JP5145529B2 - ガスメータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガス、プロパンガス（ＬＰＧ）等のガス流量を検出するガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲食店や工場等では、熱源としてガスが使用されている。このような飲食店や工場等では、ガス流量の最小値と最大値との差が非常に大きい。このため、ガス流量を検出するガスメータには、ガス流量を小流量から大流量まで広範囲にわたって検出可能であることが要求される。
ところで、飲食店や工場等のような広範囲にわたるガス流量を正確に検出することができる流量検出手段は大型で、非常に高価である。
そこで、従来のガスメータは、弁（流量調節手段）が設けられた大流量用（大口径）の主流路と、弁をバイパスするように設けられた小流量用（小口径）の副流路とを備えている。そして、主流路の、副流路でバイパスされない部分に大流量用の第１流量検出手段を設け、副流路に小流量用の第２流量検出手段を設けている。
また、ガスメータには、弁を開閉制御する制御手段が設けられている。この制御手段は、第１流量検出手段あるいは第２流量検出手段の出力に基づいて弁を開閉制御する。すなわち、大流量のガスを供給する場合（ガスの使用量が多い場合）には、弁を開制御してガスを主流路及び副流路に流す。小流量のガスを供給する場合（ガスの使用量が少ない場合）には、弁を閉制御してガスを副流路のみに流す。
また、第１流量検出手段及び第２流量検出手段の出力に基づいてガス流量を検出している。
【０００３】
従来のガスメータでは、第１流量検出手段及び第２流量検出手段として電気的な流量検出手段を用いているため、電源が必要である。ここで、ガスメータは、外部電源に接続し難い場所に設置されることが多い。そこで、第１流量検出手段及び第２流量検出手段の電源として内蔵電池が用いられている。
一方、第１流量検出手段及び第２流量検出手段を連続動作させると、内蔵電池の使用可能時間が短くなる。そこで、内蔵電池の使用可能時間を長くするために、第１流量検出手段及び第２流量検出手段の一方を選択的に動作させている。さらに、第１流量検出手段及び第２流量検出手段を動作させる時には、所定時間毎（例えば、２秒毎）に間欠動作させている。
ここで、ガス流量は脈動的に変動するため、流量検出手段を長い時間間隔（例えば、２秒毎）で間欠動作させて得た検出流量値に基づいて弁を制御すると、弁の制御が安定しない。そこで、第１流量検出手段あるいは第２流量検出手段を間欠動作させて得た検出流量値を補正処理し、補正処理した補正流量値により調節手段を制御している。
この場合、弁が閉制御されている時には、第２流量検出手段の検出流量値を補正処理した補正流量値が上限流量設定値に達すると、弁を開制御する。
また、弁が開制御されている時には、第１流量検出手段の検出流量値を補正処理した補正流量値が下限流量設定値に達すると、弁を閉制御する。
なお、上限流量設定値と下限流量設定値は、弁の制御特性にヒステリシスを持たせるための設定値である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のガスメータは、前記したように、弁が閉制御されている時には、第２流量検出手段の検出流量値を補正処理した補正流量値が上限流量設定値に達すると弁を開制御している。そして、弁の駆動には消費電力が比較的少ないステップモータ等を使用している。
しかし、ステップモータの位置ずれ、ステップモータの故障等の異常が発生した場合には、弁の閉鎖及び開通が正常に行われず、場合によっては、設備等が使用するガスの流量に対して、実際に供給されるガスの流量が追いつかない可能性がある。
そこで、本発明は、調節手段の異常を検出することができるガスメータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本実施の形態に記載のガスメータでは、調節手段が開制御されている時、調節手段の前後の差圧が所定値以上である場合に、調節手段の開側異常を検出する。本実施の形態に記載のガスメータを用いれば、ステップモータの位置ずれ等による調節手段の開側異常（開通しているつもりでも開通しきれていない状態）を検出できる。
【０００６】
また、本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりのガスメータである。
請求項１に記載のガスメータでは、調節手段が開制御されている時、第１流量検出手段の検出流量値と第２流量検出手段の検出流量値の比率が第１の所定比率範囲内でない場合に、調節手段の開側異常を検出する。請求項１に記載のガスメータを用いれば、ステップモータの位置ずれ等による調節手段の開側異常（開通しているつもりでも開通しきれていない状態）を検出できる。
【０００７】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのガスメータである。
請求項２に記載のガスメータでは、調節手段が閉制御されている時、第１流量検出手段の検出流量値と第２流量検出手段の検出流量値の比率が第２の所定比率範囲内でない場合に、調節手段の閉側異常を検出する。請求項２に記載のガスメータを用いれば、ステップモータの位置ずれ等による調節手段の閉側異常（閉鎖しているつもりでも閉鎖しきれていない状態）を検出できる。
【０００８】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのガスメータである。
請求項３に記載のガスメータでは、調節手段が閉制御されている時、第１流量検出手段の検出流量値と第２流量検出手段の検出流量値との差が、所定流量範囲内でない場合に、調節手段の閉側異常を検出する。請求項３に記載のガスメータを用いれば、ステップモータの位置ずれ等による調節手段の閉側異常（閉鎖しているつもりでも閉鎖しきれていない状態）を検出できる。
【０００９】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのガスメータである。
請求項４に記載のガスメータでは、調節手段の開側異常あるいは閉側異常を検出した場合は、再度、調節手段を開制御あるいは閉制御する。請求項４に記載のガスメータを用いれば、調節手段の開側異常あるいは閉側異常の原因が、ステップモータの位置ずれであった場合は速やかに復帰させることができる。
【００１０】
また、本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりのガスメータである。
請求項５に記載のガスメータでは、異常を所定回数検出した時、ガスを遮断、あるいは異常を表示、あるいは警報を発する。請求項５に記載のガスメータを用いれば、速やかに異常処置あるいは異常の連絡ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明のガスメータの一実施の形態のブロック図を示している。
本実施の形態のガスメータは、大流量（所定流量以上）のガスを供給可能な主流路１０と、小流量（所定流量未満）のガスを供給可能な副流路２０を備えている。副流路で流すことができるガスの量が小流量であり、主流路で流さなければならないガスの量が大流量である。主流路１０には、調節手段３０が設けられている。調節手段３０としては、例えば、主流路１０の流路を開閉する弁が用いられる。副流路２０は、主流路１０に設けられた調節手段３０をバイパスするように設けられている。第１流量検出手段４０は、副流路２０でバイパスされていない主流路１０の部分に設けられており、大流量検出用のものである。第２流量検出手段５０は、副流路２０に設けられており、小流量検出用のものである。
差圧検出手段６０は、主流路１０内に設けられた調節手段３０の前後差圧を検出する。
制御手段１００は、第１流量検出手段４０あるいは第２流量検出手段５０により検出されたガス流量、あるいは差圧検出手段６０が検出した差圧に基づいて、調節手段３０の制御や、ガス積算量の演算等を行う。
また、制御手段１００は、異常を検出した場合に作動する遮断手段７０（ガスを遮断する）、表示手段８０（異常を表示する）、警報手段９０（警報を発する）と接続されている。
【００１２】
図２は、本発明のガスメータの一実施の形態の概略構成図を示している。本実施の形態では、第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０として、超音波式流量検出手段を用いている。超音波式流量検出手段は、例えば、一対の超音波の発信受信器を有し、所定距離だけ離して設けられている。超音波の発信受信器は、発信器と受信器に切り替え可能であり、一方の発信受信器から発信された超音波が、他方の発信受信器で受信されるまでの時間に基づいて流量を検出する。
第１流量検出手段４０は、第１発信受信器（上流）４１と第２発信受信器（下流）４２で構成され、第２流量検出手段５０は、第３発信受信器（上流）５１と第４発信受信器（下流）５２で構成されている。
超音波の発信受信器でガス流量を検出する場合は、上流側から発信して下流側で受信する動作と、下流側から発信して上流側で受信する動作とを交互に実施する。そして、双方の検出時間を使用して演算することで音速の影響を無くし、演算精度を向上させている。そして、検出時間からガスの速度を算出し、ガス速度と流路面積等を用いて単位時間当りの流量（体積）を算出する。
また、本実施の形態では、調節手段３０は、固定部材３３と、可動部材３２と、ステップモータ３１を用いている。ステップモータ３１を駆動することで、可動部材３２と固定部材３３の間隔を制御して、主流路１０を開閉制御する。
また、差圧検出手段６０は、調節手段３０の上流側の圧力を導入するための配管６１と、調節手段３０の下流側の圧力を導入するための配管６２により、主流路１０に接続されている。差圧検出手段６０には、差圧スイッチ、差圧センサ等が用いられる。ここで、差圧検出手段の種類、構造等については、本実施の形態に限定されない。
【００１３】
次に、図３に、第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０を用いた検出流量の静特性図の例を示す。この図３は、検出した時間からガス速度を求め、さらにガス速度から流量（Ｌ／ｓｅｃ）を求めた特性図である。横軸に、実際に流れた流量（実流量）を設定し、縦軸に流量検出手段で検出した流量（検出流量）を設定している。この図３で、オーバーラップしている第１流量検出手段の検出流量と、第２流量検出手段の検出流量の部分は、実際には隙間なく重なっている。この図３では説明上、隙間をあけて記載している。
ここで、流路面積の大きい主流路１０に設けられている第１流量検出手段４０は、大流量検出用のものを用いているため、小流量を検出できない。図３の例に示すように、流量Ｑ１が第１流量検出手段４０を用いた場合の検出下限になる。なお、流量Ｑｍａｘが、第１流量検出手段４０の検出上限になる。
また、流路面積の小さい副流路２０に設けた第２流量検出手段５０は、小流量検出用のものを用いているため、大流量を検出できない。図３に示すように、流量Ｑ４が第２流量検出手段５０の検出上限になる。
また、流量Ｑ５は、流量Ｑ４（第２流量検出手段５０の検出上限）と流量Ｑｍａｘ（第１流量検出手段４０の検出上限）の間にあり、副流路２０のみで流すことができるガス流量の上限である。
【００１４】
また、図４に、調節手段３０の制御特性を示す。第１流量検出手段４０の検出下限Ｑ１と、第２流量検出手段５０の検出上限Ｑ４の間に、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３＜Ｑ４の関係になる流量Ｑ２（下限流量設定値）と流量Ｑ３（上限流量設定値）を設ける。流量が０から徐々に増加してＱ３（上限流量設定値）に達するまでの間は調節手段３０を閉制御しておき、流量がＱ３（上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を開制御する。そして、流量がＱ３（上限流量設定値）より大きい状態から徐々に減少し、流量がＱ２（下限流量設定値）まで減少した時点で調節手段３０を閉制御する。このように調節手段３０の制御特性に、ヒステリシスを持たせることで、閉鎖と開通を繰り返すハンチングを避け、制御を安定化させることができる。
【００１５】
次に、図５に制御手段１００の構成図の例を示す。
制御手段１００は、ＣＰＵ１１０を中心に構成され、バス１１５にて、各回路及び素子と接続されている。
記憶手段は、ＲＯＭ１４０とＲＡＭ１３０で構成され、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続されている。制御プログラムは、ＲＯＭ１４０に記憶され、ＲＡＭ１３０には、ＣＰＵ１１０の処理結果等を一時的に記憶する。ここで、ＲＯＭ１４０には、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ等が用いられるが、これに限定されない。また、ＲＡＭ１３０には、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等が用いられるが、これに限定されない。また、ＲＯＭ１４０とＲＡＭ１３０は、ＣＰＵ１１０の内部にあってもよい。
電源１２０は、制御手段１００内の回路及び素子に電源を供給するとともに、発信受信器４１、４２、５１、５２、ステップモータ３１、ＬＣＤ表示器８１、ＬＥＤ８２、遮断用電磁弁７１、警報ブザー９１等にも電源を供給する。
【００１６】
切替回路３１０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、入出力切替器３１２を切り替える。入出力切替器３１２は、第１発信受信器（上流）４１から超音波を発信させ第２発信受信器（下流）４２で受信する動作と、第２発信受信器（下流）４２から超音波を発信させ第１発信受信器（上流）４１で受信する動作とを切り替える。
同様に、切替回路３３０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、入出力切替器３３２を切り替える。入出力切替器３３２は、第３発信受信器（上流）５１から超音波を発信させ第４発信受信器（下流）５２で受信する動作と、第４発信受信器（下流）５２から超音波を発信させ第３発信受信器（上流）５１で受信する動作とを切り替える。
出力回路３２０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、発信信号を入出力切替器３１２を経由させて一方の発信受信器に伝える。入力回路２１０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、他方の発信受信器が受信した信号をＣＰＵ１１０に伝える。
同様に、出力回路３４０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、発信信号を入出力切替器３３２を経由させて一方の発信受信器に伝える。入力回路２２０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、他方の発信受信器が受信した信号をＣＰＵ１１０に伝える。
【００１７】
入力回路２３０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、入力スイッチ２００の操作状態をＣＰＵ１１０に伝える。入力スイッチ２００は、ガスメータに備えられ、ガスの積算量表示の切り替え、自己診断の実施を要求する場合、異常処置からの復帰時等に使用される。自己診断は、入力スイッチ２００の状態を判定して起動してもよいし、入力スイッチ２００の状態に関わらず、定期的に起動してもよい。自己診断の起動方法について限定しない。
入力回路２４０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、差圧センサ６３の出力電圧をＣＰＵ１１０に伝える。
【００１８】
出力回路３５０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号をステップモータ３１の駆動信号に変換する。ステップモータ３１は、制御手段１００からの駆動信号に基づいて、主流路を閉鎖あるいは開通させる。
出力回路３６０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号をＬＣＤ表示器８１の表示信号に変換する。ＬＣＤ表示器８１は、制御手段１００からの表示信号に基づいて、表示部分にガスの積算量等を表示する。ＬＣＤ表示器８１は、異常検出時には異常の内容等を表示する。
出力回路３７０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号をＬＥＤ８２の駆動信号に変換する。ＬＥＤ８２は、制御手段１００からの駆動信号に基づいて、制御手段１００の自己診断等の結果を表示する。例えば、正常である場合は点灯、異常である場合は点滅する。
出力回路３８０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号をガス遮断用電磁弁７１の駆動信号に変換する。ガス遮断用電磁弁は、異常検出時に制御手段１００からの駆動信号に基づいて、ガスを遮断する。
出力回路３９０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号を警報ブザー９１の駆動信号に変換する。警報ブザー９１は、異常検出時に制御手段１００からの駆動信号に基づいて、警報音を発する。
【００１９】
次に、図６のフローチャートを用いて、異常検出の処理手順について説明する。
図６は、異常検出の処理全体を示している。このフローチャートの処理は、所定時間毎（例えば、２ｓｅｃ毎）に実行される。
まず、ステップS１０で、復帰要求があるか否かを判定する。ここで、復帰要求とは、例えば、制御手段１００が異常判定した結果、ガスが遮断等された後、作業者が異常個所を修理して再度ガスの供給を要求することである。例えば、ガスメータには、復帰用スイッチ（入力スイッチ２００等）が設けられており、復帰要求がある場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０に進む。復帰要求がない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４０に進み、開異常検出、閉異常検出等の各異常検出処理を実行し、処理を終了する。各異常検出処理については、［第１の実施の形態］〜［第４の実施の形態］に説明する。
ステップＳ２０では、各異常検出処理の検出結果等をクリア（例えば、異常時間をクリア、異常回数をクリア等）し、異常検出結果を初期化する。そして、ステップＳ３０に進み、ガスの遮断あるいは異常の表示あるいは警報を解除することで、異常処置の状態から復帰し、処理を終了する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
次に、図７、図８を用いて第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態は、調節手段３０の開制御中における調節手段前後の差圧を監視することにより調節手段３０の開異常を検出するものである。
調節手段３０によって流路が正常に開通されている場合は、調節手段３０の前後（上流と下流）間には差圧がほとんど発生しない。しかし、調節手段３０により流路が正常に開通されていない場合（完全に閉状態あるいは部分的に開状態）は、設備等が使用するガスの流量が増加し、調節手段３０の上流側（ガスの供給側）の流量に対して、下流側（ガスを使用する設備側）の流量が多くなると（例えば、副流路２０を介して供給可能な流量より使用流量が多くなると）、上流側の圧力に比べ下流側の圧力の方が低くなり、差圧が発生する。
【００２１】
図７に、差圧検出手段により検出した差圧（調節手段前圧力−調節手段後圧力）が所定値以上か否かを判定する例を示す。この判定結果を異常検出で参照する。第１差圧Ｐ１（例えば、１０Ｐａ）と、第２差圧Ｐ２（所定値であり、例えば、１５Ｐａ）を、Ｐ１＜Ｐ２の関係になるよう設ける。検出差圧が徐々に増加して第２差圧Ｐ２（所定値）に達するまでの間は差圧条件が不成立と判定し、検出差圧が第２差圧Ｐ２（所定値）を超えた時点で、差圧条件は成立と判定する。そして、検出差圧が第２差圧Ｐ２（所定値）より大きい状態から徐々に減少し、第１差圧Ｐ１まで減少した時点で差圧条件は不成立と判定する。このように、差圧条件にヒステリシスを持たせることで、異常検出のハンチングを避けることができる。
【００２２】
次に、図８のフローチャートを用いて、差圧によって調節手段３０の開側異常を検出する手順の一例について説明する。図８のフローチャートの処理は、図６に示したステップＳ４０から実行される。
まず、ステップＳ１３０で、調節手段３０を開側に制御中か否か（開制御信号が出力されているか否か）を判定する。開側に制御中でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。開側に制御中である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４０に進む。異常時間は、誤検出を防止するために使用される。
次に、ステップＳ１４０で、差圧条件が成立しているか否か（差圧が所定値以上か否か）を判定する。成立している場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４５ａに進み、異常時間をカウントする。成立していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。
そして、ステップＳ１５０で、誤検出を防止するための異常時間が第１所定期間継続したか否かを判定する。継続していない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。継続した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１５５に進み、再度ステップモータ３１を開側に駆動制御する。そしてステップＳ１６０に進み、異常時間をクリアして、異常回数をカウントする。さらに、ステップＳ１６５に進み、異常回数が所定回数以上か否かを判定する。所定回数以上である場合（Ｙｅｓ）は、調節手段３０の開側異常が確定したと判定し、ステップＳ１７０に進み、ガス遮断用電磁弁７１を動作させてガスを遮断、あるいはＬＣＤ８１、ＬＥＤ８２を動作させて開側異常であることを表示、あるいは警報ブザー９１を動作させて警報を発生させる。所定回数以上でない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。
【００２３】
この第１の実施の形態では、設備等が多量のガスの供給を要求している場合に調節手段３０が正常に開制御されているか否かを検出する。なお、差圧検出手段６０で検出した差圧には脈動成分が含まれているため、差圧検出手段６０で検出した差圧を補正処理した補正差圧を用いるのが好ましい。この場合の補正処理には、例えば、過去ｎ回の検出差圧を平均化する移動平均処理等を使用する。ここで、補正処理には種々の方法が利用可能である。
【００２４】
［第２の実施の形態］
次に、図９、図１２を用いて第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、調節手段３０の開制御中における第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０で検出した検出流量値の比率を監視することにより調節手段３０の開異常を検出するものである。第２の実施の形態では、差圧検出手段６０を省略してもよい。
図１２に示すように、調節手段３０により流路が正常に開通されている場合は、主流路１０と副流路２０にガスが流れる。この場合には、第１流量検出手段４０の第１検出流量値２０１と、第２流量検出手段５０の第２検出流量値２０２との比率（第２検出流量値２０２／第１検出流量値２０１）は、ガス使用量に関係なく、ほぼ所定の比率（ガスメータの構造等によって決まり、ガスメータの機種毎に固有の固定の比率）になる。しかし、調節手段３０により流路が正常に開通されていない場合（完全に閉状態あるいは部分的に開状態）は、ガス使用量によって検出流量値の比率が変化する。この時、調節手段３０により流路が正常に開通されていない場合は、第１検出流量値２０１の値が小さくなるので、正常に開通されている場合と比較して検出流量値の比率が大きくなる。この異常検出処理では、第１及び第２流量検出手段の両方を動作させる。
【００２５】
次に、図９のフローチャートを用いて、検出流量値の比率によって調節手段３０の開側異常を検出する手順の一例について説明する。図９のフローチャートの処理は、図６に示したステップＳ４０から実行される。
まず、ステップＳ２３０で、調節手段３０を開側に制御中か否か（開制御信号を出力しているか否か）を判定する。開側に制御中でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。開側に制御中である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３５に進む。異常時間は、誤検出を防止するために使用される。
次に、ステップＳ２３５で、検出したガス流量（例えば、第１流量検出手段４０の第１検出流量値２０１）が、第１所定流量範囲（実験等により、より確実に異常を検出できることが確認された流量範囲であり、例えば、図３の流量Ｑ１以上かつＱｍａｘ以下の範囲）か否かを判定し、誤検出を防止する。この第１所定流量範囲は、ガスメータの形状、ガスを流すことができる最大流量、第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の検出可能な流量、調節手段３０の開口部と副流路２０の面積比等に基づいた実験データから最適な流量範囲が設定される。第１所定流量範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。第１所定流量範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４０に進む。
次に、ステップＳ２４０で、第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０の各々が検出した検出流量値の比率（第２検出流量値２０２／第１検出流量値２０１）を求め、第１所定比率範囲（実験等により、より確実に異常を検出できることが確認された比率範囲であり、例えば、調節手段３０を正常に開制御中で４０Ｌ／ｓｅｃのガス流量の時、第１検出流量値２０１が４０Ｌ／ｓｅｃで、第２検出流量値２０２が１０Ｌ／ｓｅｃの場合は、比率０．２５を中心として、０．２以上かつ０．３以下を第１所定比率範囲に設定する）か否かを判定する。この第１所定比率範囲は、ガスメータの形状、ガスを流すことができる最大流量、第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の検出可能な流量、調節手段３０の開口部と副流路２０の面積比等に基づいた実験データから最適な比率範囲が設定される。第１所定比率範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２４５ａに進み、異常時間をカウントする。第１所定比率範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。
そして、ステップＳ２５０で、誤検出を防止するための異常時間が第２所定期間継続したか否かを判定する。継続していない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。継続した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２５５に進み、再度ステップモータ３１を開側に駆動制御する。そしてステップＳ２６０に進み、異常時間をクリアして、異常回数をカウントする。さらに、ステップＳ２６５に進み、異常回数が所定回数以上か否かを判定する。所定回数以上である場合（Ｙｅｓ）は、調節手段３０の開側異常が確定したと判定し、ステップＳ２７０に進み、ガス遮断用電磁弁７１を動作させてガスを遮断、あるいはＬＣＤ８１、ＬＥＤ８２を動作させて開側異常であることを表示、あるいは警報ブザー９１を動作させて警報を発生させる。所定回数以上でない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。
【００２６】
この第２の実施の形態では、設備等が多量のガスの供給を要求している場合に調節手段３０が正常に開制御されているか否かを検出する。なお、第１及び第２流量検出手段の検出流量値には脈動成分が含まれているため、第１流量検出手段４０で検出した検出流量値を補正処理した第１補正流量値及び、第２流量検出手段５０で検出した検出流量値を補正処理した第２補正流量値を使用することが好ましい。この場合の補正処理には、例えば、過去ｎ回の検出流量値を平均化する移動平均処理等を使用する。ここで、補正処理には種々の方法が利用可能である。
【００２７】
［第３の実施の形態］
次に、図１０、図１３を用いて第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、調節手段３０の閉制御中における第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０で検出した検出流量値の比率を監視することにより調節手段３０の閉異常を検出するものである。第３の実施の形態では、差圧検出手段を省略してもよい。
図１３に示すように、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されている場合は、調節手段３０にはガスが流れず、副流路２０のみにガスが流れるため、第１流量検出手段４０の第３検出流量値２０３と、第２流量検出手段５０の第４検出流量値２０４との比率（第４検出流量値２０４／第３検出流量値２０３）は、ガスの使用量に関係なく、ほぼ所定の比率（ほぼ１．０）になる。しかし、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されていない場合（完全に開状態あるいは部分的に開状態）は、調節手段３０を介してガスが流れるため、ガスの使用量によって検出流量値の比率が変化する。この時、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されていない場合は、第４検出流量値２０４の値が小さくなるので、正常に閉鎖されている場合と比較して検出流量値の比率が小さくなる。この異常検出処理では、第１及び第２流量検出手段の両方を動作させる。
【００２８】
次に、図１０のフローチャートを用いて、検出流量値の比率によって調節手段３０の閉側異常を検出する手順の一例について説明する。図１０のフローチャートの処理は、図６に示したステップＳ４０から実行される。
まず、ステップＳ３３０で、調節手段３０を閉側に制御中か否か（閉制御信号を出力しているか否か）を判定する。閉側に制御中でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。閉側に制御中である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３３５に進む。異常時間は、誤検出を防止するために使用される。
次に、ステップＳ３３５で、検出したガス流量（例えば、第２流量検出手段５０の第４検出流量値２０４）が、第２所定流量範囲（第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の双方で検出可能な流量範囲であり、例えば、図３の流量Ｑ１以上かつ流量Ｑ４以下の範囲）か否かを判定し、誤検出を防止する。この第２所定流量範囲は、ガスメータの形状、ガスを流すことができる最大流量、第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の検出可能な流量等に基づいた実験データから最適な流量範囲が設定される。第２所定流量範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。第２所定流量範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３４０に進む。
次に、ステップＳ３４０で、第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０の各々が検出した検出流量値の比率（第４検出流量値２０４／第３検出流量値２０３）を求め、第２所定比率範囲（実験等により、より確実に異常を検出できることが確認された比率範囲であり、例えば、調節手段３０を正常に閉制御中で１０Ｌ／ｓｅｃのガス流量の時、第３検出流量値２０３が１０Ｌ／ｓｅｃで、第４検出流量値２０４が１０Ｌ／ｓｅｃの場合は、比率１．０を中心として、０．９以上かつ１．１以下を第２所定比率範囲に設定する）か否かを判定する。第２所定比率範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ３４５ａに進み、異常時間をカウントする。第２所定比率範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。
そして、ステップＳ３５０で、誤検出を防止するための異常時間が第３所定期間継続したか否かを判定する。継続していない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。継続した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ３５５に進み、再度ステップモータ３１を閉側に駆動制御する。そしてステップＳ３６０に進み、異常時間をクリアして、異常回数をカウントする。さらに、ステップＳ３６５に進み、異常回数が所定回数以上か否かを判定する。所定回数以上である場合（Ｙｅｓ）は、調節手段３０の閉側異常が確定したと判定し、ステップＳ３７０に進み、ガス遮断用電磁弁７１を動作させてガスを遮断、あるいはＬＣＤ８１、ＬＥＤ８２を動作させて開側異常であることを表示、あるいは警報ブザー９１を動作させて警報を発生させる。所定回数以上でない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。
【００２９】
この第３の実施の形態では、設備等が少量のガスの供給を要求している場合に調節手段３０が正常に閉制御されているか否かを検出する。なお、第１及び第２流量検出手段の検出流量値には脈動成分が含まれているため、第１流量検出手段４０で検出した検出流量値を補正処理した第１補正流量値及び、第２流量検出手段５０で検出した検出流量値を補正処理した第２補正流量値を使用することが好ましい。この場合の補正処理には、例えば、過去ｎ回の検出流量値を平均化する移動平均処理等を使用する。ここで、補正処理には種々の方法が利用可能である。
【００３０】
［第４の実施の形態］
次に、図１１、図１３を用いて第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、調節手段３０の閉制御中における第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０で検出した検出流量値の差を監視することにより調節手段３０の閉異常を検出するものである。第４の実施の形態では、差圧検出手段を省略してもよい。
図１３に示すように、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されている場合は、調節手段３０にはガスが流れず、副流路２０のみにガスが流れるため、第１流量検出手段４０の第３検出流量値２０３と、第２流量検出手段５０の第４検出流量値２０４との差（第３検出流量値２０３−第４検出流量値２０４）は、ガスの使用量に関係なく、ほぼ所定の流量（ほぼ「０」）になる。しかし、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されていない場合（完全に開状態あるいは部分的に開状態）は、調節手段３０を介してガスが流れるため、ガスの使用量によって検出流量値の差が変化する。この時、調節手段３０により流路が正常に閉鎖されていない場合は、第４検出流量値２０４の値が小さくなるので、正常に閉鎖されている場合と比較して検出流量値の差が大きくなる。この異常検出処理では、第１及び第２流量検出手段の両方を動作させる。
【００３１】
次に、図１１のフローチャートを用いて、検出流量値の差によって調節手段３０の閉側異常を検出する手順の一例について説明する。図１１のフローチャートの処理は、図６に示したステップＳ４０から実行される。
まず、ステップＳ４３０で、調節手段３０を閉側に制御中か否か（閉制御信号を出力しているか否か）を判定する。閉側に制御中でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。閉側に制御中である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４３５に進む。異常時間は、誤検出を防止するために使用される。
次に、ステップＳ４３５で、検出したガス流量（例えば、第２流量検出手段５０の第４検出流量値２０４）が、第３所定流量範囲（第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の双方で検出可能な流量範囲であり、例えば、図３の流量Ｑ１以上かつ流量Ｑ４以下の範囲）か否かを判定し、誤検出を防止する。この第３所定流量範囲は、ガスメータの形状、ガスを流すことができる最大流量、第１流量検出手段４０と第２流量検出手段５０の検出可能な流量等に基づいた実験データから最適な流量範囲が設定される。第３所定流量範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。第３所定流量範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４４０に進む。
次に、ステップＳ４４０で、第１流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０の各々が検出した検出流量値の差（第３検出流量値２０３−第４検出流量値２０４）を求め、第４所定流量範囲（実験等により、より確実に異常を検出できることが確認された流量範囲であり、例えば、調節手段３０を正常に閉制御中で１０Ｌ／ｓｅｃのガス流量の時、第３検出流量値２０３が１０Ｌ／ｓｅｃで、第４検出流量値２０４が１０Ｌ／ｓｅｃの場合は、流量０Ｌ／ｓｅｃを中心として、−０．５Ｌ／ｓｅｃ以上かつ０．５Ｌ／ｓｅｃ以下を第４所定流量範囲に設定する）か否かを判定する。第４所定流量範囲でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ４４５ａに進み、異常時間をカウントする。第４所定流量範囲である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４４５ｂに進み、異常時間をクリアして処理を終了する。
そして、ステップＳ４５０で、誤検出を防止するための異常時間が第４所定期間継続したか否かを判定する。継続していない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。継続した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ４５５に進み、再度ステップモータ３１を閉側に駆動制御する。そしてステップＳ４６０に進み、異常時間をクリアして、異常回数をカウントする。さらに、ステップＳ４６５に進み、異常回数が所定回数以上か否かを判定する。所定回数以上である場合（Ｙｅｓ）は、調節手段３０の閉側異常が確定したと判定し、ステップＳ４７０に進み、ガス遮断用電磁弁７１を動作させてガスを遮断、あるいはＬＣＤ８１、ＬＥＤ８２を動作させて開側異常であることを表示、あるいは警報ブザー９１を動作させて警報を発生させる。所定回数以上でない場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。
【００３２】
この第４の実施の形態では、設備等が少量のガスの供給を要求している場合に調節手段３０が正常に閉制御されているか否かを検出する。なお、第１及び第２流量検出手段の検出流量値には脈動成分が含まれているため、第１流量検出手段４０で検出した検出流量値を補正処理した第１補正流量値及び、第２流量検出手段５０で検出した検出流量値を補正処理した第２補正流量値を使用することが好ましい。この場合の補正処理には、例えば、過去ｎ回の検出流量値を平均化する移動平均処理等を使用する。ここで、補正処理には種々の方法が利用可能である。
【００３３】
次に、異常検出時に調節手段３０を再度、駆動制御する方法について説明する。
異常を検出し、再度ステップモータ３１を開側あるいは閉側に駆動させる場合の駆動ステップ数は、調節手段３０を全閉位置から全開位置、または全開位置から全閉位置に移動させる全ステップ数だけ駆動してもよいし、数ステップ（例えば、１または２ステップ）だけ駆動してもよい。あるいは、異常回数に対応させたステップ数を設定して、異常回数毎に異なるステップ数だけ駆動してもよい。異常を判定して、再度ステップモータ３１を駆動させる方法は、種々の方法が可能である。
また、［第１の実施の形態］〜［第４の実施の形態］で説明した「異常時間」及び「異常回数」は、各異常検出処理毎に設定するのが好ましい。
【００３４】
本発明のガスメータの構成は、本実施の形態に示す図２に限定されるものではない。
流量検出手段４０、５０及び調節手段３０は、本実施の形態に示した超音波の発信受信器及びステップモータに限定されるものではない。また、調節手段３０の構造については、本実施の形態に示した図２に限定されるものではない。
流量検出手段４０、５０を用いた検出流量特性、調節手段３０の制御特性は、本実施の形態に示した図３、図４に限定されるものではない。
制御手段１００の構成は、本実施の形態に示した図５に限定されるものではない。
異常を検出する手順は、本実施の形態に示した図６〜図１１のフローチャート等に限定されるものではない。
遮断手段７０、表示手段８０、警報手段９０は、本実施の形態に示した遮断用電磁弁７１、ＬＣＤ表示器８１、ＬＥＤ８２、警報ブザー９１に限定されるものではない。
また、以上（≧）、以下（≦）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６のいずれかに記載のガスメータを用いれば、調節手段の異常を検出することができるガスメータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスメータの一実施の形態のブロック図である。
【図２】 ガスメータの一実施の形態の概略構成図である。
【図３】 流量検出手段による検出流量の静特性図の例である。
【図４】 調節手段３０の制御特性の例である。
【図５】 制御手段１００の構成図の例である。
【図６】 異常検出の処理手順の例を示すフローチャートである。
【図７】 差圧条件状態の判定の例を示す図である。
【図８】 差圧によって開側異常検出をする手順の例を示すフローチャートである。
【図９】 流量の比率によって開側異常検出をする手順の例を示すフローチャートである。
【図１０】 流量の比率によって閉側異常検出をする手順の例を示すフローチャートである。
【図１１】 流量の差によって閉側異常検出をする手順の例を示すフローチャートである。
【図１２】 調節手段３０を開制御中のガスの流れを示す図である。
【図１３】 調節手段３０を閉制御中のガスの流れを示す図である。
【符号の説明】
１０ 主流路
２０ 副流路
３０ 調節手段
４０ 第１流量検出手段
５０ 第２流量検出手段
６０ 差圧検出手段
７０ 遮断手段
８０ 表示手段
９０ 警報手段
１００ 制御手段

Claims (5)

1. 流路の開度量を調節する調節手段及び第１流量検出手段が設けられた主流路と、
   前記主流路の調節手段をバイパスし、第２流量検出手段が設けられた副流路と、
   前記調節手段を制御する制御手段と、を備えたガスメータにおいて、
   前記第１流量検出手段は、前記主流路における前記副流路にてバイパスされない部分である合流部に設けられており、
   前記制御手段は、前記調節手段を開制御している時、前記第１流量検出手段の検出流量値と、前記第２流量検出手段の検出流量値と、の比率が第１の所定比率範囲内でない場合に、前記調節手段の開側異常を検出する、
   ことを特徴とするガスメータ。
2. 流路の開度量を調節する調節手段及び第１流量検出手段が設けられた主流路と、
   前記主流路の調節手段をバイパスし、第２流量検出手段が設けられた副流路と、
   前記調節手段を制御する制御手段と、を備えたガスメータにおいて、
   前記第１流量検出手段は、前記主流路における前記副流路にてバイパスされない部分である合流部に設けられており、
   前記制御手段は、前記調節手段を閉制御している時、前記第１流量検出手段の検出流量値と、前記第２流量検出手段の検出流量値と、の比率が第２の所定比率範囲内でない場合に、前記調節手段の閉側異常を検出する、
   ことを特徴とするガスメータ。
3. 流路の開度量を調節する調節手段及び第１流量検出手段が設けられた主流路と、
   前記主流路の調節手段をバイパスし、第２流量検出手段が設けられた副流路と、
   前記調節手段を制御する制御手段と、を備えたガスメータにおいて、
   前記第１流量検出手段は、前記主流路における前記副流路にてバイパスされない部分である合流部に設けられており、
   前記制御手段は、前記調節手段を閉制御している時、前記第１流量検出手段の検出流量値と、前記第２流量検出手段の検出流量値と、の差が所定流量範囲内でない場合に、前記調節手段の閉側異常を検出する、
   ことを特徴とするガスメータ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスメータであって、
   前記制御手段は、前記調節手段の開側異常あるいは閉側異常を検出した場合には、再度、前記調節手段を開制御あるいは閉制御する、
   ことを特徴とするガスメータ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスメータであって、
   前記制御手段は、ガスの遮断手段、あるいは異常の表示手段、あるいは警報手段を有し、異常を所定回数検出した場合、前記遮断手段を用いてガスを遮断し、あるいは前記表示手段を用いて異常を表示し、あるいは前記警報手段を用いて警報を発する異常処置を実行する、
   ことを特徴とするガスメータ。

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