図1は、本発明の実施形態における流量計 測装置を含むガス供給システムの構成を示す ブロック図である。本実施形態に係るガス供 給システムは、流量計測装置としてのガスメ ータ100と、ガスの供給に関する保安機能の監 視、各使用者における使用状態の管理等を行 う監視センタ200とを備えて構成される。ガス メータ100は、ガス器具が設けられる建物の外 部または内部に配置される。監視センタ200は 、ガス会社、プロパン業者、もしくはこれら と関係のある会社などの管理部署に設置され 、各建物に配置されたガスメータ100を集中管 理する装置である。ガスメータ100と監視セン タ200とは、無線通信回線、電話回線、インタ ーネットなどの通信回線300を介して通信可能 に接続され、両者の間で各種信号やデータの やり取りが可能となっている。

 ガスメータ100は、ガスが供給される流路1 02に接続され、この流路102中には、遮断弁104� ��流量測定部106、圧力測定部108が設けられる� ��また、ガスメータ100は、流量演算部110、解� ��部112、処理部114、記憶部120、表示部122、通� ��部124を備えている。ここで、流量演算部110� ��解析部112、処理部114は、マイコン等のプロ� ��ッサ及びメモリを有して構成される演算処� ��装置によって各部の機能が実現される。

 ガスメータ100の下流側の流路には、ガス� ��ーブル、ファンヒータ、給湯器、床暖房等� ��1台以上の種々のガス器具A151,ガス器具B152,� �ス器具C153が接続されている。例えば、ガス� ��具A151は、圧力調整器であるガバナが設けら れていないガステーブル等であり、ガス器具 B152は、ガバナが設けられた給湯器であるも� �とする。

 流量測定部106は、流路102に流れるガスの� ��量を計測する流量計を有し、超音波流量計� ��どによって構成される。なお本実施形態で� ��、流量測定部106として超音波流量計を用い� ��場合の構成例を説明するが、所定時間間隔� ��ガスの流量を計測できるものであれば、フ� ��イディック式流量計など、他の種々の流量� ��測手段を用いてもよい。流量測定部106は、� ��路102中の上流側と下流側に設けた超音波送� ��信器間で一定時間間隔(例えば2秒など)で交� ��に超音波を送受信させ、流体の流れに対し� ��順方向と逆方向の超音波の伝搬時間の差を� ��め、この伝搬時間差から被計測流体の流速� ��び流量を計測する。

 流量演算部110は、流量測定部106から出力� ��れる計測流量値を用いて、使用されたガス� ��流量、その計測時間に対応する流量パター� ��などを算出する。算出した積算流量や流量� ��ターンなどの流量及び時間に関する流量デ� ��タは、解析部112に出力する。また、算出し� ��流量データは、解析部112から処理部114を介� ��て記憶部120に転送して記憶する。

 圧力測定部108は、圧力センサ等の圧力計� ��有して構成され、流路102におけるガスの圧� ��を計測する。圧力測定部108で得られた圧力� ��ータは、解析部112に出力する。また、取得� ��た圧力データは、解析部112から処理部114を� ��して記憶部120に転送して記憶する。記憶部1 20は、流量データ、圧力データの他に、各種� ��ータを記憶可能である。

 解析部112は、測定により得られた流量デ� ��タと圧力データとを入力し、この流量デー� ��、または流量データと圧力データとの関係� ��解析して、使用されている器具の判別、漏� ��の検知などを行う。ここで、解析部112は、� ��実施形態に特徴的な解析動作として、圧力� ��化に対する流量変化の追従を解析する。処� ��部114は、解析部112における解析結果に基づ� ��、対応する処理を実行する。処理としては� ��ガス漏れを含む異常検出時の通信部124によ� ��監視センタ200への通報、この異常検出時の� ��断弁104によるガス供給の遮断、異常検出時� ��通常時における解析結果等の表示部122によ� ��情報表示、解析結果の記憶部120への記憶、� ��どの各種処理を実行可能である。

 通信部124は、有線または無線による通信� ��能を有し、通信回線300を介して監視センタ2 00との間で通信を行って信号やデータを送受� ��する。表示部122は、液晶表示パネル等の表� ��装置を有して構成され、ガスメータに関連� ��る各種情報を表示する。

 次に、本実施形態におけるガスメータの� ��徴的な動作について詳細に説明する。図2は 、本発明の実施形態におけるガスメータのガ ス漏れ検知に関する動作の処理手順を示すフ ローチャートである。

 まず、圧力測定部108により、流路102にお� ��るガスの供給圧力を測定し、圧力データを� ��析部112に出力する(ステップS11)。そして、� �析部112は、入力される圧力データに基づき� �圧力変化があるかどうかを判定する(ステッ� ��S12)。ステップS12において、圧力変化が無い 場合は、所定のインターバル期間待機し(ス� �ップS13)、ステップS11に戻って同様の処理を� ��り返す。

 ステップS12において圧力変化がある場合� ��続いて解析部112は、圧力変化に対して流量� ��追従変化があるかどうかを判定する(ステッ プS14)。ステップS14において、流量の追従変� �がある場合は、さらに解析部112は、ガステ� �ブル等のガバナ無しの器具が作動中である� �どうかを判定する(ステップS15)。ステップS15 において、ガバナ無しの器具が作動中でない 場合は、ガス漏れであると判定し、ガス漏れ 検知の解析結果を処理部114に出力する。そし て、処理部114は、ガス漏れ検知に対応する処 理1を実行する(ステップS16)。処理1の処理内� �としては、通信部124による監視センタ200へ� �通報、遮断弁104によるガス供給の遮断など� �行う。

 ステップS15において、ガバナ無しの器具� ��作動中である場合は、解析部112はガバナ無� ��の器具の作動による流量変化であると判定� ��、ガバナ無し器具の作動中の解析結果を処� ��部114に出力する。そして、処理部114は、ガ� ��ナ無し器具の作動中に対応する処理2を実行 する(ステップS17)。処理2の処理内容としては 、表示部122による器具作動状態の表示、通信 部124による監視センタ200への通報などを行う 。

 また、ステップS14において、流量の追従� ��化があるかどうか不明の場合は、解析部112� ��流量の追従変化不明の解析結果を処理部114� ��出力する。そして、処理部114は、流量の追� ��変化不明に対応する処理3を実行する(ステ� �プS18)。処理3の処理内容としては、通信部124 による監視センタ200への通報などを行う。

 また、ステップS14において、流量の追従� ��化が無い場合は、解析部112は、給湯器等の� ��バナ付きの器具が作動中であると判定し、� ��バナ付き器具の作動中の解析結果を処理部1 14に出力する。する(ステップS19)。そして、� �理部114は、ガバナ付き器具の作動中に対応� �る処理4を実行する(ステップS20)。処理4の処� ��内容としては、表示部122による器具作動状� ��の表示、通信部124による監視センタ200への� ��報などを行う。

 なお、処理2~4については、解析結果を記� ��部120に記憶するのみの場合、特に何もしな� ��場合なども含まれる。

 次に、本実施形態の解析部112における解� ��動作を詳しく説明する。本実施形態では、� ��析部112において、流量データと圧力データ� ��基づき、圧力変化に対する流量変化の追従� ��解析し、所定量以上の圧力変化量に対する� ��量変化量の大小に基づき、「追従変化有り� ��、「追従変化無し」、「追従変化不明」の3 つに区分して判定する。以下に、上記3つの� �分の判定条件について説明する。まず、所� �量以上の圧力変化があった場合に、この所� �量以上の圧力変化に追従して第1の閾値以上� ��流量変化があった場合は「追従変化有り」� ��判定する。「追従変化有り」の判定条件を� ��足しない場合は、「追従変化無し」または� ��追従変化不明」である。次に、所定量以上� ��圧力変化に追従する流量変化が第1の閾値よ り小さい第2の閾値以下である場合は「追従� �化無し」と判定する。そして、「追従変化� �り」及び「追従変化無し」の判定条件を満� �しない場合、すなわち所定量以上の圧力変� �に追従する流量変化が第1の閾値と第2の閾値 の間である場合は「追従変化不明」と判定す る。

 図3は、サンプルデータを用いた圧力変化 に対する流量の追従変化の判定例を示す図で ある。図3において、(a)は「追従変化有り」� �場合、(b)は「追従変化無し」の場合、(c)は� �追従変化不明」の場合をそれぞれ示してい� �。図3(a)のように、所定量以上の圧力変化(圧 力減少)に追従して所定量以上の流量変化(流� ��減少)があった場合は、「追従変化有り」と 判定する。図3(b)のように、所定量以上の圧� �変化(圧力減少)に追従する流量変化が小さい 場合は、「追従変化無し」と判定する。図3(c )のように、所定量以上の圧力変化(圧力減少) に追従する流量変化(流量減少)が不明の場合� ��、「追従変化不明」と判定する。

 また、解析部112は、圧力変化に対する流� ��の追従変化の判定に加えて、使用されてい� ��ガス器具の器具判別を行い、ガバナ無し器� ��の作動中などを判定する。ガス器具の器具� ��別は、様々な方法で行えるが、例えば、下� ��のような方法がある。

 まず、器具を動作させて、立上がり時の� ��量、最大燃焼時の流量、最小燃焼時の流量� ��燃焼量を制御したときの特徴的な流量変化� ��の流量データを、器具別の流量データとし� ��記憶部120に記憶して登録する。その後、実� ��に器具が使用されたときに、計測された流� ��データと登録されたデータとを比較し、器� ��判別を行う。ここで、立上がり時の流量が� ��致するかどうか、また、使用時の流量が最� ��燃焼時と最小燃焼時の流量範囲にはいるか� ��うか、さらに、制御されたときの流量変化� ��登録された特徴に合致するかどうか等を調� ��ることにより、器具の特定を行うことがで� ��る。

 図4は、異なる流量変化量の算出方法の例 を示した図であり、(a)は逐次差分方式、(b)は 基準値差分方式のそれぞれの方法による算出 例を示している。図4(a)のように、逐次差分� �式では、圧力変化に対応したタイミング毎� �、前回の流量値からの流量の差分δQ1、δQ2、 δQ3を逐次算出し、これらの差分値による変� �量を求める。図4(b)のように、基準値差分方� ��では、ある時点の流量値(例えば判定開始タ イミングの初回流量値)を基準値とし、圧力� �化に対応したタイミング毎に、基準値から� �流量の差分δq1、δq2、δq3を逐次算出し、こ� �らの差分値による変化量を求める。そして� �それぞれの方法で算出した流量の変化量に� �って追従変化の有無を判定する。

 解析部112は、上記圧力変化に対する流量� ��追従変化の解析において、「追従変化有り� ��と「追従変化無し」のそれぞれの判定を、� ��記に示した異なる方法を用いて判定する。� ��実施形態では、「追従変化有り」の判定を� ��次差分方式により算出した流量変化量を用� ��て判定し、「追従変化無し」の判定を基準� ��差分方式により算出した流量変化量を用い� ��判定する。ここで、「追従変化有り」と「� ��従変化無し」とをそれぞれ異なる方法を用� ��て判定することで、状態毎の判定条件に適� ��た方法で判定することができ、判定精度を� ��り向上できる。

 図5は、圧力の変化と流量の変化の組合わ せに対して、どの組合わせのとき追従変化有 りを判別し、どの組合わせのとき追従化無し を判別するかを示したものである。追従変化 有りは(a)に示した逐次差分方式の該当現象の 組合わせのときに判別する。すなわち、圧力 増加に対して流量増加があった場合、及び、 圧力減少に対して流量減少があった場合に追 従変化有りを判別する。追従変化無しは(b)に 示した基準値差分方式の該当現象の組合わせ のときに判別する。すなわち、圧力増加に対 して流量変化無しの場合、及び、圧力減少に 対して流量変化無しの場合に追従変化無しを 判別する。

 次に、圧力変化に対する流量の追従変化� ��定の確定方法について説明する。図6は、追 従変化判定の確定方法の例を説明する図であ り、(a)は確定の閾値、(b1-1)、(b1-2)は単純確定 方法の条件、(b2-1)、(b2-2)は複合確定方法の条 件をそれぞれ例示したものである。

 上述した「追従変化有り」、「追従変化� ��し」、「追従変化不明」の3つの区分の追従 変化を判定する際、まず、図6(a)に示す閾値� �よって圧力変化に追従する流量の変化量δQi/ δqiをA~Eの5つの範囲に分類して判別を行う。� ��こで、変化量δQi/δqiが100L/h(リットル/時間)� ��上を範囲A、50~100L/hを範囲B、-50~50L/hを範囲C� ��-100~-50L/hを範囲D、-100L/h以下を範囲Eとして� �別する。なお、流量変化量の符号「-(マイナ ス)」は圧力変化に対して逆方向の変化を示� �。また、上記数値は一例であり、対象とす� �現象に応じて、適宜、設定されるものであ� �。

 そして、単純確定方法によって追従変化� ��りの判定を確定する場合は、逐次差分方式� ��より図6(b1-1)に示す判定条件によって確定す る。すなわち、変化量の範囲Aがm回ある場合� ��あるいは範囲Bがn回ある場合に、「追従変� �有り」の判定を確定する。それ以外につい� �は確定しない。

 そして、単純確定方法によって追従変化� ��しの判定を確定する場合は、基準値差分方� ��により図6(b1-2)に示す判定条件によって確定 する。すなわち、変化量の範囲Cがある場合� �、「追従変化無し」の判定を確定する。そ� �以外については確定しない。

 また、複合確定方法によって追従変化有� ��の判定を確定する場合、図6(b2-1)に示す判定 条件の組合わせによって確定する。すなわち 、変化量の範囲Aがm回あり、かつ、範囲C,D,E� �無い場合、あるいは範囲Bがn回あり、かつ、 範囲C,D,Eが無い場合に、「追従変化有り」の� ��定を確定する。それ以外については確定し� ��い。

 また、複合確定方法によって追従変化無� ��の判定を確定する場合、図6(b2-2)に示す判定 条件の組合わせによって確定する。すなわち 、変化量の範囲Cがあり、かつ、範囲A,B,Eが無 い場合、あるいは範囲Cがあり、かつ、範囲A, Eが無い場合に、「追従変化無し」の判定を� �定する。それ以外については確定しない。

 なお、上記に示したものは、これら複合� ��定方法における判別条件の組合わせの一例� ��あって、適用する現象に応じて、組合わせ� ��適宜、設定されるものである。

 なお、上記図6(b1-1)、(b1-2)の単純確定方法 または図6(b2-1)、(b2-2)の複合確定方法におい� �、判定条件に用いる回数m、nは、m<nの関係 とし、例えば、m=1、n=3などのように、適宜定 める。

 また、上記の追従変化判定に関して、分� ��位、時間単位や日単位などの所定の判定期� ��を定めて、この判定期間において流量の追� ��変化の判定を実行し、判定結果を確定する� ��うにしてもよい。あるいは、特に判定期間� ��定めずに、任意の期間において流量の追従� ��化を判定し、上記の確定方法の判定条件な� ��を用いて、判定条件を満足した時点で追従� ��化の判定を確定するようにしてもよい。こ� ��らの判定方法を用いることにより、ガスの� ��用環境などの各種条件に応じて適宜流量の� ��従変化の判定を実行し、ガス漏れ等を精度� ��く判定することができる。

 以上のような流体計測装置及び流体計測� ��法を実施するため、ガスメータ100の流量演� ��部110、解析部112、処理部114や図示しないコ� ��ピュータ(演算装置)には、流体計測方法の� �ステップを実行させるプログラムが記憶さ� �ている。また、本発明の流体計測装置、流� �計測方法、コンピュータに実行させるプロ� �ラムを用いた流体供給システムとして、ガ� �等の流体の供給源、監視センタ等を含む流� �供給システムも本発明に含まれる。

 上述したように、本実施形態によれば、� ��力変化に対する流量の追従変化を解析し、� ��量の追従変化有り、追従変化無し、追従変� ��不明を判定して、漏れ等を精度良く判定す� ��ことができる。追従変化有りの場合は、ガ� ��使用状態の事象として、ガステーブル等の� ��バナ無しのガス器具の作動中か、あるいは� ��ガス漏れが考えられるが、器具判別を行う� ��とで、追従変化有りの判定によって漏れを� ��知することができる。この際、所定量以上� ��圧力変化量に対する流量変化量の大小を判� ��し、この流量変化量の範囲によって流量の� ��従変化を判定するようにしている。これに� ��って、実際の使用環境での流量及び圧力の� ��雑な変化にも対応可能であり、複雑な波形� ��測定データにおいても高い精度で流量の追� ��変化を判定でき、判定精度を向上できる。� ��た、加減算等の単純な演算で流量の追従変� ��を判定可能であるので、流量解析時の演算� ��荷を軽減できる。

 なお、本発明は上記の実施形態において� ��されたものに限定されるものではなく、明� ��書の記載、並びに周知の技術に基づいて、� ��業者が変更、応用することも本発明の予定� ��るところであり、保護を求める範囲に含ま� ��る。

 本出願は、2008年3月7日出願の日本特許出� ��(特願2008-058789)、に基づくものであり、その 内容はここに参照として取り込まれる。