電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置、及び該ガス流量異常診断装置を備えた電子式ガスメータ
【課題】 ガス供給設備に伴う各種要因によって発生するガス流量異常の発生及びその原因を具体的に特定することができるようなガス流量異常診断を行えるようにした電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置及び該装置を備える電子式ガスメータを提供する。
【解決手段】 電子式ガスメータの有する流量演算手段１４−１１によって算出した流量について流量異常検出手段１４−２が複数項目の流量異常を検出する。異常データ記憶手段１６−１が検出した項目別の流量異常データを記憶する。流量異常検出手段１４−２は安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを流量異常として検出して計数する流量異常回数計数手段１４−２１を有し、その計数値を異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして記憶する。
【解決手段】 電子式ガスメータの有する流量演算手段１４−１１によって算出した流量について流量異常検出手段１４−２が複数項目の流量異常を検出する。異常データ記憶手段１６−１が検出した項目別の流量異常データを記憶する。流量異常検出手段１４−２は安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを流量異常として検出して計数する流量異常回数計数手段１４−２１を有し、その計数値を異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして記憶する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置、及び該ガス流異常診断装置を備えた電子式ガスメータに係り、特に、ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段とを備える電子式ガスメータにおいて発生するガス流量異常を診断するガス流量異常診断装置、及び、該異常診断装置を備えた電子式ガスメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子式ガスメータとして、例えば特開平９−２８０９１７号公報において提案されているものが知られている。このガスメータでは、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式の第１及び第２の振動子を有し、一方の振動子から流れ方向に超音波を発生しこの超音波を他方の振動子で検出すると、遅延時間を設けて再び振動子から超音波を発生させ、この繰り返しを行ってその時間を計測し、逆に他方の振動子から流れに逆らって超音波を発生し同様の繰り返し時間を計測し、この計測した時間と遅延時間の差からガスの流速を演算するものである。
【０００３】上述したようにガスの流速を計測するに当たって、振動子によって発生した図６（ａ）に示すような送信波形の超音波を受信して得られる図６（ｂ）に示すような波形の受信信号を相互に検出することが行われるが、この受信信号の検出に当たって受信波形を基準レベルＲと比較することが行われる。
【０００４】そして、ガス流路内を流れているガスの流速を間欠的に求め、この流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を求める演算処理を行うようになっており、この瞬時流量に間欠時間を乗じて通過流量を求め、更にこの通過流量を積算して求めた積算流量を表示する。
【０００５】このような電子式ガスメータでは、従来の膜式と呼ばれる機械式のガスメータと同様に、演算して求めた流量に基づいて、既知の最大流量、増加流量、使用時間オーバー、復帰安全確認中の漏洩、微少漏洩などのガス流量異常の検出を行うことが求められるが、膜式ガスメータと異なり、流速を計測している関係で、流速に変化を生じさせる各種の要因による流量異常を考慮する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の電子式ガスメータにおいては、上述した一般的な流量異常を検出し警報することは考えられても、流速を変化させる各種の要因による流量異常の発生原因を具体的に特定することができるような異常診断を行えるようにする考え方がない。
【０００７】このため、例えば、ＬＰガスを供給するガス供給設備において、圧力容器に収容された液化ガスを所定の供給圧のガスに変換する圧力調整器の不調によって一度気化したガスが液状態に戻る再液化現象が生じ、このような現象の発生によってガス供給圧が安定しないだけでなく、ガス流速に変動が生じてガス流量が変化しても、これを発見することは至難とされている。
【０００８】また、例えば集合住宅などのガス供給設備において、ガスメータの上流側の比較的近いところでガス供給管が分岐されて隣接宅へのガス供給が行われ、しかも隣接宅においてガスヒートポンプ（ＧＨＰ）が使用されている場合に、その運転によってガス供給路のガス圧力に変動が生じ、ガス供給圧が不安定になり、これが原因でガス流量に脈流が発生されることがあっても、再液化同様に、これを発見することは至難のことであった。
【０００９】仮に、これらを発見しょうとした場合には、作業員が現場に出向いてガス供給設備を時間をかけて診断し、解析しなければならず、各種要因によって発生するガス流量異常の発見及びそれに対する対処を迅速に行うことが不可能であった。
【００１０】よって本発明は、上述した従来の問題に鑑み、ガス供給設備に伴う各種要因によって発生するガス流量異常の発生及びその原因を具体的に特定することができるようなガス流量異常診断を行えるようにした電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置を提供することを課題としている。
【００１１】本発明はまた、ガス供給設備に伴う各種要因によって発生するガス流量異常の発生及びその原因を具体的に特定することができるようなガス流量異常診断を行えるようにしたガス流量異常診断装置を備えた電子式ガスメータを提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため成された請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス流路１０中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段１４−１１と、該流量演算手段１４−１１によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段１４−１２とを備える電子式ガスメータの前記流量演算手段１４−１１によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出する流量異常検出手段１４−２と、該流量異常検出手段１４−２によって検出した項目別の流量異常を流量異常データとして記憶する異常データ記憶手段１６−１とを備え、前記流量異常検出手段１４−２は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数する流量異常回数計数手段１４−２１を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常回数計数手段１４−２１による計数値を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１３】請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常検出手段１４−２が電子式ガスメータの流量演算手段１４−１１によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出し、検出した項目別の流量異常を流量異常データとして異常データ記憶手段１６−１が記憶する。流量異常検出手段１４−２の流量異常回数計数手段１４−２１は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１は流量異常データとして、流量異常回数計数手段１４−２１による計数値を記憶するようになっているので、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した計数値によって、流量についての複数項目の異常をその発生頻度とともに知ることができる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常の各々の発生時刻を更に含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１５】請求項２記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして、各流量異常の発生時刻を更に記憶することで、請求項１の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、各流量異常の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記ガス流路中のガスが圧力調整器によって圧力調整されて供給されるＬＰガスであり、前記流量異常回数計数手段１４−２１は、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数する再液化回数計数手段１４−２１１を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記再液化回数計数手段１４−２１１による計数値及び前記再液化の各々の発生時刻を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１７】請求項３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常回数計数手段１４−２１の有する再液化回数計数手段１４−２１１が、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして再液化回数計数手段１４−２１１による計数値を記憶するとともに各再液化の発生時刻を記憶することで、請求項１記載の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、再液化の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１又は３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記流量異常回数計数手段１４−２１は、平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数する脈流回数計数手段１４−２１２を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記脈流回数計数手段１４−２１２による計数値を記憶及び前記脈流の各々の発生時刻を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１９】請求項４記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常回数計数手段１４−２１の有する脈流回数計数手段１４−２１２が平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして脈流回数計数手段１４−２１２による計数値を記憶するとともに各脈流の発生時刻を記憶することで、請求項１又は３記載の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、脈流の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記電子式ガスメータの前記流量演算手段１４−１１が、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置され超音波信号を送受信する第１及び第２の振動子ＴＤ１，ＴＤ２と、該振動子の送受信を切り換える切換手段１４−１１１と、前記一方の振動子から超音波信号が送信され他方の振動子で基準レベル以上の信号が受信されたとき、前記振動子間相互の超音波伝搬を予め定めた複数回行う繰り返し手段１４−１１２と、前記繰り返し時に送信信号を遅らせる遅延手段１４−１１３と、各繰り返しの伝搬時間を計測する計時手段１４−１１４とを有し、前記物理量を、前記計時手段１４−１１４の各計時値と前記遅延手段１４−１１３の遅延値との差により間欠的に測定し、該測定した差に基づいて前記通過流量を求めることを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００２１】請求項５記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、超音波のガス中における伝搬時間がガス流の流速に応じて変化する現象を利用し、流量演算手段１４−１１が一対の超音波振動子の一方からガス流路中のガスの流れ方向に発射した超音波を他方の振動子によって受信させて、超音波のガス中における伝搬時間を計時し流速を求めることによって、通過流量を求めるものであっても、請求項１〜４記載の発明の作用によって、ガス流量異常を知ることができる。
【００２２】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記流量異常検出手段１４−２が流量異常を検出したとき又は要求に応じ、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶されている流量異常データに基づいて異常警告を行う警告手段１４−３を備え、前記警告手段１４−３は、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、前記異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００２３】請求項６記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常検出手段１４−２が異常を検出したとき又は要求に応じ、異常データ記憶手段１６−１に記憶されている流量異常データに基づいて警告手段１４−３が警告を行うことで、請求項１〜５記載の発明の作用に加え、警告によって項目別の流量異常を知ることができる。
【００２４】請求項７記載の発明は、ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段１４−１１と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段１４−１２と、請求項１〜６のいずれかに記載のガス流量異常診断装置とを備えることを特徴とする電子式ガスメータに存する。
【００２５】請求項７記載の電子式ガスメータおいては、ガスメータを通じて供給するガス流を狂わせる流量異常の原因を異常診断装置が具体的に特定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は本発明の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置とガス流量異常診断装置を備えた電子式ガスメータの実施の形態を示している。図示の電子式ガスメータは、ガスメータ中の流路としてのガス流路１０内にガス流方向において距離Ｌだけ離され互いに対向して配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式の第１及び第２の振動子ＴＤ１及びＴＤ２を有する超音波式ガスメータとして構成されている。
【００２７】各振動子ＴＤ１及びＴＤ２、ＴＤ３はインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受信回路１３に接続されている。送信回路１２は、演算処理制御部１４の制御の下で、振動子ＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、このための発振回路（図示せず）を内蔵している。受信回路１３は、ガス流路１０を通過した超音波信号を受信した他方の振動子ＴＤ１、ＴＤ２からの信号を入力して超音波信号を増幅する前置増幅器（図示せず）を内蔵し、増幅した信号を演算処理制御部１４に対して入力している。
【００２８】演算処理制御部１４には、流量異常検出処理によって検出された流量異常のデータを記憶するため、バックアップ電源を必要としない異常データ記憶手段を構成するＥ2 ＰＲＯＭのような不揮発性メモリ１６が接続されている。また、演算処理制御部１４には、ガスメータの保守管理業務を行っている施設などの監視装置に対して記憶している流量異常データを有線又は無線の通信回線を介して送出したり、通信回線を介しての監視装置側からの定期的なポーリングに応じて記憶している流量異常データを送出するための網制御ユニット（ＮＣＵ）１７が接続されている。
【００２９】また、演算処理制御部１４は、高速に信号を処理するデジタル信号処理ユニットや、これを制御するためのマイクロコンピュータなどを有し、マイクロコンピュータはプログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ、時計及びカレンダなどを内蔵する。
【００３０】演算処理制御部１４は、流量を計測するため以下のような処理を行う。まず、送信回路１２から信号を供給する振動子と受信回路１３で超音波信号を受信する振動子とを交互に切り換える切換制御を行う。また、受信回路１３で受信され増幅された信号をＡ／Ｄ変換して入力し、この入力した信号を予め設定した基準レベルと比較する。この比較によって基準レベル以上の信号の入力を検出したとき、予め定めた時間遅延させて、送信回路１２から振動子を駆動するための信号を送信させる動作を予め定めた設定回数繰り返す。このことによって、送信回路から信号を送信させた後、受信回路１３を介して受信した信号が基準レベルを越えたことを検出する毎に、上述の動作を設定回数繰り返すが、ＣＰＵ内に構成したタイマカウンタに、繰り返しの開始からの時間を計時する動作を開始させ、設定回数が終了したときに停止させることで、設定回数の送信の開始から送信の終了までの時間を計測する。
【００３１】一方の振動子から送信して他方の振動子によって受信した超音波信号に基づいて時間計測が行われた後、送信側と受信側の振動子を切り換えて、例えば下流から上流に向かって超音波信号を発信し、この発信を上述のように繰り返し、その時間を計時する。そして、上述のように計時した時間の時間差からガス流路１０の大きさや流れの状態を考慮して流量演算を行って流量値を求める。また、この流量値を積算して積算流量を求め、この流量積算によって求めた流量積算値を表示器１５に表示させることでガス使用量を計量表示する。
【００３２】上述のように超音波を受信して繰り返し送信すると、振動子間を反射する超音波信号が送信波と重畳するが、上述のように送信タイミングを遅延させることによって、反射波の干渉を防ぐことができる。
【００３３】以上によって、計測が開始すると、第１の振動子ＴＤ１から第２の振動子ＴＤ２へ超音波を送信可能な状態にする。駆動によってバースト送信が開始され、上述のように超音波の受信と送信が所定の時間の遅延をもって連続的に繰り返され、繰り返し回数が設定値に達すると、繰り返しを停止するとともに、タイマカウンタを停止させて計時して時間Ｔ１を計測する。次に、第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１へ超音波を送信可能な状態に切り換える。そして、超音波の送受信の繰り返しを行い、時間Ｔ２を計測して計測を終了する。
【００３４】時間Ｔ１とＴ２は遅延時間Ｔｄを含んでいるので、遅延除去処理を行って遅延時間を差し引いて真の超音波伝搬時間Ｔ１′とＴ２′を算出する。すなわち、Ｔ１′＝Ｔ１−Ｔｄ （１）
Ｔ２′＝Ｔ２−Ｔｄ （２）
このＴ１′とＴ２′の平均値から平均伝搬時間が求められ、その平均伝搬時間と振動子ＴＤ１とＴＤ２の距離Ｌから、測定したときの音速Ｃが求められる。すなわち、Ｃ＝Ｌ／（（Ｔ１′＋Ｔ２′）／２） （３）
この音速Ｃは温度ｔとＣ＝３３１．５＋０．６０７ｔ （４）
の関係にあるので、温度が算出できる。
【００３５】上述のＴ１′とＴ２′の差にガス流路の形状によって決まる流量係数Ｋ１と、温度ｔ１による補正係数Ｋ２により流量演算によって流量値Ｑを求める。すなわち、Ｑ＝Ｋ１×Ｋ２×（Ｔ１′−Ｔ２′） （５）
なお、ガスの流速をＶとすると、Ｔ１′＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） （６）
Ｔ２′＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） （７）
となっており、この時間Ｔ１′とＴ２′の逆数を求めて流量係数Ｋ３を乗じて流量Ｑを求めると、Ｑ＝Ｋ３×（（１／Ｔ１′）−（１／Ｔ２′）） （８）
となって、温度によって変化する音速Ｃの補正を行わずに流量を算出することができる。
【００３６】演算処理制御部１４はまた、ガス流路１０を通過した超音波信号を受信した他方の振動子ＴＤ１、ＴＤ２からの信号を受信した超音波信号を受信回路１３にて増幅した後Ａ／Ｄ変換して入力すると、上述した流量Ｑの演算を行った後に、各種の流量異常を検出する流量異常検出処理を行う他、検出した流量異常に基づいて流量異常データを記憶する異常データ記憶処理を行うとともに、記憶した流量異常データに基づいて警告処理を行う。
【００３７】演算処理制御部１４が行う流量異常検出処理及び異常データ記憶処理には、演算した流量に基づく流量異常を検出する処理とこの検出結果を記憶する処理とが含まれる。流量異常検出処理によって検出された流量異常はデータ化して演算処理制御部１４に接続された不揮発性メモリ１６に記憶される。
【００３８】流量異常検出処理では、演算して求めた流量に基づいて、既知の最大流量、増加流量、使用時間オーバー、復帰安全確認中の漏洩、微少漏洩などの異常検出が行われる他に、再液化及び脈流の各流量異常をそれぞれ検出する処理が行われる。
【００３９】まず、再液化異常検出処理では、図３（ａ）又は（ｂ）に示すように、任意の流量で安定していた流量が所定値巾Δｑ以上で変化したことを検出し、この検出回数を再液化の発生回数として計数し、この計数値を流量異常データとして不揮発性メモリ１６内に記憶し、計数値が所定値以上となったとき警告を発する。
【００４０】さらに、例えばガスヒートポンプ（ＧＨＰ）の運転によってガス流路に生じる脈流を検出するための脈流異常検出処理では、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、流量なし、すなわち流量０の状態又は任意の流量Ｑ′で安定していた流量が平均流量なし又は任意の平均流量Ｑ′で所定巾Δｑ′又はΔｑ″以上の変化流量が発生したことを検出し、該回数を脈流として計数し、この計数値と各脈流の発生時刻を流量異常データとして不揮発性メモリ１６内に記憶する。この場合も、計数値が所定値以上となったとき警告を発する。
【００４１】演算処理制御部１４が行う警告処理においては、音によって警告を行う放音警告、表示によって警告を行う表示警告、異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告の少なくとも１つが行われ、いずれの場合にも、少なくとも必要に応じて、記憶した流量異常データによって流量異常の内容を具体的に知らせることができるようになっている。また、記憶した流量異常データを読み出したとき、通信によって或いはスイッチ操作によって外部からリセット要求したときにクリアできるようにする。
【００４２】音による警告は、流量異常の発生が所定回数発生した場合に、フザー音又は音声によって行わせることができる。表示による警告は、積算流量及びセキュリティ表示を行う例えば液晶或いはＬＥＤなどからなる表示器１５に一緒にあるいは選択的に全項目又は流量異常の有無のみのを行わせることができる。なお、電池電源の消耗を最小限に抑えるためには、外部スイッチの操作時のみ表示を行うようにすることもできる。また、遠隔地への通信による警告は、異常発生時に網制御ユニットを介して端末発呼によって行い、ガスメータなどの保守管理業務を行っている施設などの監視装置に対して記憶している流量異常データを送出したり、監視装置側からの定期的なポーリングに応じて記憶している流量異常データを送出することもできる。何れにしても、警告があったときには、流量異常データを参照することによって、流量異常の原因を特定して流量異常に対する対策を容易にかつ早急に取ることができる。
【００４３】警告手段としては、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することで、音、表示、あるいは、異常データ記憶手段に記憶している流量異常データの遠隔地への送出によって、流量異常を警告するようになり、警告を必要に応じた方法で行うことができる。
【００４４】具体的には、超音波式ガスメータに組み込まれたときには、種々の効果が得られる。例えば、ガスメータを通じて供給されるガス流の流量異常の早期の発見、早期の警告、早期の通報、並びに修理勧告や警告が可能になるので、ユーザに安心を与えることができる他、警告があったときには流量異常発生部の容易な特定によって迅速な対応ができるようになり、また不具合のの詳細な解析が可能になり、事後の対策を容易にすることができる。
【００４５】以上概略動作を説明したが、演算処理制御部１４のＣＰＵが行う処理を示す図５のフローチャートを参照して、以下その詳細を説明する。
【００４６】演算処理制御部１４は例えば電源投入によって動作を開始し、その最初のステップＳ１において送信回路１２に第１の振動子ＴＤ１を接続するとともに、受信回路１３に第２の振動子ＴＤ２を接続する切り換えを行ってからステップＳ２に進んで駆動を行うとともに、繰り返し回数をインクリメントして計数する。次のステップＳ３に進んで駆動回数が２であるか否かを判定し、判定がＹＥＳのときにはステップＳ４に進んで時間計測のための計時を開始し、ＮＯのときにはステップＳ４を飛ばしてステップＳ５に進んで送信遅延時間の経過を待ってからステップＳ６に進み、ここで送信回路１２を介して振動子１２を振動させる送信信号を出力して超音波信号を発生させる。
【００４７】次にステップＳ７に進んで第２の振動子ＴＤ２が超音波信号を受信して変換して得られる電気信号を受信回路１３によって増幅した後Ａ／Ｄ変換して入力する。その後、ステップＳ８に進んで受信信号が予め定めた基準レベル以上となったか否かを判定し、越えておらずステップＳ８の判定がＮＯのときには上記ステップＳ７に戻り、基準レベル以上となってステップＳ８の判定をＹＥＳとなるまで受信回路１３によって増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換して入力し続ける。
【００４８】基準レベル以上の信号を検出しステップＳ８の判定がＹＥＳなるとステップＳ９に進んで再度受信回路１３によって増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換して入力してからステップＳ１０に進んで上記ステップＳ９で入力した受信信号がゼロクロスしたか否かを判定する。ゼロクロス点を検出できずステップＳ１０の判定がＮＯのときには上記ステップＳ９に戻り、ゼロクロスしたことを検出してステップＳ１０の判定がＹＥＳとなるまで受信回路１３によって増幅された信号をＡ／Ｄ変換して入力し続ける。
【００４９】ゼロクロス点を検出しステップＳ１０の判定がＹＥＳなるとステップＳ１１に進んで上記ステップＳ２において計数している駆動回数に基づいて繰り返し回数が設定回数Ｎとなったか否かを判定し、設定回数ＮになっておらずステップＳ１１の判定がＮＯのときには上記ステップＳ２に戻って駆動を再開するとともに駆動回数をインクリメントして計数してから素Ｓ３に進む。ステップＳ３の判定はＮＯであるので、ステップＳ４を飛ばして進む次のステップＳ５において送信遅延時間の経過を待ってからステップＳ６に進み、ここで送信回路１２を介して第１の振動子１２を振動させる送信信号を出力して超音波信号を発生させる上述の動作を繰り返す。
【００５０】繰り返し回数が設定回数Ｎとなって上記ステップＳ１１の判定がＹＥＳになるとステップＳ１２に進んで上記ステップＳ４において開始した時間計測のための計時を終了し、そのときの超音波伝搬時間Ｔ１を得る。その後ステップＳ１３に進んで時間計測が終了したか否かを判定するが、第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１への超音波伝搬時間Ｔ２の計測が終わっていないので、ステップＳ１３の判定はＮＯとなり、上記ステップ１に戻って送信回路１２に第２の振動子ＴＤ２を接続するとともに、受信回路１３に第１の振動子ＴＤ１を接続する切り換えを行ってから上述したステップＳ２以降の処理を繰り返す。
【００５１】この繰り返し処理によってステップＳ１１の判定がＹＥＳになったときには、ステップＳ１２において第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１への超音波伝搬時間Ｔ２の時間計測が終了してステップＳ１３の判定もＹＥＳとなってステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては上記ステップＳ１２において計測した伝搬時間Ｔ１及びＴ２に含まれている遅延時間Ｔｄを除去して伝搬時間Ｔ１′とＴ２′を求める。その後ステップＳ１５に進んでステップＳ１４において求めた伝搬時間Ｔ１′とＴ２′とによって上述した式（８）に基づいて流量Ｑを演算する。その後ステップＳ１６に進んでステップＳ１５において演算した流量に基づいて流量異常検出処理を行い、ステップＳ１６における流量異常検出処理が終わったら次の時間計測のため上記ステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５２】なお、ステップＳ１６の流量異常検出処理では、流量異常データの記憶、警告処理も行う。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した計数値によって、流量についての複数項目の異常をその発生頻度とともに知ることができるので、流量異常発生の原因を具体的に特定することができるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５４】また、請求項２記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、各流量異常の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５５】更に、請求項３記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、再液化の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常の一つである再液化の発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５６】請求項４記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、脈流の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常の一つである脈流の発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５７】請求項５記載の発明によれば、電子式ガスメータが超音波のガス中における伝搬時間を計時し流速を求めることによって、通過流量を求めるものであっても、請求項１〜４記載の発明同様の効果を奏する電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５８】請求項６記載の発明によれば、異常を検出したとき又は要求に応じ、記憶されている流量異常データに基づいて警告を行うことで、警告によって項目別の流量異常を知ることができる電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５９】請求項７記載の発明によれば、ガスメータを通じて供給するガス流を狂わせる流量異常の原因を異常診断装置によって具体的に特定することができる電子式ガスメータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置及び該装置を組み込んだ電子式ガスメータの基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置及び該装置を組み込んだ電子式ガスメータの一実施の形態を示す図である。
【図３】再液化流量異常が発生したときの受信波形の波形例を示す波形図である。
【図４】脈流流量異常が発生したときの受信波形の波形例を示す波形図である。
【図５】図２中の演算処理制御部が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】超音波式において超音波伝搬時間を計測する方法の一例を説明するための送信信号と受信信号の波形図である。
【符号の説明】
１０ ガス流路
ＴＤ１ 第１の振動子
ＴＤ２ 第２の振動子
１４−１１ 流量演算手段（演算処理制御部）
１４−１１１ 切換手段（演算処理制御部）
１４−１１２ 繰り返し手段（演算処理制御部）
１４−１１３ 遅延手段（演算処理制御部）
１４−１１４ 計時手段（演算処理制御部）
１４−１２ 流量積算手段（演算処理制御部）
１４−２ 流量異常検出手段（演算処理制御部）
１４−２１ 流量異常回数計数手段（演算処理制御部）
１４−２１１ 再液化回数計数手段（演算処理制御部）
１４−２１２ 脈流回数計数手段（演算処理制御部）
１４−３ 警告手段（演算処理制御部）
１６−１ 異常データ記憶手段（不揮発性メモリ）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置、及び該ガス流異常診断装置を備えた電子式ガスメータに係り、特に、ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段とを備える電子式ガスメータにおいて発生するガス流量異常を診断するガス流量異常診断装置、及び、該異常診断装置を備えた電子式ガスメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子式ガスメータとして、例えば特開平９−２８０９１７号公報において提案されているものが知られている。このガスメータでは、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式の第１及び第２の振動子を有し、一方の振動子から流れ方向に超音波を発生しこの超音波を他方の振動子で検出すると、遅延時間を設けて再び振動子から超音波を発生させ、この繰り返しを行ってその時間を計測し、逆に他方の振動子から流れに逆らって超音波を発生し同様の繰り返し時間を計測し、この計測した時間と遅延時間の差からガスの流速を演算するものである。
【０００３】上述したようにガスの流速を計測するに当たって、振動子によって発生した図６（ａ）に示すような送信波形の超音波を受信して得られる図６（ｂ）に示すような波形の受信信号を相互に検出することが行われるが、この受信信号の検出に当たって受信波形を基準レベルＲと比較することが行われる。
【０００４】そして、ガス流路内を流れているガスの流速を間欠的に求め、この流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を求める演算処理を行うようになっており、この瞬時流量に間欠時間を乗じて通過流量を求め、更にこの通過流量を積算して求めた積算流量を表示する。
【０００５】このような電子式ガスメータでは、従来の膜式と呼ばれる機械式のガスメータと同様に、演算して求めた流量に基づいて、既知の最大流量、増加流量、使用時間オーバー、復帰安全確認中の漏洩、微少漏洩などのガス流量異常の検出を行うことが求められるが、膜式ガスメータと異なり、流速を計測している関係で、流速に変化を生じさせる各種の要因による流量異常を考慮する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の電子式ガスメータにおいては、上述した一般的な流量異常を検出し警報することは考えられても、流速を変化させる各種の要因による流量異常の発生原因を具体的に特定することができるような異常診断を行えるようにする考え方がない。
【０００７】このため、例えば、ＬＰガスを供給するガス供給設備において、圧力容器に収容された液化ガスを所定の供給圧のガスに変換する圧力調整器の不調によって一度気化したガスが液状態に戻る再液化現象が生じ、このような現象の発生によってガス供給圧が安定しないだけでなく、ガス流速に変動が生じてガス流量が変化しても、これを発見することは至難とされている。
【０００８】また、例えば集合住宅などのガス供給設備において、ガスメータの上流側の比較的近いところでガス供給管が分岐されて隣接宅へのガス供給が行われ、しかも隣接宅においてガスヒートポンプ（ＧＨＰ）が使用されている場合に、その運転によってガス供給路のガス圧力に変動が生じ、ガス供給圧が不安定になり、これが原因でガス流量に脈流が発生されることがあっても、再液化同様に、これを発見することは至難のことであった。
【０００９】仮に、これらを発見しょうとした場合には、作業員が現場に出向いてガス供給設備を時間をかけて診断し、解析しなければならず、各種要因によって発生するガス流量異常の発見及びそれに対する対処を迅速に行うことが不可能であった。
【００１０】よって本発明は、上述した従来の問題に鑑み、ガス供給設備に伴う各種要因によって発生するガス流量異常の発生及びその原因を具体的に特定することができるようなガス流量異常診断を行えるようにした電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置を提供することを課題としている。
【００１１】本発明はまた、ガス供給設備に伴う各種要因によって発生するガス流量異常の発生及びその原因を具体的に特定することができるようなガス流量異常診断を行えるようにしたガス流量異常診断装置を備えた電子式ガスメータを提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため成された請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すように、ガス流路１０中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段１４−１１と、該流量演算手段１４−１１によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段１４−１２とを備える電子式ガスメータの前記流量演算手段１４−１１によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出する流量異常検出手段１４−２と、該流量異常検出手段１４−２によって検出した項目別の流量異常を流量異常データとして記憶する異常データ記憶手段１６−１とを備え、前記流量異常検出手段１４−２は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数する流量異常回数計数手段１４−２１を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常回数計数手段１４−２１による計数値を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１３】請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常検出手段１４−２が電子式ガスメータの流量演算手段１４−１１によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出し、検出した項目別の流量異常を流量異常データとして異常データ記憶手段１６−１が記憶する。流量異常検出手段１４−２の流量異常回数計数手段１４−２１は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１は流量異常データとして、流量異常回数計数手段１４−２１による計数値を記憶するようになっているので、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した計数値によって、流量についての複数項目の異常をその発生頻度とともに知ることができる。
【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常の各々の発生時刻を更に含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１５】請求項２記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして、各流量異常の発生時刻を更に記憶することで、請求項１の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、各流量異常の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記ガス流路中のガスが圧力調整器によって圧力調整されて供給されるＬＰガスであり、前記流量異常回数計数手段１４−２１は、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数する再液化回数計数手段１４−２１１を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記再液化回数計数手段１４−２１１による計数値及び前記再液化の各々の発生時刻を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１７】請求項３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常回数計数手段１４−２１の有する再液化回数計数手段１４−２１１が、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして再液化回数計数手段１４−２１１による計数値を記憶するとともに各再液化の発生時刻を記憶することで、請求項１記載の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、再液化の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１又は３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記流量異常回数計数手段１４−２１は、平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数する脈流回数計数手段１４−２１２を有し、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶する前記流量異常データとして、前記脈流回数計数手段１４−２１２による計数値を記憶及び前記脈流の各々の発生時刻を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００１９】請求項４記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常回数計数手段１４−２１の有する脈流回数計数手段１４−２１２が平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数し、異常データ記憶手段１６−１が流量異常データとして脈流回数計数手段１４−２１２による計数値を記憶するとともに各脈流の発生時刻を記憶することで、請求項１又は３記載の発明の作用に加え、異常データ記憶手段１６−１に流量異常データとして記憶した発生時刻によって、脈流の発生とその発生時刻も知ることができる。
【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記電子式ガスメータの前記流量演算手段１４−１１が、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置され超音波信号を送受信する第１及び第２の振動子ＴＤ１，ＴＤ２と、該振動子の送受信を切り換える切換手段１４−１１１と、前記一方の振動子から超音波信号が送信され他方の振動子で基準レベル以上の信号が受信されたとき、前記振動子間相互の超音波伝搬を予め定めた複数回行う繰り返し手段１４−１１２と、前記繰り返し時に送信信号を遅らせる遅延手段１４−１１３と、各繰り返しの伝搬時間を計測する計時手段１４−１１４とを有し、前記物理量を、前記計時手段１４−１１４の各計時値と前記遅延手段１４−１１３の遅延値との差により間欠的に測定し、該測定した差に基づいて前記通過流量を求めることを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００２１】請求項５記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、超音波のガス中における伝搬時間がガス流の流速に応じて変化する現象を利用し、流量演算手段１４−１１が一対の超音波振動子の一方からガス流路中のガスの流れ方向に発射した超音波を他方の振動子によって受信させて、超音波のガス中における伝搬時間を計時し流速を求めることによって、通過流量を求めるものであっても、請求項１〜４記載の発明の作用によって、ガス流量異常を知ることができる。
【００２２】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置において、前記流量異常検出手段１４−２が流量異常を検出したとき又は要求に応じ、前記異常データ記憶手段１６−１に記憶されている流量異常データに基づいて異常警告を行う警告手段１４−３を備え、前記警告手段１４−３は、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、前記異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置に存する。
【００２３】請求項６記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置においては、流量異常検出手段１４−２が異常を検出したとき又は要求に応じ、異常データ記憶手段１６−１に記憶されている流量異常データに基づいて警告手段１４−３が警告を行うことで、請求項１〜５記載の発明の作用に加え、警告によって項目別の流量異常を知ることができる。
【００２４】請求項７記載の発明は、ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段１４−１１と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段１４−１２と、請求項１〜６のいずれかに記載のガス流量異常診断装置とを備えることを特徴とする電子式ガスメータに存する。
【００２５】請求項７記載の電子式ガスメータおいては、ガスメータを通じて供給するガス流を狂わせる流量異常の原因を異常診断装置が具体的に特定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は本発明の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置とガス流量異常診断装置を備えた電子式ガスメータの実施の形態を示している。図示の電子式ガスメータは、ガスメータ中の流路としてのガス流路１０内にガス流方向において距離Ｌだけ離され互いに対向して配置された超音波周波数で作動する例えば圧電式の第１及び第２の振動子ＴＤ１及びＴＤ２を有する超音波式ガスメータとして構成されている。
【００２７】各振動子ＴＤ１及びＴＤ２、ＴＤ３はインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受信回路１３に接続されている。送信回路１２は、演算処理制御部１４の制御の下で、振動子ＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、このための発振回路（図示せず）を内蔵している。受信回路１３は、ガス流路１０を通過した超音波信号を受信した他方の振動子ＴＤ１、ＴＤ２からの信号を入力して超音波信号を増幅する前置増幅器（図示せず）を内蔵し、増幅した信号を演算処理制御部１４に対して入力している。
【００２８】演算処理制御部１４には、流量異常検出処理によって検出された流量異常のデータを記憶するため、バックアップ電源を必要としない異常データ記憶手段を構成するＥ2 ＰＲＯＭのような不揮発性メモリ１６が接続されている。また、演算処理制御部１４には、ガスメータの保守管理業務を行っている施設などの監視装置に対して記憶している流量異常データを有線又は無線の通信回線を介して送出したり、通信回線を介しての監視装置側からの定期的なポーリングに応じて記憶している流量異常データを送出するための網制御ユニット（ＮＣＵ）１７が接続されている。
【００２９】また、演算処理制御部１４は、高速に信号を処理するデジタル信号処理ユニットや、これを制御するためのマイクロコンピュータなどを有し、マイクロコンピュータはプログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）、ＣＰＵが行う処理のプログラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、ＣＰＵでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ、時計及びカレンダなどを内蔵する。
【００３０】演算処理制御部１４は、流量を計測するため以下のような処理を行う。まず、送信回路１２から信号を供給する振動子と受信回路１３で超音波信号を受信する振動子とを交互に切り換える切換制御を行う。また、受信回路１３で受信され増幅された信号をＡ／Ｄ変換して入力し、この入力した信号を予め設定した基準レベルと比較する。この比較によって基準レベル以上の信号の入力を検出したとき、予め定めた時間遅延させて、送信回路１２から振動子を駆動するための信号を送信させる動作を予め定めた設定回数繰り返す。このことによって、送信回路から信号を送信させた後、受信回路１３を介して受信した信号が基準レベルを越えたことを検出する毎に、上述の動作を設定回数繰り返すが、ＣＰＵ内に構成したタイマカウンタに、繰り返しの開始からの時間を計時する動作を開始させ、設定回数が終了したときに停止させることで、設定回数の送信の開始から送信の終了までの時間を計測する。
【００３１】一方の振動子から送信して他方の振動子によって受信した超音波信号に基づいて時間計測が行われた後、送信側と受信側の振動子を切り換えて、例えば下流から上流に向かって超音波信号を発信し、この発信を上述のように繰り返し、その時間を計時する。そして、上述のように計時した時間の時間差からガス流路１０の大きさや流れの状態を考慮して流量演算を行って流量値を求める。また、この流量値を積算して積算流量を求め、この流量積算によって求めた流量積算値を表示器１５に表示させることでガス使用量を計量表示する。
【００３２】上述のように超音波を受信して繰り返し送信すると、振動子間を反射する超音波信号が送信波と重畳するが、上述のように送信タイミングを遅延させることによって、反射波の干渉を防ぐことができる。
【００３３】以上によって、計測が開始すると、第１の振動子ＴＤ１から第２の振動子ＴＤ２へ超音波を送信可能な状態にする。駆動によってバースト送信が開始され、上述のように超音波の受信と送信が所定の時間の遅延をもって連続的に繰り返され、繰り返し回数が設定値に達すると、繰り返しを停止するとともに、タイマカウンタを停止させて計時して時間Ｔ１を計測する。次に、第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１へ超音波を送信可能な状態に切り換える。そして、超音波の送受信の繰り返しを行い、時間Ｔ２を計測して計測を終了する。
【００３４】時間Ｔ１とＴ２は遅延時間Ｔｄを含んでいるので、遅延除去処理を行って遅延時間を差し引いて真の超音波伝搬時間Ｔ１′とＴ２′を算出する。すなわち、Ｔ１′＝Ｔ１−Ｔｄ （１）
Ｔ２′＝Ｔ２−Ｔｄ （２）
このＴ１′とＴ２′の平均値から平均伝搬時間が求められ、その平均伝搬時間と振動子ＴＤ１とＴＤ２の距離Ｌから、測定したときの音速Ｃが求められる。すなわち、Ｃ＝Ｌ／（（Ｔ１′＋Ｔ２′）／２） （３）
この音速Ｃは温度ｔとＣ＝３３１．５＋０．６０７ｔ （４）
の関係にあるので、温度が算出できる。
【００３５】上述のＴ１′とＴ２′の差にガス流路の形状によって決まる流量係数Ｋ１と、温度ｔ１による補正係数Ｋ２により流量演算によって流量値Ｑを求める。すなわち、Ｑ＝Ｋ１×Ｋ２×（Ｔ１′−Ｔ２′） （５）
なお、ガスの流速をＶとすると、Ｔ１′＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） （６）
Ｔ２′＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） （７）
となっており、この時間Ｔ１′とＴ２′の逆数を求めて流量係数Ｋ３を乗じて流量Ｑを求めると、Ｑ＝Ｋ３×（（１／Ｔ１′）−（１／Ｔ２′）） （８）
となって、温度によって変化する音速Ｃの補正を行わずに流量を算出することができる。
【００３６】演算処理制御部１４はまた、ガス流路１０を通過した超音波信号を受信した他方の振動子ＴＤ１、ＴＤ２からの信号を受信した超音波信号を受信回路１３にて増幅した後Ａ／Ｄ変換して入力すると、上述した流量Ｑの演算を行った後に、各種の流量異常を検出する流量異常検出処理を行う他、検出した流量異常に基づいて流量異常データを記憶する異常データ記憶処理を行うとともに、記憶した流量異常データに基づいて警告処理を行う。
【００３７】演算処理制御部１４が行う流量異常検出処理及び異常データ記憶処理には、演算した流量に基づく流量異常を検出する処理とこの検出結果を記憶する処理とが含まれる。流量異常検出処理によって検出された流量異常はデータ化して演算処理制御部１４に接続された不揮発性メモリ１６に記憶される。
【００３８】流量異常検出処理では、演算して求めた流量に基づいて、既知の最大流量、増加流量、使用時間オーバー、復帰安全確認中の漏洩、微少漏洩などの異常検出が行われる他に、再液化及び脈流の各流量異常をそれぞれ検出する処理が行われる。
【００３９】まず、再液化異常検出処理では、図３（ａ）又は（ｂ）に示すように、任意の流量で安定していた流量が所定値巾Δｑ以上で変化したことを検出し、この検出回数を再液化の発生回数として計数し、この計数値を流量異常データとして不揮発性メモリ１６内に記憶し、計数値が所定値以上となったとき警告を発する。
【００４０】さらに、例えばガスヒートポンプ（ＧＨＰ）の運転によってガス流路に生じる脈流を検出するための脈流異常検出処理では、図４（ａ）又は（ｂ）に示すように、流量なし、すなわち流量０の状態又は任意の流量Ｑ′で安定していた流量が平均流量なし又は任意の平均流量Ｑ′で所定巾Δｑ′又はΔｑ″以上の変化流量が発生したことを検出し、該回数を脈流として計数し、この計数値と各脈流の発生時刻を流量異常データとして不揮発性メモリ１６内に記憶する。この場合も、計数値が所定値以上となったとき警告を発する。
【００４１】演算処理制御部１４が行う警告処理においては、音によって警告を行う放音警告、表示によって警告を行う表示警告、異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告の少なくとも１つが行われ、いずれの場合にも、少なくとも必要に応じて、記憶した流量異常データによって流量異常の内容を具体的に知らせることができるようになっている。また、記憶した流量異常データを読み出したとき、通信によって或いはスイッチ操作によって外部からリセット要求したときにクリアできるようにする。
【００４２】音による警告は、流量異常の発生が所定回数発生した場合に、フザー音又は音声によって行わせることができる。表示による警告は、積算流量及びセキュリティ表示を行う例えば液晶或いはＬＥＤなどからなる表示器１５に一緒にあるいは選択的に全項目又は流量異常の有無のみのを行わせることができる。なお、電池電源の消耗を最小限に抑えるためには、外部スイッチの操作時のみ表示を行うようにすることもできる。また、遠隔地への通信による警告は、異常発生時に網制御ユニットを介して端末発呼によって行い、ガスメータなどの保守管理業務を行っている施設などの監視装置に対して記憶している流量異常データを送出したり、監視装置側からの定期的なポーリングに応じて記憶している流量異常データを送出することもできる。何れにしても、警告があったときには、流量異常データを参照することによって、流量異常の原因を特定して流量異常に対する対策を容易にかつ早急に取ることができる。
【００４３】警告手段としては、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することで、音、表示、あるいは、異常データ記憶手段に記憶している流量異常データの遠隔地への送出によって、流量異常を警告するようになり、警告を必要に応じた方法で行うことができる。
【００４４】具体的には、超音波式ガスメータに組み込まれたときには、種々の効果が得られる。例えば、ガスメータを通じて供給されるガス流の流量異常の早期の発見、早期の警告、早期の通報、並びに修理勧告や警告が可能になるので、ユーザに安心を与えることができる他、警告があったときには流量異常発生部の容易な特定によって迅速な対応ができるようになり、また不具合のの詳細な解析が可能になり、事後の対策を容易にすることができる。
【００４５】以上概略動作を説明したが、演算処理制御部１４のＣＰＵが行う処理を示す図５のフローチャートを参照して、以下その詳細を説明する。
【００４６】演算処理制御部１４は例えば電源投入によって動作を開始し、その最初のステップＳ１において送信回路１２に第１の振動子ＴＤ１を接続するとともに、受信回路１３に第２の振動子ＴＤ２を接続する切り換えを行ってからステップＳ２に進んで駆動を行うとともに、繰り返し回数をインクリメントして計数する。次のステップＳ３に進んで駆動回数が２であるか否かを判定し、判定がＹＥＳのときにはステップＳ４に進んで時間計測のための計時を開始し、ＮＯのときにはステップＳ４を飛ばしてステップＳ５に進んで送信遅延時間の経過を待ってからステップＳ６に進み、ここで送信回路１２を介して振動子１２を振動させる送信信号を出力して超音波信号を発生させる。
【００４７】次にステップＳ７に進んで第２の振動子ＴＤ２が超音波信号を受信して変換して得られる電気信号を受信回路１３によって増幅した後Ａ／Ｄ変換して入力する。その後、ステップＳ８に進んで受信信号が予め定めた基準レベル以上となったか否かを判定し、越えておらずステップＳ８の判定がＮＯのときには上記ステップＳ７に戻り、基準レベル以上となってステップＳ８の判定をＹＥＳとなるまで受信回路１３によって増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換して入力し続ける。
【００４８】基準レベル以上の信号を検出しステップＳ８の判定がＹＥＳなるとステップＳ９に進んで再度受信回路１３によって増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換して入力してからステップＳ１０に進んで上記ステップＳ９で入力した受信信号がゼロクロスしたか否かを判定する。ゼロクロス点を検出できずステップＳ１０の判定がＮＯのときには上記ステップＳ９に戻り、ゼロクロスしたことを検出してステップＳ１０の判定がＹＥＳとなるまで受信回路１３によって増幅された信号をＡ／Ｄ変換して入力し続ける。
【００４９】ゼロクロス点を検出しステップＳ１０の判定がＹＥＳなるとステップＳ１１に進んで上記ステップＳ２において計数している駆動回数に基づいて繰り返し回数が設定回数Ｎとなったか否かを判定し、設定回数ＮになっておらずステップＳ１１の判定がＮＯのときには上記ステップＳ２に戻って駆動を再開するとともに駆動回数をインクリメントして計数してから素Ｓ３に進む。ステップＳ３の判定はＮＯであるので、ステップＳ４を飛ばして進む次のステップＳ５において送信遅延時間の経過を待ってからステップＳ６に進み、ここで送信回路１２を介して第１の振動子１２を振動させる送信信号を出力して超音波信号を発生させる上述の動作を繰り返す。
【００５０】繰り返し回数が設定回数Ｎとなって上記ステップＳ１１の判定がＹＥＳになるとステップＳ１２に進んで上記ステップＳ４において開始した時間計測のための計時を終了し、そのときの超音波伝搬時間Ｔ１を得る。その後ステップＳ１３に進んで時間計測が終了したか否かを判定するが、第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１への超音波伝搬時間Ｔ２の計測が終わっていないので、ステップＳ１３の判定はＮＯとなり、上記ステップ１に戻って送信回路１２に第２の振動子ＴＤ２を接続するとともに、受信回路１３に第１の振動子ＴＤ１を接続する切り換えを行ってから上述したステップＳ２以降の処理を繰り返す。
【００５１】この繰り返し処理によってステップＳ１１の判定がＹＥＳになったときには、ステップＳ１２において第２の振動子ＴＤ２から第１の振動子ＴＤ１への超音波伝搬時間Ｔ２の時間計測が終了してステップＳ１３の判定もＹＥＳとなってステップＳ１４に進む。ステップＳ１４においては上記ステップＳ１２において計測した伝搬時間Ｔ１及びＴ２に含まれている遅延時間Ｔｄを除去して伝搬時間Ｔ１′とＴ２′を求める。その後ステップＳ１５に進んでステップＳ１４において求めた伝搬時間Ｔ１′とＴ２′とによって上述した式（８）に基づいて流量Ｑを演算する。その後ステップＳ１６に進んでステップＳ１５において演算した流量に基づいて流量異常検出処理を行い、ステップＳ１６における流量異常検出処理が終わったら次の時間計測のため上記ステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５２】なお、ステップＳ１６の流量異常検出処理では、流量異常データの記憶、警告処理も行う。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した計数値によって、流量についての複数項目の異常をその発生頻度とともに知ることができるので、流量異常発生の原因を具体的に特定することができるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５４】また、請求項２記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、各流量異常の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５５】更に、請求項３記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、再液化の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常の一つである再液化の発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５６】請求項４記載の発明によれば、流量異常データとして記憶した発生時刻によって、脈流の発生とその発生時刻も知ることができるので、流量異常の一つである脈流の発生の原因を具体的に特定することがより容易にできるような異常診断を行える電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５７】請求項５記載の発明によれば、電子式ガスメータが超音波のガス中における伝搬時間を計時し流速を求めることによって、通過流量を求めるものであっても、請求項１〜４記載の発明同様の効果を奏する電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５８】請求項６記載の発明によれば、異常を検出したとき又は要求に応じ、記憶されている流量異常データに基づいて警告を行うことで、警告によって項目別の流量異常を知ることができる電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置が得られる。
【００５９】請求項７記載の発明によれば、ガスメータを通じて供給するガス流を狂わせる流量異常の原因を異常診断装置によって具体的に特定することができる電子式ガスメータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置及び該装置を組み込んだ電子式ガスメータの基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置及び該装置を組み込んだ電子式ガスメータの一実施の形態を示す図である。
【図３】再液化流量異常が発生したときの受信波形の波形例を示す波形図である。
【図４】脈流流量異常が発生したときの受信波形の波形例を示す波形図である。
【図５】図２中の演算処理制御部が行う処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】超音波式において超音波伝搬時間を計測する方法の一例を説明するための送信信号と受信信号の波形図である。
【符号の説明】
１０ ガス流路
ＴＤ１ 第１の振動子
ＴＤ２ 第２の振動子
１４−１１ 流量演算手段（演算処理制御部）
１４−１１１ 切換手段（演算処理制御部）
１４−１１２ 繰り返し手段（演算処理制御部）
１４−１１３ 遅延手段（演算処理制御部）
１４−１１４ 計時手段（演算処理制御部）
１４−１２ 流量積算手段（演算処理制御部）
１４−２ 流量異常検出手段（演算処理制御部）
１４−２１ 流量異常回数計数手段（演算処理制御部）
１４−２１１ 再液化回数計数手段（演算処理制御部）
１４−２１２ 脈流回数計数手段（演算処理制御部）
１４−３ 警告手段（演算処理制御部）
１６−１ 異常データ記憶手段（不揮発性メモリ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段とを備える電子式ガスメータの前記流量演算手段によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出する流量異常検出手段と、該流量異常検出手段によって検出した項目別の流量異常を流量異常データとして記憶する異常データ記憶手段とを備え、前記流量異常検出手段は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数する流量異常回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常回数計数手段による計数値を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項２】 前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常の各々の発生時刻を更に含むことを特徴とする請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項３】 前記ガス流路中のガスが圧力調整器によって圧力調整されて供給されるＬＰガスであり、前記流量異常回数計数手段は、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数する再液化回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記再液化回数計数手段による計数値及び前記再液化の各々の発生時刻を含むことを特徴とする請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項４】 前記流量異常回数計数手段は、平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数する脈流回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記脈流回数計数手段による計数値を記憶及び前記脈流の各々の発生時刻を含むことを特徴とする請求項１又は３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項５】 前記電子式ガスメータの前記流量演算手段が、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置され超音波信号を送受信する第１及び第２の振動子と、該振動子の送受信を切り換える切換手段と、前記一方の振動子から超音波信号が送信され他方の振動子で基準レベル以上の信号が受信されたとき、前記振動子間相互の超音波伝搬を予め定めた複数回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に送信信号を遅らせる遅延手段と、各繰り返しの伝搬時間を計測する計時手段とを有し、前記物理量を、前記計時手段の各計時値と前記遅延手段の遅延値との差により間欠的に測定し、該測定した差に基づいて前記通過流量を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項６】 前記流量異常検出手段が流量異常を検出したとき又は要求に応じ、前記異常データ記憶手段に記憶されている流量異常データに基づいて異常警告を行う警告手段を備え、前記警告手段は、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、前記異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項７】 ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段と、請求項１〜６のいずれかに記載のガス流量異常診断装置とを備えることを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項１】 ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段とを備える電子式ガスメータの前記流量演算手段によって算出した流量について複数項目の流量異常を検出する流量異常検出手段と、該流量異常検出手段によって検出した項目別の流量異常を流量異常データとして記憶する異常データ記憶手段とを備え、前記流量異常検出手段は、安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を流量異常として計数する流量異常回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常回数計数手段による計数値を含むことを特徴とする電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項２】 前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記流量異常の各々の発生時刻を更に含むことを特徴とする請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項３】 前記ガス流路中のガスが圧力調整器によって圧力調整されて供給されるＬＰガスであり、前記流量異常回数計数手段は、流量有りで安定していた流量が所定値巾以上で変化したことを検出し、該検出を再液化による流量異常として計数する再液化回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記再液化回数計数手段による計数値及び前記再液化の各々の発生時刻を含むことを特徴とする請求項１記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項４】 前記流量異常回数計数手段は、平均流量が流量なし又は任意の流量で安定している流量の変化巾が所定値以上であることを検出し、該検出を脈流による流量異常として計数する脈流回数計数手段を有し、前記異常データ記憶手段に記憶する前記流量異常データとして、前記脈流回数計数手段による計数値を記憶及び前記脈流の各々の発生時刻を含むことを特徴とする請求項１又は３記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項５】 前記電子式ガスメータの前記流量演算手段が、ガス流路内に流れの方向に相対して一定距離だけ離れて配置され超音波信号を送受信する第１及び第２の振動子と、該振動子の送受信を切り換える切換手段と、前記一方の振動子から超音波信号が送信され他方の振動子で基準レベル以上の信号が受信されたとき、前記振動子間相互の超音波伝搬を予め定めた複数回行う繰り返し手段と、前記繰り返し時に送信信号を遅らせる遅延手段と、各繰り返しの伝搬時間を計測する計時手段とを有し、前記物理量を、前記計時手段の各計時値と前記遅延手段の遅延値との差により間欠的に測定し、該測定した差に基づいて前記通過流量を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項６】 前記流量異常検出手段が流量異常を検出したとき又は要求に応じ、前記異常データ記憶手段に記憶されている流量異常データに基づいて異常警告を行う警告手段を備え、前記警告手段は、音によって警告を行う放音警告手段、表示によって警告を行う表示警告手段、前記異常データ記憶手段に記憶している流量異常データを通信回線を介して遠隔地に送出する遠隔警告手段の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子式ガスメータにおけるガス流量異常診断装置。
【請求項７】 ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量に基づいてガス流路を通過したガスの通過流量を求める流量演算手段と、該流量演算手段によって求めた通過流量に基づいて積算流量を求める流量積算手段と、請求項１〜６のいずれかに記載のガス流量異常診断装置とを備えることを特徴とする電子式ガスメータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００１−１６５７４３（Ｐ２００１−１６５７４３Ａ）
【公開日】平成１３年６月２２日（２００１．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−３５０７３８
【出願日】平成１１年１２月９日（１９９９．１２．９）
【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１３年６月２２日（２００１．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１２月９日（１９９９．１２．９）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]