JP4163887B2

JP4163887B2 - 流量計

Info

Publication number: JP4163887B2
Application number: JP2002093604A
Authority: JP
Inventors: 泰宏藤井; 忠幸南; 徹廣山; 徳行鍋島; 能章永田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003294509A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスメータにおいてガスの使用量を計測するために超音波流量計を採用することが考えられている。超音波流量計は、図２に示すように、ガス流路上に設けた計測管１１の上流側と下流側とにそれぞれ超音波の送受波を行うための送受波器１２ａ，１２ｂを配置した瞬間流量計測部４を備える。流量の計測には、上流側の送受波器１２ａから下流側の送受波器１２ｂに向かって超音波を送波したときの超音波の伝播時間ｔ１と、下流側の送受波器１２ｂから上流側の送受波１２ａに向かって超音波を送波したときの超音波の伝播時間ｔ２とを計測し、両伝播時間ｔ１，ｔ２に基づいて流速を求める。流速が求まれば計測管１１の断面積と流速とを乗じた値が瞬間流量になる。
【０００３】
いま、送受波器１２ａ，１２ｂの間で送受される超音波の進行方向が計測管１１を通過するガスの流れる方向に一致しているものとする。送受波器１２ａ，１２ｂの間の距離をｄ、ガスの流速をＶ、音速をＣとすれば、伝播時間ｔ１，ｔ２はそれぞれ以下のように表すことができる。
ｔ１＝ｄ／（Ｃ＋Ｖ）
ｔ２＝ｄ／（Ｃ−Ｖ）
したがって、流速Ｖは以下のように表される。
Ｖ＝（ｄ／２）｛（１／ｔ１）−（１／ｔ２）｝
この計測技術では超音波の伝播時間ｔ１，ｔ２を求めるために、送信器１２ａ，１２ｂから超音波を間欠的に発生させる。ガスメータにおいては電池を電源としていることが多く超音波流量計を用いると電力を消費するから、超音波流量計を用いる場合には消費電力が増加しないように２〜３ｓｅｃの一定の計測周期で瞬間流量を計測する。
【０００４】
ところで、最近では都市ガスのような燃料ガスを用いてガスエンジンを駆動するガス使用機器がガスヒートポンプや発電機などの分野において普及してきている。この種のガスエンジンは吸気と排気とを繰り返しているから、燃料ガスの供給路の圧力に脈動（以下では、「圧力脈動」という）をもたらすことになる。また、一般にガスメータにおいて普及している膜式メータの動作によっても圧力脈動が生じることが知られている。このような圧力脈動があると流速Ｖにも脈動が生じる。一般に膜式メータでの圧力脈動の周波数は３〜６Ｈｚ程度であり、ガスエンジンによる圧力脈動の周波数は１０〜６０Ｈｚ程度になり、ガス使用機器の近傍では最大で２００Ｐａ（ピーク−ピークは４００Ｐａ）の振幅を有することが知られている。
【０００５】
ガスメータにおいてガスの使用量を計測するには瞬間流量を積算することになるから、上述のような圧力脈動が生じる環境下であっても多数個の瞬間流量を積算することによって脈動成分が相殺されれば、計測値に圧力脈動の影響が生じないと考えられる。つまり、多数個の瞬間流量の平均値は脈動成分を含まない値に収束すると考えられる。しかし、実際には計測周期が圧力脈動の脈動周期の整数倍にほぼ一致してしまう場合があり、このような場合に計測周期毎に得られる瞬時流量を積算しても脈動成分を相殺することができず、大きな計測誤差を生じることになる。
【０００６】
そこで、複数種類の計測周期を用意しておき、脈動周期の整数倍にほぼ一致するような計測周期が選択されているときには他の計測周期に切り換えることによって、計測誤差の発生を軽減する技術を先に提案した。実験結果によれば、計測周期を約３ｓｅｃとし、１／５１２ｓｅｃ単位で計測周期を変更可能であるものとし、以下の７種類のいずれかの計測周期を用意しておけば、計測周期が脈動周期の整数倍にほぼ一致するという事態を回避することができることがわかっている。すなわち、計測周期を（３＋ｎ／５１２）ｓｅｃと表すとき、ｎ＝３７，１９，４５，１０，−１１，−３０，５３から選択すればよい。また、計測周期を選択するにあたっては、まずすべての計測周期でそれぞれ一定回数ずつの計測を行い、各計測周期において得られる瞬間流量の最大値と最小値との間の計測回数が一定回数以下であるときに、当該計測周期を選択することが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように各計測周期で一定回数ずつ瞬間流量を計測した後に、どの計測周期を用いるかを判断すると計測周期の決定までに要する時間が長くなる。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、圧力脈動が生じている環境下において脈動周期の整数倍ではない計測周期を比較的短時間で選択できる流量計を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、流体の流路に配設され通過する流体の瞬間流量を計測する瞬間流量計測部と、複数種類の計測周期を備え前記複数種類の計測周期から計測周期を択一的に選択し選択した計測周期で前記瞬間流量計測部に瞬間流量の計測を指示する計測タイミング生成部と、計測タイミング生成部に計測周期の変更を指示する同期判定部とを備え、前記同期判定部は、瞬間流量計測部で計測される瞬間流量の時系列から上側ピーク値と下側ピーク値とを求めるピーク検知手段と、前記上側ピーク値と前記下側ピーク値との間で中間値を設定する中間値設定手段と、瞬間流量の計測毎に計測した瞬間流量と中間値とを比較し連続した規定の複数回の計測を行う間において瞬間流量と中間値との大小関係が逆転しないときに計測周期を変更するように計測タイミング生成部に指示する計測周期変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ピーク検知手段は、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも小さい場合に、今回計測した瞬間流量が中間値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が下側ピーク値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第１のピーク検知手段と、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも大きい場合に、今回計測した瞬間流量が上側ピーク値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が中間値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第２のピーク検知手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記ピーク検知手段は、設定された所定時間毎に計測された複数個の瞬間流量の最大値を上側ピーク値とするとともに最小値を下側ピーク値とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記中間値設定手段は、前記上側ピーク値と前記下側ピーク値との平均値を中間値として設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、流体の流路に配設され通過する流体の瞬間流量を計測する瞬間流量計測部と、複数種類の計測周期を備え前記複数種類の計測周期から計測周期を択一的に選択し選択した計測周期で前記瞬間流量計測部に瞬間流量の計測を指示する計測タイミング生成部と、計測タイミング生成部に計測周期の変更を指示する同期判定部とを備え、前記同期判定部は、設定された所定時間毎の瞬間流量の移動平均を中間値として設定する中間値設定手段と、瞬間流量の計測毎に計測した瞬間流量と中間値とを比較し連続した規定の複数回の計測を行う間において瞬間流量と中間値との大小関係が逆転しないときに計測周期を変更するように計測タイミング生成部に指示する計測周期変更手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記瞬時流量と前記計測周期とから積算流量を求める積算手段を備え、前記流体はガスであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態では図２に示す構成のガスメータ１を想定する。ガスメータ１は、都市ガスのような燃料ガスの供給路（ガス流路）に配置された遮断弁２と、ガス流路において遮断弁の下流側に配置された圧力センサ３および瞬間流量計測部４とを備える。また、圧力センサ３および瞬間流量計測部４は、１チップマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する）を主構成要素とする信号処理回路５に接続され、信号処理回路５では、圧力センサ３および瞬間流量計測部４の動作の制御、圧力センサ３および瞬間流量計測部４の出力による遮断弁２の制御、燃料ガスの流量の計測などを行う。燃料ガスの流量は図示しないカウンタにより表示される。瞬間流量計測部４には超音波流量計を用いており、従来の技術としても説明したように、ガス流路上に挿入した計測管１１と、計測管１１の上流側と下流側とにそれぞれ配置した送受波器１２ａ，１２ｂとを備える。
【００１６】
信号処理回路５は図１に示す構成を有し、送受波器１２ａ，１２ｂがそれぞれ接続される２個の送受信回路２１ａ，２１ｂを備え、送受信回路２１ａ，２１ｂは集積回路からなる計測制御回路２２に接続される。計測制御回路２２はマイコン２０により制御され、マイコン２０では計測制御回路２２から取得した情報に基づいてガス流量を計測する。また、マイコン２０の内部クロックを発生させるためにマイコン２０には水晶発振子のような発振子２３が接続される。信号処理回路５の電源はリチウム電池のような電池２４により供給される。
【００１７】
送受信回路２１ａ，２１ｂは送受波器１２ａ，１２ｂと計測制御回路２２との間の整合回路であって、計測制御回路２２は、各送受波器１２ａ，１２ｂを送波用と受波用とに切り換える機能と、送受波器１２ａ，１２ｂを駆動して超音波を間欠的に発生させるための高周波信号を生成する機能と、送受波器１２ａ，１２ｂにより受信した超音波に対応する信号を波形整形して出力する機能とを備える。
【００１８】
超音波の送波から受波までの伝播時間の計測はマイコン２０が行っている。すなわち、マイコン２０では以下に説明する機能がプログラムによって実現されている。マイコン２０には、流量計測のタイミングを指示する計測タイミング生成部２０ａが設けられ、計測タイミング生成部２０ａによって流量計測が指示されるとマイコン２０に設けられた瞬間流量演算部２０ｂから計測制御回路２２に対して計測が指示される。計測のタイミングについては後述する。計測制御回路２２は、上述したように、両送受波器１２ａ，１２ｂの一方から超音波を送波させ、他方での超音波の受信タイミングに対応する信号を出力する。したがって、瞬間流量演算部２０ｂは、超音波の送波から受波が予測される時間程度のゲート期間を設定し、ゲート期間内において超音波の受波に相当する信号が計測制御回路２２から入力されたタイミングを超音波の受波のタイミングとみなし、超音波の送波から受波までの伝播時間を計測する。ここに、ゲート期間の時限および超音波の送波から受波までの伝播時間の計測には、発振子２３により生成した高周波のクロック信号を用いる。つまり、クロック信号を瞬間流量演算部２０ｂの内蔵カウンタで計数することによって計時する。瞬間流量演算部２０ｂでは、１００〜２００μｓｅｃの残響時間を考慮した適宜の時間間隔で各送受波器１２ａ，１２ｂから超音波を送波し、超音波の送波毎に得られた超音波の伝播時間を瞬間流量に換算する。瞬間流量演算部２０ｂによって瞬間流量を求める処理が１回の流量計測であって、計測タイミング生成部２０ａが瞬間流量演算部２０ｂに対して流量計測を指示する時間間隔が計測周期になる。このように、瞬間流量演算部２０ｂによる流量計測は計測周期で間欠的に行われる。
【００１９】
マイコン２０には、瞬間流量演算部２０ｂで求めた瞬間流量を積算して積算流量を求める積算流量演算部２０ｃも設けられる。積算流量演算部２０ｃでは、瞬間流量演算部２０ｂで求めた瞬間流量に計測周期を乗じた値を当該時間の積算流量として求め、バッファ２０ｄに入力する。バッファ２０ｄは前記当該時間の積算流量を積算し、図示しないカウンタに表示させる。この動作によってガスメータとしてガスの使用量を計測することができる。すなわち、積算流量演算部２０ｃとバッファ２０ｄとにより積算手段が構成される。
【００２０】
ところで、従来構成において説明したように計測周期は複数種類から択一的に選択される。すなわち、計測タイミング生成部２０ａには複数種類の計測周期が用意されており、瞬間流量演算部２０ｂで求めた瞬間流量の変化を監視する同期判定部２５からの指示によって計測周期が選択される。計測周期を選択する処理手順を簡単に説明すると、図３に示すように、まず計測タイミング生成部２０ａでは選択されている計測周期から計測タイミングを決定し、瞬間流量演算部２０ｂに流量計測を指示する（Ｓ１）。瞬間流量演算部２０ｂでは瞬間流量を計測し（Ｓ２）、求めた瞬間流量に基づいて瞬間流量計測部４を通過するガスの圧力の脈動成分に関する脈動周期の整数倍と計測周期とが一致しているか否かを判定する（Ｓ３）。以下では、計測周期と脈動周期の整数倍とが一致する状態を計測周期の脈動周期に対する「同期」と呼び、脈動周期の整数倍と計測周期とが一致しているか否かを判定する処理を「同期判定ルーチン」と呼ぶ。ステップＳ３の同期判定ルーチンにおいて同期が検出されると、同期判定部２５では計測タイミング生成部２０ａに対して計測周期の変更を指示する（Ｓ４）。計測周期の変更が指示された場合には、計測タイミング生成部２０ａは他の計測周期を選択し（Ｓ５）、計測周期の変更が指示されなければ同じ計測周期を維持する。計測周期には適宜に優先順位が設定されており、優先順位に従って計測周期が順に選択される。計測周期が決定されると、先に瞬間流量演算部２０ｂで求めた瞬間流量から積算流量演算部２０ｃにおいて求めた積算流量をバッファ２０ｄに格納されている積算流量に積算する（Ｓ６）。以上の動作を繰り返すことによって、瞬間流量の計測を繰り返す間に、計測周期の脈動周期に対する同期の有無を判定するとともにガスの使用量を求めるのである。
【００２１】
次に、同期判定部２５における同期判定ルーチンについて説明する。同期判定部２５は、基本的には、瞬間流量の時系列から求められる上側ピーク値と下側ピーク値との平均値を中間値とする中間値設定手段２５ａと、１回前の計測時の瞬間流量が中間値よりも小さい場合に、今回計測した瞬間流量が中間値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が下側ピーク値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第１のピーク検知手段２５ｂと、１回前の計測時の瞬間流量が中間値よりも大きい場合に、今回計測した瞬間流量が上側ピーク値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が中間値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第２のピーク検知手段２５ｃと、連続した複数回（たとえば、４回）の計測において瞬間流量が中間値を横切らないときに計測周期を変更するように計測タイミング生成部２０ａに指示する計測周期変更手段２５ｄとからなる。
【００２２】
同期判定部２５の動作を、図４を用いて説明する。ここでは、過去の瞬間流量（つまり、瞬間流量の時系列）から後述する手順によって上側ピーク値Ｐｓ０と下側ピーク値Ｐｉ０とがすでに求められ、１回前の計測時における瞬間流量は中間値よりも小さいものとする。つまり、第１のピーク検知手段２５ｂを用い、第２のピーク検知手段２５ｃは用いない。また、瞬時流量の計測タイミングをｒ１，ｒ２，ｒ３とする。
【００２３】
計測タイミングｒ１において瞬時流量ｑ１を求めた時点では、中間値設定手段２５ａでは上側ピーク値Ｐｓ０と下側ピーク値Ｐｉ０との平均値を中間値ｍ１としており、瞬時流量ｑ１は中間値ｍ１よりも小さく、下側ピーク値Ｐｉ０よりも大きいから、第１のピーク検知手段２５ｂでは中間値ｍ１は変更しない。また、瞬時流量ｑ１が中間値ｍ１よりも小さいから依然として第１のピーク検知手段２５ｂを用いる。
【００２４】
次に、計測タイミングｒ２において得られる瞬間流量ｑ２は、下側ピーク値Ｐｉ０よりも小さいから下側ピーク値を瞬間流量ｑ２に変更する。つまり、下側ピーク値がＰｉ０からＰｉ２（＝ｑ２）に変更される。また、下側ピーク値Ｐｉ２の変更に伴って中間値設定手段２５ａでは中間値ｍ２（＜ｍ１）の変更を行う。ただし、瞬時流量ｑ２は中間値ｍ１よりも小さいから次の計測タイミングｒ３においても第１のピーク検知手段２５ｂを用いる。
【００２５】
図示例では計測タイミングｒ３で得られる瞬時流量ｑ３が中間値ｍ２よりも大きくなっているから、この場合には上側ピーク値を瞬時流量ｑ３に変更し、上側ピーク値がＰｓ０からＰｓ３（＝ｑ３）になる。また、上側ピーク値Ｐｓ３の変更に伴って中間値設定手段２５ａでは中間値ｍ３（＜ｍ２）の変更を行う。ここで、瞬時流量ｑ３は中間値ｍ２よりも大きいから次回の計測タイミングでは第１のピーク検知手段２５ｂではなく第２のピーク検知手段２５ｃを用いることになる。
【００２６】
以上説明した動作によって、上側ピーク値および下側ピーク値と中間値とを瞬時流量に応じて変化させることになる。図５は瞬間流量（各黒丸が瞬時流量を示す）と上側ピーク値Ｐｓおよび下側ピーク値Ｐｉと中間値ｍとの関係を示している。ここで、図５の左端部を除く部分では瞬時流量の１〜３回の計測毎に瞬時流量が中間値ｍを横切っており、このような状態であれば計測周期が脈動周期に同期していないと判断してよいという知見に基づいて本発明はなされている。一方、瞬時流量が４回連続して中間値を横切らない場合には計測周期が脈動周期に同期している可能性があるものとして、計測タイミング生成部２０ａに対して計測周期の変更を指示するのである。
【００２７】
同期判定部２５の具体的な処理は図６、図７のようになる。上述のように同期判定部２５は、前回の計測時に得られた瞬間流量と中間値との関係によって、第１のピーク検知手段２５ｂと第２のピーク検知手段２５ｃとのどちらを用いるかを選択するから、第１のピーク検知手段２５ｂと第２のピーク検知手段２５ｃとを選択するための状態フラグ（図示せず）を備えている。状態フラグが１であれば第１のピーク検知手段２５ｂを用い、状態フラグが２であれば第２のピーク検知手段２５ｃを用いる。そこで、まず状態フラグが１か２かが判定され（Ｓ１）、状態フラグが１であれば第１のピーク検知手段２５ｂを用いる図６の処理が行われる。また、瞬時流量が中間値を横切らない連続回数を計数するために同期判断カウンタ（図示せず）を備える。
【００２８】
すなわち、図６は前回の計測時の瞬間流量が中間値よりも小さかった場合であって、まず図３に示したステップＳ２で得られた瞬間流量を中間値と比較する（Ｓ２）。瞬間流量が中間値以下であれば、同期判断カウンタの計数値を１増加させる（Ｓ３）。また、瞬間流量と下ピーク値との大小を比較し（Ｓ４）、瞬間流量が下ピーク値よりも小さい場合には下ピーク値を瞬間流量に変更する（Ｓ５）。ここで、同期判断カウンタの計数値が閾値（たとえば３）を越えていれば（Ｓ６）、同期が生じているものと判断して計測周期の変更を指示し（Ｓ７）、瞬時流量を上側ピーク値として中間値を再度求める（Ｓ８）。さらに、状態フラグを２に設定して第２のピーク検知手段２５ｃを選択する（Ｓ９）とともに、同期判断カウンタの計数値をリセットする（Ｓ１０）。
【００２９】
ステップＳ２において瞬間流量が中間値よりも大きいときには、瞬間流量が中間値を横切ったことになるから、上ピーク値を瞬間流量に変更し（Ｓ１１）、同期判断カウンタの計数値をリセットする（Ｓ１２）。さらに、第２のピーク検知手段２５ｃを選択するために状態フラグを２にセットし（Ｓ１３）、現状の計測周期が維持されるように指示する（Ｓ１４）。また、ステップＳ６において同期判断カウンタの計数値が閾値以下である場合も現状の計測周期が維持されるように指示する（Ｓ１５）。
【００３０】
ステップＳ１において状態フラグが２である場合には第２のピーク検知手段２５ｃが用いられるほかは図６に示した動作と同様の動作になる。つまり、図７は前回の計測時の瞬間流量が中間値よりも大きかった場合であって、まず図３に示したステップＳ２で得られた瞬間流量を中間値と比較する（Ｓ１６）。瞬間流量が中間値以上であれば、同期判断カウンタの計数値を１増加させる（Ｓ１７）。また、瞬間流量と上ピーク値との大小を比較し（Ｓ１８）、瞬間流量が上ピーク値よりも大きい場合には上ピーク値を瞬間流量に変更する（Ｓ１９）。ここで、同期判断カウンタの計数値が閾値を越えていれば（Ｓ２０）、同期が生じているものと判断して計測周期の変更を指示し（Ｓ２１）、瞬時流量を上側ピーク値として中間値を再度求める（Ｓ２２）。さらに、状態フラグを１に設定して第１のピーク検知手段２５ｂを選択する（Ｓ２３）とともに、同期判断カウンタの計数値をリセットする（Ｓ２４）。
【００３１】
ステップＳ１６において瞬間流量が中間値よりも小さいときには、瞬間流量が中間値を横切ったことになるから、下ピーク値を瞬間流量に変更し（Ｓ２５）、同期判断カウンタの計数値をリセットする（Ｓ２６）。さらに、第１のピーク検知手段２５ｂを選択するために状態フラグを１にセットし（Ｓ２７）、現状の計測周期が維持されるように指示する（Ｓ２８）。また、ステップＳ２０において同期判断カウンタの計数値が閾値以下である場合も現状の計測周期が維持されるように指示する（Ｓ２９）。
【００３２】
図６および図７に示した処理手順での状態フラグおよび同期判断カウンタの計数値の推移の一例を図８に示す。図８は図５の動作に対応するものであって、破線が状態フラグの変化を示し、図の右側に状態フラグの値を示してある。また、図８の実線は同期判断カウンタの計数値の変化を示し、図の左側に計数値を示してある。図示例では左端部において状態フラグが４回連続して「１」であって、同期判断カウンタの計数値が閾値である３を越えて４になっているから、瞬間流量が４回連続して中間値を横切らなかったことを意味する。したがって、この時点で別の計測周期が選択されることになる。計測周期が変更された後は、同期判断カウンタの計数値が３を越えることがないから、計測周期が脈動周期に同期していないものとみなすことができる。つまり、積算流量演算部２０ｃの出力をバッファ２０ｄで積算することにより得られるガスの使用量から圧力脈動の影響を除去でき、ガスの使用量の計測誤差を抑制することができる。言い換えると、瞬間流量計測部４を通過するガスの圧力が周期的な脈動成分を含むときに脈動周期の非整数倍になる計測周期であって瞬間流量計測部４で計測される瞬間流量の平均値が時間経過に伴って収束する計測周期を選択したことになる。
【００３３】
ところで、上側ピーク値と下側ピーク値とは上述の方法以外の方法で設定してもよい。たとえば、設定された所定時間（たとえば、３０ｓｅｃ）毎に計測された複数個（たとえば、１０個）の瞬間流量の最大値を上側ピーク値とするとともに最小値を下側ピーク値として採用してもよい。この場合には上述したように第１のピーク検知手段２５ｂと第２のピーク検知手段２５ｃとを設ける代わりに、瞬間流量の最大値と最小値とを求めるピーク検知手段を設ければよい。ここに、上述した所定時間とは、中間値を求めることができる個数の瞬間流量を取得する時間であれば十分であり、瞬間流量のサンプリング数は１０〜２０個でよい。サンプリング間隔である測定周期は通常は１〜５ｓｅｃ程度であるから、上述した所定時間は１０〜１００秒の間の値になる。好ましい例としては測定周期は約３秒であるから、この場合には上述した所定時間は３０〜６０秒程度になる。
【００３４】
さらに、上述の実施形態では中間値を上側ピーク値と下側ピーク値との平均値と設定したが、設定された所定時間毎の瞬間流量の移動平均を中間値に用いてもよい。この場合の所定時間は、瞬間流量の最大値および最小値をそれぞれ上側ピーク値および下側ピーク値とする場合の所定時間と同程度に設定すればよい。また、移動平均を用いるから上側ピーク値および下側ピーク値を求める処理は不要になる。
【００３５】
なお、上述した実施形態において瞬間流量計測部４を超音波流量計で構成しているが、瞬間流量を計測することができるものであれば測定原理についてはとくに制限はない。また、超音波流量計を用いて瞬間流量を計測するにあたり、シングアラウンド法を用いてもよい。また、上述の実施形態ではガスの流量を計測する例を示したがガス以外の他の流体に本発明の技術を適用することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１の発明の構成によれば、同期判定部では間欠的に計測される瞬間流量が規定の複数回の計測を行う間に中間値と瞬間流量との大小関係が逆転するか否かによって、瞬間流量の積算による圧力脈動の影響の除去が可能か否かを判断することができ、圧力脈動が生じている環境下において、複数種類の計測周期の中から脈動周期の整数倍ではない計測周期を瞬間流量が複数回計測される程度の比較的短い時間で選択することができるという利点を有する。すなわち、瞬間流量の計測毎に計測した瞬間流量と中間値とを比較し、連続した規定の複数回の計測を行う間において瞬間流量と中間値との大小関係が逆転しない場合は、計測周期が脈動周期に同期している可能性があるものと判断し、計測周期を変更することができる。しかも、実施形態で説明しているように瞬間流量を４回程度計測するだけで、計測周期と脈動周期との同期の可能性を判断することができるから、脈動周期に同期しない計測周期を短時間で選択することができる。
【００３７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ピーク検知手段は、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも小さい場合に、今回計測した瞬間流量が中間値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が下側ピーク値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第１のピーク検知手段と、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも大きい場合に、今回計測した瞬間流量が上側ピーク値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が中間値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第２のピーク検知手段とを備えるものであり、この構成によって上側ピーク値と下側ピーク値とを求めることによって、上側ピーク値と下側ピーク値との間で求める中間値が流量変動の中心付近の適正な値になる。要するに、このようにして求めた中間値に対する瞬間流量の変化を求めることによって、瞬間流量の積算による圧力脈動の影響の除去が可能か否かを正確に判断することができる。
【００３８】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記ピーク検知手段は、設定された所定時間毎に計測された複数個の瞬間流量の最大値を上側ピーク値とするとともに最小値を下側ピーク値とするものであり、所定時間毎の瞬時流量の最大値と最小値とを求めるだけの簡単な処理で上側ピーク値と下側ピーク値とを決定することができる。
【００３９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記中間値設定手段は、前記上側ピーク値と前記下側ピーク値との平均値を中間値として設定するものであり、中間値を設定する演算が容易である。
【００４０】
請求項５の発明の構成によれば、所定時間毎の瞬間流量の移動平均を中間値として設定するから、請求項１の発明と同様の効果に加えて、移動平均を用いることにより瞬間流量の突発的な変動による中間値の変動が防止される。
【００４１】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５の発明において、前記瞬時流量と前記計測周期とから積算流量を求める積算手段を備え、前記流体はガスであって、ガスメータに適用可能な構成を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部ブロック図である。
【図２】同上を用いたガスメータを示すブロック図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】同上の動作説明図である。
【図８】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
４瞬間流量計測部
２０ａ計測タイミング生成部
２５同期判定部
２５ａ中間値設定手段
２５ｂ第１のピーク検知手段
２５ｃ第２のピーク検知手段
２５ｄ計測周期変更手段

Claims

流体の流路に配設され通過する流体の瞬間流量を計測する瞬間流量計測部と、複数種類の計測周期を備え前記複数種類の計測周期から計測周期を択一的に選択し選択した計測周期で前記瞬間流量計測部に瞬間流量の計測を指示する計測タイミング生成部と、計測タイミング生成部に計測周期の変更を指示する同期判定部とを備え、
前記同期判定部は、瞬間流量計測部で計測される瞬間流量の時系列から上側ピーク値と下側ピーク値とを求めるピーク検知手段と、前記上側ピーク値と前記下側ピーク値との間で中間値を設定する中間値設定手段と、瞬間流量の計測毎に計測した瞬間流量と中間値とを比較し連続した規定の複数回の計測を行う間において瞬間流量と中間値との大小関係が逆転しないときに計測周期を変更するように計測タイミング生成部に指示する計測周期変更手段とを備えることを特徴とする流量計。
前記ピーク検知手段は、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも小さい場合に、今回計測した瞬間流量が中間値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が下側ピーク値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第１のピーク検知手段と、前回計測時の瞬間流量が中間値よりも大きい場合に、今回計測した瞬間流量が上側ピーク値より大きければこの瞬間流量を上側ピーク値とし、今回計測した瞬間流量が中間値よりも小さければこの瞬間流量を下側ピーク値とする第２のピーク検知手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の流量計。
前記ピーク検知手段は、設定された所定時間毎に計測された複数個の瞬間流量の最大値を上側ピーク値とするとともに最小値を下側ピーク値とすることを特徴とする請求項１記載の流量計。
前記中間値設定手段は、前記上側ピーク値と前記下側ピーク値との平均値を中間値として設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の流量計。
流体の流路に配設され通過する流体の瞬間流量を計測する瞬間流量計測部と、複数種類の計測周期を備え前記複数種類の計測周期から計測周期を択一的に選択し選択した計測周期で前記瞬間流量計測部に瞬間流量の計測を指示する計測タイミング生成部と、計測タイミング生成部に計測周期の変更を指示する同期判定部とを備え、前記同期判定部は、設定された所定時間毎の瞬間流量の移動平均を中間値として設定する中間値設定手段と、瞬間流量の計測毎に計測した瞬間流量と中間値とを比較し連続した規定の複数回の計測を行う間において瞬間流量と中間値との大小関係が逆転しないときに計測周期を変更するように計測タイミング生成部に指示する計測周期変更手段とを備えることを特徴とする流量計。
前記瞬時流量と前記計測周期とから積算流量を求める積算手段を備え、前記流体はガスであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の流量計。