０の流路内におけるガス流量に応じた計測値の信号を出力するものであって、超音波センサやフローセンサなどで構成される。
【００２６】
制御部６３は、使用器具判断部（使用器具判断手段）６３ａを備え、使用器具判断部６３ａによって使用が開始及び終了したガス器具１０を判断するものである。なお、この制御部６３はマイコンによって構成することができる。なお、以下において使用が開始したガス器具１０、及び使用が終了したガス器具１０の一方又は双方を使用ガス器具１０という。
【００２７】
図３は、ガス器具１０の使用過程における流量推移の一例を示す図である。図３に示すように、時刻ｔ１において第１のガス器具１０（例えばガステーブル）が使用開始されたとする。このとき、流量値はＦ１を示す。そして、時刻ｔ２において第２のガス器具１０（例えばガス給湯器）が使用開始されたとすると、流量値はＦ３（＝Ｆ１＋Ｆ２）を示す。
【００２８】
その後、時刻ｔ３において第１のガス器具１０の使用が終了したとすると、流量値は第２のガス器具１０のみの流量であるＦ２を示す。次いで、時刻ｔ４において第２のガス器具１０についても使用が終了したとすると、流量値は「０」を示す。
【００２９】
本実施形態において制御部６３は、時刻ｔ１や時刻ｔ２のように、ガス器具１０の使用が開始したときにおけるセンサ６１，６２からの信号の波形に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。すなわち、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ１における波形から第１のガス器具１０の使用が開始したことを判断し、時刻ｔ２における波形から第２のガス器具１０の使用が開始したことを判断する。
【００３０】
さらに、本実施形態において制御部６３は、時刻ｔ３や時刻ｔ４のように、ガス器具１０の使用が終了したときにおけるセンサ６１，６２からの信号の波形に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。すなわち、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ３における波形から第１のガス器具１０の使用が終了したことを判断し、時刻ｔ４における波形から第２のガス器具１０の使用が終了したことを判断する。
【００３１】
特に、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ１から微小時間（例えば最大で２秒）経過するまでの波形や、時刻ｔ２から微小時間経過するまでの波形から、使用が開始したガス器具１０を特定する。同様に、制御部６３は、時刻ｔ３から微小時間経過するまでの波形や、時刻ｔ４から微小時間経過するまでの波形から、使用が終了したガス器具１０を特定する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時及び終了時における圧力波形や流量波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。また、本件発明者らは、この振動がガス器具１０の使用開始時及び終了時から微小時間経過するまでの間に発生することを見出した。よって、制御部６３は、微小時間における振動波形から、使用ガス器具１０を判断することができる。
【００３２】
なお、振動は微小時間中に発生するが、制御部６３は微小時間よりも長い時間の圧力波形や流量波形を観測し、その波形内に含まれる振動波形から使用が終了したガス器具１０を判断するようにしてもよい。
【００３３】
次に、制御部６３について詳細に説明する。制御部６３は、使用器具判断部６３ａに加えて、変動判断部（変動判断手段）６３ｂ、生成部６３ｃ、類似度推移算出部（類似度推移算出手段）６３ｄ、記憶部（類似度推移記憶手段）６３ｅ、及び、サンプリング時間調整部６３ｆを備えている。
【００３４】
変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号の所定以上の変化を判断するものである。ここで、ガス器具１０の使用開始時には、ガス圧力値の立ち下がりやガス流量値の立ち上がりが検出される。同様に、ガス器具１０の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。すなわち、変動判断部６３ｂは、図３に示すところの時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４のタイミングを検出することとなる。なお、この変動判断部６３ｂは、例えば微分回路を含んで構成され、微分回路により変動を検出してもよいし、マイコンによる演算によって変動を検出してもよい。
【００３５】
生成部６３ｃは、所定の振動波形を生成するものである。この生成部６３ｃによって生成される所定の振動波形は、後の処理において、微小時間中にセンサ６１，６２で計測された振動波形と比較される。
【００３６】
類似度推移算出部６３ｄは、センサ６１，６２によって計測された微小時間中の振動波形と、生成部６３ｃによって生成された所定の振動波形との類似度推移を算出するものである。使用器具判断部６３ａは、類似度推移算出部６３ｄによって算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。
【００３７】
判断の概略を説明すると、例えば生成された所定の振動波形がガス給湯器の使用開始と仮定されたときの振動波形であって、実際にガス給湯器の使用が開始したとする。この場合、実際にセンサ６１，６２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くなり、類似度推移についても高くなる。このため、使用器具判断部６３ａは、ガス給湯器の使用が開始したと判断できる。なお、類似度推移とは、類似度を連続的に求めて得られるものである。
【００３８】
また、生成された所定の振動波形がガス給湯器の使用開始と仮定されたときの振動波形であって、実際にガステーブルの使用が開始したとする。この場合、実際にセンサ６１，６２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くならず、類似度推移についても高くならない。このため、使用器具判断部６３ａは、ガス給湯器の使用が開始したと判断しない。この際、類似度推移には、ガス給湯器とガステーブルとの相違が生じる。この相違は、ガス器具１０毎に異なる。例えば、ガス給湯器とガステーブルとの相違と、ガス給湯器と小型湯沸器との相違とは異なっており、使用器具判断部６３ａは、相違の状態からガステーブルの使用が開始したと判断できる。
【００３９】
なお、上記は、生成部６３ｃが所定の振動波形として１つのガス器具１０の振動波形を生成した場合における、使用器具判断部６３ａのガス器具判断である。しかし、これに限らず、生成部６３ｃが全ガス器具１０の振動波形（複数の振動波形）を生成し、類似度推移算出部６３ｄは、生成された全ガス器具１０の振動波形と、センサ６１，６２によって計測された振動波形との類似度推移を算出して、類似度推移が高いガス器具１０の使用が開始又は終了したと判断してもよい。さらに、生成部６３ｃが所定の振動波形を１つしか生成しない場合には、ガス漏れ発生と仮定されたときの振動波形を生成するようにしてもよい。すなわち、生成部６３ｃは、振動波形を１つしか生成しない場合、基準となる振動波形を生成すればよく、その振動波形は何の振動波形であってもよい。
【００４０】
次に、使用が開始したガス器具１０の判断についてより詳細に説明する。また、以下の実施形態において生成部６３ｃは、基準となる所定の振動波形として、ガス漏れ時における振動波形を生成する場合を例に説明する。さらに、以下の実施形態では、ガス圧力の振動波形に基づいて使用が開始したガス器具１０を判断する手法について説明する。
【００４１】
図４は、図２に示した生成部６３ｃにより生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。図４に示すように、生成部６３ｃは、圧力が時間の経過と共に低下しながら振動するガス漏れ振動波形を生成する。このガス漏れ振動波形は、減衰振動の周波数、ゲイン、及び減衰比を含む２次遅れのステップ応答の式に基づいて生成された波形である。ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生直後の微小時間において圧力や流量の計測値に振動が発生することについても見出した。このため、生成部６３ｃは、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する。
【００４２】
再度、図２を参照する。類似度推移算出部６３ｄは、センサ６１，６２からの信号の振動波形と、生成部６３ｃに生成されたガス漏れ振動波形との類似度推移を算出するものである。なお、類似度推移とは、本実施形態において連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。より具体的には、以下の式（１）により類似度ＲＮＣＣが求められる。類似度推移算出部６３ｄは、この式（１）による類似度ＲＮＣＣの算出を連続的に行うことにより、類似度推移（以下、連続ＮＣＣという）を求める。
【数１】
【００４３】
図５は、ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、ガステーブルの使用開始時には圧力が２．９ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図５（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ強振動する圧力波形が得られる。さらに、図５（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして小型湯沸器よりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００４５】
図６は、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【００４６】
ガステーブルの使用が開始した場合、図５（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９５」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．５」程度となり、その後「０．６５」付近までゆっくりと上昇する。
【００４７】
また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図５（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４」程度まで低下し、その後、「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００４８】
また、ガス給湯器の使用が開始した場合、図５（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．８」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．７」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．６」程度まで低下し、次いで「０．７」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」弱となる。以後、連続ＮＣＣは「０．６５」付近までゆっくりと上昇していく。
【００４９】
このように連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が開始したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、ガステーブルについて図６（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図６（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、ガス給湯器について図６（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと類似する連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が開始したと判断する。
【００５０】
図７は、ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａを基準にして±０．１ｋＰａ程度振動する圧力波形が得られる。さらに、図７（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用終了時には圧力が２．８８ｋＰａを基準にしてガステーブルよりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００５２】
図８は、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【００５３】
ガステーブルの使用が終了した場合、図７（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０３秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．６」弱となり、その後「０．６」付近を維持する。
【００５４】
また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図７（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．４」を下回り、約０．０１秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．３」程度まで低下し、次いで「０．６」強まで復帰する。次に、連続ＮＣＣは小さな振動を繰り返しながら約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００５５】
また、ガス給湯器の使用が終了した場合、図７（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．６」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４５」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．４５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇いていく。
【００５６】
このようにガス器具１０の使用終了時においても、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が終了したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、ガステーブルについて図８（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図８（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、ガス給湯器について図８（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと類似する連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する。
【００５７】
さらに、本実施形態に係るガスメータ６０では、ガス漏れについても判断する。この場合、使用が開始されたガス器具１０の判断時に同時的にガス漏れが判断される。すなわち、変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断する。そして、類似度推移算出部６３ｄは、ガス漏れ振動波形と、センサ６１，６２によって計測された微小時間中の振動波形との類似度推移を式（１）に従って算出する。
【００５８】
図９は、ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図９において実線と破線は、各家庭における配管状態の相違、ガス漏れ箇所の相違、及び、ガス漏れ流量の相違などの条件が異なる場合の連続ＮＣＣを示している。
【００５９】
図９に示すように、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」を示し、その後「０．８」弱に低下する。しかし、時刻０．０２５秒以降について連続ＮＣＣは「０．９」以上の値を示す。従って、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンからガス漏れを判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、ガス漏れ時の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、図９に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣのパターンと、算出された連続ＮＣＣとを比較し、両者が近い場合にガス漏れと判断する。
【００６０】
なお、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、ＮＣＣが全体に亘って「０．９」以上を示す。このため、ガス漏れ判断部４３ａ２は、類似度推移算出部６３ｄにより算出された類似度推移の代表値が閾値（例えば「０．９」）以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断してもよい。ここで、代表値とは、類似度全体又は類似度全体のうち特定期間の平均値であってもよいし、圧力や流量の変化が発生してから、ある特定の時刻における類似度であってもよいし、他の値であってもよい。
【００６１】
次に、生成部６３ｃによって生成される所定の振動波形の生成手法について説明する。生成部６３ｃは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、生成部６３ｃは以下の式（２）を記憶している。
【数２】
【００６２】
ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、Ｋはゲインを示し、ωｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示している。特に、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζは、圧力センサ６１によって実際に計測された波形から求められるものである。次に、これらの算出方法について図１０を参照して説明する。図１０は、圧力波形の一例を示す図である。
【００６３】
生成部６３ｃは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【数３】
【００６４】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図１０で示すように、圧力変化発生時から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から最初の極値Ｖ１が確認されると、行き過ぎ時間Ｔｐを求め、式（３）から減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【００６５】
なお、減衰振動の周波数ωｄは、式（３）から求める場合に限らず、圧力変化発生時から２つ目の極値Ｍ（極大点Ｍ）や、３つ目の極値Ｖ２（極小点Ｖ２）に基づいて算出してもよい。
【００６６】
次に、生成部６３ｃは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。
【数４】
【００６７】
このような式であるため、生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。
【００６８】
なお、図１０から明らかなように、ゲインＫは圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることができる。従って、生成部６３ｃは、圧力変化が発生して圧力値が略一定値となったとき（図１０では時刻０．４秒）に、差分からゲインＫを求めてもよい。さらに、類似度推移算出部４３ｃは、圧力変化発生時から４つ目以降の極値を加味してゲインＫを算出してもよい。
【００６９】
次いで、生成部６３ｃは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。
【数５】
【００７０】
ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（５）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。
【００７１】
このような式であるため、生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。
【００７２】
以上のように、生成部６３ｃは、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを算出し、式（２）より振動波形の式を求める。そして、類似度推移算出部４３ｃは、求めた式と、圧力センサ６１の信号に基づく圧力波形とから、式（１）に従って連続ＮＣＣを求めることとなる。
【００７３】
ここで、生成部６３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを以下のようにして算出するようにしてもよい。すなわち、図１０に示す振動波形は、ガス漏れ時の流量に依存する傾向にある。このため、生成部６３ｃは、流量値のみを変数に含む式を予め記憶し、この式に流量センサ６２によって計測された流量値を代入して、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００７４】
具体的に生成部６３ｃは、以下の式（６）から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求める。
【数６】
【００７５】
ここで、Ｌは流量値であり、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は定数である。このように、式（６）から求めることで演算量を減らして、算出処理の簡素化を図るようにしてもよい。なお、流量と圧力には一定の相関がある。このため、式（６）に代えて圧力値のみを変数に含む式を記憶し、この式から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００７６】
さらに、この場合、生成部６３ｃは、ゲインＫについて式（４）から算出することなく、圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることが望ましい。これにより、一層演算量を減らすことができるからである。
【００７７】
再度、図２を参照する。制御部６３は、は、使用器具判断部６３ａにより使用が判断されたガス器具１０について、使用開始から終了までの期間において、そのガス器具１０について連続使用時間を監視したり、ガス使用量について割引をしたりする。
【００７８】
サンプリング時間調整部６３ｆは、圧力センサ６１及び流量センサ６２のサンプリング時間を調整するものである。本実施形態に係るガスメータ６０では、微小時間において詳細に計測値を計測する必要がある。一般的に圧力センサ６１は通常のサンプリング時間が１０秒であり、流量センサ６２は通常のサンプリング時間が２秒である。このため、サンプリング時間調整部６３ｆは、この間隔を短縮する。具体的には変動判断部６３ｂによって変動が判断された場合に、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮して、例えば１マイクロ秒程度とする。これにより、微小時間における詳細な計測を可能とする。
【００７９】
以上構成により、ガスメータ６０は使用ガス器具１０を判断する。しかし、ガス器具１０によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具１０を誤判断してしまう可能性がある。例えばガス給湯器とガス食器洗い乾燥器との振動波形は似ており、これらのガス器具１０の一方が使用された場合、他方が使用されたと誤判断してしまう可能性がある。
【００８０】
そこで、本実施形態において使用器具判断部６３ａは、上記微小時間中に得られる振動波形、及び、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。
【００８１】
図１１は、ガス給湯器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【００８２】
図１１（ａ）に示すように、まず、時刻Ｔ１においてガス給湯器の使用が開始されたとする。この場合、点火のための点火放電により電流が発生し、その後時刻Ｔ２に至るまでファン電流が発生する。
【００８３】
また、ガス給湯器にて使用される水量及び温度が一定である場合、図１１（ｂ）に示すように、ガス流量は時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至るまで略一定となると共に、図１１（ｂ）に示すように、水量についても時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至るまで略一定となる。
【００８４】
図１２は、ガス食器洗い乾燥器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、まず、時刻Ｔ３においてガス食器洗い乾燥器の使用が開始されたとする。この場合、時刻Ｔ３において水道バルブが開けられる。このため、時刻Ｔ３においてバルブ開のためのパルス電流が発生する。そして、時刻Ｔ４において水道バルブが閉じられる。これにより、時刻Ｔ４においてバルブ閉のためのパルス電流が発生する。
【００８６】
また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、洗浄用のお湯を温めるために時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に至るまで一定量のガス流量が発生すると共に、洗浄用のお湯を注入するために時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に至るまで一定量の水量が発生する。
【００８７】
そして、時刻Ｔ４直後から時刻Ｔ５に至るまで洗浄が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、洗浄のためのモータ電流が発生する。
【００８８】
次に、図１２（ａ）に示すように、時刻Ｔ６において水道バルブが開けられる。このため、時刻Ｔ６においてバルブ開のためのパルス電流が発生する。そして、時刻Ｔ７において水道バルブが閉じられる。これにより、時刻Ｔ７においてバルブ閉のためのパルス電流が発生する。
【００８９】
また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、すすぎ用のお湯を温めるために時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に至るまで一定量のガス流量が発生すると共に、すすぎ用のお湯を注入するために時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に至るまで一定量の水量が発生する。
【００９０】
そして、時刻Ｔ７直後から時刻Ｔ８に至るまで洗浄が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、すすぎのためのモータ電流が発生する。
【００９１】
その後、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０に至るまで食器乾燥が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、乾燥のためにファンが駆動されてファン電流が発生する。また、図１２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０に至るまで乾燥のためにガス流量が発生する。
【００９２】
以上、図１１及び図１２から明らかなように、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングは、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とで大きく異なっている。このため、使用器具判断部６３ａは、上記微小時間中に得られる振動波形のみならず、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断することで、より使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができる。
【００９３】
なお、使用器具判断部６３ａは、ライフエネルギの使用タイミングを予め記憶部６３ｅに記憶しておくことで、ライフエネルギの使用タイミングに基づいて使用ガス器具１０を判断することができる。
【００９４】
ここで、使用器具判断部６３ａは、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することが望ましい。振動波形が特徴的で似ているガス器具１０が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断でき、処理を簡略化することができるからである。
【００９５】
また、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合とは、記憶部６３ｅにより記憶されたガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータのうち、類似度推移算出部６３ｄにより算出された連続ＮＣＣと類似するものが１つである場合である。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができるからである。
【００９６】
さらに、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【００９７】
次に、本実施形態に係るガス器具判断方法について説明する。図１３は、本実施形態に係るガスメータ６０によるガス器具判断方法を示すメインフローチャートである。
【００９８】
まず、変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号に基づいて、所定以上の変化があったか否かを判断する（Ｓ１）。所定以上の変化がなかったと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、所定以上の変化があったと判断するまで、この処理が繰り返される。また、所定以上の変化があったと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、変動判断部６３ｂは、ステップＳ１における変化が使用終了時の変化であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００９９】
使用終了時の変化であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、終了ガス器具判断処理が実行され（Ｓ３）、使用が終了したガス器具１０が判断される。その後、図１３に示す処理は終了する。一方、使用終了時の変化でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理が実行され（Ｓ４）、ガス漏れ及び使用が開始したガス器具１０が判断される。その後、図１３に示す処理は終了する。
【０１００】
図１４は、図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すように、まず、サンプリング時間調整部６３ｆは、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮し、短縮されたサンプリング時間で圧力を計測する（Ｓ１１）。このとき、サンプリング時間調整部６３ｆはサンプリング時間を約１ｍｓとする。
【０１０１】
その後、制御部６３は、微小時間経過したか否かを判断する（Ｓ１２）。微小時間経過していないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１１に移行する。なお、ステップＳ１１では、圧力のサンプリング時間を短縮しているが、圧力のサンプリング時間に代えて、流量のサンプリング時間を短縮するようにしてもよい。
【０１０２】
微小時間経過したと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、生成部６３ｃは、微小時間中に得られた振動波形から、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを決定する（Ｓ１３）。このとき、生成部６３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（３）〜式（５）に基づいて算出してもよいし、式（６）から求めてもよい。
【０１０３】
次に、生成部６３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζから、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する（Ｓ１４）。このとき、生成部６３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（２）に代入することにより、ガス漏れ振動波形を生成する。
【０１０４】
そして、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ１４により決定されたガス漏れ振動波形と、ステップＳ１１において計測された計測値からなる振動波形とに基づいて、式（１）から連続ＮＣＣを算出する（Ｓ１５）。
【０１０５】
次いで、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅからガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを読み出す（Ｓ１６）。その後、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ１６において読み出したガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータと、ステップＳ１５において算出した連続ＮＣＣとを対比させ、類似するものが１つであるかを判断する（Ｓ１７）。
【０１０６】
ここで、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【０１０７】
類似するものが１つであると判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、類似する１つの連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ１８）。そして、図１４に示す処理は終了する。
【０１０８】
一方、類似するものが１つでないと判断した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、使用器具判断部６３ａは、積算電力計４０及び水道メータ５０からの信号に基づいて、電気及び水道の使用タイミングを判断する（Ｓ１９）。そして、使用器具判断部６３ａは、類似する複数の連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０のうち、最も使用タイミングに適合するものを選択し、選択されたガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ１８）。そして、図１４に示す処理は終了する。
【０１０９】
図１５は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１５に示すステップＳ２１〜Ｓ２５では、図１４に示したステップＳ１１〜Ｓ１５と同様の処理が実行される。
【０１１０】
その後、使用器具判断部６３ａは、連続ＮＣＣの代表値を決定し、代表値が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２６）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２７）。その後、図１５に示す処理は終了する。
【０１１１】
一方、代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２８からステップＳ３０において、図１４に示したステップＳ１７からステップＳ１９と同様の処理が実行され、図１５に示す処理は終了する。なお、図１５に示す処理では、使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ガス漏れを判断することにより、迅速性を必要とするガス漏れの判断を優先し、安全性の向上を図っている。
【０１１２】
なお、上記実施形態では圧力センサ６１からの信号によって得られる振動波形から連続ＮＣＣを求めて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ６２からの信号によって得られる振動波形から連続ＮＣＣを求めて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１１３】
このようにして、本実施形態に係るガス器具判断システム１及びガス器具判断方法によれば、センサ６１，６２から出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具１０を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具１０を判断することができる。また、積算電力計４０や水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。ここで、ガス器具１０によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具１０を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具１０であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができる。
【０１１４】
また、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このため、振動波形が特徴的で似ているガス器具１０が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できるため、処理を簡略化することができる。
【０１１５】
また、振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具１０の振動波形であるとする。そして、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形が特定のガス器具１０の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、センサ６１，６２から得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具１０の振動波形である場合には、類似度は高くならず、類似度推移についても高くならないが、類似度推移はそのガス器具１０特有の推移を示す。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１１６】
また、記憶されたガス器具１０毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１１７】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係るガスメータ６０及びガス器具判断方法は、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【０１１８】
図１６は、第２実施形態に係るガスメータ６０の詳細を示す構成図である。図１６に示すように、第２実施形態に係るガスメータ６０は、生成部６３ｃ及び類似度推移算出部６３ｄに代えて、解析部（解析手段）６３ｇを備えている。
【０１１９】
解析部６３ｇは、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出するものである。具体的に本実施形態に係る解析部６３ｇは、振動波形をフーリエ変換することにより、スペクトルデータを算出する。なお、解析部６３ｇはフーリエ変換によりスペクトルデータを算出する場合に限らず、他の方法によってスペクトルデータを算出するようにしてもよい。
【０１２０】
また、解析部６３ｇを備えるため、記憶部６３ｅの記憶内容、及び、使用器具判断部６３ａの判断手法が第１実施形態と異なっている。
【０１２１】
図１７は、図１６に示した解析部６３ｇにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【０１２２】
図１７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が開始した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に３０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１７（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は２００Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に２０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。
【０１２３】
図１８は、図１６に示した解析部６３ｇにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【０１２４】
図１８（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１８（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が終了した場合、圧力波形は２００Ｈｚ付近までの圧力成分を含んでおり、特に９０Ｈｚ程度で大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１８（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用が終了した場合、３０Ｈｚ程度でやや大きな振幅を示す程度であり、その他の周波数成分を殆ど含まない傾向がある、なお、５０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１２５】
図１９は、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。図１９に示すように、ガス漏れが発生した場合、得られる圧力波形には２０Ｈｚ以上の周波数成分が殆ど含まれていない。なお、６０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１２６】
再度、図１６を参照する。記憶部６３ｅは、図１７〜図１９に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、このスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断する。
【０１２７】
すなわち、ガス器具１０の使用開始時及び終了時、並びにガス漏れ時の所定上の変化が確認されると、解析部６３ｇは変化後の微小時間において得られた信号に基づく圧力波形をフーリエ変換してスペクトルデータを算出する。使用器具判断部６３ａは、解析部６３ｇにより算出されたスペクトルデータと、記憶部６３ｅにより記憶されたガス器具１０毎のスペクトルデータとを比較し、類似するものについて使用ガス器具１０やガス漏れを判断する。
【０１２８】
さらに、第２実施形態では第１実施形態と同様に類似するスペクトルデータが１つである場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、振動波形のみから使用ガス器具１０やガス漏れを判断する。
【０１２９】
次に、フローチャートを参照して、第２実施形態に係るガスメータ６０の動作を説明する。なお、第２実施形態においてメインフローは第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１３０】
図２０は、図１３に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。まず、図２０に示すステップＳ３１，Ｓ３２では、図１４に示したステップＳ１１，Ｓ１２と同様の処理が実行される。
【０１３１】
次に、解析部６３ｇは、微少時間中に得られた振動波形をフーリエ変換し、スペクトルデータを算出する（Ｓ３３）。その後、使用器具判断部６３ａは、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３４）、読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３５）。
【０１３２】
その後、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ３４において読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３３において算出したスペクトルデータとを対比させ、類似するものが１つであるかを判断する（Ｓ３６）。
【０１３３】
ここで、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全スペクトルデータと算出されたスペクトルデータとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全スペクトルデータと算出されたスペクトルデータとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【０１３４】
類似するものが１つであると判断した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、類似する１つのスペクトルデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ３７）。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１３５】
一方、類似するものが１つでないと判断した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、使用器具判断部６３ａは、積算電力計４０及び水道メータ５０からの信号に基づいて、電気及び水道の使用タイミングを判断する（Ｓ３８）。そして、使用器具判断部６３ａは、類似する複数のスペクトルデータが示すガス器具１０のうち、最も使用タイミングに適合するものを選択し、選択されたガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ３７）。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１３６】
図２１は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図２１に示すステップＳ４１〜Ｓ４３では、図１８に示したステップＳ３１〜Ｓ３３と同様の処理が実行される。
【０１３７】
その後、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ４４）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ４３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ４５）。
【０１３８】
次に、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であるか否かを判断する（Ｓ４６）。ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であると判断した場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れが発生したと判断する（Ｓ４７）。そして、図２１に示す処理は終了する。
【０１３９】
ところで、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上でないと判断した場合（Ｓ４６：ＮＯ）、ステップＳ４８〜Ｓ５２において図２０に示したステップＳ３４〜Ｓ３８と同様の処理が実行され、図２１に示す処理は終了する。
【０１４０】
なお、第２実施形態では圧力センサ６１からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用ガス器具１０やガス漏れを判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ６２からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用ガス器具１０やガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１４１】
このようにして、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができ、処理を簡略化することができる。
【０１４２】
さらに、第２実施形態によれば、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータに基づいて、判断を実行する。ここで、ガス器具使用時及び終了時における振動波形それぞれには、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれる。よって、波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータに基づいて判断を実行することで、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１４３】
また、記憶されたガス器具１０毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１４４】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【０１４５】
例えば、第１実施形態において類似度推移を式（１）により算出しているが、これに限らず、他の方法で類似度推移を算出するようにしてもよい。
【０１４６】
また、第１実施形態において使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータのうち、使用器具判断部６３ａにより算出された連続ＮＣＣと類似するものが存在しない場合、記憶部６３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０に不足があると判断してもよい。
【０１４７】
また、本実施形態では燃料ガスをＬＰガスとする場合の例について説明したが、これに限らず、都市ガスの場合にも適用可能である。
【０１４８】
また、本実施形態では最大で２秒の微小時間におけるガス漏れ振動波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断している。特に、本実施形態では、圧力や流量を計測する時間は２秒以内（望ましくは１秒以内）で充分であるが、予備的に２秒よりも長い時間の計測を行ってもよい。
【０１４９】
また、本実施形態において記憶部６３ｅは、ガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを記憶している。この連続ＮＣＣデータは、１つのガス器具１０に対して１つだけ記憶されていてもよいし、１つのガス器具１０に対して複数記憶されていてもよい。例えば、ガス給湯器ではガス給湯器内の水温によって連続ＮＣＣが異なってくる。この場合、記憶部６３ｅに記憶される連続ＮＣＣデータが１つだけであると、ガス給湯器の水温に応じて使用ガス器具１０の判断を誤ってしまう可能性がある。そこで、このようなガス器具１０に対しては複数の連続ＮＣＣデータを記憶しておくことが望ましい。これにより、より精度良く使用ガス器具１０を判断することができるからである。同様に、第２実施形態において１つのガス器具１０に対し、複数のスペクトルデータを記憶していてもよい。
【０１５０】
また、第２実施形態において解析部６３ｇは、スペクトルデータの全周波数域で類似度を算出しているが、これに限らず一部の周波数域のみで類似度を算出してもよい。例えば、ガス給湯器の使用終了時では１００Ｈｚ以上の周波数域においてもスペクトルデータに大きな振幅が得られるという特徴があるため、１００Ｈｚ以上の周波数域についてスペクトルデータの類似度を算出することによっても使用が終了したガス器具１０を特定することができる。このように、一部の周波数域のみで類似度を算出して演算量を減らすこともできる。
【０１５１】
さらに、上記実施形態では、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れについて、連続ＮＣＣを求めたり、スペクトルデータを求めたりすることで、判断している。しかし、これに限らず、例えば、図５や図７に示すような微小時間における波形を直接記憶しておき、波形同士の類似度などから、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。さらには、波形の特定点など波形の直接の特徴から使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１５２】
また、上記実施形態では、積算電力計４０及び水道メータ５０の双方により検出されたライフエネルギの使用タイミングから使用ガス器具１０を判断しているが、これに限らず、いずれか一方のライフエネルギの使用タイミングから使用ガス器具１０を判断してもよい。
【０１５３】
さらに、ガスメータ６０は所定以上の流量変化や圧力変化があった場合に、電力積算計４０及び水道メータ５０に信号の送信要求を行い、電力積算計４０及び水道メータ５０は送信要求があった場合のみに、電力量信号や水道量信号を送信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５４】
１…ガス器具判断システム
１０…ガス器具
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…積算電力計（第２センサ）
５０…水道メータ（第２センサ）
６０…ガスメータ
６１…圧力センサ（第１センサ）
６２…流量センサ（第１センサ）
６３…制御部
６３ａ…使用器具判断部（使用器具判断手段）
６３ｂ…変動判断部
６３ｃ…生成部
６３ｄ…類似度推移算出部（類似度推移算出手段）
６３ｅ…記憶部
４３ｆ…サンプリング時間調整部
４３ｇ…解析部（解析手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス器具判断システム及びガス器具判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用されているガス器具を判断するガス器具判断システムが提案されている。このガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視し、ガスの流量値の推移である流量値パターンを認識して、流量値パターンからガス器具を判断する（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８７２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０７２６２号公報
【特許文献３】特開２００８−１０７３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視しなければならず、短時間でガス器具を判断することができない。このため、短時間におけるガスの流量値から使用ガス器具を判断できることが望まれるが、異なるガス器具であっても、短時間における流量値だけを見れば、ほぼ同じ流量値を示すものもあり、使用ガス器具の判断に誤りが生じる可能性が高まる。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、使用ガス器具の判断精度を向上させることが可能なガス器具判断システム及びガス器具判断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガス器具判断システムは、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサと、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサと、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このガス器具判断システムによれば、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具を判断することができる。また、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する。ここで、ガス器具によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、使用器具判断手段は、振動波形のみから使用ガス器具を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【０００９】
このガス器具判断システムによれば、振動波形のみから使用ガス器具を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このため、振動波形が特徴的で似ているガス器具が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できるため、処理を簡略化することができる。
【００１０】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、第１センサから出力された信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段をさらに備え、使用器具判断手段は、類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１１】
このガス器具判断システムによれば、振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具の振動波形であるとする。そして、第１センサから出力された信号に基づく振動波形が特定のガス器具の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、第１センサから得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具の振動波形である場合には、類似度は高くならず、類似度推移についても高くならないが、類似度推移はそのガス器具特有の推移を示す。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、使用ガス器具を判断することができる。
【００１２】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、ガス器具毎の類似度推移を記憶した類似度推移記憶手段をさらに備え、使用器具判断手段は、類似度推移記憶手段により記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、類似度推移算出手段により算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１３】
このガス器具判断システムによれば、記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができる。
【００１４】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析手段をさらに備え、使用器具判断手段は、解析手段により算出されたスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１５】
このガス器具判断システムによれば、第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータに基づいて、判断を実行する。ここで、ガス器具使用時及び終了時における振動波形それぞれには、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれる。よって、波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータに基づいて判断を実行することで、使用ガス器具を判断することができる。
【００１６】
また、本発明のガス器具判断システムにおいて、ガス器具毎のスペクトルデータを記憶したスペクトルデータ記憶手段をさらに備え、使用器具判断手段は、スペクトルデータ記憶手段により記憶されたガス器具毎のスペクトルデータのうち、解析手段により算出されたスペクトルデータと類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することが好ましい。
【００１７】
このガス器具判断システムによれば、記憶されたガス器具毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができる。
【００１８】
また、本発明のガス器具判断方法は、流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断工程を有することを特徴とする。
【００１９】
このガス器具判断方法によれば、第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具を判断することができる。また、第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する。ここで、ガス器具によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、使用ガス器具の判断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るガス器具判断システムの構成図である。
【図２】図１に示したガスメータの詳細を示す構成図である。
【図３】ガス器具の使用過程における流量推移の一例を示す図である。
【図４】図２に示した生成部により生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。
【図５】ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【図６】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【図７】ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【図８】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【図９】ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。
【図１０】圧力波形の一例を示す図である。
【図１１】、ガス給湯器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【図１２】ガス食器洗い乾燥器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【図１３】本実施形態に係るガスメータによるガス器具判断方法を示すメインフローチャートである。
【図１４】図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【図１６】第２実施形態に係るガスメータの詳細を示す構成図である。
【図１７】図１６に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【図１８】図１６に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【図１９】ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。
【図２０】図１３に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス器具判断システムの構成図である。ガス器具判断システム１は、ガスストーブ、ファンヒータ、ガス給湯器、床暖房及びガステーブルなどの複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、電力積算計（第２センサ）４０と、水道メータ（第２センサ）５０と、ガスメータ６０とを備えている。
【００２３】
調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ６０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ６０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ６０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ６０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ６０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。
【００２４】
電力積算計４０及び水道メータ５０は、電気及び水道の双方のライフエネルギについて使用を検出するものである。このうち電力積算計４０は、各電気機器に供給される電力量を積算計測するものである。本実施形態において電力積算計４０はガスメータ６０と接続され、計測した電力量信号をガスメータ６０に送信するようになっている。また、水道メータ５０は、各水道器具に供給される水量を積算計測するものである。本実施形態において水道メータ５０はガスメータ６０と接続され、計測した水道量信号をガスメータ６０に送信するようになっている。
【００２５】
図２は、図１に示したガスメータ６０の詳細を示す構成図である。図２に示すようにガスメータ６０は、圧力センサ（第１センサ）６１と、流量センサ（第１センサ）６２と、制御部６３とを有している。圧力センサ６１は、ガスメータ６０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号を出力するものであって、ピエゾ抵抗式や静電容量式などのセンサによって構成される。流量センサ６２は、ガスメータ６０の流路内におけるガス流量に応じた計測値の信号を出力するものであって、超音波センサやフローセンサなどで構成される。
【００２６】
制御部６３は、使用器具判断部（使用器具判断手段）６３ａを備え、使用器具判断部６３ａによって使用が開始及び終了したガス器具１０を判断するものである。なお、この制御部６３はマイコンによって構成することができる。なお、以下において使用が開始したガス器具１０、及び使用が終了したガス器具１０の一方又は双方を使用ガス器具１０という。
【００２７】
図３は、ガス器具１０の使用過程における流量推移の一例を示す図である。図３に示すように、時刻ｔ１において第１のガス器具１０（例えばガステーブル）が使用開始されたとする。このとき、流量値はＦ１を示す。そして、時刻ｔ２において第２のガス器具１０（例えばガス給湯器）が使用開始されたとすると、流量値はＦ３（＝Ｆ１＋Ｆ２）を示す。
【００２８】
その後、時刻ｔ３において第１のガス器具１０の使用が終了したとすると、流量値は第２のガス器具１０のみの流量であるＦ２を示す。次いで、時刻ｔ４において第２のガス器具１０についても使用が終了したとすると、流量値は「０」を示す。
【００２９】
本実施形態において制御部６３は、時刻ｔ１や時刻ｔ２のように、ガス器具１０の使用が開始したときにおけるセンサ６１，６２からの信号の波形に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。すなわち、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ１における波形から第１のガス器具１０の使用が開始したことを判断し、時刻ｔ２における波形から第２のガス器具１０の使用が開始したことを判断する。
【００３０】
さらに、本実施形態において制御部６３は、時刻ｔ３や時刻ｔ４のように、ガス器具１０の使用が終了したときにおけるセンサ６１，６２からの信号の波形に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。すなわち、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ３における波形から第１のガス器具１０の使用が終了したことを判断し、時刻ｔ４における波形から第２のガス器具１０の使用が終了したことを判断する。
【００３１】
特に、本実施形態に係る制御部６３は、時刻ｔ１から微小時間（例えば最大で２秒）経過するまでの波形や、時刻ｔ２から微小時間経過するまでの波形から、使用が開始したガス器具１０を特定する。同様に、制御部６３は、時刻ｔ３から微小時間経過するまでの波形や、時刻ｔ４から微小時間経過するまでの波形から、使用が終了したガス器具１０を特定する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時及び終了時における圧力波形や流量波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。また、本件発明者らは、この振動がガス器具１０の使用開始時及び終了時から微小時間経過するまでの間に発生することを見出した。よって、制御部６３は、微小時間における振動波形から、使用ガス器具１０を判断することができる。
【００３２】
なお、振動は微小時間中に発生するが、制御部６３は微小時間よりも長い時間の圧力波形や流量波形を観測し、その波形内に含まれる振動波形から使用が終了したガス器具１０を判断するようにしてもよい。
【００３３】
次に、制御部６３について詳細に説明する。制御部６３は、使用器具判断部６３ａに加えて、変動判断部（変動判断手段）６３ｂ、生成部６３ｃ、類似度推移算出部（類似度推移算出手段）６３ｄ、記憶部（類似度推移記憶手段）６３ｅ、及び、サンプリング時間調整部６３ｆを備えている。
【００３４】
変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号の所定以上の変化を判断するものである。ここで、ガス器具１０の使用開始時には、ガス圧力値の立ち下がりやガス流量値の立ち上がりが検出される。同様に、ガス器具１０の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。すなわち、変動判断部６３ｂは、図３に示すところの時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４のタイミングを検出することとなる。なお、この変動判断部６３ｂは、例えば微分回路を含んで構成され、微分回路により変動を検出してもよいし、マイコンによる演算によって変動を検出してもよい。
【００３５】
生成部６３ｃは、所定の振動波形を生成するものである。この生成部６３ｃによって生成される所定の振動波形は、後の処理において、微小時間中にセンサ６１，６２で計測された振動波形と比較される。
【００３６】
類似度推移算出部６３ｄは、センサ６１，６２によって計測された微小時間中の振動波形と、生成部６３ｃによって生成された所定の振動波形との類似度推移を算出するものである。使用器具判断部６３ａは、類似度推移算出部６３ｄによって算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。
【００３７】
判断の概略を説明すると、例えば生成された所定の振動波形がガス給湯器の使用開始と仮定されたときの振動波形であって、実際にガス給湯器の使用が開始したとする。この場合、実際にセンサ６１，６２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くなり、類似度推移についても高くなる。このため、使用器具判断部６３ａは、ガス給湯器の使用が開始したと判断できる。なお、類似度推移とは、類似度を連続的に求めて得られるものである。
【００３８】
また、生成された所定の振動波形がガス給湯器の使用開始と仮定されたときの振動波形であって、実際にガステーブルの使用が開始したとする。この場合、実際にセンサ６１，６２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くならず、類似度推移についても高くならない。このため、使用器具判断部６３ａは、ガス給湯器の使用が開始したと判断しない。この際、類似度推移には、ガス給湯器とガステーブルとの相違が生じる。この相違は、ガス器具１０毎に異なる。例えば、ガス給湯器とガステーブルとの相違と、ガス給湯器と小型湯沸器との相違とは異なっており、使用器具判断部６３ａは、相違の状態からガステーブルの使用が開始したと判断できる。
【００３９】
なお、上記は、生成部６３ｃが所定の振動波形として１つのガス器具１０の振動波形を生成した場合における、使用器具判断部６３ａのガス器具判断である。しかし、これに限らず、生成部６３ｃが全ガス器具１０の振動波形（複数の振動波形）を生成し、類似度推移算出部６３ｄは、生成された全ガス器具１０の振動波形と、センサ６１，６２によって計測された振動波形との類似度推移を算出して、類似度推移が高いガス器具１０の使用が開始又は終了したと判断してもよい。さらに、生成部６３ｃが所定の振動波形を１つしか生成しない場合には、ガス漏れ発生と仮定されたときの振動波形を生成するようにしてもよい。すなわち、生成部６３ｃは、振動波形を１つしか生成しない場合、基準となる振動波形を生成すればよく、その振動波形は何の振動波形であってもよい。
【００４０】
次に、使用が開始したガス器具１０の判断についてより詳細に説明する。また、以下の実施形態において生成部６３ｃは、基準となる所定の振動波形として、ガス漏れ時における振動波形を生成する場合を例に説明する。さらに、以下の実施形態では、ガス圧力の振動波形に基づいて使用が開始したガス器具１０を判断する手法について説明する。
【００４１】
図４は、図２に示した生成部６３ｃにより生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。図４に示すように、生成部６３ｃは、圧力が時間の経過と共に低下しながら振動するガス漏れ振動波形を生成する。このガス漏れ振動波形は、減衰振動の周波数、ゲイン、及び減衰比を含む２次遅れのステップ応答の式に基づいて生成された波形である。ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生直後の微小時間において圧力や流量の計測値に振動が発生することについても見出した。このため、生成部６３ｃは、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する。
【００４２】
再度、図２を参照する。類似度推移算出部６３ｄは、センサ６１，６２からの信号の振動波形と、生成部６３ｃに生成されたガス漏れ振動波形との類似度推移を算出するものである。なお、類似度推移とは、本実施形態において連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。より具体的には、以下の式（１）により類似度ＲＮＣＣが求められる。類似度推移算出部６３ｄは、この式（１）による類似度ＲＮＣＣの算出を連続的に行うことにより、類似度推移（以下、連続ＮＣＣという）を求める。
【数１】
【００４３】
図５は、ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、ガステーブルの使用開始時には圧力が２．９ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図５（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ強振動する圧力波形が得られる。さらに、図５（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして小型湯沸器よりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００４５】
図６は、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【００４６】
ガステーブルの使用が開始した場合、図５（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９５」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．５」程度となり、その後「０．６５」付近までゆっくりと上昇する。
【００４７】
また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図５（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４」程度まで低下し、その後、「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００４８】
また、ガス給湯器の使用が開始した場合、図５（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．８」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．７」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．６」程度まで低下し、次いで「０．７」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」弱となる。以後、連続ＮＣＣは「０．６５」付近までゆっくりと上昇していく。
【００４９】
このように連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が開始したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、ガステーブルについて図６（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図６（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、ガス給湯器について図６（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと類似する連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が開始したと判断する。
【００５０】
図７は、ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【００５１】
図７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａを基準にして±０．１ｋＰａ程度振動する圧力波形が得られる。さらに、図７（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用終了時には圧力が２．８８ｋＰａを基準にしてガステーブルよりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００５２】
図８は、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【００５３】
ガステーブルの使用が終了した場合、図７（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０３秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．６」弱となり、その後「０．６」付近を維持する。
【００５４】
また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図７（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．４」を下回り、約０．０１秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．３」程度まで低下し、次いで「０．６」強まで復帰する。次に、連続ＮＣＣは小さな振動を繰り返しながら約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００５５】
また、ガス給湯器の使用が終了した場合、図７（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．６」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４５」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．４５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇いていく。
【００５６】
このようにガス器具１０の使用終了時においても、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が終了したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、ガステーブルについて図８（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図８（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、ガス給湯器について図８（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと類似する連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する。
【００５７】
さらに、本実施形態に係るガスメータ６０では、ガス漏れについても判断する。この場合、使用が開始されたガス器具１０の判断時に同時的にガス漏れが判断される。すなわち、変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断する。そして、類似度推移算出部６３ｄは、ガス漏れ振動波形と、センサ６１，６２によって計測された微小時間中の振動波形との類似度推移を式（１）に従って算出する。
【００５８】
図９は、ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部６３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図９において実線と破線は、各家庭における配管状態の相違、ガス漏れ箇所の相違、及び、ガス漏れ流量の相違などの条件が異なる場合の連続ＮＣＣを示している。
【００５９】
図９に示すように、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」を示し、その後「０．８」弱に低下する。しかし、時刻０．０２５秒以降について連続ＮＣＣは「０．９」以上の値を示す。従って、使用器具判断部６３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンからガス漏れを判断する。具体的には図２に示す記憶部６３ｅに、ガス漏れ時の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部６３ｅは、図９に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅにより記憶された連続ＮＣＣのパターンと、算出された連続ＮＣＣとを比較し、両者が近い場合にガス漏れと判断する。
【００６０】
なお、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、ＮＣＣが全体に亘って「０．９」以上を示す。このため、ガス漏れ判断部４３ａ２は、類似度推移算出部６３ｄにより算出された類似度推移の代表値が閾値（例えば「０．９」）以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断してもよい。ここで、代表値とは、類似度全体又は類似度全体のうち特定期間の平均値であってもよいし、圧力や流量の変化が発生してから、ある特定の時刻における類似度であってもよいし、他の値であってもよい。
【００６１】
次に、生成部６３ｃによって生成される所定の振動波形の生成手法について説明する。生成部６３ｃは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、生成部６３ｃは以下の式（２）を記憶している。
【数２】
【００６２】
ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、Ｋはゲインを示し、ωｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示している。特に、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζは、圧力センサ６１によって実際に計測された波形から求められるものである。次に、これらの算出方法について図１０を参照して説明する。図１０は、圧力波形の一例を示す図である。
【００６３】
生成部６３ｃは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【数３】
【００６４】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図１０で示すように、圧力変化発生時から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から最初の極値Ｖ１が確認されると、行き過ぎ時間Ｔｐを求め、式（３）から減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【００６５】
なお、減衰振動の周波数ωｄは、式（３）から求める場合に限らず、圧力変化発生時から２つ目の極値Ｍ（極大点Ｍ）や、３つ目の極値Ｖ２（極小点Ｖ２）に基づいて算出してもよい。
【００６６】
次に、生成部６３ｃは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。
【数４】
【００６７】
このような式であるため、生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。
【００６８】
なお、図１０から明らかなように、ゲインＫは圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることができる。従って、生成部６３ｃは、圧力変化が発生して圧力値が略一定値となったとき（図１０では時刻０．４秒）に、差分からゲインＫを求めてもよい。さらに、類似度推移算出部４３ｃは、圧力変化発生時から４つ目以降の極値を加味してゲインＫを算出してもよい。
【００６９】
次いで、生成部６３ｃは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。
【数５】
【００７０】
ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（５）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。
【００７１】
このような式であるため、生成部６３ｃは、圧力センサ６１の信号から極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。
【００７２】
以上のように、生成部６３ｃは、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを算出し、式（２）より振動波形の式を求める。そして、類似度推移算出部４３ｃは、求めた式と、圧力センサ６１の信号に基づく圧力波形とから、式（１）に従って連続ＮＣＣを求めることとなる。
【００７３】
ここで、生成部６３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを以下のようにして算出するようにしてもよい。すなわち、図１０に示す振動波形は、ガス漏れ時の流量に依存する傾向にある。このため、生成部６３ｃは、流量値のみを変数に含む式を予め記憶し、この式に流量センサ６２によって計測された流量値を代入して、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００７４】
具体的に生成部６３ｃは、以下の式（６）から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求める。
【数６】
【００７５】
ここで、Ｌは流量値であり、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は定数である。このように、式（６）から求めることで演算量を減らして、算出処理の簡素化を図るようにしてもよい。なお、流量と圧力には一定の相関がある。このため、式（６）に代えて圧力値のみを変数に含む式を記憶し、この式から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００７６】
さらに、この場合、生成部６３ｃは、ゲインＫについて式（４）から算出することなく、圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることが望ましい。これにより、一層演算量を減らすことができるからである。
【００７７】
再度、図２を参照する。制御部６３は、は、使用器具判断部６３ａにより使用が判断されたガス器具１０について、使用開始から終了までの期間において、そのガス器具１０について連続使用時間を監視したり、ガス使用量について割引をしたりする。
【００７８】
サンプリング時間調整部６３ｆは、圧力センサ６１及び流量センサ６２のサンプリング時間を調整するものである。本実施形態に係るガスメータ６０では、微小時間において詳細に計測値を計測する必要がある。一般的に圧力センサ６１は通常のサンプリング時間が１０秒であり、流量センサ６２は通常のサンプリング時間が２秒である。このため、サンプリング時間調整部６３ｆは、この間隔を短縮する。具体的には変動判断部６３ｂによって変動が判断された場合に、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮して、例えば１マイクロ秒程度とする。これにより、微小時間における詳細な計測を可能とする。
【００７９】
以上構成により、ガスメータ６０は使用ガス器具１０を判断する。しかし、ガス器具１０によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具１０を誤判断してしまう可能性がある。例えばガス給湯器とガス食器洗い乾燥器との振動波形は似ており、これらのガス器具１０の一方が使用された場合、他方が使用されたと誤判断してしまう可能性がある。
【００８０】
そこで、本実施形態において使用器具判断部６３ａは、上記微小時間中に得られる振動波形、及び、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。
【００８１】
図１１は、ガス給湯器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【００８２】
図１１（ａ）に示すように、まず、時刻Ｔ１においてガス給湯器の使用が開始されたとする。この場合、点火のための点火放電により電流が発生し、その後時刻Ｔ２に至るまでファン電流が発生する。
【００８３】
また、ガス給湯器にて使用される水量及び温度が一定である場合、図１１（ｂ）に示すように、ガス流量は時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至るまで略一定となると共に、図１１（ｂ）に示すように、水量についても時刻Ｔ１から時刻Ｔ２に至るまで略一定となる。
【００８４】
図１２は、ガス食器洗い乾燥器使用時における電気、ガス及び水道の使用タイミングを示す図であり、（ａ）は電気の使用タイミングを示し、（ｂ）はガスの使用タイミングを示し、（ｃ）は水道の使用タイミングを示している。
【００８５】
図１２（ａ）に示すように、まず、時刻Ｔ３においてガス食器洗い乾燥器の使用が開始されたとする。この場合、時刻Ｔ３において水道バルブが開けられる。このため、時刻Ｔ３においてバルブ開のためのパルス電流が発生する。そして、時刻Ｔ４において水道バルブが閉じられる。これにより、時刻Ｔ４においてバルブ閉のためのパルス電流が発生する。
【００８６】
また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、洗浄用のお湯を温めるために時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に至るまで一定量のガス流量が発生すると共に、洗浄用のお湯を注入するために時刻Ｔ３から時刻Ｔ４に至るまで一定量の水量が発生する。
【００８７】
そして、時刻Ｔ４直後から時刻Ｔ５に至るまで洗浄が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、洗浄のためのモータ電流が発生する。
【００８８】
次に、図１２（ａ）に示すように、時刻Ｔ６において水道バルブが開けられる。このため、時刻Ｔ６においてバルブ開のためのパルス電流が発生する。そして、時刻Ｔ７において水道バルブが閉じられる。これにより、時刻Ｔ７においてバルブ閉のためのパルス電流が発生する。
【００８９】
また、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）に示すように、すすぎ用のお湯を温めるために時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に至るまで一定量のガス流量が発生すると共に、すすぎ用のお湯を注入するために時刻Ｔ６から時刻Ｔ７に至るまで一定量の水量が発生する。
【００９０】
そして、時刻Ｔ７直後から時刻Ｔ８に至るまで洗浄が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、すすぎのためのモータ電流が発生する。
【００９１】
その後、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０に至るまで食器乾燥が行われる。このため、図１２（ａ）に示すように、乾燥のためにファンが駆動されてファン電流が発生する。また、図１２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０に至るまで乾燥のためにガス流量が発生する。
【００９２】
以上、図１１及び図１２から明らかなように、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングは、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とで大きく異なっている。このため、使用器具判断部６３ａは、上記微小時間中に得られる振動波形のみならず、積算電力計４０及び水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断することで、より使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができる。
【００９３】
なお、使用器具判断部６３ａは、ライフエネルギの使用タイミングを予め記憶部６３ｅに記憶しておくことで、ライフエネルギの使用タイミングに基づいて使用ガス器具１０を判断することができる。
【００９４】
ここで、使用器具判断部６３ａは、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することが望ましい。振動波形が特徴的で似ているガス器具１０が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断でき、処理を簡略化することができるからである。
【００９５】
また、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合とは、記憶部６３ｅにより記憶されたガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータのうち、類似度推移算出部６３ｄにより算出された連続ＮＣＣと類似するものが１つである場合である。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具を判断することができるからである。
【００９６】
さらに、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【００９７】
次に、本実施形態に係るガス器具判断方法について説明する。図１３は、本実施形態に係るガスメータ６０によるガス器具判断方法を示すメインフローチャートである。
【００９８】
まず、変動判断部６３ｂは、センサ６１，６２からの信号に基づいて、所定以上の変化があったか否かを判断する（Ｓ１）。所定以上の変化がなかったと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、所定以上の変化があったと判断するまで、この処理が繰り返される。また、所定以上の変化があったと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、変動判断部６３ｂは、ステップＳ１における変化が使用終了時の変化であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００９９】
使用終了時の変化であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、終了ガス器具判断処理が実行され（Ｓ３）、使用が終了したガス器具１０が判断される。その後、図１３に示す処理は終了する。一方、使用終了時の変化でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理が実行され（Ｓ４）、ガス漏れ及び使用が開始したガス器具１０が判断される。その後、図１３に示す処理は終了する。
【０１００】
図１４は、図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。図１４に示すように、まず、サンプリング時間調整部６３ｆは、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮し、短縮されたサンプリング時間で圧力を計測する（Ｓ１１）。このとき、サンプリング時間調整部６３ｆはサンプリング時間を約１ｍｓとする。
【０１０１】
その後、制御部６３は、微小時間経過したか否かを判断する（Ｓ１２）。微小時間経過していないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１１に移行する。なお、ステップＳ１１では、圧力のサンプリング時間を短縮しているが、圧力のサンプリング時間に代えて、流量のサンプリング時間を短縮するようにしてもよい。
【０１０２】
微小時間経過したと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、生成部６３ｃは、微小時間中に得られた振動波形から、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを決定する（Ｓ１３）。このとき、生成部６３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（３）〜式（５）に基づいて算出してもよいし、式（６）から求めてもよい。
【０１０３】
次に、生成部６３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζから、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する（Ｓ１４）。このとき、生成部６３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（２）に代入することにより、ガス漏れ振動波形を生成する。
【０１０４】
そして、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ１４により決定されたガス漏れ振動波形と、ステップＳ１１において計測された計測値からなる振動波形とに基づいて、式（１）から連続ＮＣＣを算出する（Ｓ１５）。
【０１０５】
次いで、使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅからガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを読み出す（Ｓ１６）。その後、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ１６において読み出したガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータと、ステップＳ１５において算出した連続ＮＣＣとを対比させ、類似するものが１つであるかを判断する（Ｓ１７）。
【０１０６】
ここで、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全連続ＮＣＣデータと算出された連続ＮＣＣとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【０１０７】
類似するものが１つであると判断した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、類似する１つの連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ１８）。そして、図１４に示す処理は終了する。
【０１０８】
一方、類似するものが１つでないと判断した場合（Ｓ１７：ＮＯ）、使用器具判断部６３ａは、積算電力計４０及び水道メータ５０からの信号に基づいて、電気及び水道の使用タイミングを判断する（Ｓ１９）。そして、使用器具判断部６３ａは、類似する複数の連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０のうち、最も使用タイミングに適合するものを選択し、選択されたガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ１８）。そして、図１４に示す処理は終了する。
【０１０９】
図１５は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１５に示すステップＳ２１〜Ｓ２５では、図１４に示したステップＳ１１〜Ｓ１５と同様の処理が実行される。
【０１１０】
その後、使用器具判断部６３ａは、連続ＮＣＣの代表値を決定し、代表値が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２６）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２７）。その後、図１５に示す処理は終了する。
【０１１１】
一方、代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２８からステップＳ３０において、図１４に示したステップＳ１７からステップＳ１９と同様の処理が実行され、図１５に示す処理は終了する。なお、図１５に示す処理では、使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ガス漏れを判断することにより、迅速性を必要とするガス漏れの判断を優先し、安全性の向上を図っている。
【０１１２】
なお、上記実施形態では圧力センサ６１からの信号によって得られる振動波形から連続ＮＣＣを求めて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ６２からの信号によって得られる振動波形から連続ＮＣＣを求めて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１１３】
このようにして、本実施形態に係るガス器具判断システム１及びガス器具判断方法によれば、センサ６１，６２から出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形から使用ガス器具１０を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時や終了時において所定以上の変化を示してから微小時間中に得られる波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、微少時間中の振動波形から、使用ガス器具１０を判断することができる。また、積算電力計４０や水道メータ５０により検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具１０を判断する。ここで、ガス器具１０によっては微小時間中に得られる振動波形が似ているものもあり、このような似ている振動波形により使用ガス器具１０を誤判断してしまう可能性がある。しかし、似ている振動波形であっても、ライフエネルギの使用タイミングを参照することで、振動波形が似ているガス器具１０であっても区別を付けることができる。例えば、ガス給湯器とガス食器洗い乾燥器とでは、微少時間中の振動波形が似る傾向があるが、ガス給湯器は使用中常時電気や水道が使用されるのに対し、ガス食器洗い乾燥器は特定のタイミングのみ電気や水道が使用される。このようなライフエネルギの使用タイミングにより、両者を区別することができる。従って、使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができる。
【０１１４】
また、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できる場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このため、振動波形が特徴的で似ているガス器具１０が存在しない場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できるため、処理を簡略化することができる。
【０１１５】
また、振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具１０を判断する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具１０の振動波形であるとする。そして、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形が特定のガス器具１０の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、センサ６１，６２から得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具１０の振動波形である場合には、類似度は高くならず、類似度推移についても高くならないが、類似度推移はそのガス器具１０特有の推移を示す。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１１６】
また、記憶されたガス器具１０毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１１７】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係るガスメータ６０及びガス器具判断方法は、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【０１１８】
図１６は、第２実施形態に係るガスメータ６０の詳細を示す構成図である。図１６に示すように、第２実施形態に係るガスメータ６０は、生成部６３ｃ及び類似度推移算出部６３ｄに代えて、解析部（解析手段）６３ｇを備えている。
【０１１９】
解析部６３ｇは、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出するものである。具体的に本実施形態に係る解析部６３ｇは、振動波形をフーリエ変換することにより、スペクトルデータを算出する。なお、解析部６３ｇはフーリエ変換によりスペクトルデータを算出する場合に限らず、他の方法によってスペクトルデータを算出するようにしてもよい。
【０１２０】
また、解析部６３ｇを備えるため、記憶部６３ｅの記憶内容、及び、使用器具判断部６３ａの判断手法が第１実施形態と異なっている。
【０１２１】
図１７は、図１６に示した解析部６３ｇにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【０１２２】
図１７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が開始した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に３０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１７（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は２００Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に２０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。
【０１２３】
図１８は、図１６に示した解析部６３ｇにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）はガス給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【０１２４】
図１８（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１８（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が終了した場合、圧力波形は２００Ｈｚ付近までの圧力成分を含んでおり、特に９０Ｈｚ程度で大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１８（ｃ）に示すように、ガス給湯器の使用が終了した場合、３０Ｈｚ程度でやや大きな振幅を示す程度であり、その他の周波数成分を殆ど含まない傾向がある、なお、５０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１２５】
図１９は、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。図１９に示すように、ガス漏れが発生した場合、得られる圧力波形には２０Ｈｚ以上の周波数成分が殆ど含まれていない。なお、６０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１２６】
再度、図１６を参照する。記憶部６３ｅは、図１７〜図１９に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、使用器具判断部６３ａは、このスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具１０及びガス漏れを判断する。
【０１２７】
すなわち、ガス器具１０の使用開始時及び終了時、並びにガス漏れ時の所定上の変化が確認されると、解析部６３ｇは変化後の微小時間において得られた信号に基づく圧力波形をフーリエ変換してスペクトルデータを算出する。使用器具判断部６３ａは、解析部６３ｇにより算出されたスペクトルデータと、記憶部６３ｅにより記憶されたガス器具１０毎のスペクトルデータとを比較し、類似するものについて使用ガス器具１０やガス漏れを判断する。
【０１２８】
さらに、第２実施形態では第１実施形態と同様に類似するスペクトルデータが１つである場合、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、振動波形のみから使用ガス器具１０やガス漏れを判断する。
【０１２９】
次に、フローチャートを参照して、第２実施形態に係るガスメータ６０の動作を説明する。なお、第２実施形態においてメインフローは第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１３０】
図２０は、図１３に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。まず、図２０に示すステップＳ３１，Ｓ３２では、図１４に示したステップＳ１１，Ｓ１２と同様の処理が実行される。
【０１３１】
次に、解析部６３ｇは、微少時間中に得られた振動波形をフーリエ変換し、スペクトルデータを算出する（Ｓ３３）。その後、使用器具判断部６３ａは、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３４）、読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３５）。
【０１３２】
その後、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ３４において読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３３において算出したスペクトルデータとを対比させ、類似するものが１つであるかを判断する（Ｓ３６）。
【０１３３】
ここで、類似するものが１つである場合とは、例えば、記憶されたガス器具１０毎の全スペクトルデータと算出されたスペクトルデータとの類似度のうち、特定値以上となるものが１つであるときである。また、この他に、記憶されたガス器具１０毎の全スペクトルデータと算出されたスペクトルデータとの類似度のうち、１つの類似度だけが他の類似度よりも既定値以上高い場合なども該当する。
【０１３４】
類似するものが１つであると判断した場合（Ｓ３６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、類似する１つのスペクトルデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ３７）。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１３５】
一方、類似するものが１つでないと判断した場合（Ｓ３６：ＮＯ）、使用器具判断部６３ａは、積算電力計４０及び水道メータ５０からの信号に基づいて、電気及び水道の使用タイミングを判断する（Ｓ３８）。そして、使用器具判断部６３ａは、類似する複数のスペクトルデータが示すガス器具１０のうち、最も使用タイミングに適合するものを選択し、選択されたガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ３７）。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１３６】
図２１は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図２１に示すステップＳ４１〜Ｓ４３では、図１８に示したステップＳ３１〜Ｓ３３と同様の処理が実行される。
【０１３７】
その後、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ４４）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ４３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ４５）。
【０１３８】
次に、使用器具判断部６３ａは、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であるか否かを判断する（Ｓ４６）。ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であると判断した場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、使用器具判断部６３ａは、ガス漏れが発生したと判断する（Ｓ４７）。そして、図２１に示す処理は終了する。
【０１３９】
ところで、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上でないと判断した場合（Ｓ４６：ＮＯ）、ステップＳ４８〜Ｓ５２において図２０に示したステップＳ３４〜Ｓ３８と同様の処理が実行され、図２１に示す処理は終了する。
【０１４０】
なお、第２実施形態では圧力センサ６１からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用ガス器具１０やガス漏れを判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ６２からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用ガス器具１０やガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１４１】
このようにして、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、使用ガス器具１０の判断精度を向上させることができ、処理を簡略化することができる。
【０１４２】
さらに、第２実施形態によれば、センサ６１，６２から出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータに基づいて、判断を実行する。ここで、ガス器具使用時及び終了時における振動波形それぞれには、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれる。よって、波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータに基づいて判断を実行することで、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１４３】
また、記憶されたガス器具１０毎の類似度推移のうち、算出された類似度推移と類似するものが１つである場合、振動波形のみから使用ガス器具１０を判断できると判断して、ライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断する。このように、記憶内容との対比により判断することで、簡易にライフエネルギの使用タイミングに基づくことなく、使用ガス器具１０を判断することができる。
【０１４４】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【０１４５】
例えば、第１実施形態において類似度推移を式（１）により算出しているが、これに限らず、他の方法で類似度推移を算出するようにしてもよい。
【０１４６】
また、第１実施形態において使用器具判断部６３ａは、記憶部６３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータのうち、使用器具判断部６３ａにより算出された連続ＮＣＣと類似するものが存在しない場合、記憶部６３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０に不足があると判断してもよい。
【０１４７】
また、本実施形態では燃料ガスをＬＰガスとする場合の例について説明したが、これに限らず、都市ガスの場合にも適用可能である。
【０１４８】
また、本実施形態では最大で２秒の微小時間におけるガス漏れ振動波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断している。特に、本実施形態では、圧力や流量を計測する時間は２秒以内（望ましくは１秒以内）で充分であるが、予備的に２秒よりも長い時間の計測を行ってもよい。
【０１４９】
また、本実施形態において記憶部６３ｅは、ガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを記憶している。この連続ＮＣＣデータは、１つのガス器具１０に対して１つだけ記憶されていてもよいし、１つのガス器具１０に対して複数記憶されていてもよい。例えば、ガス給湯器ではガス給湯器内の水温によって連続ＮＣＣが異なってくる。この場合、記憶部６３ｅに記憶される連続ＮＣＣデータが１つだけであると、ガス給湯器の水温に応じて使用ガス器具１０の判断を誤ってしまう可能性がある。そこで、このようなガス器具１０に対しては複数の連続ＮＣＣデータを記憶しておくことが望ましい。これにより、より精度良く使用ガス器具１０を判断することができるからである。同様に、第２実施形態において１つのガス器具１０に対し、複数のスペクトルデータを記憶していてもよい。
【０１５０】
また、第２実施形態において解析部６３ｇは、スペクトルデータの全周波数域で類似度を算出しているが、これに限らず一部の周波数域のみで類似度を算出してもよい。例えば、ガス給湯器の使用終了時では１００Ｈｚ以上の周波数域においてもスペクトルデータに大きな振幅が得られるという特徴があるため、１００Ｈｚ以上の周波数域についてスペクトルデータの類似度を算出することによっても使用が終了したガス器具１０を特定することができる。このように、一部の周波数域のみで類似度を算出して演算量を減らすこともできる。
【０１５１】
さらに、上記実施形態では、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れについて、連続ＮＣＣを求めたり、スペクトルデータを求めたりすることで、判断している。しかし、これに限らず、例えば、図５や図７に示すような微小時間における波形を直接記憶しておき、波形同士の類似度などから、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。さらには、波形の特定点など波形の直接の特徴から使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。
【０１５２】
また、上記実施形態では、積算電力計４０及び水道メータ５０の双方により検出されたライフエネルギの使用タイミングから使用ガス器具１０を判断しているが、これに限らず、いずれか一方のライフエネルギの使用タイミングから使用ガス器具１０を判断してもよい。
【０１５３】
さらに、ガスメータ６０は所定以上の流量変化や圧力変化があった場合に、電力積算計４０及び水道メータ５０に信号の送信要求を行い、電力積算計４０及び水道メータ５０は送信要求があった場合のみに、電力量信号や水道量信号を送信するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５４】
１…ガス器具判断システム
１０…ガス器具
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…積算電力計（第２センサ）
５０…水道メータ（第２センサ）
６０…ガスメータ
６１…圧力センサ（第１センサ）
６２…流量センサ（第１センサ）
６３…制御部
６３ａ…使用器具判断部（使用器具判断手段）
６３ｂ…変動判断部
６３ｃ…生成部
６３ｄ…類似度推移算出部（類似度推移算出手段）
６３ｅ…記憶部
４３ｆ…サンプリング時間調整部
４３ｇ…解析部（解析手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサと、
電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサと、
前記第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、前記第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断手段と、
を備えることを特徴とするガス器具判断システム。
【請求項２】
前記第１センサから出力された信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段をさらに備え、
前記使用器具判断手段は、前記類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判断システム。
【請求項３】
前記第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析手段をさらに備え、
前記使用器具判断手段は、前記解析手段により算出されたスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判断システム。
【請求項４】
流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断工程を有する
ことを特徴とするガス器具判断方法。
【請求項１】
流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサと、
電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサと、
前記第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、前記第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断手段と、
を備えることを特徴とするガス器具判断システム。
【請求項２】
前記第１センサから出力された信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段をさらに備え、
前記使用器具判断手段は、前記類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、使用ガス器具を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判断システム。
【請求項３】
前記第１センサから出力された信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出する解析手段をさらに備え、
前記使用器具判断手段は、前記解析手段により算出されたスペクトルデータに基づいて、使用ガス器具を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判断システム。
【請求項４】
流路内のガス圧力に応じた信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる第１センサから出力された信号の所定以上の変化時からの微小時間中に得られる振動波形、及び、電気及び水道の少なくとも一方のライフエネルギについて使用を検出する第２センサにより検出されたライフエネルギの使用タイミングから、使用ガス器具を判断する使用器具判断工程を有する
ことを特徴とするガス器具判断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１３３７０（Ｐ２０１２−１３３７０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１９３４（Ｐ２０１０−１５１９３４）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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