JP4167881B2

JP4167881B2 - Gas meter and control method thereof

Info

Publication number: JP4167881B2
Application number: JP2002310850A
Authority: JP
Inventors: 克人酒井; 賢知小林; 健一郎湯浅; 修一岡田; 滋田川; 泰宏藤井; 幸雄木村; 徹廣山
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-10-25
Also published as: JP2004144641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスメータおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスメータは、燃料用ガス（以下、これを単に「ガス」と呼ぶものとする）の流量（消費量）に対応した、いわゆる従量制の料金を算出するために、それらの資源を消費または利用する各ユーザーの住居または店舗ごとに設置されている。近年では、いわゆるマイコン（マイクロコンピュータ）を用いた簡易な制御回路を内蔵すると共に、圧力異常、微少流量漏洩または地震発生などの、ガスという可燃物を取り扱うガスメータとして何らかの保安上に支障の可能性がある異常事態（ここではそれらの異常事態を所定の状態とも呼ぶ）が発生した場合に、その異常事態が生じていることを検知する保安ユニット（保安手段）と、そのような異常事態が生じている旨を表す警報等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶ディスプレイ）あるいはＬＥＤ（Light-emitting Diode；発光ダイオード）を用いた点滅表示灯などからなる表示部等を備えたガスメータが実用化されている。
【０００３】
このような従来のガスメータでは、例えば地震のような異常事態が生じていることを保安ユニットが検知すると、それに基づいて、遮断弁を弁閉状態にすることで需要家（ユーザー）側へのガスの供給を停止（遮断）し、それと共に異常事態が生じている旨の警報をＬＥＤなどの点滅によって表示出力する。このとき、遮断弁を閉じる動作の確認は一般に、保安ユニットから遮断弁に対して駆動信号が送られるとそれに対応して遮断弁は弁閉動作を行ってアンサ信号を出力し、そのアンサ信号を保安ユニットが受信することによって行われる。あるいは、例えばステッピングモータのようなサーボ系を用いて、開閉のみでなく連続量的に弁の開度を調節できる、調節弁的な機能をも兼備した遮断弁の場合には、いわゆるフィードバック制御が行われる場合が多く、従って２値的な開閉動作のみの遮断変の場合とは異なりアンサ信号は出力しない。
【０００４】
ところが、このような遮断弁では、保安ユニットから遮断弁に対して駆動信号が送られて弁を閉じる制御が為されたときに、実際に弁が完全に遮断状態なったか否かを確実に確認することはできなかった。このため、例えば遮断弁の弁体がガス中に含まれているミストや塵埃等の付着あるいは弁体自体の腐食等に起因して完全には閉まらないようになっていると、遮断弁の例えばソレノイドコイルを用いた弁駆動用サーボ機械系は弁体を閉じる動作を行おうとしてアンサ信号も出力しているにもかかわらず、実際には弁体は半開きまたは全く閉じていない状態のままとなっていて、確実な遮断が行われない場合がある。
【０００５】
これに対する対策として、従来のガスメータでは、いわゆるテスト遮断機能として、異常事態でなくとも所定の時間が経過するごとに、流量がゼロの状態のとき（流量＝０すなわち当該ガスメータの下流のユーザー側でガスが全く使用されていないとき）を自動的に検知して遮断弁を閉じる動作を試験的に行うことで、遮断弁が動作異常であるか否かを、自動的に確認するという技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−４１７９７号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなテスト遮断機能を備えていないガスメータでは、遮断弁が完全遮断動作可能であるか否かを確認することはできない。
【０００８】
また、テスト遮断機能を有するガスメータの場合でも、ガスメータの下流のユーザー側でガスが全く使用されていない状態でなければテスト遮断を行うことができないので、例えば２４時間連続運転を行うように設定されているガス暖房機器を利用しているユーザーに設置されたガスメータなどでは、テスト遮断を行うことが極めて困難あるいは不可能である。
【０００９】
また、ガスメータに内蔵されている遮断弁は一般に、ソレノイドコイルによって弁体を開状態から閉状態にするが、一旦閉じられた弁体を再び開状態に戻すという、いわゆる復帰動作については機械的に自動で行うのではなくユーザーまたはガス管理会社の担当者などが手動で行うように設定されている。このため、テスト遮断を行うと、異常事態が生じていないにもかかわらず遮断弁が閉じた状態のままになり、そのガスメータのユーザーは、何が原因でガスの供給が遮断されたのか理解できず、当惑してしまう。あるいはユーザーがテスト遮断の存在を知っていたとしても、遮断を必要としない状態にもかかわらずガスメータ自体の都合で遮断が行われてしまい、それを復帰させるための手動の操作を要求されるということは、極めて煩雑なものでもある。
【００１０】
また、テスト遮断を行った際には正常に動作していても、それから暫く時間が経過した後には、遮断弁やそれを駆動する電池などのコンディションが悪化するなどして、遮断弁が正常には機能しなくなっている場合もあり得る。
【００１１】
このように、従来のガスメータおよびその動作の制御方法では、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知することができなかった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ユーザーにとっての利便性を損なうことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知する、あるいは遮断弁または圧力計測手段もしくは流量計測手段に異常が生じていることを確実に検知することができるガスメータおよびその制御方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるガスメータまたはその制御方法は、ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、弁体の開閉の２値的な動作以外にもその開と閉との間で前記弁体の開度を連続量的に調節可能に設定された調節弁機能を兼備してなる遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータまたはその制御方法であって、流量が０でなく安定している際に前記遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力を前記圧力計測手段によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧が生じたときには、前記遮断弁が正常に作動しているものと判定し、前記遮断弁を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧が所定量未満であったときには、前記遮断弁の作動に異常が生じているものと判定する異常判定制御手段または異常判定制御手順を備えている。
【００２０】
本発明によるガスメータまたはその制御方法では、異常判定制御において、流量が０でなく安定している際に、遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行ったときに、それに対応して遮断弁の下流側に設けられている圧力計測手段によって計測されるガスの圧力に所定量（所定の変動量）以上の減圧が生じたことが検知された場合には、遮断弁が正常に作動しているものと判定する。しかし、所定量以上の減圧が生じなかった場合には、弁体が不完全に閉じるといった動作異常が遮断弁に生じているものと判定する。
【００２１】
すなわち、流量が０でなく安定している際に遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際に遮断弁の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっていたならば、それに伴って流量の増加と圧力の低下とが生じるので、ガスの圧力に所定量以上の減圧が生じたことが検知されることになる。それ故、ガスの圧力に所定量以上の減圧が生じたことが検知された場合には、それに基づいて、実際に遮断弁の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっているものと判定することができる。また逆に、遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際には遮断弁の弁体が例えば錆付きなどの異常に起因してほとんど動かないで全開状態のままになっていたならば、流量の増加も圧力の低下も生じないので（流速ヘッドの増大も圧力ヘッドの減少も生じないのであるから）、ガスの圧力に所定量以上の減圧は検知されない。それ故、ガスの圧力に所定量未満の減圧しか検知されないか、あるいは全く減圧が検知されない場合には、それに基づいて、実際に遮断弁の弁体が全開状態からほとんどあるいは全く動いていないものと判定することができる。これは換言すれば遮断弁の動作に異常が生じているものと判定することができる。ここで、上記の「流量が０でなく安定している際」とは、「計測対象のガスが、いわゆる流れ有りの状態（それは通常、上流側から下流側への正方向の流れであるのが一般的である）であって、かつそのときの流量の変動量が、遮断弁の弁体を閉じたことによって生じることが想定される流量の変動量や圧力の変動量と比較して無視できるほどに十分小さい」ということを意味していることは言うまでもない。
【００２２】
なお、上記の所定の開度を、前記遮断弁を当該所定の開度にまで閉じた状態で、当該ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定することが望ましい。このようにすることにより、ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障を生じることなく、遮断弁の異常判定を行うことが可能となる。
【００２３】
また、上記の圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力の計測精度を高くすることが望ましい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることが可能となる。
【００２４】
また、上記のガスの温度を計測する温度計測手段を、さらに備えており、前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いるようにすることも望ましい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることが可能となるからである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１ないし第４の実施の形態に係るガスメータの概要構成を表したものである。なお、本発明に係る制御方法は、このガスメータに組み込まれて用いられる異常判定制御回路によってその主要な部分が具現化されるものであるから、以下、それらを併せて説明する。
【００３２】
このガスメータは、ガスを利用可能な一般住宅やビルなどの家屋ごとに設置され、ガスの流量積算値（ガス使用量）の計量（計測）機能、保安機能、自動検針機能などを備えたマイコンメータで、流路２１を流れるガスの流量値を計測するために所定の超音波をガスに伝播させる超音波センサ２２Ａ，２２Ｂを有する超音波伝播時間計測部２０と、流量値演算部３０と、流量値積算部５０と、流量積算値表示制御部６１と、流量積算値表示部６２と、基本動作制御部７０と、電池８０とを、流量計測およびその積算値の演算を行うための主要部として備えている。
【００３３】
さらには、異常判定制御回路４０と、流路２１の下流に配置される感震器９１，圧力センサ９２および温度センサ９３、流路２１の上流に配置される遮断弁９４およびこの遮断弁９４を駆動する遮断弁駆動機構９５、ならびにこれらに直接または間接に接続されて所定の保安機能を実行する保安ユニット９０と、流量積算値の検針情報やガスメータが感震遮断状態にある等の情報をガス会社の管理センタとの間で送受信するための通信ユニット１００と、一般的なガスメータとしての流量計測や保安機能を果たすための各種制御を行う基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走などを監視するマイコン停止検出ユニット１１０と、このマイコン停止検出ユニット１１０に接続された起動・リセット部１２０と、ガスに脈動が発生したことを判定する脈動発生判定部１３０と、外部に警報を発する警報部１４０とを備えている。
【００３４】
なお、この他も、遮断復帰を実行するための復帰スイッチ、微少漏洩検知装置など（いずれも図示省略）、ガスメータとして一般に用いられるような各種装置も備えている。
【００３５】
超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当りに所定の頻度で超音波を上流側から下流側へと伝播させることと、下流側から上流側へと伝播させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返すもので、その各々が、送信器としての機能と受信器としての機能とを兼備している。すなわち、超音波センサ２２Ａが送信器として機能して所定の周波数の超音波を発信するときには、超音波センサ２２Ｂは受信器として機能して所定の周波数帯域の超音波を受信してそれに対応した電気信号を出力するように設定されている。これら超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、送受信回路２４を介して伝播時間計測・制御部２３に接続されている。
【００３６】
伝播時間計測・制御部２３は、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された電気信号に基づいて、上流側から下流側へと超音波を伝播させたときの順方向伝播時間Ｔ１と、下流側から上流側へと音波を伝播させたときの逆方向伝播時間Ｔ２とを計測するものである。また、伝播時間計測・制御部２３は、超音波の伝播方向の切り替えおよび超音波発信の繰り返しを制御する機能および所定の周波数の超音波の発振を一度のサンプリングタイミング当りに超音波センサ２２Ａ，２２Ｂのうちの一方に行わせるための電気信号の発振を行う機能ならびに他方が受信した超音波に対応して出力した電気信号を電圧増幅する機能を備えたものであり、そのような機能を果たすために用いられる計時用のタイマー等（図示せず）をも備えている。この伝播時間計測・制御部２３の流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等については、従来の一般的なものと同様のものである。
【００３７】
流量値演算部３０は、伝播時間計測・制御部２３によって伝播時間Ｔ１，Ｔ２が計測されるごとに、その伝播時間Ｔ１，Ｔ２に基づいてそのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに対応してそのときの計測デューティにおけるガスの瞬間流量値Ｑを得るものである。この流量値演算部３０についても、その流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等としては従来の一般的なものを用いることができる。なお、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂと伝播時間計測・制御部２３と送受信回路２４とで実質的に流量計測手段の主要部として機能する。
【００３８】
流量値積算部５０は、流量値演算部３０によって複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑの計測結果に基づいて、積算対象となる平均流量値Ｑａを求め、その平均流量値Ｑａのデータを、それまで記憶していた流量積算値ΣＱに加算することによって、流量積算値ΣＱを得るものである。より具体的には、この流量値積算部５０は、例えば平均流量値Ｑａとして最新の流量値Ｑnおよびその前回に計測された流量値Ｑn-1の２回の計測結果の平均値を取るようにすることができる。但し、このような演算方法のみには限定されないことは言うまでもない。例えば、最新の流量値Ｑnとその前回に計測された流量値Ｑn-1と前々回に計測された流量値Ｑn-2との、合計３回分の計測結果の平均値を取ることで平均流量値Ｑａのデータを算出するようにしてもよい。このように、複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑn，Ｑn-1…の計測結果に基づいて流量積算値ΣＱを求めるようにすることによって、脈動などの影響を排除して流量積算値ΣＱの正確性を確保することができる。
【００３９】
流量積算値表示制御部６１は、流量値積算部５０によって積算された流量積算値ΣＱを流量積算値表示部６２によって表示させる。流量積算値表示部６２は、例えば液晶パネルを用いてなるもので、流量積算値表示制御部６１によって制御されて、流量積算値ΣＱの値を例えば８セグメント方式で数値表示するように設定されている。
【００４０】
基本動作制御部７０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory；図示省略）に格納された、流量値演算部３０、流量値積算部５０、流量積算値表示制御部６１等で実行されるプログラムに基づいて、このガスメータの全体的な流量計測装置としての基本的動作の制御を行う、いわゆるマイコンである。この基本動作制御部７０については一般的な超音波伝播方式のいわゆるマイコンガスメータに用いられるものと同様のものである。
【００４１】
電池８０は、ガスメータ全体に動作を行うための電力を供給するもので、例えばリチウム電池などのように寿命が７年ないし１０年程度のものを好適に用いることができる。
【００４２】
感震器９１は、所定の強度以上の強い震動の発生を検知して地震が発生したことを判定するものである。
【００４３】
圧力センサ９２は、流路２１中を流れるガスの圧力Ｐを計測するものである。この圧力センサ９２は、例えば圧力によって生じた歪みに対応した電圧を発生する圧電膜センサなどを含んで構成されている。この圧力センサ９２で計測された圧力Ｐは、例えば脈動発生判定部１３０および保安ユニット９０に対して出力される。
【００４４】
温度センサ９３は、流路２１を流れるガスの温度を計測するものである。この温度センサ９３は、例えば流路２１の内部に配設されており、熱電式センサ（熱電対）、抵抗式センサ（金属測温抵抗体）、サーミスタ式センサ、半導体センサなどを含んで構成されて、温度に対応した電気信号を出力するように設定されている。この温度センサ９３で計測された温度に対応した電気信号は、例えば保安ユニット９０に対して出力される。
【００４５】
保安ユニット９０は、感震器９１からの信号、圧力センサ９２によって計測された圧力Ｐ、および温度センサ９３によって計測された温度に基づいて、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が、ガスの利用に際して危険な状態であるものとあらかじめ定められた状態になっているか否かを判定し、危険な状態となっていると判定した場合には、弁駆動信号を出力して遮断弁駆動機構９５によって遮断弁９４の弁体（図示省略）を閉じてガスの流れを閉止させることでガスの供給を遮断する、というような所定の保安動作を行うための各種の状態検知および危険状態の判定ならびにその判定結果に基づいて遮断弁９４の駆動制御を行うものである。
【００４６】
通信ユニット１００は、例えば電話回線または専用回線等の通信回線（図示せず）を介してガス会社の管理センターとの間で検針データなどの情報を送受信する通信機能を実行するものである。この通信ユニット１００は、例えば、図示しないがガスメータ専用に設けられた端末モデム装置であるＴ−ＮＣＵ（Terminal network control unit ）を含んで構成され、このＴ−ＮＣＵを介して通信回線（図示せず）にアクセスすることができるように設定されている。また、この通信ユニット１００は、ガス会社の管理センタ側からガスメータにアクセスし、遮断弁９４の開閉動作やガス使用量計測動作などを遠隔操作的に制御したり、ガスメータの状態を監視したりすることなども可能に設定されている。
【００４７】
マイコン停止検出ユニット１１０は、基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走や停止のような不具合の監視を行うものである。起動・リセット部１２０は、その起動およびリセットを行うものである。
【００４８】
警報部１４０は、例えば発光ダイオード等からなる警告ランプ（図示せず）を備えており、上記の保安ユニット９０によって、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が危険な状態となっているとの判定が下された場合に、その旨の警報として所定の点滅パターンで点滅表示を行うように設定されている。また、後述するような異常判定制御回路４０によって、遮断弁９４に異常が生じているとの判定が下された場合に、その旨の警報として前述の危険な状態となっている旨の警報とは異った所定の点滅パターンで区別できるような点滅表示を行うように設定されている。なお、この警報部１４０は、通信ユニット１００を介して危険な状態が発生している旨の情報や、遮断弁９４等に異常が発生している旨の情報を、ガス事業者の管理センターに送信することができるように設定されていることが望ましい。
【００４９】
異常判定制御回路４０は、例えば地震が発生した場合や電池切れが発生した場合などのような所定の状態にガスメータがあると、保安ユニット９０によって判定された場合には、圧力センサ（圧力計測手段）によってガスの圧力を監視して、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行い、その後にガスの圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁９４の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。
【００５０】
すなわち、例えば地震が発生した場合のような遮断弁９４を閉じてガスメータよりも下流側へのガスの供給を停止することが保安上必要であると想定される幾つかの種類の所定の事態のうちの一つの事態が生じた際には、通常の保安機能として、保安ユニット９０によって遮断弁９４を閉じる制御が行われるが、その機会を利用して、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視し、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後にガスの圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁９４の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。
【００５１】
すなわち、遮断弁９４を閉じた状態にする制御が行われたときに、実際に遮断弁９４の弁体が完全に弁閉状態になっていれば、その遮断弁９４の上流側に設けられた圧力センサ９２で計測されるガスの圧力は低下して行き、下流側でガス消費機器（図示省略）によってガスが消費されている場合には、やがてそのガス消費機器が備えている安全装置やそのガス消費機器の運転異常に気付いたユーザーによって、ガス消費が自動停止したりガス栓が閉じたりなどして、下流側のガスの流れが閉止状態になる。すると、その後は、もしも遮断弁９４の弁体が完全には閉まっておらず半開き状態となっていた場合には、その半開きの遮断弁９４を通ってその上流側から下流側へとガスが継続して流れ込むので、遮断弁９４の下流側のガスの圧力は増圧に転変し、やがては所定の圧力にまで復圧する。しかし、ここでもしも遮断弁９４の弁体が完全に閉じた状態となっていれば、遮断弁９４の弁体が完全に閉じた時点からガスメータの下流側のガスの流れが閉止状態になるまでの間は、残っていたガスが下流側へと流失していくので、その遮断弁９４よりも下流側でのガスの圧力は低下していくが、一旦、下流側でガス消費が自動停止したりガス栓が閉じたりなどしてガスの流れが閉止状態になると、その後は遮断弁９４よりも下流側へはガスは供給されないので（何故なら遮断弁９４が完全に弁閉状態になっていてその下流側へのガスの流れは完全に遮断されているのであるから）、ガスの増圧あるいは復圧は生じ得ない。このような違いが、遮断弁９４が完全に閉じられている状態の場合と不完全に閉じられている状態の場合とで生じるので、それに基づいて、遮断弁９４が完全に閉じた状態なっているか否かを、異常判定制御回路４０が判定することができる。
【００５２】
そして異常判定制御回路４０は、遮断弁９４が完全には閉じていないといった異常が発生している旨の判定を下すと、それに基づいて、警報部１４０によって、そのような遮断弁９４に異常が発生した旨を示す警報として、所定の点滅のパターンによる点滅表示を行う。
【００５３】
なお、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によってガスの圧力の監視を行う際には、圧力センサ９２による圧力計測のサンプリング頻度を通常時のサンプリング頻度よりも高くしてガスの圧力の計測精度を高くすることによって、異常判定の確度をさらに高いものとするようにしてもよい。
【００５４】
また、温度センサ９３によってガスの温度を計測し、その計測されたガスの温度に基づいて、異常判定制御手段４０が、圧力センサ９２によって計測されたガスの圧力の計測結果を補正し、それを遮断弁異常の判定のために用いるようにすることで、異常判定の確度をさらに高いものとするようにしてもよい。
【００５５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの動作について、特に異常判定制御回路４０の動作を中心として説明する。なお、その他の流量計測機能などの一般的な動作については、一般的なガスメータにおけるものと同様であるから、それらの詳細な説明は省略する。
【００５６】
図２に示したように、まず、例えば地震の発生（感震検知）、微少な漏洩の長期継続が発生（微少漏洩検知）、過大な流量の発生（過大流量検知）、電池の出力電圧の低下（電池電圧低下検知）などのような、遮断弁９４を閉じてガスメータよりも下流側へのガスの供給を停止することが保安上または計測の信頼性を確保する上で必要であると想定される所定の事態が生じて、それを保安ユニット９０が検知した際には（Ｓ１のＹ）、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によって計測されるガスの圧力Ｐを監視して（Ｓ２）、遮断弁９４を閉じた状態にする制御が保安ユニット９０によって行われた後にガスの圧力Ｐに減圧（ΔＰ＜０）が生じ（Ｓ３のＹ）、さらにその後に所定の時間内で所定量（ΔＰth）以上の変動量のガスの増圧（ΔＰ≧ΔＰth＞０）が生じたときには（Ｓ５のＹまたはＳ５のＮ〜Ｓ４のＮ〜Ｓ５のＹ）、遮断弁９４に不完全な遮断または動作不能といった異常が生じたものと判定する（Ｓ６）。そしてそのような遮断弁異常が生じている旨の警報を警報部１４０によって出力させる（Ｓ７）。あるいはさらに、遮断弁異常が発生している旨の情報を、通信ユニット１００によって、ガス管理会社等に送信するようにしてもよい（Ｓ８）。
【００５７】
そしてその後、操作等の流れの図示は省略するが、その警報部１４０による警報をユーザーが確認して遮断弁異常が発生している旨をガス管理会社に連絡する、あるいは通信ユニット１００による情報の通信をガス管理会社が受けると、それを受けたガス管理会社の担当者は現場に赴いて、取り敢えず当該ガスメータに応急処置を施すなどして保安上の支障を解消した後、例えば図示しない復帰ボタンを操作するなどの遮断復帰操作を行って、ガスの供給を復帰させる。あるいは、当該ガスメータを正常な別の品物または新品に取り替える。
【００５８】
なお、遮断弁９４を閉じる制御が行われた後、ガスの圧力Ｐを監視していて、ΔＰ＜０が検知されなかった場合には（Ｓ３のＮ）、遮断弁９４が異常であるか否かを問わず、ガスメータの下流側でガスの消費等が行われていなくて流量が０の状態にあるか、または遮断弁９４が全く動かなくて圧力Ｐに変化がないかの、いずれかである可能性が高い。そこで、このような場合には（Ｓ３のＮ）、異常判定制御回路４０は、図３に示したように、その遮断弁９４を閉じる制御の直前の時点での流量Ｑが０であるか否かを検知する（Ｓ３１）。このとき流量Ｑが０である場合（Ｑ＞０でない場合）には（Ｓ３１のＮ）、遮断弁９４の開閉状態が変化してもそれに伴う圧力変化ΔＰは常にΔＰ＝０なのであるから、この状態では遮断弁９４が異常であるか否かは判定不能である。よってこの場合には、判定の確実さを担保するために、遮断弁異常の判定は行わない（Ｓ３１のＹ〜Ｓ１）。しかしこのとき流量が０でない場合（Ｑ＞０である（流れ有りの）場合）には（Ｓ３１のＹ）、流れ有りの状態で遮断弁９４を閉じる制御を行っているにもかかわらずガスの圧力の変化ΔＰが生じていないのだから、このとき遮断弁９４は有効には機能しておらず、弁体が半開きの状態かあるいは全く動いていないかのいずれかである可能性がある。よって、ここで遮断弁９４の異状判定をより安全側に振ることをより優先するならば、遮断弁９４が異状である旨の判定を行って、その旨の警報を出力するようにしてもよい（Ｓ３２〜Ｓ７）。
【００５９】
以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法では、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁９４が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、その詳述は省略する。
【００６１】
この第２の実施の形態に係るガスメータでは、異常判定制御回路４０は、ガスの流れが無いことが予め確認されており、かつガスメータの下流側が解放状態であることが予め確認されている状態にあるとき、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行って、圧力センサ９２によって計測されるガスの圧力を監視して、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の変動量の増圧（復圧）が生じたときには、遮断弁９４に異常が生じたものと判定する。
【００６２】
すなわち、図４にその制御および動作の主要な流れを示したように、例えばガスメータをユーザーの家屋等の傍らに取り付ける際などには、ガスの流れが無いことが予め確認されているときに（Ｓ４１のＹ）、例えばガスメータの設置時にいわゆるエア抜きを行うためにガスメータの下流側を閉止状態から解放状態にした際などに（Ｓ４２のＹ）、そのとき遮断弁９４を強制的に閉じた状態にする制御を行って（Ｓ４３のＹ）、その後に所定量以上の増圧（ΔＰ＞ΔＰth）が生じたことが所定時間を経過するまでの間に圧力センサ９２によるガスの圧力の計測結果に基づいて検知された場合には（Ｓ４４のＹまたはＳ４４のＮ〜Ｓ４５のＮ〜Ｓ４４のＹ）、そのような復圧の事象が生じることは遮断弁９４が完全に閉じた状態の場合には有り得ないことなのであるから、遮断弁９４が完全には閉じられていないか全く動いていない、換言すれば遮断弁９４が異常である可能性が極めて高い。そこで、異常判定制御回路４０は、そのような判定を下して（Ｓ４６）、その旨の警報を出力する（Ｓ４７）。
【００６３】
あるいは、このとき遮断弁９４は完全に閉じた状態になっていても圧力センサ９２に故障等の異常が生じている蓋然性も否定できないので、遮断弁９４が完全には閉じられていないかまたは圧力センサに故障等の異常が生じているかのいずれかであるとの判定を下して、その旨の警報を警報部１４０で出力するようにしてもよい。あるいはさらにそれと共に、通信ユニット１００によって外部のガス管理会社等に通報するようにしてもよい（図示省略）。
【００６４】
以上のようにして、本発明の第２の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、その詳述は省略する。
【００６６】
この第３の実施の形態に係るガスメータでは、遮断弁９４が、弁体の開閉の２値的な動作以外にも、その開と閉との間で弁体の開度を連続量的に調節可能であるという、いわゆる調節弁機能を兼備してなるものであり、かつ異常判定制御回路４０が、流量Ｑ＞０で安定している際に（流量が０でなくその流量変動が後述する弁体の開度に対応して想定される流量変化と比較して十分に小さい場合に）、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力Ｐを圧力センサ９２によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧（ΔＰ≦ΔＰth＜０）が生じたときには、遮断弁９４が正常に作動しているものと判定し、遮断弁９４を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧（ΔＰ）が所定量未満（ΔＰ＞ΔＰth）であった場合には（従って増圧（ΔＰ＞０）である場合も含む）、遮断弁９４の作動に異常が生じているものと判定する。
【００６７】
すなわち、図５にその制御および動作の主要な流れを示したように、流量Ｑ＞０で安定している際に、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに（Ｓ５１）、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっていたならば、それに伴って流量Ｑの増加と圧力Ｐの低下とが生じるので（弁体の開度が減少して流路の有効断面積が低下するので流速ヘッドが増大すると共に圧力ヘッドが減少し、かつ損失ヘッドが増大するから）、ガスの圧力Ｐに所定量以上の減圧（ΔＰ≦ΔＰth＜０）が生じたことが検知されることになる。それ故、ガスの圧力Ｐを監視して（Ｓ５２）、圧力Ｐに所定量以上の減圧が生じたことが検知された場合には（Ｓ５３のＹ）、それに基づいて、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっているものと判定することができる（Ｓ５４）。しかし逆に、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際には遮断弁９４の弁体が例えば錆付きなどに起因してほとんど動かないで全開状態のままになっていたならば、流量Ｑの増加と圧力Ｐの低下とは生じないので（流速ヘッドの増大も圧力ヘッドの減少も生じないのであるから）、ガスの圧力Ｐに所定量以上の減圧は検知されない。それ故、このとき（Ｓ５１〜Ｓ５２）、ガスの圧力Ｐに所定量未満の減圧しか検知されないか（０＞ΔＰ＞ΔＰth）、あるいは全く減圧が検知されない場合（ΔＰ＝０）には（Ｓ５３のＮ）、それに基づいて、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態からほとんど動いていない（設定されている制御量未満しか開度が変化していない）か、あるいは全く不動である可能性が高い。よって、この場合には、遮断弁の動作に異常が生じているものと判定し（Ｓ５５）、その旨の警報を警報部１４０によって出力し（Ｓ５６）、あるいはさらに通信ユニットによって外部のガス管理会社等に通信出力する（Ｓ５６）。
【００６８】
なお、上記の所定の開度については、ガスメータの下流側でのガス消費器具等（図示省略）の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定することが望ましい。このようにすることにより、ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障を生じることなく、遮断弁９４の異常判定を確実に行うことが可能となる。
【００６９】
また、上記の圧力センサ９２によってガスの圧力Ｐの監視を行う際には、圧力センサによる圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くすることで、ガスの圧力Ｐの計測精度を高くすることが望ましい。このようにすることによって、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７０】
また、異常判定制御回路４０は、温度センサ９３によって計測されたガスの温度に基づいて、ガスの圧力Ｐの計測結果を補正するようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７１】
以上のようにして、本発明の第３の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００７２】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、それを詳述することは省略する。
【００７３】
この第４の実施の形態に係るガスメータでは、保安ユニット９０によってガスメータが遮断を必要とする所定の状態であると判定された場合には、遮断弁９４の弁体を閉じる制御を行い、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視すると共に流量値演算部３０によって算出されるガスの流量を監視して、その遮断弁９４を閉じた状態にする制御が行われた後に、当該ガスメータが接続されている配管網（図示省略）の影響を受けてガスに生じることが想定される例えば脈動やうねりのような所定の変動量（弁体の動作不良に起因して弁体越しに検出されることが想定されるような変動量；詳しくは後述）以上の圧力変動（ΔＰ≧ΔＰth＞０，０＜ΔＰth≦ΔＰ）および所定の変動量以上の流量変動（ΔＱ≧ΔＱth＞０，０＜ΔＱth≦ΔＱ）が検知された場合には、遮断弁９４に異常が生じたものと判定する。
【００７４】
すなわち、図６にその制御および動作の主要な流れを示したように、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に（Ｓ６１）、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視すると共に流量値演算部３０によって算出されるガスの流量を監視し（Ｓ６２）、ガスの圧力Ｐまたは流量Ｑが、ガスメータの上流側における配管網を介して他の需要家のガス使用状況等に起因した脈動やうねりなどの影響を受けて、弁体の動作不良に起因して脈動やうねりが完全には遮断されなかったという場合に想定されるような所定の変動量以上の変動（ΔＰ≧ΔＰth＞０，０＜ΔＰth≦ΔＰまたはΔＱ≧ΔＱth＞０，０＜ΔＱth≦ΔＱ）が生じているときには（Ｓ６３）、遮断弁９４が完全には閉じられていないからその上流側の脈動等の影響を受けたものであるとして、遮断弁９４の弁体が完全には閉じられていない状態にあるといった異常が生じているという旨の判定を下して（Ｓ６４）、その旨の警報を出力する（Ｓ６５）。あるいはさらに通信ユニットによって外部のガス管理会社等に通信出力する（図示省略）。
【００７５】
あるいはこのとき、実際には脈動やうねりなどが発生しておらず、圧力センサ９２や超音波センサ２２Ａ，２２Ｂなどが故障していることに起因して所定の変動量以上の流量変動ΔＱや圧力変動ΔＰが計測されているという蓋然性もあるので、その旨の判定を併せて下してもよい。その場合の判定としては「遮断弁９４の機能に異常が生じているか、あるいは圧力センサ９２または超音波伝播時間計測部２０に異常が生じている」ものと判定することなどが可能である。
【００７６】
あるいは、異常判定制御回路４０は、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に、配管網の影響を受けてガスに生じることが想定される所定の変動量以上の圧力変動および所定の変動量以上の流量変動が生じている場合には、遮断弁９４に異常が生じたものと判定し、ガスの圧力Ｐまたは流量Ｑのいずれか一方が配管網の影響を受けてガスに生じることが想定される所定の変動量以上の変動を生じており、他方が所定の変動量未満の変動しか生じていない（あるいは実質的に全く変動が生じていない）という計測結果が検出された場合には、圧力の計測装置系（圧力センサ９２等）または流量の計測装置系（超音波センサ２２Ａ，２２Ｂ等）のうち少なくともいずれか一方に異常が生じている可能性があると判定するようにしてもよい。これは、脈動のような現象は一般に、周期的な圧力変動と共に流量変動を伴う場合が多いが、そのうちのいずれか一方のみしか検知されない場合には、そのような不自然な現象が生じている可能性よりも、圧力センサ９２のような計測系に故障等の異常が発生している可能性の方が高いからである。
【００７７】
また、ガスの圧力や流量の監視を行う際には、圧力計測のサンプリング頻度や流量計測のサンプリング頻度を、通常時のサンプリング頻度よりも高くして、ガスの圧力や流量（圧力および／または流量）の計測精度を高くするようにしてもよい。より具体的には、ガスの圧力のみを監視する場合には、圧力計測のサンプリング頻度を高くし、ガスの流量のみを監視する場合には、流量計測のサンプリング頻度を高くし、ガスの圧力と流量との両方を同時に監視する場合には、圧力計測のサンプリング頻度も流量計測のサンプリング頻度も共に高くする。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７８】
また、異常判定制御回路４０は、温度センサ９３によって計測されたガスの温度に基づいて、ガスの圧力Ｐの計測結果を補正するようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７９】
以上のようにして、本発明の第４の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否か、あるいは圧力センサ９２をも含めてそのうちのいずれかに異常が発生しているか否かを、簡易な手法によって確実に検知することができる。
【００８０】
なお、上記の異常判定制御回路４０は、マイコンメータのようなガスメータに内蔵されてその動作制御を行うための専用ＬＳＩ（図示省略）またはそれをプリント配線基板上に実装してなるプリント配線回路（図示省略）等からなる制御回路などのように、そのマイコンメータ本体とは別に、それとは独立した工業製品として作製されてマイコンメータ本体に後付けされる制御回路とすることなども可能であることは言うまでもない。
【００８１】
また、上記の実施の形態で説明したような方式でガスに超音波を伝播させて流量計測を行う超音波伝播時間計測部２０の他にも、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂの間で一方から発せられた超音波を他方で受信すると、その受信に基づいて折り返し超音波を発信するということを繰り返すように設定されており、その超音波の折り返しの送受の周期がガスの流量に対応して変化することを利用して、その超音波の折り返しの送受の周期であるシングアラウンド伝播周期を測定し、そのシングアラウンド伝播周期に基づいて、そのときの計測対象のガスの流量を計測するという、いわゆるシングアラウンド伝播方式の流量計測装置などにも適用可能であることは言うまでもない。
【００８２】
また、ガスメータの計測方式としては、上記のような超音波伝播方式のみには限定されないことは言うまでもない。この他にも、遮断弁および保安ユニットを備えたガスメータであれば、その他の例えば膜式やフルイディック方式のガスメータなどにも本発明は適用可能である。
【００８３】
また、上記の各実施の形態では、異常判定制御回路４０の動作の説明のために、所定のシーケンシャルを繰り返すようなループ状の流れ図を示して説明したが、これはループ状以外にも、例えば一連の制御および動作が完了したら、その都度、異常判定制御回路４０動作を停止するような手順にすることなども可能であることは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし４のいずれかに記載のガスメータまたは請求項５ないし８のいずれかに記載のガスメータの制御方法によれば、遮断弁の弁閉動作を行ったときのガスの圧力の変化（および場合によっては流量の変化）に基づいて、当該ガスメータの遮断弁に動作異常が生じているか否かなどを判定する異常判定制御手段を備えるようにしたので、ユーザーにとっての利便性を損なうことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知する、あるいは遮断弁に異常が生じていることを確実に検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１ないし第４の実施の形態に係るガスメータの主要部の構成を表した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作のバリエーションの一例を表した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【符号の説明】
２０…超音波伝播時間計測部、２２Ａ，２２Ｂ…超音波センサ、３０…流量値演算部、４０…異常判定制御回路、５０…流量値積算部、６１…流量積算値表示制御部、６２…流量積算値表示部、７０…基本動作制御部、８０…電池、９２…圧力センサ、９３…温度センサ、９４…遮断弁、１００…通信ユニット、１４０…警報部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas meter and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
The gas meter consumes or uses those resources in order to calculate a so-called metered rate corresponding to the flow rate (consumption amount) of the fuel gas (hereinafter simply referred to as “gas”). Installed in each user's residence or store. In recent years, a simple control circuit using a so-called microcomputer (microcomputer) has been built in, and there is a possibility of some safety problems as a gas meter that handles combustibles such as gas, such as pressure abnormalities, minute flow leaks, or earthquakes. When certain abnormal situations (herein, these abnormal situations are also referred to as predetermined states) occur, a security unit (security means) that detects that the abnormal situation has occurred, and such an abnormal situation occurs. Gas meters equipped with LCDs (Liquid Crystal Display) or blinking indicators using LEDs (Light-emitting Diodes) that display warnings and the like indicating that there is a warning are put into practical use Yes.
[0003]
In such a conventional gas meter, for example, when the security unit detects that an abnormal situation such as an earthquake has occurred, based on that, the shut-off valve is closed to supply gas to the consumer (user) side. Is stopped (shut off), and at the same time, an alarm indicating that an abnormal situation has occurred is displayed and output by blinking an LED or the like. At this time, the confirmation of the operation of closing the shut-off valve is generally performed when the driving signal is sent from the security unit to the shut-off valve, and the shut-off valve performs the valve closing operation correspondingly and outputs the answer signal. This is done by receiving the security unit. Alternatively, for example, in the case of a shut-off valve that also has a control valve function that can adjust the valve opening not only by opening and closing but also by a continuous amount using a servo system such as a stepping motor, so-called feedback control is performed. In many cases, therefore, the answer signal is not output, unlike in the case of the interruption change of only the binary opening / closing operation.
[0004]
However, with such a shut-off valve, when the control signal is sent from the security unit to the shut-off valve and the valve is controlled to be closed, it is confirmed whether or not the valve is actually completely shut off. I couldn't. For this reason, for example, if the valve body of the shut-off valve is not completely closed due to adhesion of mist or dust contained in the gas or corrosion of the valve body itself, Although the servo-mechanical system for valve drive using a solenoid coil outputs an answer signal in an attempt to close the valve body, the valve body actually remains half open or not closed at all. Therefore, there are cases where reliable shut-off is not performed.
[0005]
As a countermeasure against this, in a conventional gas meter, as a so-called test shut-off function, every time a predetermined time passes even if there is no abnormal situation, when the flow rate is zero (the flow rate = 0, that is, on the user side downstream of the gas meter) Proposed technology to automatically check whether or not the shutoff valve is operating abnormally by performing a trial operation to close the shutoff valve by automatically detecting when no gas is being used at all) Has been.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-41797 A (Claims)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a gas meter that does not have the test shutoff function as described above, it cannot be confirmed whether or not the shutoff valve can be completely shut off.
[0008]
Even in the case of a gas meter having a test shut-off function, the test shut-off cannot be performed unless the gas is not used at all on the user downstream side of the gas meter. It is extremely difficult or impossible to cut off the test with a gas meter or the like installed in a user who uses a gas heating device.
[0009]
The shut-off valve built in the gas meter generally uses a solenoid coil to open the valve body from the open state to the closed state. However, the so-called return operation of returning the closed valve body to the open state is mechanically performed. It is set to be performed manually by the user or the person in charge of the gas management company instead of automatically. For this reason, when the test is shut off, the shutoff valve remains closed despite no abnormalities, and the gas meter user can understand why the gas supply was shut down. I'm embarrassed. Or even if the user knows the existence of the test shutoff, the shutoff is performed for the convenience of the gas meter itself even though the shutoff is not necessary, and a manual operation is required to restore it. This is also extremely complicated.
[0010]
Also, even if the test shut-off is operating normally, after a while, the condition of the shut-off valve and the battery that drives it will deteriorate, causing the shut-off valve to function normally. May not work.
[0011]
As described above, the conventional gas meter and the operation control method thereof cannot reliably detect whether or not the shutoff valve functions correctly.
[0012]
The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to reliably detect whether or not the shut-off valve functions correctly without impairing convenience for the user, or to measure the shut-off valve or pressure. An object of the present invention is to provide a gas meter capable of reliably detecting that an abnormality has occurred in the means or the flow rate measuring means and a control method therefor.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present inventionRuThe meter or its control method is provided on the upstream side of the position where the flow rate measuring means for measuring the flow rate of the gas, the pressure measuring means for measuring the pressure of the gas, and the position where the pressure measuring means is installed, In addition to the binary operation of opening and closing the body, the shut-off valve also has a control valve function that is set so that the opening of the valve body can be continuously adjusted between its opening and closing, It is determined whether the gas meter provided with the shut-off valve is in a normal state or a predetermined state set in advance otherwise, and in a normal state, the state of flowing gas downstream is maintained, A gas meter comprising a safety means for controlling the valve body to be in a closed state by driving the shut-off valve in the predetermined state, or a control method thereof, wherein the flow rate is not zero and is stable The shut-off valve from the fully open state to the predetermined opening The pressure of the gas is monitored by the pressure measuring means, and when the pressure at that time is reduced by a predetermined amount or more, the shut-off valve is operating normally. It is determined that there is an abnormality in the operation of the shut-off valve when the pressure reduction when the shut-off valve is changed from the fully open state to the predetermined opening degree is less than a predetermined amount. An abnormality determination control means for determining or an abnormality determination control procedure is provided.
[0020]
  According to the present inventionRuIn the meter or its control method, abnormality judgment controlInWhen the shutoff valve is changed from the fully open state to the predetermined opening degree when the flow rate is not zero, the corresponding valve is provided on the downstream side of the shutoff valve. When it is detected that the pressure of the gas measured by the pressure measuring means is reduced by a predetermined amount (predetermined fluctuation amount) or more, it is determined that the shutoff valve is operating normally. However, if no pressure reduction of a predetermined amount or more has occurred, it is determined that an abnormal operation such as incomplete closing of the valve element has occurred in the shut-off valve.
[0021]
That is, when the control is performed to change the shutoff valve from the fully open state to the predetermined opening degree when the flow rate is not zero, the valve body of the shutoff valve actually starts from the fully open state. If it is in a closed state up to a predetermined opening degree, an increase in flow rate and a decrease in pressure occur accordingly, so that it is detected that a depressurization of a predetermined amount or more has occurred in the gas pressure. . Therefore, when it is detected that the gas pressure has been reduced by a predetermined amount or more, based on that, the valve body of the shut-off valve is actually closed from the fully open state to the predetermined opening degree. Can be determined. Conversely, when the control is performed to change the shut-off valve from the fully open state to the predetermined opening degree, the valve body of the shut-off valve is actually almost due to abnormality such as rust. If the valve stays fully open without moving, there will be no increase in flow rate or pressure reduction (since neither flow velocity head increase nor pressure head decrease will occur). No depressurization is detected. Therefore, if only a reduced pressure of less than a predetermined amount is detected in the gas pressure, or if no reduced pressure is detected, the valve body of the shut-off valve actually moves little or not from the fully open state based on that. Can be determined. In other words, it can be determined that an abnormality has occurred in the operation of the shut-off valve. Here, “when the flow rate is stable rather than 0” means “the gas to be measured is in a so-called flow state (it is usually a forward flow from the upstream side to the downstream side). The flow rate fluctuation amount at that time is negligible compared to the flow rate fluctuation amount and pressure fluctuation amount assumed to be caused by closing the valve body of the shut-off valve. Needless to say, it's small enough to be possible.
[0022]
In addition, it is possible to secure a flow rate within a range that does not hinder the use of the gas consuming device on the downstream side of the gas meter with the predetermined opening degree being closed to the predetermined opening degree. It is desirable to set a proper opening. By doing in this way, it becomes possible to perform abnormality determination of the shut-off valve without causing any trouble in the use of the gas consuming appliance on the downstream side of the gas meter.
[0023]
Further, when the pressure of the gas is monitored by the pressure measuring unit, the sampling frequency of the pressure measurement by the pressure measuring unit is set higher than the sampling frequency of the normal pressure measurement, and the pressure of the gas It is desirable to increase the measurement accuracy. By doing so, it is possible to further increase the accuracy of abnormality determination.
[0024]
Further, the apparatus further comprises temperature measuring means for measuring the temperature of the gas, and the abnormality determination control means measures the measurement result of the gas pressure measured by the pressure measuring means by the temperature measuring means. It is also desirable to make correction based on the temperature of the gas and use it for the determination. This is because it is possible to further increase the accuracy of abnormality determination.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a gas meter according to first to fourth embodiments of the present invention. Since the main part of the control method according to the present invention is embodied by an abnormality determination control circuit incorporated and used in this gas meter, these will be described together below.
[0032]
This gas meter is installed in each house such as a general house or building where gas can be used, and is equipped with a metering function (measurement) function for gas flow integrated value (gas consumption), safety function, automatic meter reading function, etc. In order to measure the flow rate value of the gas flowing through the flow path 21, the ultrasonic wave propagation time measuring unit 20 having ultrasonic sensors 22A and 22B for propagating predetermined ultrasonic waves to the gas, the flow rate value calculating unit 30, and the flow rate The value integration unit 50, the flow integration value display control unit 61, the flow integration value display unit 62, the basic operation control unit 70, and the battery 80 are used as main units for measuring the flow rate and calculating the integration value. I have.
[0033]
Furthermore, the abnormality determination control circuit 40, the seismic sensor 91, the pressure sensor 92 and the temperature sensor 93 disposed downstream of the flow path 21, the shut-off valve 94 disposed upstream of the flow path 21 and the shut-off valve 94 are provided. Gas shut-off valve drive mechanism 95 to be driven, safety unit 90 that is directly or indirectly connected to these to execute a predetermined security function, meter reading information of the flow rate integrated value, information such as the gas meter being in a seismic shut-off state, etc. Monitors the runaway of the microcomputer that constitutes the communication unit 100 for transmitting and receiving to and from the management center of the company and the basic operation control unit 70 that performs various controls for performing flow rate measurement and security functions as a general gas meter. The microcomputer stop detection unit 110 to be operated, the start / reset unit 120 connected to the microcomputer stop detection unit 110, and the occurrence of pulsation in the gas And determining the pulsation occurrence determination unit 130, and a warning unit 140 for issuing an alarm to the outside.
[0034]
In addition, various devices that are generally used as a gas meter, such as a return switch for executing shut-off return, a micro-leakage detection device (all not shown), and the like are also provided.
[0035]
The ultrasonic sensors 22A and 22B of the ultrasonic propagation time measuring unit 20 propagate ultrasonic waves from the upstream side to the downstream side at a predetermined frequency per measurement duty for the gas flowing through the flow path 21, and Propagation from the downstream side to the upstream side is repeated alternately at a predetermined timing, and each of them has a function as a transmitter and a function as a receiver. That is, when the ultrasonic sensor 22A functions as a transmitter to transmit an ultrasonic wave having a predetermined frequency, the ultrasonic sensor 22B functions as a receiver to receive an ultrasonic wave having a predetermined frequency band and corresponding electric power. It is set to output a signal. These ultrasonic sensors 22 </ b> A and 22 </ b> B are connected to a propagation time measurement / control unit 23 via a transmission / reception circuit 24.
[0036]
Based on the electrical signals output from the ultrasonic sensors 22A and 22B, the propagation time measurement / control unit 23 transmits the forward propagation time T1 when the ultrasonic wave is propagated from the upstream side to the downstream side, and from the downstream side. The backward propagation time T2 when the sound wave is propagated upstream is measured. The propagation time measurement / control unit 23 controls the switching of the ultrasonic wave propagation direction and the repetition of the ultrasonic wave transmission, and the ultrasonic sensors 22A and 22B perform the ultrasonic wave oscillation of a predetermined frequency per sampling timing. In order to perform such a function, a function of oscillating an electric signal for causing one of them to be oscillated and a function of amplifying an electric signal output in response to an ultrasonic wave received by the other are provided. The timer (not shown) for timekeeping used for the is also provided. The basic hardware for measuring the flow rate of the propagation time measurement / control unit 23, its control logic, and the like are the same as the conventional general ones.
[0037]
Whenever the propagation times T1 and T2 are measured by the propagation time measurement / control unit 23, the flow value calculator 30 obtains the flow velocity value v at that time based on the propagation times T1 and T2, and further calculates the flow velocity value v. The instantaneous gas flow rate value Q at the measurement duty at that time is obtained. As for the flow rate value calculation unit 30 as well, conventional general components can be used as basic hardware for measuring the flow rate and its control logic. The ultrasonic sensors 22A and 22B, the propagation time measurement / control unit 23, and the transmission / reception circuit 24 substantially function as a main part of the flow rate measuring means.
[0038]
The flow rate value integration unit 50 obtains an average flow rate value Qa to be integrated based on the measurement result of the flow rate value Q measured over a plurality of sampling times by the flow rate value calculation unit 30, and calculates the average flow rate value Qa. By adding the data to the accumulated flow rate value ΣQ stored so far, the accumulated flow value ΣQ is obtained. More specifically, the flow rate value integrating unit 50 takes an average value of two measurement results, for example, the latest flow rate value Qn and the previous flow rate value Qn-1 as the average flow rate value Qa. can do. However, it goes without saying that the present invention is not limited to such a calculation method. For example, the average flow rate value Qa is obtained by taking the average value of the measurement results for a total of three times, the latest flow rate value Qn, the previous flow rate value Qn-1 and the previous flow rate value Qn-2. May be calculated. As described above, by integrating the flow rate value ΣQ based on the measurement results of the flow rate values Qn, Qn-1... Measured over a plurality of sampling times, the influence of pulsation and the like is eliminated and the flow rate integration is performed. The accuracy of the value ΣQ can be ensured.
[0039]
The flow rate integrated value display control unit 61 causes the flow rate integrated value display unit 62 to display the flow rate integrated value ΣQ integrated by the flow rate value integrating unit 50. The flow rate integrated value display unit 62 is formed by using, for example, a liquid crystal panel, and is controlled by the flow rate integrated value display control unit 61 so that the value of the flow rate integrated value ΣQ is numerically displayed by, for example, an 8-segment method. Yes.
[0040]
The basic operation control unit 70 is based on a program executed by the flow value calculation unit 30, the flow value integration unit 50, the flow integration value display control unit 61, etc. stored in a ROM (Read Only Memory; not shown), for example. This is a so-called microcomputer that controls the basic operation of the gas meter as a whole flow measuring device. The basic operation control unit 70 is the same as that used in a so-called microcomputer gas meter of a general ultrasonic propagation method.
[0041]
The battery 80 supplies power for operating the entire gas meter, and a battery having a life of about 7 to 10 years, such as a lithium battery, can be suitably used.
[0042]
The seismoscope 91 detects the occurrence of an earthquake by detecting the occurrence of strong vibrations of a predetermined intensity or higher.
[0043]
The pressure sensor 92 measures the pressure P of the gas flowing in the flow path 21. The pressure sensor 92 includes, for example, a piezoelectric film sensor that generates a voltage corresponding to distortion caused by pressure. The pressure P measured by the pressure sensor 92 is output to the pulsation generation determination unit 130 and the security unit 90, for example.
[0044]
The temperature sensor 93 measures the temperature of the gas flowing through the flow path 21. The temperature sensor 93 is disposed, for example, in the flow path 21 and includes a thermoelectric sensor (thermocouple), a resistance sensor (metal resistance thermometer), a thermistor sensor, a semiconductor sensor, and the like. The electric signal corresponding to the temperature is set to be output. An electrical signal corresponding to the temperature measured by the temperature sensor 93 is output to the security unit 90, for example.
[0045]
Based on the signal from the seismic sensor 91, the pressure P measured by the pressure sensor 92, and the temperature measured by the temperature sensor 93, the security unit 90 has the gas usage state or the environment where the gas meter is installed, It is determined whether the gas is in a dangerous state when it is in a dangerous state. If it is determined that the gas is in a dangerous state, a valve drive signal is output to drive the shut-off valve. Various state detections and dangerous states for performing a predetermined security operation such as shutting off the gas supply by closing the valve body (not shown) of the shutoff valve 94 by the mechanism 95 to shut off the gas flow. Based on the determination and the determination result, drive control of the shut-off valve 94 is performed.
[0046]
The communication unit 100 executes a communication function for transmitting / receiving information such as meter reading data to / from a gas company management center via a communication line (not shown) such as a telephone line or a dedicated line. The communication unit 100 includes, for example, a T-NCU (Terminal Network Control Unit) which is a terminal modem device provided exclusively for a gas meter, although not shown, and a communication line (not shown) via the T-NCU. ) Is set to be accessible. In addition, the communication unit 100 accesses the gas meter from the management center side of the gas company, and remotely controls the opening / closing operation of the shut-off valve 94 and the gas usage measurement operation, and monitors the state of the gas meter. It is also possible to set.
[0047]
The microcomputer stop detection unit 110 monitors troubles such as runaway or stop of the microcomputer constituting the basic operation control unit 70. The activation / reset unit 120 performs activation and reset.
[0048]
The alarm unit 140 includes a warning lamp (not shown) made of, for example, a light emitting diode, and the above-described security unit 90 makes the gas use state or the environment where the gas meter is installed dangerous. Is set to perform blinking display with a predetermined blinking pattern as an alarm to that effect. In addition, when it is determined that an abnormality has occurred in the shut-off valve 94 by an abnormality determination control circuit 40 as will be described later, an alarm indicating that the above-mentioned dangerous state is present as an alarm to that effect; Is set to perform blinking display that can be distinguished by different predetermined blinking patterns. The alarm unit 140 sends information indicating that a dangerous state has occurred via the communication unit 100 and information indicating that an abnormality has occurred in the shut-off valve 94 to the management center of the gas company. It is desirable that it is set so that it can be transmitted.
[0049]
When the safety unit 90 determines that the gas meter is in a predetermined state, such as when an earthquake occurs or when a battery runs out, for example, the abnormality determination control circuit 40 detects a pressure sensor (pressure measurement means). ), The gas pressure is monitored and the shut-off valve 94 is controlled to be closed. After that, the gas pressure is reduced, and then the fluctuation amount is increased by a predetermined amount or more. It is determined that an abnormality has occurred in the valve closing operation of the shut-off valve 94.
[0050]
In other words, for example, some types of predetermined situations that are considered necessary for safety to close the shut-off valve 94 and stop the gas supply downstream of the gas meter, such as when an earthquake occurs. When one of these situations occurs, as a normal security function, the safety unit 90 performs control to close the shut-off valve 94. By using this opportunity, the abnormality determination control circuit 40 uses the pressure sensor 92. When the pressure of the gas is reduced after the pressure of the gas is monitored and the shut-off valve 94 is controlled to be closed, and the pressure increases by a predetermined amount or more after that, the shut-off valve 94 is increased. It is determined that an abnormality has occurred in the valve closing operation.
[0051]
That is, when control is performed to close the shut-off valve 94, if the valve body of the shut-off valve 94 is actually completely closed, the shut-off valve 94 is provided upstream of the shut-off valve 94. When the gas pressure measured by the pressure sensor 92 decreases and gas is consumed by a gas consuming device (not shown) on the downstream side, the safety device included in the gas consuming device and its A user who notices an abnormality in the operation of the gas consuming device automatically stops the gas consumption or closes the gas plug, and the downstream gas flow is closed. After that, if the valve body of the shut-off valve 94 is not completely closed and is in a half-open state, the gas continues from the upstream side to the downstream side through the half-open shut-off valve 94. As a result, the gas pressure downstream of the shutoff valve 94 changes to an increased pressure and eventually returns to a predetermined pressure. However, here, if the valve body of the shut-off valve 94 is in a completely closed state, the gas flow on the downstream side of the gas meter is closed until the valve body of the shut-off valve 94 is completely closed. During this period, the remaining gas flows away to the downstream side, so the gas pressure on the downstream side of the shut-off valve 94 decreases, but once the gas consumption is automatically stopped on the downstream side. When the gas flow is closed due to the closing of the gas plug or the like, gas is not supplied downstream from the shut-off valve 94 (because the shut-off valve 94 is completely closed). Since the gas flow to the downstream side is completely cut off), no pressure increase or return pressure of the gas can occur. Such a difference occurs between the case where the shut-off valve 94 is completely closed and the case where the shut-off valve 94 is incompletely closed. Based on this, the shut-off valve 94 is completely closed. The abnormality determination control circuit 40 can determine whether or not there is.
[0052]
When the abnormality determination control circuit 40 determines that an abnormality has occurred such that the shut-off valve 94 is not completely closed, based on the determination, the alarm unit 140 causes the abnormality to be detected in the shut-off valve 94. As an alarm indicating that it has occurred, a blinking display with a predetermined blinking pattern is performed.
[0053]
When the gas pressure is monitored by the pressure sensor 92, the abnormality determination control circuit 40 sets the sampling frequency of the pressure measurement by the pressure sensor 92 to be higher than the sampling frequency of the normal time, thereby measuring the accuracy of the gas pressure. The accuracy of the abnormality determination may be further increased by increasing.
[0054]
Further, the temperature of the gas is measured by the temperature sensor 93, and the abnormality determination control means 40 corrects the measurement result of the pressure of the gas measured by the pressure sensor 92 based on the measured temperature of the gas. The accuracy of the abnormality determination may be further increased by using it for the determination of the cutoff valve abnormality.
[0055]
Next, the operation of the gas meter according to the first embodiment of the present invention will be described focusing on the operation of the abnormality determination control circuit 40 in particular. Note that other general operations such as the flow rate measurement function are the same as those in a general gas meter, and thus detailed description thereof is omitted.
[0056]
As shown in FIG. 2, first, for example, occurrence of an earthquake (earthquake detection), long-term continuation of minute leakage (minute leakage detection), generation of excessive flow (overflow detection), battery output voltage It is assumed that it is necessary to close the shut-off valve 94 and stop the supply of gas downstream from the gas meter in order to ensure safety or to ensure measurement reliability, such as a drop (battery voltage drop detection). When the safety unit 90 detects the predetermined situation (Y in S1), the abnormality determination control circuit 40 monitors the gas pressure P measured by the pressure sensor 92 (S2). ), After the control to close the shut-off valve 94 is performed by the security unit 90, the pressure P of the gas is reduced (ΔP <0) (Y in S3), and thereafter, a predetermined amount within a predetermined time. Pressure increase of gas with a fluctuation amount greater than (ΔPth) ( When P ≧ ΔPth> 0) occurs (Y in S5 or N in S5 to N in S4 to Y in S5), it is determined that an abnormality such as incomplete shutoff or inoperability has occurred in the shutoff valve 94 (S6). ). Then, the alarm unit 140 outputs an alarm indicating that such a shutoff valve abnormality has occurred (S7). Alternatively, information indicating that the shutoff valve abnormality has occurred may be transmitted to the gas management company or the like by the communication unit 100 (S8).
[0057]
After that, although the illustration of the flow of operations and the like is omitted, the user confirms the alarm by the alarm unit 140 and notifies the gas management company that the shut-off valve abnormality has occurred, or the information by the communication unit 100 When the gas management company receives the communication, the person in charge of the gas management company who has received the communication goes to the site, and after resolving the security problem by taking emergency measures on the gas meter, for example, a return button (not shown) The gas supply is restored by performing a shut-off return operation such as operating. Alternatively, the gas meter is replaced with another normal item or a new item.
[0058]
When the control of closing the shut-off valve 94 is performed and the gas pressure P is monitored and ΔP <0 is not detected (N in S3), whether or not the shut-off valve 94 is abnormal. Regardless of whether the gas is not consumed downstream of the gas meter and the flow rate is zero, or the shutoff valve 94 does not move at all and the pressure P does not change. There is a high possibility. Therefore, in such a case (N in S3), the abnormality determination control circuit 40 determines whether or not the flow rate Q at the time immediately before the control for closing the shut-off valve 94 is 0, as shown in FIG. Is detected (S31). At this time, when the flow rate Q is 0 (when Q> 0 is not satisfied) (N in S31), even if the open / close state of the shut-off valve 94 changes, the pressure change ΔP associated therewith is always ΔP = 0. In this state, it cannot be determined whether or not the shut-off valve 94 is abnormal. Therefore, in this case, in order to ensure the certainty of determination, the determination of the shutoff valve abnormality is not performed (Y to S1 in S31). However, if the flow rate is not 0 at this time (Q> 0 (flow is present)) (Y in S31), the gas flow rate is controlled despite the control to close the shut-off valve 94 in the flow state. Since the pressure change ΔP has not occurred, the shut-off valve 94 does not function effectively at this time, and there is a possibility that the valve body is in a half-open state or not moving at all. Therefore, if priority is given to assigning the abnormality determination of the shut-off valve 94 to a safer side, it may be determined that the shut-off valve 94 is abnormal and an alarm to that effect may be output. (S32-S7).
[0059]
As described above, in the gas meter or the control method thereof according to the first embodiment of the present invention, it is possible to determine whether or not the shut-off valve 94 is functioning correctly without losing user convenience. It can be detected reliably.
[0060]
[Second Embodiment]
Next, a gas meter according to a second embodiment will be described. In the following description, operations (functions) different from those in the first embodiment will be described in detail, and operations similar to those in the first embodiment will be described in order to simplify the description. Only necessary items are briefly described, and detailed description thereof is omitted.
[0061]
In the gas meter according to the second embodiment, the abnormality determination control circuit 40 has been confirmed in advance that there is no gas flow and has been confirmed in advance that the downstream side of the gas meter is in the released state. At a certain time, control is performed to close the shut-off valve 94, the pressure of the gas measured by the pressure sensor 92 is monitored, and control is performed to close the shut-off valve 94 to a predetermined amount or more. When the fluctuation amount is increased (return pressure), it is determined that an abnormality has occurred in the shut-off valve 94.
[0062]
That is, as shown in FIG. 4 showing the main flow of the control and operation, for example, when a gas meter is installed next to the user's house or the like, when it is confirmed in advance that there is no gas flow ( For example, when the downstream side of the gas meter is changed from the closed state to the released state in order to perform so-called air release when the gas meter is installed (Y in S42), the shut-off valve 94 is forcibly closed at that time. (S43: Y), and the pressure sensor 92 measures the gas pressure until a predetermined time has passed since the pressure increase of more than a predetermined amount (ΔP> ΔPth) has occurred. If detected based on (Y of S44 or N of S44 to N of S45 to Y of S44), such a return pressure event occurs when the shut-off valve 94 is completely closed. Possible Since it is Ikoto of the not at all running or shut-off valve 94 is not completely closed, shut-off valve 94 in other words it is very likely to be abnormal. Therefore, the abnormality determination control circuit 40 makes such a determination (S46) and outputs an alarm to that effect (S47).
[0063]
Alternatively, even if the shut-off valve 94 is completely closed at this time, it is impossible to deny the probability that an abnormality such as a failure has occurred in the pressure sensor 92. Therefore, the shut-off valve 94 is not completely closed or the pressure is low. It may be determined that an abnormality such as a failure has occurred in the sensor, and an alarm to that effect may be output by the alarm unit 140. Or, further, it may be notified to an external gas management company or the like by the communication unit 100 (not shown).
[0064]
As described above, according to the gas meter or the control method thereof according to the second embodiment of the present invention, it is possible to easily determine whether or not the shut-off valve functions correctly without deteriorating the convenience for the user. Can be detected reliably.
[0065]
[Third Embodiment]
Next, a gas meter according to a third embodiment will be described. In the following description, operations (functions) different from those in the first embodiment will be described in detail, and operations similar to those in the first embodiment will be described in order to simplify the description. Only necessary items are briefly described, and detailed description thereof is omitted.
[0066]
In the gas meter according to the third embodiment, the shutoff valve 94 continuously adjusts the opening degree of the valve body between opening and closing, in addition to the binary operation of opening and closing the valve body. When the abnormality determination control circuit 40 is stable at a flow rate Q> 0 (the flow rate is not 0 but the flow rate fluctuation is described later). When the flow rate is sufficiently small compared to the assumed flow rate corresponding to the body opening degree), the shut-off valve 94 is changed from the fully opened state to the predetermined opening degree, and the gas flow at that time is changed. The pressure P is monitored by the pressure sensor 92, and when the pressure at that time is reduced by a predetermined amount or more (ΔP ≦ ΔPth <0), it is determined that the shut-off valve 94 is operating normally, and the shut-off valve When 94 is changed in the direction of closing from the fully open state to the predetermined opening degree If the pressure reduction (ΔP) is less than a predetermined amount (ΔP> ΔPth) (and therefore includes a pressure increase (ΔP> 0)), it is determined that an abnormality has occurred in the operation of the shutoff valve 94. .
[0067]
That is, as shown in the main flow of control and operation in FIG. 5, when the flow rate is stable at Q> 0, the shut-off valve 94 is changed from the fully opened state to the predetermined opening degree. When the control is performed (S51), if the valve body of the shut-off valve 94 is actually closed from the fully open state to the predetermined opening degree, the flow rate Q increases and the pressure P decreases accordingly. (Since the opening of the valve body decreases and the effective sectional area of the flow path decreases, the flow velocity head increases and the pressure head decreases and the loss head increases), the gas pressure P is increased. It is detected that a depressurization (ΔP ≦ ΔPth <0) of a predetermined amount or more has occurred. Therefore, the pressure P of the gas is monitored (S52), and when it is detected that the pressure P is reduced by a predetermined amount or more (Y in S53), based on that, the actual pressure of the shut-off valve 94 is determined. It can be determined that the valve body is closed from the fully open state to the predetermined opening degree (S54). However, conversely, when control is performed to change the shut-off valve 94 from the fully open state to the predetermined opening degree, the valve body of the shut-off valve 94 is actually almost due to, for example, rust. If the valve remains in the fully open state without moving, the increase in the flow rate Q and the decrease in the pressure P do not occur (since neither the flow velocity head increases nor the pressure head decreases), so the gas pressure P No depressurization exceeding a predetermined amount is detected. Therefore, at this time (S51 to S52), if only a reduced pressure less than a predetermined amount is detected in the gas pressure P (0> ΔP> ΔPth), or if no reduced pressure is detected (ΔP = 0) (S53 N) Based on this, there is a possibility that the valve body of the shut-off valve 94 has actually hardly moved from the fully opened state (the opening degree has changed by less than the set control amount) or is not moving at all. high. Therefore, in this case, it is determined that an abnormality has occurred in the operation of the shutoff valve (S55), and an alarm to that effect is output by the alarm unit 140 (S56), or further, an external gas management company is operated by the communication unit. And so on (S56).
[0068]
In addition, about said predetermined opening degree, it is desirable to set to the opening degree which can ensure the flow volume in the range which does not have trouble in use of the gas consumption instrument etc. (illustration omitted) in the downstream of a gas meter. By doing in this way, it becomes possible to perform abnormality determination of the shut-off valve 94 reliably, without causing trouble in the use of the gas consuming appliance on the downstream side of the gas meter.
[0069]
When the pressure P of the gas is monitored by the pressure sensor 92, the sampling frequency of the pressure measurement by the pressure sensor is set to be higher than the sampling frequency of the pressure measurement at the normal time. It is desirable to increase measurement accuracy. In this way, the accuracy of abnormality determination can be further increased.
[0070]
Further, the abnormality determination control circuit 40 may correct the measurement result of the gas pressure P based on the gas temperature measured by the temperature sensor 93. In this way, the accuracy of abnormality determination can be further increased.
[0071]
As described above, according to the gas meter or the control method thereof according to the third embodiment of the present invention, it is possible to easily determine whether or not the shut-off valve is functioning correctly without deteriorating the convenience for the user. Can be detected reliably.
[0072]
[Fourth Embodiment]
Next, a gas meter according to a fourth embodiment will be described. In the following description, operations (functions) different from those in the first embodiment will be described in detail, and operations similar to those in the first embodiment will be described in order to simplify the description. Only necessary items will be briefly described, and detailed description thereof will be omitted.
[0073]
In the gas meter according to the fourth embodiment, when the safety unit 90 determines that the gas meter is in a predetermined state that needs to be shut off, control is performed to close the valve body of the shut-off valve 94, and the pressure sensor The gas meter is connected after the gas pressure is monitored by 92 and the flow rate of the gas calculated by the flow value calculation unit 30 is monitored and the shutoff valve 94 is closed. Presumed to be generated in gas under the influence of a piping network (not shown), for example, a predetermined fluctuation amount such as pulsation or swell (assumed to be detected over the valve body due to malfunction of the valve body) Pressure fluctuation (ΔP ≧ ΔPth> 0, 0 <ΔPth ≦ ΔP) and flow fluctuation more than a predetermined fluctuation amount (ΔQ ≧ ΔQth> 0, 0 <ΔQth ≦ ΔQ) Is detected Case, judges that an abnormality has occurred in the shut-off valve 94.
[0074]
That is, as shown in FIG. 6 showing the main flow of control and operation, after the control to close the shut-off valve 94 is performed (S61), the pressure of the gas is monitored by the pressure sensor 92 and the flow rate value is set. The flow rate of the gas calculated by the calculation unit 30 is monitored (S62), and the pressure P or the flow rate Q of the gas is caused by the pulsation caused by the gas usage status of other customers through the piping network on the upstream side of the gas meter. Variations greater than a predetermined variation amount (ΔP ≧ ΔPth> 0, which is assumed when pulsation and undulation are not completely blocked due to the malfunction of the valve body due to the influence of undulation, etc. When 0 <ΔPth ≦ ΔP or ΔQ ≧ ΔQth> 0, 0 <ΔQth ≦ ΔQ) has occurred (S63), the shut-off valve 94 is not completely closed, and thus is affected by pulsation on the upstream side thereof. Suppose that , It defeated judgment to the effect that abnormality such as the valve body of the shut-off valve 94 is in a state not completely closed occurs (S64), and outputs a warning to that effect (S65). Alternatively, communication is output to an external gas management company or the like by a communication unit (not shown).
[0075]
Alternatively, at this time, no pulsation or swell actually occurs, and the flow rate fluctuation ΔQ or pressure exceeding a predetermined fluctuation amount due to the failure of the pressure sensor 92 or the ultrasonic sensors 22A and 22B. Since there is a probability that the variation ΔP is measured, a determination to that effect may be made at the same time. In this case, it is possible to determine that “the abnormality of the function of the shut-off valve 94 has occurred, or that the abnormality has occurred in the pressure sensor 92 or the ultrasonic propagation time measuring unit 20”.
[0076]
Alternatively, the abnormality determination control circuit 40 performs control to close the shut-off valve 94, and then performs pressure fluctuations greater than or equal to a predetermined fluctuation amount that is assumed to be generated in the gas due to the influence of the piping network and the predetermined fluctuation amount. If the flow rate fluctuation exceeds the fluctuation amount, it is determined that an abnormality has occurred in the shut-off valve 94, and either one of the gas pressure P or the flow rate Q is generated in the gas due to the influence of the piping network. When a measurement result is detected that the fluctuation is greater than the expected fluctuation amount and the other fluctuation is less than the predetermined fluctuation quantity (or substantially no fluctuation occurs). Is determined that there is a possibility that an abnormality has occurred in at least one of the pressure measuring device system (pressure sensor 92, etc.) and the flow measuring device system (ultrasound sensors 22A, 22B, etc.). GoodThis is because a phenomenon such as pulsation is generally accompanied by a flow rate fluctuation together with a periodic pressure fluctuation, but when only one of them is detected, such an unnatural phenomenon occurs. This is because the possibility that an abnormality such as a failure has occurred in the measurement system such as the pressure sensor 92 is higher than the possibility.
[0077]
In addition, when monitoring the gas pressure and flow rate, the sampling frequency for pressure measurement and the sampling frequency for flow rate measurement are set higher than the normal sampling frequency, and the gas pressure and flow rate (pressure and / or flow rate). ) Measurement accuracy may be increased. More specifically, when only the gas pressure is monitored, the pressure measurement sampling frequency is increased. When only the gas flow rate is monitored, the flow rate sampling frequency is increased and the gas pressure and When both the flow rate and the flow rate are monitored simultaneously, both the sampling frequency for pressure measurement and the sampling frequency for flow rate measurement are increased. In this way, the accuracy of abnormality determination can be further increased.
[0078]
Further, the abnormality determination control circuit 40 may correct the measurement result of the gas pressure P based on the gas temperature measured by the temperature sensor 93. In this way, the accuracy of abnormality determination can be further increased.
[0079]
As described above, according to the gas meter or the control method thereof according to the fourth embodiment of the present invention, whether or not the shut-off valve functions correctly or the pressure sensor without impairing the convenience for the user. Whether or not an abnormality has occurred in any one of them including 92 can be reliably detected by a simple method.
[0080]
The above-described abnormality determination control circuit 40 is a dedicated LSI (not shown) that is built in a gas meter such as a microcomputer meter and controls its operation, or a printed wiring circuit that is mounted on a printed wiring board ( It is possible to make a control circuit that is manufactured as an industrial product independent of the microcomputer meter main body and retrofitted to the microcomputer meter main body, such as a control circuit composed of a not shown). Needless to say.
[0081]
In addition to the ultrasonic propagation time measuring unit 20 that measures the flow rate by propagating ultrasonic waves to the gas by the method described in the above embodiment, the ultrasonic sensor 22A, 22B emits from one side. When the received ultrasonic wave is received on the other side, it is set to repeat the transmission of the return ultrasonic wave based on the reception, and the transmission / reception cycle of the return of the ultrasonic wave changes in accordance with the gas flow rate. Is used to measure the sing-around propagation period, which is the period of transmission and reception of the return of the ultrasonic wave, and based on the sing-around propagation period, to measure the flow rate of the gas to be measured at that time Needless to say, the present invention is also applicable to a sing-around propagation type flow rate measuring device.
[0082]
Needless to say, the measurement method of the gas meter is not limited to the ultrasonic propagation method as described above. In addition, as long as the gas meter includes a shut-off valve and a security unit, the present invention can be applied to other types such as a membrane type or fluidic type gas meter.
[0083]
Further, in each of the above-described embodiments, for explaining the operation of the abnormality determination control circuit 40, a loop-like flowchart that repeats a predetermined sequential is shown and described. It goes without saying that a procedure for stopping the operation of the abnormality determination control circuit 40 may be performed each time a series of controls and operations are completed.
[0084]
【The invention's effect】
  As described above, claims 1 to4A gas meter according to any of the claims or claims5Or8According to the gas meter control method described in any one of the above, based on the change in gas pressure (and in some cases, the change in flow rate) when the shut-off valve is closed, the shut-off valve of the gas meter operates. An abnormality determination control means for determining whether or not an abnormality has occurred is provided, so that whether or not the shut-off valve is functioning properly can be detected without interruption, without impairing convenience for the user. There is an effect that it is possible to reliably detect that an abnormality has occurred in the valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of a gas meter according to first to fourth embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main flow of control by an abnormality determination control circuit and an operation corresponding thereto in the gas meter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of variations of control by the abnormality determination control circuit and operation corresponding thereto in the gas meter according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a main flow of control by an abnormality determination control circuit and operation corresponding thereto in a gas meter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a main flow of control by an abnormality determination control circuit and an operation corresponding thereto in a gas meter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a main flow of control by an abnormality determination control circuit and an operation corresponding thereto in a gas meter according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Ultrasonic propagation time measurement part, 22A, 22B ... Ultrasonic sensor, 30 ... Flow rate value calculation part, 40 ... Abnormality determination control circuit, 50 ... Flow rate value integration part, 61 ... Flow rate integrated value display control part, 62 ... Flow rate Integrated value display unit, 70 ... basic operation control unit, 80 ... battery, 92 ... pressure sensor, 93 ... temperature sensor, 94 ... shut-off valve, 100 ... communication unit, 140 ... alarm unit

Claims

A flow rate measuring means for measuring the flow rate of the gas, a pressure measuring means for measuring the pressure of the gas, and a position upstream of the position where the pressure measuring means is installed are provided for binary opening and closing of the valve body. In addition to the operation, the shut-off valve having a control valve function that is set so that the opening degree of the valve body can be continuously adjusted between its opening and closing, and the shut-off valve is provided. It is determined whether the gas meter is in a normal state or a predetermined state set in advance otherwise, and in the normal state, the state of flowing gas downstream is maintained, and in the case of the predetermined state Is a gas meter comprising safety means for controlling the drive of the shutoff valve to close the valve body,
When the flow rate is not zero, the shutoff valve is changed from the fully open state to the predetermined opening degree, and the gas pressure at that time is monitored by the pressure measuring means. When the pressure of the valve is reduced by a predetermined amount or more, it is determined that the shut-off valve is operating normally, and the shut-off valve is changed from a fully open state to a predetermined opening degree. A gas meter comprising an abnormality determination control means for determining that an abnormality has occurred in the operation of the shut-off valve when the pressure reduction is less than a predetermined amount.

Examples predetermined opening, the gas meter according to claim 1, wherein the flow rate in the range not interfering with the use of gas consumption appliances on the downstream side of the gas meter and sets the degree of opening that can be secured.

When monitoring the pressure of the gas by the pressure measuring means, the measurement frequency of the pressure of the pressure by the pressure measuring means is set higher than the sampling frequency of the pressure measurement at the normal time, and the measurement accuracy of the pressure of the gas is increased. characterized in that to increase the claim 1 or 2 gas meter according.

It further comprises a temperature measuring means for measuring the temperature of the gas,
The abnormality determination control unit corrects the measurement result of the gas pressure measured by the pressure measurement unit based on the temperature of the gas measured by the temperature measurement unit, and uses it for the determination. The gas meter according to any one of claims 1 to 3 .

A flow rate measuring means for measuring the flow rate of the gas, a pressure measuring means for measuring the pressure of the gas, and a position upstream of the position where the pressure measuring means is installed are provided for binary opening and closing of the valve body. In addition to the operation, the shut-off valve having a control valve function that is set so that the opening degree of the valve body can be continuously adjusted between its opening and closing, and the shut-off valve is provided. It is determined whether the gas meter is in a normal state or a predetermined state set in advance otherwise, and in the normal state, the state of flowing gas downstream is maintained, and in the case of the predetermined state Is a control method of a gas meter comprising safety means for controlling the drive of the shut-off valve to close the valve body,
When the flow rate is not zero, the shutoff valve is changed from the fully open state to the predetermined opening degree, and the gas pressure at that time is monitored by the pressure measuring means. When the pressure of the valve is reduced by a predetermined amount or more, it is determined that the shut-off valve is operating normally, and the shut-off valve is changed from a fully open state to a predetermined opening degree. A gas meter control method comprising: an abnormality determination control procedure for determining that an abnormality has occurred in the operation of the shut-off valve when the pressure reduction is less than a predetermined amount.

The gas meter control according to claim 5 , wherein the predetermined opening is set to an opening that can secure a flow rate within a range that does not hinder the use of the gas consuming appliance on the downstream side of the gas meter. Method.

When monitoring the pressure of the gas by the pressure measuring means, the measurement frequency of the pressure of the pressure by the pressure measuring means is set higher than the sampling frequency of the pressure measurement at the normal time, and the measurement accuracy of the pressure of the gas is increased. The gas meter control method according to claim 5, wherein the gas meter is controlled to be high.

It further comprises a temperature measuring means for measuring the temperature of the gas,
In the abnormality determination control procedure, the measurement result of the gas pressure measured by the pressure measuring unit is corrected based on the temperature of the gas measured by the temperature measuring unit and used for the determination. The method of controlling a gas meter according to any one of claims 5 to 7 .