JP4591249B2 - 流量計 - Google Patents

Description

本発明は、流路に接続された器具を判別して器具別の使用流量を計測する器具判別手段を備えた流量計に関するものである。

従来、この種の流量計測装置は、図９に示すように、ガス流路に流れるガス流量を計測するガス流量計測手段５１と、この計測結果より流量の増加を検出する流量増加検出手段５２と、この流量増加に伴うガス流量の瞬時増減変化を検出する流量増減検出手段５３と、前記瞬時増減変化検出時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定する器具判定手段５４と、前記流量増加検出手段で検出されたガス流量の増加分を、前記新たなガス燃焼器具の使用開始に伴うガス流量の増加分として登録する流量登録手段５５とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。

上記構成によって、新たにガス燃焼器具の使用を開始した場合にガス流量は瞬時に増減変化して安定したガス流量になる事に着目し、増減変化を判定時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法で新たなガス燃焼器具の使用開始を判定し、新たなガス燃焼器具の使用によるガス増加分を登録することができ、また流量の減少変化に基づいて使用停止を判定するものである。
特開２００２−１７４５４２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ひとつの器具の使用開始と使用停止を判定することしかできず、その器具が使用したガス流量を計測することはできないし、複数の器具が使用されたときには判別が困難で、かつそれぞれの器具の使用流量は到底計測することができないという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流体の流量測定手段と、前記流量測定手段で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶する流量情報記憶手段と、前記流量情報記憶手段を基に前記流量測定手段の下流側に接続した器具の使用状況を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段によって判別した器具に流れた流体流量を記憶する器具別流量計測手段とを備えたものである。

これによって、記憶された流量値と時間情報を基に使用された器具を判別すると共に器具が使用した流量を算出することが可能である。

本発明の流量計測装置は、流体の流量測定手段と、前記流量測定手段で計測した流量値と時間情報とを記憶する流量情報記憶手段と、複数の器具が同時に使用開始した時の流量情報を登録する器具登録手段と、前記流量情報記憶手段に記憶された情報と前記器具登録手段に登録された流量情報とを基に前記流量測定手段の下流側に接続した器具の使用状況を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段によって判別した器具に流れた流体流量を記憶する器具別流量計測手段とを備えることで、記憶された流量値と時間情報を基に使用された器具を判別すると共に器具が使用した流量を算出することができ器具別の流量積算が可能となる。

第１の発明は、流体の流量計測手段と、前記流量測定手段で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶する流量情報記憶手段と、前記流量情報記憶手段を基に前記
流量測定手段の下流側に接続した器具の使用状況を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段によって判別した器具に流れた流体流量を記憶する器具別流量計測手段とを備えた流量計とすることにより、記憶された流量値と時間情報を基に試用された器具を判別すると共に、器具が使用した流量を算出することができ器具別の流量積算が可能とすることができるのである。

第２の発明は、流路に接続される器具の器具情報を登録する器具登録手段を備え、前記器具登録手段の情報と流量情報記憶手段との情報を基に器具の使用状態を判別する器具判別手段と、器具が使用した流量を算出する器具別流量計測手段とを備えた請求項１記載の流量計とすることにより、器具登録した情報から器具を判別して使用流量を算出することができる。

第３の発明は、器具判別手段は特定時間間隔ごとの瞬時流量を用いて器具の使用状況を判別するようにした請求項１または２に記載の流量計とすることにより使用器具の判別と使用器具の使用流量を算出することができる。

第４の発明は、器具判別手段は、安定動作に到達するまでの時間によって判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第５の発明は、器具判別手段は、安定動作に到達するまでの流量減少の有無によって判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第６の発明は、器具判別手段は、安定動作時の流量平均値で判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより、精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第７の発明は、器具判別手段は、安定動作時の流量変動幅によって判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより、精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第８の発明は、器具判別手段は、安定動作に到達するまでの流量立ち上がり勾配変化の有無によって判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第９の発明は、器具判別手段は、器具登録手段に登録した複数の器具が同時に使用開始した時の情報によって判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第１０の発明は、器具判別手段は、所定の流量減少によって器具の使用停止を判別する請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第１１の発明は、器具判別手段は、学習機能により追加するようにした請求項１から３のいずれかに記載の流量計とすることにより精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

第１２の発明は、流量計測手段は超音波流量計を用いた請求項１から８のいずれかに記載の流量計とすることにより短い時間間隔で、かつ所定時間間隔ごとに流量を計測するこ
とができるので、精度の高い器具判別と器具別流量算出を可能とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流量計のブロック図を示すものである。

図１において流量計１は、計測流路２に流れる流体の流量を計測する流量計測手段３である超音波流量計と、前記超音波流量計の瞬時流量や差分流量などの流量情報とその開始時刻や停止時刻または継続時間などの時間情報の少なくともいずれかを記憶情報として記憶する流量情報記憶手段４と、器具情報を登録する器具登録手段５と、流量計測手段３である超音波流量計で計測した流量情報と時間情報を基に、器具登録手段５に登録した器具情報に適合する器具を検索し、使用した所定の器具を判別する器具判別手段６と、前記流量情報や時間情報を基に使用される器具の流量値を積算する器具別流量算出手段７と、瞬時流量値や積算流量値などを切り替え表示する表示部８と、外部より流量計１の操作を行う操作部９と、ガスの漏洩あるいは、自身などのときにガスを遮断する流路遮断弁１０とを備えた構成とした。

ここで、流量計１と、前記流量計１の下流側に接続されたガス器具１１〜１４はガス配管１５によって接続されている。

以上のように構成された流量計１について、以下その動作、作用を説明する。

まず、図２を用いてガス器具１１〜１４の器具判別と器具別流量計測の動作、方法について説明する。

図２は、流量計１に接続した器具Ａ、器具Ｂ、器具Ｃ、器具Ｄの瞬時流量時間変化を示している。器具の動作開始や動作停止の判定は、例えば、２秒間隔で計測された瞬時流量値が大きく増加した場合を何らかの器具が動作開始、瞬時流量値が大きく減少した場合を何らかの器具が動作停止したと判定する。図２に示した器具の瞬時流量のデータにおいては、Ｔ１が器具の動作開始、Ｔ２が器具の動作停止を示している。また、器具の動作及び停止は、瞬時流量において、ある一定時間前後の差分流量を用いて行っても良い。この場合、差分流量値が所定の流量値より大きくプラス値の場合、何らかの器具が動作開始、差分流量が所定流量値より大きくマイナス値の場合、何らかの器具が動作停止と判定する。そして、瞬時流量あるいは差分流量があらかじめ登録した流量値の範囲内にある場合、その瞬時流量値あるいは差分流量値から器具を特定して器具判別を行なう。また、２秒前後の差分流量だけでなく４秒あるいは６秒間動作したときの差分流量を用いることによってより判別しやすくなる。さらに、器具が安定して動作したときの流量Ｑ、瞬時流量が安定動作に到達するまでの時間、安定動作時の流量変動幅ΔＱも参照しながら器具を判別することでより精度の高い判別を行うことができる。

図３は器具判別条件例の一覧表を示している。

図３において、例えば、１０００Ｌ／ｈ以上の大流量が使用されれば器具Ａ、５００から１０００Ｌ／ｈの間なら器具Ｂ、２００から４００Ｌ／ｈの間なら器具Ｃ、瞬時流量の立ち上がり速度がゆっくりで、流量が４００から８００Ｌ／ｈであり、安定動作に到達するまでの時間が例えば２００〜３００秒の範囲内であれば器具Ｃと判別する。さらに、器具によってＴ１からＴ２間の安定動作している部分の流量変化ΔＱは、器具によって異なる。これを判別手段として用いることによって、判別精度が向上する。

器具登録手段５は、接続したガス器具安定動作時の使用平均流量値Ｑ、流量立ち上がり速度、安定動作時の流量変化ΔＱなどの登録情報を登録しておくもので、上記のように器具判別に使用するためのデータである。このようなデータを登録することで、ガス器具の判別制度が飛躍的に向上する。各ガス器具の積算流量はたとえば、瞬時流量を個別に積算する方法と、使用開始時の瞬時流量と器具停止時の瞬時流量との平均流量値から使用流量を推定算出する方法がある。これらの方法を組み合わせることによって、精度良く、個別の器具の積算流量の記憶容量を低減することができる。この場合、瞬時流量の変化が大きい場合は、瞬時流量の積算値を用い、安定動作時には平均使用流量値Ｑと器具が使用された時間、すなわちＴ２−Ｔ１の時間帯を掛け合わせることで、使用流量を求めることができる。

器具登録手段５には、器具設置時あるいは、日常使用しているときの器具の情報を登録する学習機能を付与することもできる。このような学習機能によって、計測精度を飛躍的に向上することができる。

このように、瞬時流量、あるいは差分流量を計測することによって、器具の使用開始、使用停止を判断でき、さらに登録情報と比較することで動作している器具を判別することができ、それぞれの流量値や使用状態の時間から器具別の流量を算出することができる。その結果、器具別料金などの顧客サービスを実現することができるものである。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における２つの器具が同時に起動した場合の瞬時流量値の時間変化を示している。図４において、実線は、流量計１で計測した瞬時流量値の時間変化を示しており、点線は、器具Ａおよび器具Ｂが単独で動作した場合の瞬時流量の時間変化を示している。Ｔ１は、器具Ａと器具Ｂが同時に使用開始し、Ｔ２は器具Ａが使用停止し、Ｔ３は器具Ｂが使用停止した時間を示している。この図のように、複数の器具が同時に起動した場合においては、図３に示した器具判別条件例はそのまま適応できない。そのため、図５に示した器具判別条件例を用いる。図５は、２つの機器が同時に起動した場合の器具判別条件例を示している。実施例１に示したように、安定動作までの時間、安定動作時の平均流量Ｑ、安定動作時流量変動幅ΔＱなどによって、同時に使用開始した器具をある程度特定する。さらに、安定動作までの流量立ち上がり勾配変化の有無によって器具を特定する。これらの情報だけでは十分に判別することは不可能であるので、図５に示したＴ２の瞬時流量の減少した値（Ｑ４−Ｑ３）を判別に用いる。この流量減少値は、図３に示した判別例における安定動作時の流量に相当するため、この瞬時流量の変化量を判別に用いることによって判別精度が向上する。

このように、瞬時流量、あるいは差分流量を計測することによって、器具の使用開始、使用停止を判断でき、さらに登録情報と比較することで動作している器具を判別することができ、それぞれの流量値や使用状態の時間から器具別の流量を算出することができる。その結果、器具別料金などの顧客サービスを実現することができるものである。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における３つの器具が同時に起動した場合の瞬時流量値の時間変化を示している。図６において、実線は、流量計１で計測した瞬時流量値の時間変化を示しており、点線は、器具Ａ、器具Ｂ、器具Ｃが単独で動作した場合の瞬時流量の時間変化を示している。Ｔ１は、器具Ａ、器具Ｂ、器具Ｃが同時に使用開始し、Ｔ２は器具Ａが使用停止、Ｔ３は器具Ｂが使用停止、Ｔ４は器具Ｃがていしした時間を示している。同図のように、３つの器具が同時に起動した場合においては、図５に示した器具判別条件例はそのまま適応できない。そのため、図７に示した器具判別条件例を用いる。図
７は、３つの機器が同時に起動した場合の器具判別条件例、図８は、４つの機器が同時に起動した場合の器具判別条件例、を示している。実施例２に示したように、安定動作までの時間、安定動作時の平均流量Ｑ、安定動作時流量変動幅ΔＱ、安定動作までの流量立ち上がり勾配変化の有無、瞬時流量の減少した値（Ｑ４−Ｑ３、Ｑ４−Ｑ３）を判別に用いる。この流量減少値は、図３に示した判別例における安定動作時の流量に相当するため、この瞬時流量の変化量を判別に用いることによって判別精度が向上する。４つの機器が同時に起動した場合も、図８に示した判別例を用いて同様に判別する。

このように、器具判別によって運転されているガス器具を特定して、ガスが使用される流量を器具別に特定することで、どの器具がどれだけ使用され、どれだけのガス量を消費したかが可能となり、器具別料金などの料金体系を構築することができる。また、器具別の流量を器具の使用タイミングに近い時間帯で算出することができ、器具別の保安もタイムリーに行うことができ、保安機能の充実に役立たせることができる。

なお、以上の説明は超音波流量計を用いた場合について説明したが、他の瞬間式の流量計測手段でも、同様の効果が得られることは明白である。そして、瞬時流量計を用いることで、流量に関係なく等間隔に計測タイミングが設定できるので、どんな流量の器具でもタイミングよく器具を判別することができる。また、ガスメータで説明したが、工業用流量計や水道メータにおいても同様に、流量計測装置の下流側に接続された使用器具の判別や器具の保安に使用することができる。

以上のように、本発明にかかる流量計は、流体の流量測定手段と、前記流量測定手段で計測した流量値と時間情報とを記憶する流量情報記憶手段と、複数の器具が同時に使用開始した時の流量情報を登録する器具登録手段と、前記流量情報記憶手段に記憶された情報と前記器具登録手段に登録された流量情報とを基に前記流量測定手段の下流側に接続した器具の使用状況を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段によって判別した器具に流れた流体流量を記憶する器具別流量計測手段とを備えることで、記憶された流量値と時間情報を基に使用された器具を判別すると共に器具が使用した流量を算出することができ器具別の流量積算が可能とできるのである。

本発明の実施の形態１における流量計測装置のブロック図 本発明の実施の形態１における器具Ａ、器具Ｂの瞬時流量の時間変化を示す特性図 本発明の実施の形態１における器具Ｃ、器具Ｄの瞬時流量の時間変化を示す特性図 本発明の実施の形態１における器具判別条件例の相関図 本発明の実施の形態２における２つの機器の瞬時流量の時間変化を示す特性図 本発明の実施の形態１における器具判別条件例の相関図 本発明の実施の形態３における３つの機器の瞬時流量の時間変化を示す特性図 本発明の実施の形態１における器具判別条件例の相関図 本発明の実施の形態１における器具判別条件例の相関図 従来の従来の流量計測装置のブロック図

符号の説明

１ 流量計
３ 流量計測手段
４ 流量情報記憶手段
５ 器具登録手段
６ 器具判別手段
７ 器具別流量計測手段

Claims (2)

1. 流体の流量測定手段と、
   前記流量測定手段で計測した流量値と時間情報とを記憶する流量情報記憶手段と、
   複数の器具が同時に使用開始した時の流量情報を登録する器具登録手段と、
   前記流量情報記憶手段に記憶された情報と前記器具登録手段に登録された流量情報とを基に前記流量測定手段の下流側に接続した器具の使用状況を判別する器具判別手段と、
   前記器具判別手段によって判別した器具に流れた流体流量を記憶する器具別流量計測手段と、
   を備えた流量計。
2. 前記器具登録手段に登録される流量情報は、複数の器具が同時に使用開始した時の、安定動作に到達するまでの時間、または安定動作時の瞬時流量値もしくは差分流量値、または安定動作時の流量変動幅である請求項１に記載の流量計。

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