JP2018025436A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス器具のより確実な判定が可能な流量計測装置を提供する。【解決手段】流量計測装置は、流路内を流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、連続する２つの計測タイミングの流量値の間の差分値を算出する演算手段と、流量計測手段が計測した流量値および演算手段が算出した差分値を保持する保持手段と、所定の判定条件が満たされる場合に、稼動開始したガス器具が特定のガス器具であると判定する器具判定手段とを備え、器具判定手段は、所定の判定条件として、ガス器具の稼動開始から所定時間経過した後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均が第１所定範囲内である第１の判定条件が満たされる場合に、ガス器具を特定のガス器具と仮判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスの流量の変化を検出することにより、使用が開始されたガス器具を判定する技術に関する。

配管内を流れるガスの流量変化に基づいて、使用が開始されたガス器具の種類を特定するガスメータ装置が提案されている。例えば下記の特許文献１は、一定時間間隔でガス流量を計測し、得られた流量値の変化のパターンと、ガス器具ごとに予め求めておいた流量値の変化のパターンとを比較することにより、使用が開始されたガス器具を判定するガスメータ装置を開示している。参考のため、特開２０１１−０９５２００号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。

特許文献１は、さらに、ガス器具の特徴を示す流量をガス器具の判定に利用することによって、判定の精度を向上させることを提案している。特許文献１は、ガス器具の特徴を示す流量の１つとして「中間安定流量」を例示している。中間安定流量は、一定時間間隔で取得される流量の変化のパターンにおいて、ガス器具の使用開始直後の流量の立ち上がりから流量がほぼ一定の値に安定するまでの間に現れる、流量の増加率が相対的に小さい領域に対応した流量を指す。換言すれば、中間安定流量は、流量の変化のパターンにおいて流量の増大の途中に現れる概ねフラットな部分に対応した流量である。

ファンヒータに代表される、緩点火動作を行うガス器具は、典型的には、使用開始時においてこのような流量変化のパターンを示す。したがって、一定時間間隔で計測される流量の変化のパターンからの中間安定流量の抽出は、使用が開始されたガス器具の判定の精度の向上に有用である。ここで、緩点火とは、点火時の炎を緩やかにするために、ガス圧力が抑制された状態で点火することである。

特開２０１１−０９５２００号公報

しかしながら、本願発明者らの検討によると、使用の開始されたガス器具が緩点火動作を行う器具であっても、実際に計測された流量の変化のパターンにおいてフラットな部分が現れないことがある。このような場合、中間安定流量に対応するパターンの検出によっては、使用の開始されたガス器具が緩点火動作を行う器具であることを特定できない可能性がある。

配管内を流れるガスの流量変化に基づくガス器具の判定において、ガス器具の判定をより高い精度で行うことが必要とされている。

本明細書にかかる例示的な流量計測装置は、流路内を流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、連続する２つの計測タイミングの流量値の間の差分値を算出する演算手段と、流量計測手段が計測した流量値および演算手段が算出した差分値を保持する保持手段と、所定の判定条件が満たされる場合に、稼動開始したガス器具が特定のガス器具であると判定する器具判定手段とを備え、器具判定手段は、所定の判定条件として、ガス器具の稼動開始から所定時間経過した後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均が第１所定範囲内である第１の判定条件が満たされる場合に、ガス器具を特定のガス器具と仮判定する。

本発明の流量計測装置によれば、配管内を流れるガスの流量変化に基づいて、ガス器具のより確実な判定を行い得る。

図１は、本発明の実施形態によるガスメータ１００の例示的な構成を示すブロック図である。 図２は、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化の典型例を示すグラフである。 図３Ａは、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化の他の例を示すグラフである。 図３Ｂは、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化のさらに他の例を示すグラフである。 図４は、保持手段の例を示すブロック図である。 図５は、検出を行おうとするガス器具とは異なるガス器具に関する流量値の変化の例を示すグラフである。 図６は、検出を行おうとするガス器具とは異なるガス器具に関する流量値の変化の他の例を示すグラフである。 図７は、複数の流量値を要素として有するセットを示す図である。 図８は、ステップ変化を説明する図である。 図９は、ガスメータ１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

まず、本願発明者らがなした発明は以下のとおりである。

本願の第１の発明にかかる流量計測装置は、流路内を流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、連続する２つの計測タイミングの流量値の間の差分値を算出する演算手段と、流量計測手段が計測した流量値および演算手段が算出した差分値を保持する保持手段と、所定の判定条件が満たされる場合に、稼動開始したガス器具が特定のガス器具であると判定する器具判定手段とを備え、器具判定手段は、所定の判定条件として、ガス器具の稼動開始から所定時間経過した後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均が第１所定範囲内である第１の判定条件が満たされる場合に、ガス器具を特定のガス器具と仮判定する。

本願の第２の発明にかかる流量計測装置において、器具判定手段は、所定の判定条件として、第１所定個数の流量値における算術平均からのばらつきが第２所定範囲内である第２の判定条件がさらに満たされる場合に、ガス器具を特定のガス器具と仮判定する。

本願の第３の発明にかかる流量計測装置において、器具判定手段は、複数個の流量値から移動平均値を複数個求め、器具判定手段は、所定の判定条件として、複数の移動平均値のうちの連続する２つの移動平均値の間の差が、第１所定回数以上連続して第３所定範囲内となる第３の判定条件がさらに満たされる場合に、ガス器具を特定のガス器具と仮判定する。

本願の第４の発明にかかる流量計測装置において、器具判定手段は、第１所定個数の流量値よりも後に計測された複数の流量値において、所定の流量変化を検出した場合に、ガス器具を特定のガス器具と本判定する。

（本願発明者らの得た知見）
ここで、本発明にかかる流量計測装置の実施形態の説明に先立ち、本願発明者らが見出した課題を説明する。

図２は、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化の典型例を示す。図２中、グラフの縦軸は、流量値（Ｌ／ｈ）を示し、横軸は、流量値の計測のタイミングを表している。ここでは、計測のタイミングは、一定時間間隔（以下、「サンプリング間隔」ということがある。）であり、その間隔（サンプリング間隔）は、例えば、０．５秒である。

図２に示す例では、計測タイミング０および１の間において流量が比較的大きな増大を示している。これは、計測タイミング０においてガス器具の使用が開始されたことに対応している。流量は、計測タイミング０から増大を示した後、計測タイミング２〜４の間において比較的小さな増加率を示し、計測タイミング４および５の間において再び増加率が増大している。したがって、この例では、流量の変化のパターンにおいて、計測タイミング２〜４の間（破線Ｆ１により囲まれた部分）に概ねフラットな部分が現れている。流量の変化のパターンにおけるこのフラットな部分は、緩点火動作が行われたことを反映している。なお、計測タイミング６以降は、流量は、ほぼ一定に推移しており、安定している。ガス器具の着火後において、流量の変化のパターンには一般にこのような流量の安定した安定流量領域が現れる。

上述の特許文献１に記載の技術では、例として、隣接する２つの計測タイミング間における流量値の差の絶対値が２０Ｌ／ｈ以下となるような流量変化が２回連続した場合に、そのときの流量値の平均を中間安定流量として算出している。図２に例示する流量変化であれば、計測タイミング３および４における流量値の平均が中間安定流量として算出され、ガス器具の判定に利用される。

緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量の計測結果は、理想的には、図２に示すような、概ねフラットな部分（中間安定流量領域）を有するパターンを示す。しかしながら、緩点火動作を行うガス器具であっても、計測した流量値の変化のパターンが、中間安定流量領域を示さないことがある。

図３Ａおよび図３Ｂは、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化の他の例を示す。これらの例において、図示する範囲中、流量の立ち上がり（ガス器具の使用開始に相当）から、流量が最大となるまでの期間に注目する。

図３Ａに例示するパターンでは、流量は、ガス器具の使用開始に伴って緩やかな増大を示した後（計測タイミング０〜５）、ほぼ一定のレベルで推移している（計測タイミング６〜１６）。そのため、流量の増大の途中に中間安定流量領域は見られない。図３Ｂに例示する流量変化のパターンでは、計測タイミング０〜７の間において、流量の変化率は増減しているが、流量は全体として増大の傾向を示しており、緩点火動作に対応する部分を明確に見出すことは困難である。図３Ａおよび図３Ｂに示すような流量変化のパターンが取得された場合には、上述した流量変化のパターンに基づく緩点火動作の検出および中間安定流量の算出は困難である。

したがって、計測された流量が図３Ａおよび図３Ｂに示すような変化のパターンを示した場合には、緩点火動作に該当する流量の特徴的な変化を検出することによっては、緩点火動作を行うガス器具の使用が開始されたことの判定は困難である。本願発明者らは、上記に鑑み鋭意検討を行い、本発明を完成させた。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明にかかる流量計測装置の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態では、流量計測装置の例として、ガスメータを挙げ、その処理を説明する。図面において、同じ構成要素には同じ参照符号を付し、既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態によって限定されることはない。

（流量計測装置の例示的な構成）
図１は、本発明の実施形態によるガスメータ１００の構成例を示す。ガスメータ１００は、その内部に流路１０２を有し、ガスを供給するガス管１０ａに接続された状態で使用される。ガスメータ１００は、ガス管１０ａと、１以上のガス器具（ガスコンロ、ガスファンヒータ、給湯器など）との間に配置される。図１は、ガスメータ１００の流路１０２の一端が上流側のガス管１０ａに接続され、流路１０２の他端が下流側のガス管１０ｂに接続された状態を示しており、ここでは、ガス管１０ｂにガス器具１３、１４および１５が接続されている。

図１に例示する構成において、ガスメータ１００は、概略的には、流路の途中に配置された流量計測手段１０４と、制御手段１０５と、遮断手段１２２とを有する。流量計測手段１０４は、流路１０２に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する。流量計測手段１０４としては、例えば超音波流量計を適用することができる。超音波流量計は、流路１０２に流れるガスに対して一定時間間隔で超音波を発射し、ガス流によって生じる伝搬時間差を求めることにより、ガスの瞬時流量を計測する。流量計測手段１０４によって検出される一定時間間隔の流量を示すデータを取得することにより、ガスの使用量の変動を検出することができる。

図１に例示する構成において、制御手段１０５は、保持手段１０６と、演算手段１０８と、器具判定手段１１６とを有する。ガスメータ１００の動作の詳細は後述する。

この例では、ガスメータ１００は、ガス管１０ａと流量計測手段１０４との間に配置された遮断手段１２２を有している。遮断手段１２２は、ガス流量の異常な増加が検出されたときなどに、制御手段１０５の制御に基づき、ガス管１０ｂに接続されたガス器具１３、１４および１５へのガスの供給を停止する。遮断手段１２２としては、例えば遮断弁を用いることができる。

演算手段１０８は、流量計測手段１０４によって取得される流量値に基づき、連続する２つの計測タイミングの流量値間の差分値を算出する。すなわち、ある計測タイミングにおける流量値をＱ（ｎ）、その１つ前の計測タイミングにおける流量値をＱ（ｎ−１）としたとき、演算手段１０８は、各計測タイミングに対応した差分値Ｄ（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−Ｑ（ｎ−１）を算出する。

保持手段１０６は、流量計測手段１０４が出力した流量の瞬時値のデータ（以下、「流量値のデータ」ということがある。）、上述の差分値Ｄ（ｎ）の計算結果を示すデータなどを一時的に記憶するメモリである。保持手段１０６は、差分値の計算において流量値を一時的に保持するほか、演算手段１０８からの演算結果、例えば、計算によって得られた差分値も一時的に保持し得る。差分値および流量値は、単一のメモリに保持されてもよいし、それぞれが別個のメモリに保持されてもよい。保持手段１０６は、単一のメモリだけでなく、複数のメモリを有する構成も包含する。保持手段１０６は、制御手段１０５内に配置されていてもよいし、制御手段１０５外に配置されていてもよい。

器具判定手段１１６は、保持手段１０６に保持された差分値に基づき、所定の判定条件が満たされるか否かを判定し、所定の判定条件が満たされる場合に、稼動開始したガス器具が特定のガス器具であると判定する。図１において模式的に示すように、流量計測手段１０４によって取得された流量値のデータが器具判定手段１１６に提供されてもよい。器具判定手段１１６は、所定の判定条件が満たされる場合、例えば、稼動開始したガス器具、すなわち、使用の開始されたガス器具が、特定のガス器具（例えばファンヒータ）であると判定する。

（判定動作の例）
以下、図面を参照しながら、器具判定手段１１６の判定動作の例を説明する。以下の説明から明らかになるように、本発明の実施形態によれば、流量の変化のパターンにおいて、稼働開始に伴う流量の増加の途中に中間安定流量領域が現れていなくても、緩点火動作を行うガス器具の稼働開始を検出する。以下の判定動作の例では、緩点火動作を行うガス器具としてファンヒータを例示して説明する。

再び図３Ａを参照する。図３Ａには、一定のサンプリング間隔で計測された１７個の流量値がプロットされている。下記の表１に、図３Ａに例示されるグラフの各計測タイミングにおける流量値Ｑ（ｎ）と、各流量値Ｑ（ｎ）に対応する差分値Ｄ（ｎ）とを示す。

サンプリング間隔は、例えば０．５秒であり、この場合、図３Ａは、ガス器具の使用開始から８秒間のガス流量の変化を示す。特許文献１において説明されるような、一定時間間隔で取得される流量の変化のパターンに基づくガス器具の判定は、典型的には、８秒程度の期間に取得される複数の流量値に基づいて実行される。この例でも、使用が開始されたガス器具の判定には、ガス器具の稼動開始から８秒程度の期間（以下、説明の便宜のために「判定期間」と呼ぶことがある。）にわたる流量値を取得する。

次に、図３Ｂを参照する。下記の表２に、図３Ｂに例示されるグラフの各計測タイミングにおける流量値Ｑ（ｎ）および差分値Ｄ（ｎ）を示す。

図３Ａおよび図３Ｂを用いて上述したように、表１および表２に示すような流量変化のパターンが取得された場合には、上述した流量変化のパターンに基づく緩点火動作の検出および中間安定流量の算出は困難である。そこで、本実施形態では、計測により得られた上記のような流量変化のパターンを用いて、ガス器具が何であるのかの仮判定をまず行い、その後、ガス流量を継続して監視し、ガス器具が何であるのかの本判定を行う。まず、仮判定の動作について説明する。

（第１の判定条件）
再び図２を参照する。既に説明したように、図２に示すグラフは、緩点火動作を行うガス器具の使用開始時における流量変化の典型例である。図２に示すグラフに注目すると、図２に示される期間の全体（計測タイミング０〜１５、判定期間に相当）は、概略的には、２つの期間を含んでいることがわかる。第１の期間は、ガス器具の使用開始に伴い、計測される流量値が概ね増大を示す初期の期間（この例では計測タイミング０〜５）であり、第２の期間は、第１の期間よりも後の期間であって、流量値がほぼ一定のレベルで推移する後期の期間（この例では計測タイミング６〜１５）である。特許文献１に記載の技術では、第２の期間に計測された流量値から、ガス器具の特徴を示す器具特徴流量の１つとして「安定流量」を算出し、ガス器具の判定に利用している。なお、第２の期間の始点および終点は、取得される流量の変化のパターンに応じて異なり得る。

ここでは、このガス器具の稼動開始から所定時間経過した後の第２の期間における流量値の推移に注目した第１の判定条件を設定し、第１の判定条件が満たされるか否かを判定する。第１の判定条件が満たされる場合に、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると仮判定する。第１の判定条件としては、ガス器具の稼動開始から所定時間経過した後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均が第１所定範囲内である条件を用いる。ここで説明する例では、器具判定手段１１６は、第１の判定条件が満たされるか否かを判定し、第１の判定条件が満たされる場合に、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると仮判定する。

ここで、図３Ａを参照する。図３Ａに示すグラフでは、計測タイミング０〜１６に得られた１７個の流量値がプロットされている。この例では、差分値Ｄ（１）〜Ｄ（６）の算出に用いられる流量値Ｑ（０）〜Ｑ（６）の取得の期間を第１の期間と呼ぶことができる。

器具判定手段１１６は、例えば、第１の期間に計測される複数の流量値（ここでは流量値Ｑ（０）〜Ｑ（６））よりも後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均、例えば６個の流量値Ｑ（１１）〜Ｑ（１６）の算術平均Ａｖｅを取得し、その算術平均Ａｖｅが第１所定範囲内、例えば４５Ｌ／ｈ以上１６０Ｌ／ｈ以下であるか否かを判定する。算術平均Ａｖｅの算出は、器具判定手段１１６によって実行されてもよいし、演算手段１０８によって実行されてもよい。

表１を参照して流量値Ｑ（１１）〜Ｑ（１６）の算術平均Ａｖｅを求めると、１１３．５Ｌ／ｈとなり、４５Ｌ／ｈ以上１６０Ｌ／ｈ以下の範囲内である。つまり、図３Ａに示す流量変化は、第１の判定条件を満たしている。第１の判定条件が満たされるので、器具判定手段１１６は、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると仮判定する。図３Ｂに示す流量変化についても、表２を参照して流量値Ｑ（１１）〜Ｑ（１６）の算術平均を求めれば、同様の判定結果が得られる。

このように、器具判定手段１１６が、第１の判定条件が満たされるか否かの判定を実行し、第１の判定条件が満たされる場合に、使用開始されたガス器具がファンヒータであると仮判定する。

図４は、保持手段１０６の例を示す図である。図４に示す例では保持手段１０６は、仮バッファ領域１０６ａおよび本バッファ領域１０６ｂを有する。ガスメータ１００の動作は、ガス器具の仮判定中と本判定後とでは異なり得るため、仮判定中に得られるデータと本判定後に得られるデータとは、別々の領域に格納され得る。例えば、ガス器具がファンヒータであると仮判定している間は、流量計測手段１０４が出力した流量値のデータおよび差分値Ｄ（ｎ）の計算結果を示すデータ等は、仮バッファ領域１０６ａに格納される。そして、後述するようにガス器具がファンヒータであると本判定された後は、仮バッファ領域１０６ａに格納されていたデータは本バッファ領域１０６ｂに移される。また、本判定後に得られた流量値のデータおよび差分値Ｄ（ｎ）の計算結果を示すデータ等は、本バッファ領域１０６ｂに格納される。

なお、上述の判定動作は、単独で実行されてもよいし、特許文献１に説明されているような器具判定の処理と組み合わせて適用されてもよい。例えば、特許文献１に説明されているような器具判定の処理の後に、上述の判定動作を実行してもよい。これにより、緩点火動作を行うガス器具の稼働開始をより確実に捕捉し得る。

（第２の判定条件）
所定の判定条件として、第２の判定条件がさらに満たされるか否かを判定してもよい。そして、第２の判定条件がさらに満たされる場合に、使用の開始されたガス器具が特定のガス器具であると仮判定してもよい。第２の判定条件としては、上記の第１所定個数の流量値における、上述の算術平均Ａｖｅからのばらつきが第２所定範囲内であるとの条件を適用し得る。

例えば図３Ａに示す流量変化または図３Ｂに示す流量変化に関し、器具判定手段１１６は、算術平均Ａｖｅからのばらつきとして、例えば、流量値Ｑ（１１）〜Ｑ（１６）の各々と算術平均Ａｖｅとの差の絶対値の和を取得する。すなわち、Σ_j｜Ｑ（ｊ）−Ａｖｅ｜が取得される（ｊは、１１から１６までの整数）。器具判定手段１１６は、Σ_j｜Ｑ（ｊ）−Ａｖｅ｜が第２所定範囲内、例えば、算術平均Ａｖｅの５０％以下であるか否かを判定し、Σ_j｜Ｑ（ｊ）−Ａｖｅ｜が第２所定範囲内である場合に、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると仮判定する。

算術平均Ａｖｅからのばらつきとしては、Σ_j｜Ｑ（ｊ）−Ａｖｅ｜のほか、第１所定個数の流量値の各々とこれらの算術平均との差の２乗の和、または、その和を第１所定個数で除した量（これは標本分散に等しい。）などを用いてもよい。第２所定範囲の具体的な数値範囲は、算術平均Ａｖｅからのばらつきとしてどのような量を用いるかに応じて適宜設定されればよい。算術平均Ａｖｅからのばらつきの算出は、器具判定手段１１６によって実行されてもよいし、演算手段１０８によって実行されてもよい。

本願発明者らの検討によると、第２の期間において激しい流量値の変動を示しながら、算術平均Ａｖｅが偶然に第１所定範囲内に収まってしまうことがあり得る。例えば、ガス器具によっては、第２の期間において流量値が激しい変動を示すことがあり、第２の期間に取得された流量値の算術平均にのみ注目すると、第１の判定条件が満たされる可能性がある。第１の判定条件に加えて第２の判定条件が満たされるか否かを判定することにより、例えば、ファンヒータとは異なるガス器具の稼働開始をファンヒータの稼働開始と誤判定してしまう可能性を低減できる。

（第３の判定条件）
次に、図５および図６を参照する。図５および図６は、流量値の変化のさらに他の例を示すグラフであり、検出を行おうとするガス器具とは異なるガス器具に関する流量値の変化の例を示している。これらの例では、流量値が立ち上がり始める計測タイミング０から、判定期間の終点に対応する計測タイミング１６までの流量値がプロットされている。

図５および図６を参照すればわかるように、これらの例では、流量値は、計測タイミング０〜１６の全体にわたって概ね増大を示している。下記の表３および表４に、それぞれ、図５に示されるグラフおよび図６に示されるグラフの各計測タイミングにおける流量値Ｑ（ｎ）および差分値Ｄ（ｎ）を示す。

図５に示す例および図６に示す例のいずれも、緩点火動作を行うガス器具、例えばファンヒータの稼働時の流量値の典型的な変化とは異なる挙動を示している。しかしながら、このような流量パターンにおいても、上記の第１および第２の判定条件の少なくとも一方を満足してしまう場合が起こり得、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると誤判定されてしまう可能性がある。

図５に示す例および図６に示す例のように、比較的長い期間（例えば５秒間〜１０秒間程度）にわたって流量値が緩やかに上昇していたり、流量値の変化のパターンが上に凸の放物線を描いたりするような場合には、判定期間の一部ではなく、判定期間中の流量値の全体的な推移を把握する方が有利であり得る。ここで説明する例では、判定期間に得られる複数の流量値の推移に着目した第３の判定条件が満たされるか否かをさらに判定する。

なお、以下に説明する第３の判定条件が、上述の第１〜第２の判定条件の全てと組み合わせて適用されることは必須ではない。例えば、所定の判定条件として、第１および第３の判定条件が満たされる場合に、使用の開始されたガス器具がファンヒータであると判定してもよい。あるいは、第１、第２および第３の判定条件が満たされる場合に、使用の開始されたガス器具がファンヒータであると判定してもよい。

第３の判定条件として、ここでは、以下の条件を設定する。以下、ガスメータ１００における動作例を説明することにより、第３の判定条件の具体例を説明する。

まず、判定期間に得られた複数の流量値に基づいて複数の移動平均値（単純移動平均値）が生成される。移動平均値の算出は、器具判定手段１１６によって実行されてもよいし、演算手段１０８によって実行されてもよい。ここでは、４点移動平均を用いる例を説明する。

４点移動平均値の算出においては、判定期間に含まれる複数の計測タイミングに対応して得られる複数の流量値から、各々が所定個数（ここでは４個）の流量値を要素として有する複数のセットが生成される。図７は、４個の流量値を要素として有する複数のセットＳ₁〜Ｓ₁₄を示す図である。ｋ番目のセットＳ_kは、Ｑ（ｋ−１）から時系列において連続する４個分の流量値から構成される。すなわち、１番目のセットＳ₁であれば、Ｑ（０）、Ｑ（１）、Ｑ（２）およびＱ（３）が要素として選択される。２番目のセットＳ₂は、計測タイミングが１つシフトされた４個の流量値Ｑ（１）、Ｑ（２）、Ｑ（３）およびＱ（４）から構成される。この例では判定期間において１７個の流量値が得られているので、１４個のセットＳ₁〜Ｓ₁₄が生成される。

次に、生成された１４個のセットから選択された、隣り合う２つのセットの各々に関する移動平均値の差が、第３所定範囲内となるようなセットの組が第１所定回数以上連続するか否かが判定される。すなわち、１４個のセットＳ₁〜Ｓ₁₄の各々に関する移動平均値ＳＭＡ₁〜ＳＭＡ₁₄を算出し、これらから選択された連続する２つの移動平均値間の差（ＳＭＡ₂−ＳＭＡ₁）、（ＳＭＡ₃−ＳＭＡ₂）、…、（ＳＭＡ₁₄−ＳＭＡ₁₃）のうち、第３所定範囲内（例えば−４Ｌ／ｈ以上４Ｌ／ｈ以下）となるような差が第１所定回数（例えば４回）以上連続するか否かが判定される。

図５に示す例については、連続する２つの移動平均値間の差（ＳＭＡ₂−ＳＭＡ₁）、（ＳＭＡ₃−ＳＭＡ₂）、…、（ＳＭＡ₁₄−ＳＭＡ₁₃）のうち、第３所定範囲内となる差は存在しない。図６に示す例については、連続する２つの移動平均値間の差（ＳＭＡ₂−ＳＭＡ₁）、（ＳＭＡ₃−ＳＭＡ₂）、…、（ＳＭＡ₁₄−ＳＭＡ₁₃）のうち、（ＳＭＡ₃−ＳＭＡ₂）、（ＳＭＡ₁₂−ＳＭＡ₁₁）、（ＳＭＡ₁₃−ＳＭＡ₁₂）および（ＳＭＡ₁₄−ＳＭＡ₁₃）が第３所定範囲内である。しかしながら、第３所定範囲内は３回しか連続していない。したがって、図５に示す例および図６に示す例のいずれも、第３の判定条件が満たされていないと判定される。結果として、図５および図６に示すような流量値の変化のパターンを示すガス器具が緩点火動作を行うガス器具であると判定されることを防止し得る。

図３Ａおよび図３Ｂに示す例については、連続する２つの移動平均値間の差（ＳＭＡ₂−ＳＭＡ₁）、（ＳＭＡ₃−ＳＭＡ₂）、…、（ＳＭＡ₁₄−ＳＭＡ₁₃）のうち、第３所定範囲内となる差が４回以上連続し、器具判定手段１１６は、稼働開始したガス器具が、ファンヒータであると仮判定することができる。

（本判定）
本実施形態では、上記の第１の判定条件から第３の判定条件の少なくとも１つを用いて、ガス器具が何であるのかの仮判定をまず行う。そして、ガス器具を仮判定した後に、ガス流量を継続して監視し、ガス器具が何であるのかの本判定を行う。以下の例では、上記第１所定個数の流量値よりも後に計測された複数の流量値において、所定の流量変化を検出した場合に、ガス器具をファンヒータと本判定する。所定の流量変化は、例えば所定回数以上のステップ変化の発生である。

図８は、ステップ変化を説明する図である。ファンヒータでは、流量パターンが安定流量になった後、温度の調整等の制御に応じて流量が変化し得る。この変化をステップ変化と呼ぶ。本実施形態では、流量パターンが安定流量になった後、差分値Ｄ（ｎ）が予め定められた閾値（例えば１０Ｌ／ｈ）を超える変化があった場合に、器具判定手段１１６はステップ変化を検出する。そして、このようなステップ変化が所定回数（例えば３回）発生する流量変化となったときに、ガス器具をファンヒータと本判定する。

図８を参照して、例えば、器具判定手段１１６は、流量値４１から流量値４２への変化、および流量値４３から流量値４４への変化は、閾値を超えないためステップ変化として検出しない。一方、器具判定手段１１６は、流量値４２から流量値４３への変化は閾値を超えるとしてステップ変化として検出する。

または、器具判定手段１１６は、Ｎ個の流量値を１組とし、各組の代表値同士から差分値Ｄ（ｎ）を求めてもよい。たとえば、流量値Ｑｉ（ｉ：１〜Ｎの整数）の平均値をＱａｖｅ１とし、流量値Ｑｊ（ｊ：２〜Ｎ＋１の整数）の平均値をＱａｖｅ２とする。このとき、流量変化を以下のように定義する。
流量変化＝｜Ｑａｖｅ１−Ｑａｖｅ２｜

上述した流量変化が閾値を超える場合には、ステップ変化として検出する。上述の「Ｎ」として３以上の整数を採用すると、流量変化をより確実に検出可能である。たとえばＮ＝３の例で検討する。１組の計測値の中に、図８に示す上側の計測点（流量値４２の計測点まで）が２個または３個含まれる場合には、その組の平均値は上側の計測点に、より近くなる。一方、１組に含まれる計測値を時系列に沿って１つずつずらした結果、１組の計測値の中に、図８に示す下側の計測点（流量値４３の計測点以降）が２個または３個含まれることになった場合には、その組の平均値は下側の計測点に、より近くなる。代表値の差が比較的大きいため、閾値を設定して流量変化を検出することは容易である。

器具判定手段１１６は、得られた流量に基づいて、ステップ変化が生じているか否かを判定する。この処理は、流量値の変化パターンがステップ変化条件を満たすか否かの判定を意味する。「ステップ変化条件」とは、流量値がステップ状に変化していると判断できる条件を言う。

例えば上述した図８はステップ変化条件を満たす例を示している。器具判定手段１１６は、連続する４つの流量値を利用してステップ変化条件が満たされているか否かを判定する。図８の一点鎖線の枠に囲まれた４つの流量値に注目すると、流量値４１と流量値４２との間の差分値、および流量値４３と流量値４４との間の差分値は閾値未満である。そして、その間の、流量値４２から流量値４３の間では閾値以上の差分値が生じる。結果として、流量値４１から４４までの間では、ステップ状に流量が変化している。このようなステップ状の流量変化をしていると言えるか否かがステップ変化条件として規定される。

器具判定手段１１６は、流量値の変化パターンの監視を継続し、ステップ変化を所定回数（例えば３回）検出した場合、ガス器具をファンヒータと本判定する。

以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、一定時間間隔で計測される流量の変化のパターンから中間安定流量の抽出が困難な場合であっても、ファンヒータを検出し得る。なお、上述の各種の判定は、判定期間に含まれる複数の計測タイミングに応じた複数の流量値の蓄積を待って実行してもよい。

（ハードウェア構成）
図９は、ガスメータ１００のハードウェア構成の一例を示す。図９に例示する構成において、ガスメータ１００は、中央演算回路（ＣＰＵ）２１０と、メモリ２２０と、流量計２０４と、遮断装置２２２とを有している。流量計２０４は、図１に示す流量計測手段１０４の一例であり、公知の流量計、例えば、超音波流量計であり得る。遮断装置２２２は、図１に示す遮断手段１２２の一例であり、公知の遮断装置、例えば、遮断弁を用い得る。

ＣＰＵ２１０は、メモリ２２０に格納されたコンピュータプログラム２２１を実行する。コンピュータプログラム２２１には、上述した各種の処理が記述されている。ＣＰＵ２１０は、例えば、図１に示す演算手段１０８および器具判定手段１１６の各種処理を実行する。メモリ２２０は、典型的には、ＲＡＭおよびＲＯＭを含み、例えば、図１に示す保持手段１０６に対応する。器具判定手段１１６が、メモリ２２０をその一部に含んでいても構わない。なお、ガスの遮断の判断の基準値は、メモリ２２０に格納され得る。

演算手段１０８および器具判定手段１１６の各々は、単一のプロセッサ（ＣＰＵ２１０）の一部であってもよい。制御手段１０５が、複数のプロセッサの集合によって実現されてもよい。制御手段１０５は、１以上のメモリ、周辺回路などを含んでいてもよい。制御手段１０５の外部に、１以上のメモリが配置されてもよい。例えば、保持手段１０６が、制御手段１０５の外部に配置されていてもよい。ＣＰＵ２１０とメモリ２２０を用いて上述した各種処理を実行することにより、精度良く器具を判定することができる。

以上、本発明の実施形態を説明した。上述の実施形態の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。また、上述の実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせた実施形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、改変、置き換え、付加および省略などが可能である。

本発明の実施形態によれば、流量の変化のパターンにおいて、稼働開始に伴う流量の増大の途中に中間安定流量領域が現れない場合であっても、緩点火動作を行うガス器具の使用が開始されたことを検出し得る。本発明の実施形態は、ファンヒータに限定されず、流量の変化のパターンにおいて、稼働開始に伴う流量の増大の途中に中間安定流量領域を有し得るガス器具（例えば乾燥機）の判定に適用可能であり、ガス器具の判定機能を有するガスメータなどに有用である。

１３〜１５ ガス器具
１００ ガスメータ
１０２ 流路
１０４ 流量計測手段
１０５ 制御手段
１０６ 保持手段
１０８ 演算手段
１１６ 器具判定手段
１２２ 遮断手段

Claims (4)

1. 流路内を流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、
   連続する２つの計測タイミングの流量値の間の差分値を算出する演算手段と、
   前記流量計測手段が計測した流量値および前記演算手段が算出した前記差分値を保持する保持手段と、
   所定の判定条件が満たされる場合に、稼動開始したガス器具が特定のガス器具であると判定する器具判定手段と、
   を備え、
   前記器具判定手段は、前記所定の判定条件として、前記ガス器具の稼動開始から所定時間経過した後に計測された第１所定個数の流量値の算術平均が第１所定範囲内である第１の判定条件が満たされる場合に、前記ガス器具を前記特定のガス器具と仮判定する、流量計測装置。
2. 前記器具判定手段は、前記所定の判定条件として、前記第１所定個数の流量値における前記算術平均からのばらつきが第２所定範囲内である第２の判定条件がさらに満たされる場合に、前記ガス器具を前記特定のガス器具と仮判定する、請求項１に記載の流量計測装置。
3. 前記器具判定手段は、複数個の流量値から移動平均値を複数個求め、
   前記器具判定手段は、前記所定の判定条件として、前記複数の移動平均値のうちの連続する２つの移動平均値の間の差が、第１所定回数以上連続して第３所定範囲内となる第３の判定条件がさらに満たされる場合に、前記ガス器具を前記特定のガス器具と仮判定する、請求項１または２に記載の流量計測装置。
4. 前記器具判定手段は、前記第１所定個数の流量値よりも後に計測された複数の流量値において、所定の流量変化を検出した場合に、前記ガス器具を前記特定のガス器具と本判定する、請求項１から３のいずれかに記載の流量計測装置。

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