ガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置
【課題】計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることが可能なガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置を提供する。
【解決手段】ガスメータ４０のＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に圧力センサ４１から読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。コンパレータ４２ｃは、更新された基準計測値に応じた信号と圧力センサ４１からの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。また、ＣＰＵ４２ａは、コンパレータ４２ｃから器具起動信号が入力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に圧力センサ４１から計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、当該所定値より大きな差が発生したときの変化方向と同一方向に連続して変化している場合に、トリガ信号を発生させる。
【解決手段】ガスメータ４０のＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に圧力センサ４１から読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。コンパレータ４２ｃは、更新された基準計測値に応じた信号と圧力センサ４１からの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。また、ＣＰＵ４２ａは、コンパレータ４２ｃから器具起動信号が入力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に圧力センサ４１から計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、当該所定値より大きな差が発生したときの変化方向と同一方向に連続して変化している場合に、トリガ信号を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置に関する。
【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）。
【０００３】
しかし、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されたガス器具（以下、使用ガス器具という）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。
【０００４】
そこで、短時間における波形から、使用ガス器具を判断するガス状況判断装置が提案されている。このガス状況判断装置では、ガス器具使用開始直後又は終了直後の微小時間において、圧力や流量の計測値に使用ガス器具特有の振動が発生するという理論に基づくものである。そして、このガス状況判断装置は、ガス器具使用開始時点や終了時点を判断するために、計測値を監視し、この計測値が所定以上変化した場合にトリガ信号を発生させている。トリガ信号が発生されると、ガス状況判断装置は、トリガ信号発生後の微小時間（例えば最大２秒）における波形を高速サンプリングにより取得し、取得された微小時間における波形の特徴からガス器具を判断するようにしている。また、このガス器具判断装置では、微小時間における波形の特徴からガス漏れについても判断するようになっている。これにより、このガス状況判断装置では、微小時間におけるデータ取得によって使用ガス器具及びガス漏れの判断ができ、短時間のガス器具判断及びガス漏れ判断を可能としている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【特許文献４】特開２００８−１０８１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、ガス圧力やガス流量の計測値変化後の微小時間における波形を得る必要があるため、計測値変化時点を正確に判断してトリガ信号を発生させる必要がある。しかし、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、計測値変化時点の判断の正確性について向上の余地があるものであった。すなわち、計測値が所定以上変化した場合にトリガ信号を発生させるとすると、圧力や流量の計測値に振動があった場合には、その時点においてトリガ信号を発生させてしまう。このため、ガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点を正確に判断できず、誤ったトリガ信号を発生させてしまう可能性があった。
【０００７】
加えて、ガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点を判断するためには、極めて微小な時間間隔で圧力値や流量値をサンプリングしなければならず、消費電力が多大となってしまう。
【０００８】
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、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることが可能なガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガス状況判断装置は、流路内のガス圧力に応じた計測値の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計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、を備え、トリガ信号発生手段は、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のトリガ信号発生装置は、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生装置であって、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これらによれば、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。また、コンパレータが、更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。そして、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、計測センサから所定時間毎に計測値の信号を読み込む。このため、コンパレータからの器具起動信号が出力されるまでは、ＣＰＵ等は、規定時間毎に計測値の信号を読み込めばよく、消費電力が低減される。
【００１２】
また、所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる。ここで、ガス器具の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力は連続して低下する傾向にあり、ガス流量は連続して上昇する傾向にある。同様に、ガス器具の使用終了時には、ガス流量が所定の流量値に低下するまで、ガス圧力は連続して上昇する傾向にあり、ガス流量は連続して低下する傾向にある。このため、計測値に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることができる。よって、同一方向への連続性を判断することで、より正確にガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点を判断することができる。
【００１３】
従って、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置によれば、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】図２に示したＣＰＵ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】ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。
【図５】ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。
【図６】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）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【図７】図２に示したＣＰＵ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）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【図８】図２に示したＣＰＵ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、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９】図２に示したＣＰＵ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１０】図２に示したＣＰＵによる基準計測値の更新の様子を示すタイミングチャートである。
【図１１】図２に示したＣＰＵによるトリガ信号の発生の様子を示すタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したトリガＩＣのフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボードのメインフローチャートである。
【図１４】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。
【図１５】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【図１６】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）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【図１７】図２に示したＣＰＵにより算出される算出される連続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）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【図１８】図２に示したＣＰＵ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】第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボードのフローチャートである。
【図２０】図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。
【図２１】図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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装置を含む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、ガスメータ（ガス器具判断装置）４０とを備えている。
【００１７】
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４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０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４０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４０、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。
【００１８】
図２は、図１に示したガスメータ４０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４０は、圧力センサ（計測センサ）４１と、トリガＩＣ４２と、メインボード４３とを有している。圧力センサ４１は、ガスメータ４０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号（アナログ信号）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。
【００１９】
トリガＩＣ４２は、ＣＰＵ（トリガ信号発生手段）４２ａと、Ｄ／Ａ変換器４２ｂと、コンパレータ４２ｃと、Ａ／Ｄ変換器４２ｄと、メモリ４２ｅとを備えている。
【００２０】
ＣＰＵ４２ａは、ガス器具１０の使用開始時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点をとらえて、トリガ信号を発生させるものである。Ａ／Ｄ変換器４２ｄは、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号を入力し、デジタル化してＣＰＵ４２ａに出力するものである。また、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からのアナログの計測値の信号を規定時間（例えば１秒又は２秒）毎に読み込む。さらに、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からの信号を読み込むと、この信号に応じた計測値を示すデジタルの信号をＤ／Ａ変換器４２ｂに送信する。この信号は、規定時間が経過して次回圧力センサ４１からアナログの計測値の信号が読み込まれるまで、送信され続ける。
【００２１】
Ｄ／Ａ変換器４２ｂは、ＣＰＵ４２ａから送信されるデジタルの計測値の信号を入力し、アナログ化してコンパレータ４２ｃに出力するものである。コンパレータ４２ｃは、Ｄ／Ａ変換器４２ｂから出力されたアナログの計測値の信号と、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号とを常時比較するものである。また、コンパレータ４２ｃは、比較の結果、両者に所定値（例えば２５Ｐａ）より大きい差が発生した場合に、器具起動信号をＣＰＵ４２ａに出力する。具体的に本実施形態では、Ｄ／Ａ変換器４２ｂから出力されたアナログ信号が示す計測値よりも、圧力センサ４１から出力されたアナログ信号が示す計測値の方が２５Ｐａより下回る場合に、器具起動信号をＣＰＵ４２ａに出力する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器４２ｄは、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号を入力し、デジタル化してＣＰＵ４２ａに出力するものである。
【００２３】
また、ＣＰＵ４２ａは、基準更新機能（基準更新手段）と、信号発生機能（信号発生手段）とを備えている。基準更新機能は、基準計測値を順次更新していく機能であって、上記した規定時間毎に読み込まれた圧力センサ４１からの信号が示す計測値を、基準計測値とする機能である。すなわち、基準計測値は、規定時間毎に順次更新されることとなる。
【００２４】
信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が入力された場合に有効化する機能である。この信号発生機能は、有効化すると規定時間よりも短い所定時間（例えば２ｍｓ）毎に圧力センサ４１から計測値の信号をＡ／Ｄ変換器４２ｄを介して読み込む。また、信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が入力された場合、当該所定値より大きな差が発生したときの変化方向を特定する。すなわち、信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が出力されたときの変化方向を特定する。ここで、本実施形態において変化方向は下回る方向である。
【００２５】
次いで、信号発生機能は、所定時間毎に読み込んだ信号が示す計測値が、特定した変化方向と同一方向に連続して変化しているかを判断する。そして、信号発生機能は、特定した変化方向と同一方向（本実施形態では下回る方向）に連続して変化していると判断した場合、トリガ信号を発生させる。
【００２６】
ここで、ガス器具１０の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力が連続して低下する傾向にある。このため、ガス圧力に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることにできる。なお、トリガ信号はＣＰＵ４２ａ内で内部発生させられる。
【００２７】
メモリ４２ｅは、圧力センサ４１からの信号が示す計測値の情報を記憶するものである。ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生すると、トリガ信号発生時点から所定個数（例えば連続２００個）の圧力データを収集し、メモリ４２ｅに記憶させていく。ここで、トリガ信号発生時点とは、器具起動信号の入力時点である。また、メモリ４２ｅは、基準計測値についても記憶している。
【００２８】
また、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を内部発生すると、メインボード４３にその旨の信号を送信する。さらに、ＣＰＵ４２ａは、メモリ４２ｅに所定個数の圧力データが蓄積されると、これらの圧力データを一括してメインボード４３に送信する。
【００２９】
メインボード４３は、使用ガス器具１０やガス漏れを判断するものであり、ＣＰＵ４３ａを備えている。ＣＰＵ４３ａは、メインボード４３の全体を統括しており、トリガＩＣ４２のＣＰＵ４２ａから信号送信されることにより有効化して機能する。また、ＣＰＵ４３ａは、有効化すると使用ガス器具１０やガス漏れを判断し、機能を停止すると共に、その旨の情報をトリガＩＣ４２に送信する。
【００３０】
次に、メインボード４３のＣＰＵ４３ａによる使用ガス器具１０及びガス漏れの判断手法について説明する。まず、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始直後やガス漏れ発生直後の微小時間（例えば最大で２ｓ）において圧力の計測値に振動が発生することを見出した。以下の判断手法では、この振動を解析することにより使用ガス器具１０及びガス漏れを判断することとなる。なお、以下では、２つの判断手法を例示するが、判断手法は以下のものに限られるものではない。
【００３１】
まず、第１の判断手法について説明する。第１の判断手法は、類似度推移を用いるものである。具体的に本実施形態において類似度推移とは連続ＮＣＣであり、連続ＮＣＣとは、連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。
【００３２】
第１の判断手法において使用ガス器具１０及びガス漏れの判断にあたり、ＣＰＵ４３ａは、まず所定の波形を生成する。ここで、生成される波形は、例えばガス漏れ発生時に得られると予測されるガス漏れ発生時の振動波形である。
【００３３】
図３は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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３に示すように、ＣＰＵ４３ａ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。
【００３４】
次いで、ＣＰＵ４３ａは、生成した所定の振動波形と、トリガＩＣ４２から一括送信された微小時間中の振動波形との類似度推移を算出する。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。ＣＰＵ４３ａ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（すなわち、連続ＮＣＣという）を求める。
【数１】
【００３５】
類似度推移の算出後、ＣＰＵ４３ａは、算出した類似度推移の代表値が閾値以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。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、トリガ信号が発生してから、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。
【００３６】
図４は、ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。図４に示すように、ガス漏れ発生時には、圧力が低下しつつ振動する波形を示すこととなる。この波形は、図３に示したようにＣＰＵ４３ａにより生成されたガス漏れ振動波形と相関が高い。このため、類似度推移の代表値は高い値を示すこととなり、ＣＰＵ４３ａはガス漏れが発生したと判断することとなる。
【００３７】
図５は、ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図５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。
【００３８】
図５に示すように、ガス漏れ時において圧力変化の発生直後（時刻０秒付近）における連続ＮＣＣは、「０．７」から「０．８」程度の値を示す。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。よって、ＣＰＵ４３ａは、類似度推移第１判断部４３ａにより算出された類似度推移の代表値が「０．９」以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。
【００３９】
図６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）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【００４０】
図６（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６（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６（ｃ）に示すように、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。
【００４１】
図７は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【００４２】
ガステーブルの使用が開始した場合、図６（ａ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４３】
また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図６（ｂ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４４】
また、給湯器の使用が開始した場合、図６（ｃ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４５】
このようにガス器具１０の使用開始時において、連続ＮＣＣは大半の期間で「０．９」以上を示さない。このため、判断部５２ａは、連続ＮＣＣの代表値が閾値以上でない場合、ガス漏れ発生でなくガス器具１０が使用されたと判断する。
【００４６】
また、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なっている。このため、ＣＰＵ４３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用ガス器具１０を判断する。具体的にはＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、ガステーブルについて図７（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７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図７（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、ＣＰＵ４３ａは、記憶した連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続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。
【００４７】
次に、ＣＰＵ４３ａ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。ＣＰＵ４３ａは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、ＣＰＵ４３ａは以下の式（２）を記憶している。
【数２】
【００４８】
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４１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４を参照して説明する。
【００４９】
ＣＰＵ４３ａは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【数３】
【００５０】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図４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。ＣＰＵ４３ａは、計測値データから最初の極値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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、ＣＰＵ４３ａは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。
【数４】
【００５３】
このような式であるため、ＣＰＵ４３ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。
【００５４】
なお、図４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、ＣＰＵ４３ａ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４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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ４３ａは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。
【数５】
【００５６】
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。
【００５７】
このような式であるため、ＣＰＵ４３ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。
【００５８】
以上のように、ＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、求めた式と、計測値データ（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。
【００５９】
ここで、ＣＰＵ４３ａ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４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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６０】
具体的にＣＰＵ４３ａ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】
【００６１】
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。
【００６２】
さらに、この場合、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６３】
次に、第２の判断手法について説明する。第２の判断手法は、スペクトルデータを用いるものである。具体的に本実施形態に係るＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６４】
図８は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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、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８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。
【００６５】
図９は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が開始した場合、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付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図９（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９（ｃ）に示すように、給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は１８０Ｈｚ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。
【００６７】
また、ＣＰＵ４３ａは、図８及び図９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、ＣＰＵ４３ａは、このスペクトルデータに基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断する。
【００６８】
すなわち、ＣＰＵ４３ａは、算出したスペクトルデータと、記憶したスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、ガス漏れの発生や使用ガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。
【００６９】
次に、本実施形態に係るトリガＩＣ４２によるトリガ信号発生について詳細に説明する。上記したように、トリガＩＣ４２のＣＰＵ４２ａは、基準更新機能と、信号発生機能とを備えている。トリガＩＣ４２は、これらの機能によりガス漏れ発生時やガス器具１０の使用開始時をより正確にとらえて圧力データを収集するようにしている。
【００７０】
図１０は、図２に示したＣＰＵ４２ａによる基準計測値の更新の様子を示すタイミングチャートである。上記したように、ＣＰＵ４２ａは規定時間（図１０に示すＮｓｅｃに相当）毎に圧力センサ４１からのアナログの計測値の信号を読み込んでいる。そして、ＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に読み込んだ信号（図１０に示すａ（Ｉ−１）及びａ（Ｉ）に相当）が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。
【００７１】
一方、コンパレータ４２ｃには、圧力センサ４１からの信号がＤ／Ａ変換器４２ｂ等を介することなく入力されている。そして、コンパレータ４２ｃは、圧力センサ４１からの信号が例えば信号ａ（Ｉ）よりも所定値（図１０に示すＴＨ）を超えて下回る場合に、器具起動信号を出力する。
【００７２】
図１１は、図２に示したＣＰＵ４２ａによるトリガ信号の発生の様子を示すタイミングチャートである。ＣＰＵ４２ａは、器具起動信号を入力すると、信号発生機能を有効化し、所定時間毎にＡ／Ｄ変換器４２ｄを介して計測値の信号を読み込む。ここで、読み込んだ信号が示す計測値をａ（ｋ＋ｎ）とする。なお、ｎは任意の自然数である。
【００７３】
そして、ＣＰＵ４２ａは、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ）が下回る方向に変化しているか否か、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ＋１）が下回る方向に変化しているか否か、及び、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ＋２）が下回る方向に変化しているか否かを判断する。そして、上記すべてについて下回る方向に変化していると判断した場合、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生させる。このとき、トリガ信号の発生タイミングは、ａ（ｋ）の時点である。なお、例えばａ（ｋ＋１）はａ（Ｉ）に対して下回る方向に変化していればａ（ｋ）よりも大きい値でもよい。ａ（ｋ＋２）についても同様である。
【００７４】
以上のようにトリガ信号が発生すると、ＣＰＵ４２ａは、メインボード４３にその信号を出力する。これにより、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは起動することとなる。また、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号が発生すると、圧力センサ４１からの信号をメモリ４２ｅに記憶させていく。そして、ＣＰＵ４２ａは、ａ（ｋ）から所定個数の圧力データを記憶させた後に、所定個数の圧力データを一括してメインボード４３に送信する。その後、上記したガス漏れ及び使用ガス器具１０の判断処理が実行されることとなる。
【００７５】
なお、図１１に示す例において、それぞれの変化方向が同一方向でなかった場合、図１１に示すａ（ｋ＋１）から３つの計測値が基準計測値と比較され、変化方向の同一性が判断されることとなる。
【００７６】
また、図１１においてＣＰＵ４２ａは、基準計測値、ａ（ｋ）、ａ（ｋ＋１）、及びａ（ｋ＋２）の３つの計測値を比較して変化方向を判断しているが、これに限らず、基準計測値と２つの計測値とを比較して変化方向を判断してもよいし、基準計測値と４つ以上の計測値とを比較して変化方向を判断してもよい。
【００７７】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るガス状況判断方法を説明する。図１２は、本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したトリガＩＣ４２のフローチャートである。
【００７８】
まず、ＣＰＵ４２ａは、前回基準計測値を更新してから規定時間経過したか否かを判断する（Ｓ１）。規定時間経過していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、規定時間経過したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、基準計測値を更新する（Ｓ２）。すなわち、ＣＰＵ４２ａは、今回読み込んだアナログ信号が示す計測値を、基準計測値とする。そして、処理はステップＳ３に移行する。
【００７９】
ステップＳ３においてＣＰＵ４２ａは、コンパレータ４２ｃから器具起動信号を入力したか否かを判断する（Ｓ３）。器具起動信号を入力していないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、器具起動信号を入力したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、Ａ／Ｄ変換器４２ｄを介して所定時間毎に計測値の信号を読み込む（Ｓ４）。
【００８０】
次いで、ＣＰＵ４２ａは、圧力に所定値より大きな差が発生したときの変化方向を特定する（Ｓ５）。次に、ＣＰＵ４２ａは、ステップＳ５にて判断した変化方向が、所定回数連続するか否かを判断する（Ｓ６）。なお、この判断は、図１１に示したようにして行われる。ステップＳ５にて判断した変化方向が所定回数連続しないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。
【００８１】
一方、ステップＳ５にて判断した変化方向が所定回数連続すると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生させる（Ｓ７）。次いで、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からの信号を順次読み込んで、メモリ４２ｅに圧力データを所定個数記憶させる（Ｓ８）。その後、ＣＰＵ４２ａは、ステップＳ８において記憶させた所定個数の圧力データを一括して送信する（Ｓ９）。そして、図１２に示す処理は終了する。
【００８２】
次に、メインボード４３の処理について説明する。図１３は、本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボード４３のメインフローチャートである。
【００８３】
図１３に示すように、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは所定個数の圧力データを受信したか否かを判断する（Ｓ１１）。圧力データを受信していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、受信したと判断されるまで、この処理が繰り返される。
【００８４】
圧力データを受信したと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理を実行する（Ｓ１２）。その後、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ１２の処理においてガス漏れが発生していたか否かを判断する（Ｓ１３）。ガス漏れが発生していたと判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは保安処理を実行し（Ｓ１４）、図１３に示す処理は終了する。
【００８５】
一方、ガス漏れが発生していなかったと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、保安処理を実行せず、図１３に示す処理は終了する。
【００８６】
図１４は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図１４に示すように、まず、ＣＰＵ４３ａ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（Ｓ２１）。このとき、ＣＰＵ４３ａ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。
【００８７】
次に、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２１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（Ｓ２２）。このとき、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２１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。
【００８８】
そして、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２２において生成されたガス漏れ振動波形と、受信した圧力データ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（Ｓ２３）。
【００８９】
次に、ＣＰＵ４３ａ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（Ｓ２４）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２５）。その後、図１４に示す処理は終了する。
【００９０】
代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、記憶されているガス器具１０毎の類似度推移データを読み出す（Ｓ２６）。次いで、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２６にて読み出したガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータのうち、ステップＳ２３において算出した連続ＮＣＣと最も近いものを特定し、使用が開始したガス器具１０を判断する（Ｓ２７）。その後、図１４に示す処理は終了する。
【００９１】
なお、図１４に示す処理では、ステップＳ２７において使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ステップＳ２４におい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。
【００９２】
図１５は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【００９３】
図１５に示すように、まず、ＣＰＵ４３ａは、ガスメータ４０から受信した圧力データに基づく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（Ｓ３１）。その後、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ３２）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３３）。
【００９４】
次に、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ３３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（Ｓ３４）。ステップＳ３３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（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａはガス漏れが発生したと判断する（Ｓ３５）。そして、図１５に示す処理は終了する。
【００９５】
ところで、ステップＳ３３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（Ｓ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３６）、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Ｓ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３７）。
【００９６】
その後、ＣＰＵ４３ａは、類似度が最大となったスペクトルデータが示す種類のガス器具１０の使用が開始したと判断する（Ｓ３８）。そして、図１５に示す処理は終了する。
【００９７】
このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０によれば、規定時間毎に圧力センサ４１から読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。また、コンパレータ４２ｃが、更新された基準計測値に応じた信号と圧力センサ４１からの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。そして、コンパレータ４２ｃから器具起動信号が出力された場合に、圧力センサ４１から所定時間毎に計測値の信号を読み込む。このため、コンパレータ４２ｃからの器具起動信号が出力されるまでは、ＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に計測値の信号を読み込めばよく、消費電力が低減される。
【００９８】
また、所定時間毎に圧力センサ４１から計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる。ここで、ガス器具１０の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力は連続して低下する傾向にある。このため、計測値に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることができる。よって、同一方向への連続性を判断することで、より正確にガス器具１０の使用開始時点及びガス漏れ発生時点を判断することができる。
【００９９】
従って、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【０１００】
次に、本実施形態に係るガスメータ４０の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０は、第１実施形態のものと同様であるが、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について説明する。
【０１０１】
まず、第１実施形態においてトリガＩＣ４２は、ガス器具１０の使用開始時及びガス漏れ発生時を正確に判断することを目的としていたが、第２実施形態おいてトリガＩＣ４２は、ガス器具１０の使用終了時を正確に判断することを目的としている。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用終了直後の微小時間（例えば最大で２ｓ）においても圧力の計測値に振動が発生することを見出した。特に、この振動は、ガス器具１０の使用開始時と同様に、ガス器具１０毎に特徴を示すものである。このため、第２実施形態では、使用開始時等と終了時との相違から、第１実施形態と各種処理内容が異なっている。
【０１０２】
まず、変化方向が同一方向であるかを判断する点は第１実施形態と同じである。しかし、第１実施形態において変化方向が下回る方向であったのに対して、第２実施形態ではガス器具１０の使用終了時を正確に判断するものであるため、変化方向が上回る方向となっている。このため、ＣＰＵ４２ａは、上回る方向が連続した場合に、トリガ信号を発生させることとなる。
【０１０３】
また、ガス器具１０の使用終了時においては、使用開始時と得られる振動波形が異なることから連続ＮＣＣやスペクトルデータについても第１実施形態と異なっている。
【０１０４】
図１６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）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【０１０５】
図１６（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１６（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１６（ｃ）に示すように、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。
【０１０６】
図１７は、図２に示したＣＰＵ４３ａにより算出される算出される連続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）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【０１０７】
ガステーブルの使用が終了した場合、図１６（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（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」程度となり、その後「０．６」付近を維持する。
【０１０８】
また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図１６（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（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「０．２」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、再度「０．３」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。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【０１０９】
また、給湯器の使用が終了した場合、図１６（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（ｃ）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０．０２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。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【０１１０】
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、ＣＰＵ４３ａ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ＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、ガステーブルについて図１７（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１７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図１７（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、ＣＰＵ４３ａは、記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続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。
【０１１１】
図１８は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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。
【０１１２】
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１５０Ｈｚ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、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。
【０１１３】
また、ＣＰＵ４３ａは、図１８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、ＣＰＵ４３ａは、このスペクトルデータに基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。
【０１１４】
すなわち、ＣＰＵ４３ａは、算出したスペクトルデータと、記憶したスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、使用が終了したガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。
【０１１５】
図１９は、第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボード４３のフローチャートである。
【０１１６】
図１９に示すように、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは所定個数の圧力データを受信したか否かを判断する（Ｓ４１）。圧力データを受信していないと判断した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、受信したと判断されるまで、この処理が繰り返される。
【０１１７】
圧力データを受信したと判断した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、終了ガス器具判断処理を実行する（Ｓ４２）。その後、図１９に示す処理は終了する。
【０１１８】
図２０は、図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図２０に示すステップＳ５１〜Ｓ５３において、図１４に示したステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の処理が実行される。
【０１１９】
その後、図２０に示すステップＳ５４，Ｓ５５において、図１６に示したステップＳ５６，Ｓ５７と同様の処理が実行される。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１２０】
図２１は、図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。図２１に示すステップＳ６１において、図１５に示したステップＳ３１と同様の処理が実行される。
【０１２１】
その後、図２１に示すステップＳ６２〜Ｓ６４において、図１５に示したステップＳ３６〜Ｓ３８と同様の処理が実行される。そして、図２１に示す処理は終了する。
【０１２２】
このようにして、第２実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法によれば、第１実施形態と同様に、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【０１２３】
さらに、第２実施形態によれば、ガス器具１０の終了時点についてもより正確に判断することができる。
【０１２４】
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し、各実施形態を組み合わせてもよい。
【０１２５】
例えば、上記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。
【０１２６】
また、上記実施形態においてＣＰＵ４３ａは、記憶した連続ＮＣＣデータのうち、算出した連続ＮＣＣと類似するものが存在しない場合、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、本実施形態においてＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａ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、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。
【０１３０】
また、上記実施形態においてＣＰＵ４３ａ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。
【０１３１】
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４や図６や図１８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。
【０１３２】
さらに、上記実施形態では圧力センサ４１を備えているが、これに代えて、又はこれに加えて流量センサを備えていてもよい。なお、流量センサは、ガスメータ４０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。ここで、圧力と流量とには一定の相関がある。このため、流量センサからの信号に基づいてガス器具１０の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れの発生時を判断してもよい。この場合、第１実施形態においてコンパレータ４２ｃは、規定時間前の流量センサからの信号よりも流量センサからＣＰＵ４２ａを介することなく入力される信号が示す計測値が所定値よりも大きい場合に、器具起動信号を出力することとなる。また、第２実施形態においては、上記の逆となる。
【０１３３】
さらに、上記実施形態においては、トリガＩＣ４２の部位だけの機能を有したトリガ信号発生装置として用いることも可能である。この場合、既存のガスメータ４０に外付けなどして、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
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…ガスメータ（ガス状況判断装置）
４１…圧力センサ
４２…トリガＩＣ
４２ａ…ＣＰＵ（基準更新手段、信号発生手段）
４２ｂ…Ａ／Ｄ変換器
４２ｃ…メモリ
４３…メインボード
４３ａ…ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置に関する。
【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）。
【０００３】
しかし、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されたガス器具（以下、使用ガス器具という）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。
【０００４】
そこで、短時間における波形から、使用ガス器具を判断するガス状況判断装置が提案されている。このガス状況判断装置では、ガス器具使用開始直後又は終了直後の微小時間において、圧力や流量の計測値に使用ガス器具特有の振動が発生するという理論に基づくものである。そして、このガス状況判断装置は、ガス器具使用開始時点や終了時点を判断するために、計測値を監視し、この計測値が所定以上変化した場合にトリガ信号を発生させている。トリガ信号が発生されると、ガス状況判断装置は、トリガ信号発生後の微小時間（例えば最大２秒）における波形を高速サンプリングにより取得し、取得された微小時間における波形の特徴からガス器具を判断するようにしている。また、このガス器具判断装置では、微小時間における波形の特徴からガス漏れについても判断するようになっている。これにより、このガス状況判断装置では、微小時間におけるデータ取得によって使用ガス器具及びガス漏れの判断ができ、短時間のガス器具判断及びガス漏れ判断を可能としている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【特許文献４】特開２００８−１０８１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、ガス圧力やガス流量の計測値変化後の微小時間における波形を得る必要があるため、計測値変化時点を正確に判断してトリガ信号を発生させる必要がある。しかし、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、計測値変化時点の判断の正確性について向上の余地があるものであった。すなわち、計測値が所定以上変化した場合にトリガ信号を発生させるとすると、圧力や流量の計測値に振動があった場合には、その時点においてトリガ信号を発生させてしまう。このため、ガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点を正確に判断できず、誤ったトリガ信号を発生させてしまう可能性があった。
【０００７】
加えて、ガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点を判断するためには、極めて微小な時間間隔で圧力値や流量値をサンプリングしなければならず、消費電力が多大となってしまう。
【０００８】
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、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることが可能なガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガス状況判断装置は、流路内のガス圧力に応じた計測値の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計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、を備え、トリガ信号発生手段は、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のトリガ信号発生装置は、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生装置であって、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、規定時間よりも短い所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
これらによれば、規定時間毎に計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。また、コンパレータが、更新された基準計測値に応じた信号と計測センサからの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。そして、コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、計測センサから所定時間毎に計測値の信号を読み込む。このため、コンパレータからの器具起動信号が出力されるまでは、ＣＰＵ等は、規定時間毎に計測値の信号を読み込めばよく、消費電力が低減される。
【００１２】
また、所定時間毎に計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる。ここで、ガス器具の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力は連続して低下する傾向にあり、ガス流量は連続して上昇する傾向にある。同様に、ガス器具の使用終了時には、ガス流量が所定の流量値に低下するまで、ガス圧力は連続して上昇する傾向にあり、ガス流量は連続して低下する傾向にある。このため、計測値に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることができる。よって、同一方向への連続性を判断することで、より正確にガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点を判断することができる。
【００１３】
従って、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガス状況判断装置及びトリガ信号発生装置によれば、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】図２に示したＣＰＵ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】ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。
【図５】ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。
【図６】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）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【図７】図２に示したＣＰＵ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）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【図８】図２に示したＣＰＵ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、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９】図２に示したＣＰＵ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１０】図２に示したＣＰＵによる基準計測値の更新の様子を示すタイミングチャートである。
【図１１】図２に示したＣＰＵによるトリガ信号の発生の様子を示すタイミングチャートである。
【図１２】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したトリガＩＣのフローチャートである。
【図１３】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボードのメインフローチャートである。
【図１４】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。
【図１５】図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【図１６】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）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【図１７】図２に示したＣＰＵにより算出される算出される連続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）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【図１８】図２に示したＣＰＵ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】第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボードのフローチャートである。
【図２０】図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。
【図２１】図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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装置を含む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、ガスメータ（ガス器具判断装置）４０とを備えている。
【００１７】
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４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０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４０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４０、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。
【００１８】
図２は、図１に示したガスメータ４０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４０は、圧力センサ（計測センサ）４１と、トリガＩＣ４２と、メインボード４３とを有している。圧力センサ４１は、ガスメータ４０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号（アナログ信号）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。
【００１９】
トリガＩＣ４２は、ＣＰＵ（トリガ信号発生手段）４２ａと、Ｄ／Ａ変換器４２ｂと、コンパレータ４２ｃと、Ａ／Ｄ変換器４２ｄと、メモリ４２ｅとを備えている。
【００２０】
ＣＰＵ４２ａは、ガス器具１０の使用開始時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点をとらえて、トリガ信号を発生させるものである。Ａ／Ｄ変換器４２ｄは、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号を入力し、デジタル化してＣＰＵ４２ａに出力するものである。また、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からのアナログの計測値の信号を規定時間（例えば１秒又は２秒）毎に読み込む。さらに、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からの信号を読み込むと、この信号に応じた計測値を示すデジタルの信号をＤ／Ａ変換器４２ｂに送信する。この信号は、規定時間が経過して次回圧力センサ４１からアナログの計測値の信号が読み込まれるまで、送信され続ける。
【００２１】
Ｄ／Ａ変換器４２ｂは、ＣＰＵ４２ａから送信されるデジタルの計測値の信号を入力し、アナログ化してコンパレータ４２ｃに出力するものである。コンパレータ４２ｃは、Ｄ／Ａ変換器４２ｂから出力されたアナログの計測値の信号と、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号とを常時比較するものである。また、コンパレータ４２ｃは、比較の結果、両者に所定値（例えば２５Ｐａ）より大きい差が発生した場合に、器具起動信号をＣＰＵ４２ａに出力する。具体的に本実施形態では、Ｄ／Ａ変換器４２ｂから出力されたアナログ信号が示す計測値よりも、圧力センサ４１から出力されたアナログ信号が示す計測値の方が２５Ｐａより下回る場合に、器具起動信号をＣＰＵ４２ａに出力する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器４２ｄは、圧力センサ４１から出力されたアナログの計測値の信号を入力し、デジタル化してＣＰＵ４２ａに出力するものである。
【００２３】
また、ＣＰＵ４２ａは、基準更新機能（基準更新手段）と、信号発生機能（信号発生手段）とを備えている。基準更新機能は、基準計測値を順次更新していく機能であって、上記した規定時間毎に読み込まれた圧力センサ４１からの信号が示す計測値を、基準計測値とする機能である。すなわち、基準計測値は、規定時間毎に順次更新されることとなる。
【００２４】
信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が入力された場合に有効化する機能である。この信号発生機能は、有効化すると規定時間よりも短い所定時間（例えば２ｍｓ）毎に圧力センサ４１から計測値の信号をＡ／Ｄ変換器４２ｄを介して読み込む。また、信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が入力された場合、当該所定値より大きな差が発生したときの変化方向を特定する。すなわち、信号発生機能は、コンパレータから器具起動信号が出力されたときの変化方向を特定する。ここで、本実施形態において変化方向は下回る方向である。
【００２５】
次いで、信号発生機能は、所定時間毎に読み込んだ信号が示す計測値が、特定した変化方向と同一方向に連続して変化しているかを判断する。そして、信号発生機能は、特定した変化方向と同一方向（本実施形態では下回る方向）に連続して変化していると判断した場合、トリガ信号を発生させる。
【００２６】
ここで、ガス器具１０の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力が連続して低下する傾向にある。このため、ガス圧力に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることにできる。なお、トリガ信号はＣＰＵ４２ａ内で内部発生させられる。
【００２７】
メモリ４２ｅは、圧力センサ４１からの信号が示す計測値の情報を記憶するものである。ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生すると、トリガ信号発生時点から所定個数（例えば連続２００個）の圧力データを収集し、メモリ４２ｅに記憶させていく。ここで、トリガ信号発生時点とは、器具起動信号の入力時点である。また、メモリ４２ｅは、基準計測値についても記憶している。
【００２８】
また、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を内部発生すると、メインボード４３にその旨の信号を送信する。さらに、ＣＰＵ４２ａは、メモリ４２ｅに所定個数の圧力データが蓄積されると、これらの圧力データを一括してメインボード４３に送信する。
【００２９】
メインボード４３は、使用ガス器具１０やガス漏れを判断するものであり、ＣＰＵ４３ａを備えている。ＣＰＵ４３ａは、メインボード４３の全体を統括しており、トリガＩＣ４２のＣＰＵ４２ａから信号送信されることにより有効化して機能する。また、ＣＰＵ４３ａは、有効化すると使用ガス器具１０やガス漏れを判断し、機能を停止すると共に、その旨の情報をトリガＩＣ４２に送信する。
【００３０】
次に、メインボード４３のＣＰＵ４３ａによる使用ガス器具１０及びガス漏れの判断手法について説明する。まず、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始直後やガス漏れ発生直後の微小時間（例えば最大で２ｓ）において圧力の計測値に振動が発生することを見出した。以下の判断手法では、この振動を解析することにより使用ガス器具１０及びガス漏れを判断することとなる。なお、以下では、２つの判断手法を例示するが、判断手法は以下のものに限られるものではない。
【００３１】
まず、第１の判断手法について説明する。第１の判断手法は、類似度推移を用いるものである。具体的に本実施形態において類似度推移とは連続ＮＣＣであり、連続ＮＣＣとは、連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。
【００３２】
第１の判断手法において使用ガス器具１０及びガス漏れの判断にあたり、ＣＰＵ４３ａは、まず所定の波形を生成する。ここで、生成される波形は、例えばガス漏れ発生時に得られると予測されるガス漏れ発生時の振動波形である。
【００３３】
図３は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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３に示すように、ＣＰＵ４３ａ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。
【００３４】
次いで、ＣＰＵ４３ａは、生成した所定の振動波形と、トリガＩＣ４２から一括送信された微小時間中の振動波形との類似度推移を算出する。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。ＣＰＵ４３ａ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（すなわち、連続ＮＣＣという）を求める。
【数１】
【００３５】
類似度推移の算出後、ＣＰＵ４３ａは、算出した類似度推移の代表値が閾値以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。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、トリガ信号が発生してから、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。
【００３６】
図４は、ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。図４に示すように、ガス漏れ発生時には、圧力が低下しつつ振動する波形を示すこととなる。この波形は、図３に示したようにＣＰＵ４３ａにより生成されたガス漏れ振動波形と相関が高い。このため、類似度推移の代表値は高い値を示すこととなり、ＣＰＵ４３ａはガス漏れが発生したと判断することとなる。
【００３７】
図５は、ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図５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。
【００３８】
図５に示すように、ガス漏れ時において圧力変化の発生直後（時刻０秒付近）における連続ＮＣＣは、「０．７」から「０．８」程度の値を示す。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。よって、ＣＰＵ４３ａは、類似度推移第１判断部４３ａにより算出された類似度推移の代表値が「０．９」以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。
【００３９】
図６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）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【００４０】
図６（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６（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６（ｃ）に示すように、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。
【００４１】
図７は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【００４２】
ガステーブルの使用が開始した場合、図６（ａ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４３】
また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図６（ｂ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４４】
また、給湯器の使用が開始した場合、図６（ｃ）の振動波形が得られ、ＣＰＵ４３ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（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。
【００４５】
このようにガス器具１０の使用開始時において、連続ＮＣＣは大半の期間で「０．９」以上を示さない。このため、判断部５２ａは、連続ＮＣＣの代表値が閾値以上でない場合、ガス漏れ発生でなくガス器具１０が使用されたと判断する。
【００４６】
また、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なっている。このため、ＣＰＵ４３ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用ガス器具１０を判断する。具体的にはＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、ガステーブルについて図７（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７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図７（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、ＣＰＵ４３ａは、記憶した連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続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。
【００４７】
次に、ＣＰＵ４３ａ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。ＣＰＵ４３ａは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、ＣＰＵ４３ａは以下の式（２）を記憶している。
【数２】
【００４８】
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４１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４を参照して説明する。
【００４９】
ＣＰＵ４３ａは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【数３】
【００５０】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図４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。ＣＰＵ４３ａは、計測値データから最初の極値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。
【００５１】
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。
【００５２】
次に、ＣＰＵ４３ａは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。
【数４】
【００５３】
このような式であるため、ＣＰＵ４３ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。
【００５４】
なお、図４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、ＣＰＵ４３ａ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４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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ４３ａは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。
【数５】
【００５６】
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。
【００５７】
このような式であるため、ＣＰＵ４３ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。
【００５８】
以上のように、ＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、求めた式と、計測値データ（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。
【００５９】
ここで、ＣＰＵ４３ａ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４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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６０】
具体的にＣＰＵ４３ａ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】
【００６１】
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。
【００６２】
さらに、この場合、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６３】
次に、第２の判断手法について説明する。第２の判断手法は、スペクトルデータを用いるものである。具体的に本実施形態に係るＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａ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。
【００６４】
図８は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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、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８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。
【００６５】
図９は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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。
【００６６】
図９（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が開始した場合、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付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図９（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９（ｃ）に示すように、給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は１８０Ｈｚ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。
【００６７】
また、ＣＰＵ４３ａは、図８及び図９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、ＣＰＵ４３ａは、このスペクトルデータに基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断する。
【００６８】
すなわち、ＣＰＵ４３ａは、算出したスペクトルデータと、記憶したスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、ガス漏れの発生や使用ガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。
【００６９】
次に、本実施形態に係るトリガＩＣ４２によるトリガ信号発生について詳細に説明する。上記したように、トリガＩＣ４２のＣＰＵ４２ａは、基準更新機能と、信号発生機能とを備えている。トリガＩＣ４２は、これらの機能によりガス漏れ発生時やガス器具１０の使用開始時をより正確にとらえて圧力データを収集するようにしている。
【００７０】
図１０は、図２に示したＣＰＵ４２ａによる基準計測値の更新の様子を示すタイミングチャートである。上記したように、ＣＰＵ４２ａは規定時間（図１０に示すＮｓｅｃに相当）毎に圧力センサ４１からのアナログの計測値の信号を読み込んでいる。そして、ＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に読み込んだ信号（図１０に示すａ（Ｉ−１）及びａ（Ｉ）に相当）が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。
【００７１】
一方、コンパレータ４２ｃには、圧力センサ４１からの信号がＤ／Ａ変換器４２ｂ等を介することなく入力されている。そして、コンパレータ４２ｃは、圧力センサ４１からの信号が例えば信号ａ（Ｉ）よりも所定値（図１０に示すＴＨ）を超えて下回る場合に、器具起動信号を出力する。
【００７２】
図１１は、図２に示したＣＰＵ４２ａによるトリガ信号の発生の様子を示すタイミングチャートである。ＣＰＵ４２ａは、器具起動信号を入力すると、信号発生機能を有効化し、所定時間毎にＡ／Ｄ変換器４２ｄを介して計測値の信号を読み込む。ここで、読み込んだ信号が示す計測値をａ（ｋ＋ｎ）とする。なお、ｎは任意の自然数である。
【００７３】
そして、ＣＰＵ４２ａは、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ）が下回る方向に変化しているか否か、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ＋１）が下回る方向に変化しているか否か、及び、ａ（Ｉ）に対してａ（ｋ＋２）が下回る方向に変化しているか否かを判断する。そして、上記すべてについて下回る方向に変化していると判断した場合、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生させる。このとき、トリガ信号の発生タイミングは、ａ（ｋ）の時点である。なお、例えばａ（ｋ＋１）はａ（Ｉ）に対して下回る方向に変化していればａ（ｋ）よりも大きい値でもよい。ａ（ｋ＋２）についても同様である。
【００７４】
以上のようにトリガ信号が発生すると、ＣＰＵ４２ａは、メインボード４３にその信号を出力する。これにより、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは起動することとなる。また、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号が発生すると、圧力センサ４１からの信号をメモリ４２ｅに記憶させていく。そして、ＣＰＵ４２ａは、ａ（ｋ）から所定個数の圧力データを記憶させた後に、所定個数の圧力データを一括してメインボード４３に送信する。その後、上記したガス漏れ及び使用ガス器具１０の判断処理が実行されることとなる。
【００７５】
なお、図１１に示す例において、それぞれの変化方向が同一方向でなかった場合、図１１に示すａ（ｋ＋１）から３つの計測値が基準計測値と比較され、変化方向の同一性が判断されることとなる。
【００７６】
また、図１１においてＣＰＵ４２ａは、基準計測値、ａ（ｋ）、ａ（ｋ＋１）、及びａ（ｋ＋２）の３つの計測値を比較して変化方向を判断しているが、これに限らず、基準計測値と２つの計測値とを比較して変化方向を判断してもよいし、基準計測値と４つ以上の計測値とを比較して変化方向を判断してもよい。
【００７７】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るガス状況判断方法を説明する。図１２は、本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したトリガＩＣ４２のフローチャートである。
【００７８】
まず、ＣＰＵ４２ａは、前回基準計測値を更新してから規定時間経過したか否かを判断する（Ｓ１）。規定時間経過していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、規定時間経過したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、基準計測値を更新する（Ｓ２）。すなわち、ＣＰＵ４２ａは、今回読み込んだアナログ信号が示す計測値を、基準計測値とする。そして、処理はステップＳ３に移行する。
【００７９】
ステップＳ３においてＣＰＵ４２ａは、コンパレータ４２ｃから器具起動信号を入力したか否かを判断する（Ｓ３）。器具起動信号を入力していないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、器具起動信号を入力したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、Ａ／Ｄ変換器４２ｄを介して所定時間毎に計測値の信号を読み込む（Ｓ４）。
【００８０】
次いで、ＣＰＵ４２ａは、圧力に所定値より大きな差が発生したときの変化方向を特定する（Ｓ５）。次に、ＣＰＵ４２ａは、ステップＳ５にて判断した変化方向が、所定回数連続するか否かを判断する（Ｓ６）。なお、この判断は、図１１に示したようにして行われる。ステップＳ５にて判断した変化方向が所定回数連続しないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。
【００８１】
一方、ステップＳ５にて判断した変化方向が所定回数連続すると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２ａは、トリガ信号を発生させる（Ｓ７）。次いで、ＣＰＵ４２ａは、圧力センサ４１からの信号を順次読み込んで、メモリ４２ｅに圧力データを所定個数記憶させる（Ｓ８）。その後、ＣＰＵ４２ａは、ステップＳ８において記憶させた所定個数の圧力データを一括して送信する（Ｓ９）。そして、図１２に示す処理は終了する。
【００８２】
次に、メインボード４３の処理について説明する。図１３は、本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボード４３のメインフローチャートである。
【００８３】
図１３に示すように、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは所定個数の圧力データを受信したか否かを判断する（Ｓ１１）。圧力データを受信していないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、受信したと判断されるまで、この処理が繰り返される。
【００８４】
圧力データを受信したと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理を実行する（Ｓ１２）。その後、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ１２の処理においてガス漏れが発生していたか否かを判断する（Ｓ１３）。ガス漏れが発生していたと判断した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは保安処理を実行し（Ｓ１４）、図１３に示す処理は終了する。
【００８５】
一方、ガス漏れが発生していなかったと判断した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、保安処理を実行せず、図１３に示す処理は終了する。
【００８６】
図１４は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図１４に示すように、まず、ＣＰＵ４３ａ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（Ｓ２１）。このとき、ＣＰＵ４３ａ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。
【００８７】
次に、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２１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（Ｓ２２）。このとき、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２１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。
【００８８】
そして、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２２において生成されたガス漏れ振動波形と、受信した圧力データ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（Ｓ２３）。
【００８９】
次に、ＣＰＵ４３ａ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（Ｓ２４）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２５）。その後、図１４に示す処理は終了する。
【００９０】
代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、記憶されているガス器具１０毎の類似度推移データを読み出す（Ｓ２６）。次いで、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ２６にて読み出したガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータのうち、ステップＳ２３において算出した連続ＮＣＣと最も近いものを特定し、使用が開始したガス器具１０を判断する（Ｓ２７）。その後、図１４に示す処理は終了する。
【００９１】
なお、図１４に示す処理では、ステップＳ２７において使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ステップＳ２４におい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。
【００９２】
図１５は、図１３に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ１２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。
【００９３】
図１５に示すように、まず、ＣＰＵ４３ａは、ガスメータ４０から受信した圧力データに基づく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（Ｓ３１）。その後、ＣＰＵ４３ａは、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ３２）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３３）。
【００９４】
次に、ＣＰＵ４３ａは、ステップＳ３３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（Ｓ３４）。ステップＳ３３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（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａはガス漏れが発生したと判断する（Ｓ３５）。そして、図１５に示す処理は終了する。
【００９５】
ところで、ステップＳ３３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（Ｓ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ４３ａは、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３６）、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Ｓ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３７）。
【００９６】
その後、ＣＰＵ４３ａは、類似度が最大となったスペクトルデータが示す種類のガス器具１０の使用が開始したと判断する（Ｓ３８）。そして、図１５に示す処理は終了する。
【００９７】
このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０によれば、規定時間毎に圧力センサ４１から読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する。また、コンパレータ４２ｃが、更新された基準計測値に応じた信号と圧力センサ４１からの信号と入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力する。そして、コンパレータ４２ｃから器具起動信号が出力された場合に、圧力センサ４１から所定時間毎に計測値の信号を読み込む。このため、コンパレータ４２ｃからの器具起動信号が出力されるまでは、ＣＰＵ４２ａは、規定時間毎に計測値の信号を読み込めばよく、消費電力が低減される。
【００９８】
また、所定時間毎に圧力センサ４１から計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、トリガ信号を発生させる。ここで、ガス器具１０の使用開始時やガス漏れ発生時には、ガス流量が所定の流量値に達するまで、ガス圧力は連続して低下する傾向にある。このため、計測値に振動が発生したときのように、同一方向に連続して変化しない場合にトリガ信号を発生させないようにすることができる。よって、同一方向への連続性を判断することで、より正確にガス器具１０の使用開始時点及びガス漏れ発生時点を判断することができる。
【００９９】
従って、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【０１００】
次に、本実施形態に係るガスメータ４０の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０は、第１実施形態のものと同様であるが、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について説明する。
【０１０１】
まず、第１実施形態においてトリガＩＣ４２は、ガス器具１０の使用開始時及びガス漏れ発生時を正確に判断することを目的としていたが、第２実施形態おいてトリガＩＣ４２は、ガス器具１０の使用終了時を正確に判断することを目的としている。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用終了直後の微小時間（例えば最大で２ｓ）においても圧力の計測値に振動が発生することを見出した。特に、この振動は、ガス器具１０の使用開始時と同様に、ガス器具１０毎に特徴を示すものである。このため、第２実施形態では、使用開始時等と終了時との相違から、第１実施形態と各種処理内容が異なっている。
【０１０２】
まず、変化方向が同一方向であるかを判断する点は第１実施形態と同じである。しかし、第１実施形態において変化方向が下回る方向であったのに対して、第２実施形態ではガス器具１０の使用終了時を正確に判断するものであるため、変化方向が上回る方向となっている。このため、ＣＰＵ４２ａは、上回る方向が連続した場合に、トリガ信号を発生させることとなる。
【０１０３】
また、ガス器具１０の使用終了時においては、使用開始時と得られる振動波形が異なることから連続ＮＣＣやスペクトルデータについても第１実施形態と異なっている。
【０１０４】
図１６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）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【０１０５】
図１６（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１６（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１６（ｃ）に示すように、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。
【０１０６】
図１７は、図２に示したＣＰＵ４３ａにより算出される算出される連続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）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【０１０７】
ガステーブルの使用が終了した場合、図１６（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（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」程度となり、その後「０．６」付近を維持する。
【０１０８】
また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図１６（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（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「０．２」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、再度「０．３」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。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【０１０９】
また、給湯器の使用が終了した場合、図１６（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（ｃ）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０．０２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。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【０１１０】
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、ＣＰＵ４３ａ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ＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａは、ガステーブルについて図１７（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１７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図１７（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、ＣＰＵ４３ａは、記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続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。
【０１１１】
図１８は、図２に示したＣＰＵ４３ａ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。
【０１１２】
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１５０Ｈｚ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、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。
【０１１３】
また、ＣＰＵ４３ａは、図１８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、ＣＰＵ４３ａは、このスペクトルデータに基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。
【０１１４】
すなわち、ＣＰＵ４３ａは、算出したスペクトルデータと、記憶したスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、使用が終了したガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。
【０１１５】
図１９は、第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであって、図２に示したメインボード４３のフローチャートである。
【０１１６】
図１９に示すように、メインボード４３のＣＰＵ４３ａは所定個数の圧力データを受信したか否かを判断する（Ｓ４１）。圧力データを受信していないと判断した場合（Ｓ４１：ＮＯ）、受信したと判断されるまで、この処理が繰り返される。
【０１１７】
圧力データを受信したと判断した場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３ａは、終了ガス器具判断処理を実行する（Ｓ４２）。その後、図１９に示す処理は終了する。
【０１１８】
図２０は、図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図２０に示すステップＳ５１〜Ｓ５３において、図１４に示したステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の処理が実行される。
【０１１９】
その後、図２０に示すステップＳ５４，Ｓ５５において、図１６に示したステップＳ５６，Ｓ５７と同様の処理が実行される。そして、図２０に示す処理は終了する。
【０１２０】
図２１は、図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４２）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。図２１に示すステップＳ６１において、図１５に示したステップＳ３１と同様の処理が実行される。
【０１２１】
その後、図２１に示すステップＳ６２〜Ｓ６４において、図１５に示したステップＳ３６〜Ｓ３８と同様の処理が実行される。そして、図２１に示す処理は終了する。
【０１２２】
このようにして、第２実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法によれば、第１実施形態と同様に、消費電力を抑えつつも、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【０１２３】
さらに、第２実施形態によれば、ガス器具１０の終了時点についてもより正確に判断することができる。
【０１２４】
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し、各実施形態を組み合わせてもよい。
【０１２５】
例えば、上記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。
【０１２６】
また、上記実施形態においてＣＰＵ４３ａは、記憶した連続ＮＣＣデータのうち、算出した連続ＮＣＣと類似するものが存在しない場合、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、本実施形態においてＣＰＵ４３ａ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、ＣＰＵ４３ａ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、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。
【０１３０】
また、上記実施形態においてＣＰＵ４３ａ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。
【０１３１】
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４や図６や図１８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。
【０１３２】
さらに、上記実施形態では圧力センサ４１を備えているが、これに代えて、又はこれに加えて流量センサを備えていてもよい。なお、流量センサは、ガスメータ４０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。ここで、圧力と流量とには一定の相関がある。このため、流量センサからの信号に基づいてガス器具１０の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れの発生時を判断してもよい。この場合、第１実施形態においてコンパレータ４２ｃは、規定時間前の流量センサからの信号よりも流量センサからＣＰＵ４２ａを介することなく入力される信号が示す計測値が所定値よりも大きい場合に、器具起動信号を出力することとなる。また、第２実施形態においては、上記の逆となる。
【０１３３】
さらに、上記実施形態においては、トリガＩＣ４２の部位だけの機能を有したトリガ信号発生装置として用いることも可能である。この場合、既存のガスメータ４０に外付けなどして、より正確にトリガ信号を発生させることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
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…ガスメータ（ガス状況判断装置）
４１…圧力センサ
４２…トリガＩＣ
４２ａ…ＣＰＵ（基準更新手段、信号発生手段）
４２ｂ…Ａ／Ｄ変換器
４２ｃ…メモリ
４３…メインボード
４３ａ…ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内のガス圧力に応じた計測値の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計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、
トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、
前記トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に前記計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、を備え、
前記トリガ信号発生手段は、
規定時間毎に前記計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、
前記基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と前記計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、前記規定時間よりも短い所定時間毎に前記計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、前記基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、前記トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を有する
ことを特徴とするガス状況判断装置。
【請求項２】
トリガ信号を発生させるトリガ信号発生装置であって、
規定時間毎に前記計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、
前記基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と前記計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、前記規定時間よりも短い所定時間毎に前記計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、前記基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、前記トリガ信号を発生させる信号発生手段と、
を備えることを特徴とするトリガ信号発生装置。
【請求項１】
流路内のガス圧力に応じた計測値の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計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、
トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、
前記トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に前記計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、を備え、
前記トリガ信号発生手段は、
規定時間毎に前記計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、
前記基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と前記計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、前記規定時間よりも短い所定時間毎に前記計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、前記基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、前記トリガ信号を発生させる信号発生手段と、を有する
ことを特徴とするガス状況判断装置。
【請求項２】
トリガ信号を発生させるトリガ信号発生装置であって、
規定時間毎に前記計測センサから読み込んだ信号が示す計測値を、基準計測値として順次更新する基準更新手段と、
前記基準更新手段により更新された基準計測値に応じた信号と前記計測センサからの信号とを入力し、これらの信号が示す計測値に所定値よりも大きな差が発生した場合に、器具起動信号を出力するコンパレータと、
前記コンパレータから器具起動信号が出力された場合に、前記規定時間よりも短い所定時間毎に前記計測センサから計測値の信号を読み込み、読み込んだ信号が示す計測値が、前記基準計測値に対して、当該所定値より大きな変化があったときの変化方向と同一方向に変化した値を連続して示す場合に、前記トリガ信号を発生させる信号発生手段と、
を備えることを特徴とするトリガ信号発生装置。
【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２０１２−１４１２６６（Ｐ２０１２−１４１２６６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２６（Ｐ２０１１−１１２６）
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【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７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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