JP2002328054A - ガス流量計測方法とガスメータ - Google Patents
ガス流量計測方法とガスメータInfo
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- JP2002328054A JP2002328054A JP2001134976A JP2001134976A JP2002328054A JP 2002328054 A JP2002328054 A JP 2002328054A JP 2001134976 A JP2001134976 A JP 2001134976A JP 2001134976 A JP2001134976 A JP 2001134976A JP 2002328054 A JP2002328054 A JP 2002328054A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全機能付ガスメータで、流量を短時間で正
確に計測する。 【解決手段】 ゴム膜21Aに連動してクランク軸39
が回転する。クランク軸39の下端に取り付けた円形磁
石が、外周の20の磁極が磁気センサ47に作用して、
クランク軸1回転当り20の流量パルスを出す。ガスメ
ータに一定の流量を流して、パルスの間隔T1 ,…,T
20をパルスNo.と共に計測し、パルスNo.とパルス
幅比20・Tn/ΣTnの対応表をメモリに記憶する。
パルスNo.を継続してカウントし、未知の流量を流し
たときのパルス間隔Tと、そのときのパルスNo.に対
応する表のパルス幅比Pnと1回転当りの計量室体積K
とから未知の流量Qを演算する。
確に計測する。 【解決手段】 ゴム膜21Aに連動してクランク軸39
が回転する。クランク軸39の下端に取り付けた円形磁
石が、外周の20の磁極が磁気センサ47に作用して、
クランク軸1回転当り20の流量パルスを出す。ガスメ
ータに一定の流量を流して、パルスの間隔T1 ,…,T
20をパルスNo.と共に計測し、パルスNo.とパルス
幅比20・Tn/ΣTnの対応表をメモリに記憶する。
パルスNo.を継続してカウントし、未知の流量を流し
たときのパルス間隔Tと、そのときのパルスNo.に対
応する表のパルス幅比Pnと1回転当りの計量室体積K
とから未知の流量Qを演算する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ガス等の計測に
用いるガス流量計測方法とガスメータに関する。
用いるガス流量計測方法とガスメータに関する。
【0002】
【従来の技術】膜式ガスメータは、内蔵するマイコンで
常時ガス流量を監視し、流量異常(過大使用)や長時間
にわたるガスの異常使用が発生すると、自動的に遮断弁
を閉じてガスの供給を止めたり、微小流量が30日以上
連続して検知されると、ガスメータ下流のガス配管等か
らのガスの漏洩があると判断して、LEDを点灯して警
報表示する等の安全機能を備えている。
常時ガス流量を監視し、流量異常(過大使用)や長時間
にわたるガスの異常使用が発生すると、自動的に遮断弁
を閉じてガスの供給を止めたり、微小流量が30日以上
連続して検知されると、ガスメータ下流のガス配管等か
らのガスの漏洩があると判断して、LEDを点灯して警
報表示する等の安全機能を備えている。
【0003】図7で、ガスメータ1の入口2から矢印の
ように流入するガスは、計量機構3で計量されて出口4
から流出する。計量機構3の小ひじ金5に取り付けた磁
石6の移動によってオン・オフ作動するリードスイッチ
からなる流量センサ7は、計量室の容積、つまりメータ
の1回転毎にパルス信号(以下、流量パルスともいう)
を出す。この流量パルスの間隔(周期)は、プリント基
板8に実装されたマイコン9で監視される。マイコン9
にはガス使用時における種々な異常使用状態がプロラム
されており、流量異常などのガスの異常使用が発生する
と、マイコンが判断して遮断弁10を閉じてガスを遮断
する。またメータに内蔵の感震器11が大きな地震を感
知したときや、圧力センサ12が供給圧力の異常低下を
検知した場合とか、ガス漏れ警報器等からの外部信号1
3によっても、遮断弁10を閉じてガス事故の危険を未
然に防ぐ。14は警報表示用の赤色LED、15は遮断
弁10の動作を確認するためのテストスイッチ、16は
マイコン等の電子回路を作動させる電池である。
ように流入するガスは、計量機構3で計量されて出口4
から流出する。計量機構3の小ひじ金5に取り付けた磁
石6の移動によってオン・オフ作動するリードスイッチ
からなる流量センサ7は、計量室の容積、つまりメータ
の1回転毎にパルス信号(以下、流量パルスともいう)
を出す。この流量パルスの間隔(周期)は、プリント基
板8に実装されたマイコン9で監視される。マイコン9
にはガス使用時における種々な異常使用状態がプロラム
されており、流量異常などのガスの異常使用が発生する
と、マイコンが判断して遮断弁10を閉じてガスを遮断
する。またメータに内蔵の感震器11が大きな地震を感
知したときや、圧力センサ12が供給圧力の異常低下を
検知した場合とか、ガス漏れ警報器等からの外部信号1
3によっても、遮断弁10を閉じてガス事故の危険を未
然に防ぐ。14は警報表示用の赤色LED、15は遮断
弁10の動作を確認するためのテストスイッチ、16は
マイコン等の電子回路を作動させる電池である。
【0004】遮断弁10が閉じてガスの供給が停止され
ているときに、ガスの供給を再開するには復帰ボタン1
7を手動操作し、図示右方に押して遮断弁10を開弁・
復帰する。マイコン9は遮断弁10が開弁・復帰された
ときにガスが流れるかどうかを監視して、復帰した際、
2分間の間にガスが流れた場合(即ち流量パルスが生じ
た場合)にはメータの下流にガスの漏洩があるとして自
動的に遮断弁を再度閉弁する遮断機能も備えている。こ
のように遮断弁復帰時の漏洩に基づく遮断機能によっ
て、遮断弁復帰時の生ガスの放出を防止して、未然に危
険を避けるようにしている。
ているときに、ガスの供給を再開するには復帰ボタン1
7を手動操作し、図示右方に押して遮断弁10を開弁・
復帰する。マイコン9は遮断弁10が開弁・復帰された
ときにガスが流れるかどうかを監視して、復帰した際、
2分間の間にガスが流れた場合(即ち流量パルスが生じ
た場合)にはメータの下流にガスの漏洩があるとして自
動的に遮断弁を再度閉弁する遮断機能も備えている。こ
のように遮断弁復帰時の漏洩に基づく遮断機能によっ
て、遮断弁復帰時の生ガスの放出を防止して、未然に危
険を避けるようにしている。
【0005】メータの1回転毎にリードスイッチからな
る流量センサ7をオン・オフして流量パルスを発生する
計量機構を図8〜図12に示す。図10に示すようにガ
スメータの筺体18の内部は隔壁19によって部屋20
A,20Bに2分されている。例えば部屋20Aについ
ていえば、筺体18の内壁にゴム膜21Aを介して膜板
22Aが設けられる。膜板22Aには丁番台23Aとピ
ン24Aを介して翼25Aの一端(図示左端)が連結さ
れ、翼25Aの他端は筺体18に回動可能に設けられた
翼軸26Aに固着されている。ガスが流れると膜板22
Aは矢印G1,G2方向に往復移動し、これに連動して
翼25Aが矢印H1,H2方向に揺動し、翼軸26Aが
往復回動する。部屋20Bに関しても部屋20Aと同様
の構成となっている。
る流量センサ7をオン・オフして流量パルスを発生する
計量機構を図8〜図12に示す。図10に示すようにガ
スメータの筺体18の内部は隔壁19によって部屋20
A,20Bに2分されている。例えば部屋20Aについ
ていえば、筺体18の内壁にゴム膜21Aを介して膜板
22Aが設けられる。膜板22Aには丁番台23Aとピ
ン24Aを介して翼25Aの一端(図示左端)が連結さ
れ、翼25Aの他端は筺体18に回動可能に設けられた
翼軸26Aに固着されている。ガスが流れると膜板22
Aは矢印G1,G2方向に往復移動し、これに連動して
翼25Aが矢印H1,H2方向に揺動し、翼軸26Aが
往復回動する。部屋20Bに関しても部屋20Aと同様
の構成となっている。
【0006】図8,図9及び図12に示すように、翼軸
26Aと26Bの上端にはそれぞれ大ひじ金27Aと2
7Bの各一端が固着され、大ひじ金27Aと27Bの各
他端はそれぞれピン28Aと28Bを介して小ひじ金2
9Aと29Bの図示各右端に連結されている。小ひじ金
29Aと29Bの各他端(図示各左端)は調整板30に
植設されたピン31に遊合連結されている。調整板30
の穴30a(図12参照)にはクランクアーム32に植
設された軸33の上端が挿通されてかしめ固着されてい
る。また、軸33にはクランクロッド34Aと34Bの
各一端(図示右端)が遊合連結されている。クランクロ
ッド34Aと34Bの各他端はそれぞれピン35Aと3
5Bを介してバルブ36Aと36Bに連結されている。
バルブ36Aと36Bは筺体18に立設された軸37A
と37Bを中心としてそれぞれ揺動可能に支承されてい
る。前記クランクアーム32の図示右端は図8と図12
に示すように、クランク台38に回転可能に支承された
クランク軸39の上端に固着されている。なお、前記小
ひじ金29Bが、図10の小ひじ金5に相当する。
26Aと26Bの上端にはそれぞれ大ひじ金27Aと2
7Bの各一端が固着され、大ひじ金27Aと27Bの各
他端はそれぞれピン28Aと28Bを介して小ひじ金2
9Aと29Bの図示各右端に連結されている。小ひじ金
29Aと29Bの各他端(図示各左端)は調整板30に
植設されたピン31に遊合連結されている。調整板30
の穴30a(図12参照)にはクランクアーム32に植
設された軸33の上端が挿通されてかしめ固着されてい
る。また、軸33にはクランクロッド34Aと34Bの
各一端(図示右端)が遊合連結されている。クランクロ
ッド34Aと34Bの各他端はそれぞれピン35Aと3
5Bを介してバルブ36Aと36Bに連結されている。
バルブ36Aと36Bは筺体18に立設された軸37A
と37Bを中心としてそれぞれ揺動可能に支承されてい
る。前記クランクアーム32の図示右端は図8と図12
に示すように、クランク台38に回転可能に支承された
クランク軸39の上端に固着されている。なお、前記小
ひじ金29Bが、図10の小ひじ金5に相当する。
【0007】クランク軸39にはウォーム40が嵌着さ
れ、ウォームホイール41と噛合する。ウォームホイー
ル41の軸41aの一端には図9に示すように折り曲げ
たロッド部41bが形成され、フック42と係合してウ
ォームホイール41の回転を伝える。フック42はギヤ
機構43を介してガス使用量を表示する数字車からなる
表示部44へ前記クランク軸39の回転を伝達する。
れ、ウォームホイール41と噛合する。ウォームホイー
ル41の軸41aの一端には図9に示すように折り曲げ
たロッド部41bが形成され、フック42と係合してウ
ォームホイール41の回転を伝える。フック42はギヤ
機構43を介してガス使用量を表示する数字車からなる
表示部44へ前記クランク軸39の回転を伝達する。
【0008】ガスが流れると翼軸26Aと26Bの前記
往復回動が、大ひじ金27Aと27Bを揺動させ、この
動きが小ひじ金29A,29B、調整板30、軸33、
クランクアーム32を経てクランク軸39を回転させ
る。このクランク軸39の1回転がガスメータの前記1
回転である。バルブ36A,36Bはこれらの動きに連
動して揺動開閉する。
往復回動が、大ひじ金27Aと27Bを揺動させ、この
動きが小ひじ金29A,29B、調整板30、軸33、
クランクアーム32を経てクランク軸39を回転させ
る。このクランク軸39の1回転がガスメータの前記1
回転である。バルブ36A,36Bはこれらの動きに連
動して揺動開閉する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
安全機能を達成するために、マイコンがメータの1回転
毎に生じる流量パルスを監視して、ガス流量を認識し計
測している。メータの1回転当りに流れるガスの体積は
メータの計量室の体積であり、メータの号数毎に所定の
値に定められている。例えば、15号メータでは計量室
体積は4〔L/rev〕であるため、4〔L〕流れない
と次の流量パルスが発生しない。そのため、安全機能付
ガスメータとして、ガスの異常使用を判断するのに少な
くとも流量パルスの間隔だけの時間を要することから、
異常流量時の遮断の判断に時間を要し、この判断時間を
より短縮したいという要望がある。遮断復帰時の漏洩検
知についても、2分間という時間をより短縮したいとい
う要望がある。
安全機能を達成するために、マイコンがメータの1回転
毎に生じる流量パルスを監視して、ガス流量を認識し計
測している。メータの1回転当りに流れるガスの体積は
メータの計量室の体積であり、メータの号数毎に所定の
値に定められている。例えば、15号メータでは計量室
体積は4〔L/rev〕であるため、4〔L〕流れない
と次の流量パルスが発生しない。そのため、安全機能付
ガスメータとして、ガスの異常使用を判断するのに少な
くとも流量パルスの間隔だけの時間を要することから、
異常流量時の遮断の判断に時間を要し、この判断時間を
より短縮したいという要望がある。遮断復帰時の漏洩検
知についても、2分間という時間をより短縮したいとい
う要望がある。
【0010】このような時間の短縮を実現するには、メ
ータの1回転当り1往復する小ひじ金に取り付けた磁石
の動きで流量パルスを発生させる代わりに、小ひじ金に
連動して回転するクランク軸に多極の円形磁石を取り付
けて、この円形磁石に近接配置した回転センサで円形磁
石の磁極毎に流量パルスを発生させることが考えられ
る。こうして、例えばクランク軸の1回転当り20パル
スの流量パルスを発生させれば、従来技術の1/20の
間隔(周期)で流量パルスが得られるかのように思われ
る。ところが、ガスの流量に変動がなくて、ガス流量が
一定のときでも、クランク軸の回転は不等速回転であっ
て1回転の間の角速度が変化するため、速いときと遅い
ときでは約2倍もの違いがある。そのため、こうして計
測する流量には大きな計測誤差が発生して、そのままで
は実用化できないという問題点があった。
ータの1回転当り1往復する小ひじ金に取り付けた磁石
の動きで流量パルスを発生させる代わりに、小ひじ金に
連動して回転するクランク軸に多極の円形磁石を取り付
けて、この円形磁石に近接配置した回転センサで円形磁
石の磁極毎に流量パルスを発生させることが考えられ
る。こうして、例えばクランク軸の1回転当り20パル
スの流量パルスを発生させれば、従来技術の1/20の
間隔(周期)で流量パルスが得られるかのように思われ
る。ところが、ガスの流量に変動がなくて、ガス流量が
一定のときでも、クランク軸の回転は不等速回転であっ
て1回転の間の角速度が変化するため、速いときと遅い
ときでは約2倍もの違いがある。そのため、こうして計
測する流量には大きな計測誤差が発生して、そのままで
は実用化できないという問題点があった。
【0011】そこで本発明はかかる問題点を解消し、短
時間で正確にガスの流量を計測できるガス流量計測方法
とガスメータを提供することを目的とする。
時間で正確にガスの流量を計測できるガス流量計測方法
とガスメータを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、ゴム膜の往復移動に連動して回
転するクランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生
する回転検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演
算する計測モードとを具備したことを特徴とするガス流
量計測方法である。
に、請求項1の発明は、ゴム膜の往復移動に連動して回
転するクランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生
する回転検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演
算する計測モードとを具備したことを特徴とするガス流
量計測方法である。
【0013】請求項2の発明は、ゴム膜の往復移動に連
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相
当する真のパルス幅T′を演算する計測モードとを具備
したことを特徴とするガス流量計測方法である。
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相
当する真のパルス幅T′を演算する計測モードとを具備
したことを特徴とするガス流量計測方法である。
【0014】請求項3の発明は、ゴム膜の往復移動に連
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段と、一定流量Q0 を流したと
きの、流量パルスのパルスNo.nを計数するパルスN
o.カウンタと、各流量パルスのパルス幅Tnを計測す
るタイマと、パルスNo.nと、パルス幅TnとΣTn
との比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を作成す
る表作成手段と、対応表を記憶する記憶手段と、未知の
流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅Tをそれ
ぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測して求
め、求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対
応する数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この
数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演算する演
算手段を具備したことを特徴とするガスメータである。
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段と、一定流量Q0 を流したと
きの、流量パルスのパルスNo.nを計数するパルスN
o.カウンタと、各流量パルスのパルス幅Tnを計測す
るタイマと、パルスNo.nと、パルス幅TnとΣTn
との比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を作成す
る表作成手段と、対応表を記憶する記憶手段と、未知の
流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅Tをそれ
ぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測して求
め、求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対
応する数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この
数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演算する演
算手段を具備したことを特徴とするガスメータである。
【0015】請求項4の発明は、ゴム膜の往復移動に連
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段と、一定流量Q0 を流したと
きの、流量パルスのパルスNo.nを計数するパルスN
o.カウンタと、各流量パルスのパルス幅Tnを計測す
るタイマと、パルスNo.nと、パルス幅TnとΣTn
との比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を作成す
る表作成手段と、対応表を記憶する記憶手段と、未知の
流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅Tをそれ
ぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測して求
め、求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対
応する数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この
数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相当する真
のパルス幅T′を演算する演算手段とを具備したことを
特徴とするガスメータである。
動して回転するクランク軸の1回転当り複数の流量パル
スを発生する回転検出手段と、一定流量Q0 を流したと
きの、流量パルスのパルスNo.nを計数するパルスN
o.カウンタと、各流量パルスのパルス幅Tnを計測す
るタイマと、パルスNo.nと、パルス幅TnとΣTn
との比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を作成す
る表作成手段と、対応表を記憶する記憶手段と、未知の
流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅Tをそれ
ぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測して求
め、求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対
応する数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この
数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相当する真
のパルス幅T′を演算する演算手段とを具備したことを
特徴とするガスメータである。
【0016】
【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
をいくつかの実施例に従って説明する。
をいくつかの実施例に従って説明する。
【0017】〔実施例1〕図1(b)は実施例1におけ
るガスメータの上ケースを取り外した状態の斜視図、
(a)は同図(b)の一部分の分解斜視図である。この
図1(a)(b)に示す計量機構部は、ゴム膜の往復移
動に連動してゴム膜の1往復毎にクランク軸が1回転す
る構造は、前記従来技術と同じであるため、同一部分に
同一符号を付してその説明を省略する。
るガスメータの上ケースを取り外した状態の斜視図、
(a)は同図(b)の一部分の分解斜視図である。この
図1(a)(b)に示す計量機構部は、ゴム膜の往復移
動に連動してゴム膜の1往復毎にクランク軸が1回転す
る構造は、前記従来技術と同じであるため、同一部分に
同一符号を付してその説明を省略する。
【0018】この実施例1では、従来技術と比べて、小
ひじ金29aに設けた流量センサとしてのリードスイッ
チの代わりに、クランク軸39を下方へ延長し、その下
端に多極の円形磁石46と該円形磁石の外周に近接配置
した磁気センサ47とからなる回転検出手段48を設け
ている。円形磁石46は外周が等間隔で20極に着磁さ
れている。そして、その磁極を磁気センサ47が検出し
て電気信号(流量パルス)を発生する。磁気センサ47
は、例えば強磁性磁気抵抗素子と、その出力を波形整形
して矩形波パルス信号に変換するシュミットトリガー回
路とで構成されていて、流量センサとして働く。
ひじ金29aに設けた流量センサとしてのリードスイッ
チの代わりに、クランク軸39を下方へ延長し、その下
端に多極の円形磁石46と該円形磁石の外周に近接配置
した磁気センサ47とからなる回転検出手段48を設け
ている。円形磁石46は外周が等間隔で20極に着磁さ
れている。そして、その磁極を磁気センサ47が検出し
て電気信号(流量パルス)を発生する。磁気センサ47
は、例えば強磁性磁気抵抗素子と、その出力を波形整形
して矩形波パルス信号に変換するシュミットトリガー回
路とで構成されていて、流量センサとして働く。
【0019】流量センサとしての磁気センサ47は、ク
ランク軸39の1回転当り(即ちゴム膜の1往復当り)
20個の流量パルスを発生するが、クランク軸39の回
転は、1回転の間で角速度が一定ではなく変動してい
る。従って、変動しない一定の流量を流したときでも、
流量パルスの周期(間隔)は一定しなくて変動する。ク
ランク軸1回転の時間Aの間に、パルスNo.1からパ
ルスNo.20までの20個の流量パルスが図2のよう
に発生する。T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20は
各流量パルスの周期(間隔)に相当する。なお、これら
のT1 ,…,T20を以後パルス幅という。パルス幅は通
常、図2で符号τで示す時間を表現するのが普通である
が、ここでは、周期(間隔)T1 ,T2 ,T3 ,…,T
n,…,T 20をパルス幅と呼ぶ。
ランク軸39の1回転当り(即ちゴム膜の1往復当り)
20個の流量パルスを発生するが、クランク軸39の回
転は、1回転の間で角速度が一定ではなく変動してい
る。従って、変動しない一定の流量を流したときでも、
流量パルスの周期(間隔)は一定しなくて変動する。ク
ランク軸1回転の時間Aの間に、パルスNo.1からパ
ルスNo.20までの20個の流量パルスが図2のよう
に発生する。T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20は
各流量パルスの周期(間隔)に相当する。なお、これら
のT1 ,…,T20を以後パルス幅という。パルス幅は通
常、図2で符号τで示す時間を表現するのが普通である
が、ここでは、周期(間隔)T1 ,T2 ,T3 ,…,T
n,…,T 20をパルス幅と呼ぶ。
【0020】一定の流量を流したときの、パルス幅
T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20がどのように変
動しているかを図3に示す。図3は横軸にパルスNo.
を、縦軸にパルス幅比Pn又はPn/20を目盛ってあ
る。パルス幅比Pnはパルス幅TnとA/20の比で、 Pn=Tn/(A/20) で表される。
T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20がどのように変
動しているかを図3に示す。図3は横軸にパルスNo.
を、縦軸にパルス幅比Pn又はPn/20を目盛ってあ
る。パルス幅比Pnはパルス幅TnとA/20の比で、 Pn=Tn/(A/20) で表される。
【0021】クランク軸の1回転の時間Aは、パルス幅
T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20の和であり、 A=A1 +A2 +…An+…+A20=ΣTn と表すことができる。従って、Pnは、 Pn=20Tn/ΣTn と表すことができる。図3では、パルス幅比Pnはパル
スNo.2で最小の0.72、パルスNo.13で最大
の1.61となり、最大と最小の比は1.61/0.7
2=2.2で、ほぼ2倍もの開きがある。従って、前述
のように、クランク軸の1回転で複数の流量パルスを発
生させると、クランク軸の不等速回転のためにパルス幅
と流量の対応関係がなくなり、パルス幅T1 ,T2 ,T
3 ,…,Tn,…,T20で、即流量を計測することはで
きない。
T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20の和であり、 A=A1 +A2 +…An+…+A20=ΣTn と表すことができる。従って、Pnは、 Pn=20Tn/ΣTn と表すことができる。図3では、パルス幅比Pnはパル
スNo.2で最小の0.72、パルスNo.13で最大
の1.61となり、最大と最小の比は1.61/0.7
2=2.2で、ほぼ2倍もの開きがある。従って、前述
のように、クランク軸の1回転で複数の流量パルスを発
生させると、クランク軸の不等速回転のためにパルス幅
と流量の対応関係がなくなり、パルス幅T1 ,T2 ,T
3 ,…,Tn,…,T20で、即流量を計測することはで
きない。
【0022】そこで、実施例1では、図1のガスメータ
計量機構部に一定の流量Q0 を流し、そのときの流量パ
ルスのパルス幅を先ず計測する。なお、前記図3のパル
ス幅比Pnは流量変動がなければ、どの流量でも同じ値
になることが実験的に確認されているので、一定の流量
Q0 は、ガスメータの製造ラインで都合の良い流量を定
めればよい。
計量機構部に一定の流量Q0 を流し、そのときの流量パ
ルスのパルス幅を先ず計測する。なお、前記図3のパル
ス幅比Pnは流量変動がなければ、どの流量でも同じ値
になることが実験的に確認されているので、一定の流量
Q0 は、ガスメータの製造ラインで都合の良い流量を定
めればよい。
【0023】この一定の流量Q0 を流し、最初の流量パ
ルスから順にパルスNo.をつけ、各パルスNo.毎の
パルス幅T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20をタイ
マ50で計測し、次の表1を作成し、マイコン49のメ
モリに記憶する。パルスNo.はパルスNo.カウンタ
51を用いてカウントする。
ルスから順にパルスNo.をつけ、各パルスNo.毎の
パルス幅T1 ,T2 ,T3 ,…,Tn,…,T20をタイ
マ50で計測し、次の表1を作成し、マイコン49のメ
モリに記憶する。パルスNo.はパルスNo.カウンタ
51を用いてカウントする。
【0024】
【表1】
【0025】この表1ができた時点で、表1のT1 ,
…,T20を用いて表2を作成する。この時点で表1は不
要となる。52は表作成手段、53はメモリに記憶した
表2のテーブルである。
…,T20を用いて表2を作成する。この時点で表1は不
要となる。52は表作成手段、53はメモリに記憶した
表2のテーブルである。
【0026】
【表2】
【0027】この時点で、マイコン49は表作成モード
から通常の計測モードへ変わる。
から通常の計測モードへ変わる。
【0028】次に未知の流量Qを流したときの動作を主
として図4(b)と図5に従って説明する。マイコン4
9が表作成モードから通常の計測モードへ移ると、磁気
センサからの流量パルスの立ち上がりエッジでマイコン
49へパルス割り込みがかかるように構成してあり、ス
テップ60でタイマ50のカウント値Tを読み取り、パ
ルス幅(周期)Tを得る。タイマ50は基準クロックを
アップカウントすることでパルス幅Tを計測する。パル
スNo.は前記表作成モードのときから継続して、パル
スNo.をNo.1〜No.20、No.1〜No.2
0と繰り返し、マイコンが常に認識している。こうして
次にくる流量パルスが何番のパルスかを常に認識してい
る。
として図4(b)と図5に従って説明する。マイコン4
9が表作成モードから通常の計測モードへ移ると、磁気
センサからの流量パルスの立ち上がりエッジでマイコン
49へパルス割り込みがかかるように構成してあり、ス
テップ60でタイマ50のカウント値Tを読み取り、パ
ルス幅(周期)Tを得る。タイマ50は基準クロックを
アップカウントすることでパルス幅Tを計測する。パル
スNo.は前記表作成モードのときから継続して、パル
スNo.をNo.1〜No.20、No.1〜No.2
0と繰り返し、マイコンが常に認識している。こうして
次にくる流量パルスが何番のパルスかを常に認識してい
る。
【0029】次にステップ61でタイマをリセットして
次のパルス幅(周期)計測へ移る。ステップ62で、パ
ルスNo.カウンタで示されるパルス幅比Pnをテーブ
ル53に照らして読み出し、ステップ63でパルスN
o.カウンタの内容を+1する。ステップ64で、パル
スNo.カウンタの値が21になったか判断し、YES
のときはパルスNo.カウンタの値を1にして(ステッ
プ65)、ステップ66の流量演算に移る。また、ステ
ップ64の判断がNOのときも、ステップ66の流量演
算に移る。ステップ66の流量演算では、ステップ60
で読み取ったパルス幅Tと、ステップ62で読み出した
パルス幅比Pnとから未知の流量Qを、Q=(K/2
0)・(Pn/T)として演算する。なお、Kはクラン
ク軸1回転当りの計量室体積で、前述のように15号メ
ータでは4〔L〕である。図4(a)で符号54は演算
手段である。
次のパルス幅(周期)計測へ移る。ステップ62で、パ
ルスNo.カウンタで示されるパルス幅比Pnをテーブ
ル53に照らして読み出し、ステップ63でパルスN
o.カウンタの内容を+1する。ステップ64で、パル
スNo.カウンタの値が21になったか判断し、YES
のときはパルスNo.カウンタの値を1にして(ステッ
プ65)、ステップ66の流量演算に移る。また、ステ
ップ64の判断がNOのときも、ステップ66の流量演
算に移る。ステップ66の流量演算では、ステップ60
で読み取ったパルス幅Tと、ステップ62で読み出した
パルス幅比Pnとから未知の流量Qを、Q=(K/2
0)・(Pn/T)として演算する。なお、Kはクラン
ク軸1回転当りの計量室体積で、前述のように15号メ
ータでは4〔L〕である。図4(a)で符号54は演算
手段である。
【0030】ところで、パルスNo.カウンタ51は、
流量パルスの立ち上がりエッジで割込みがかかると、ス
テップ62でパルス幅比Pnを読み取った後、すぐにス
テップ63で+1され、次のパルスのパルスNo.を示
す値になる(図4(b))。
流量パルスの立ち上がりエッジで割込みがかかると、ス
テップ62でパルス幅比Pnを読み取った後、すぐにス
テップ63で+1され、次のパルスのパルスNo.を示
す値になる(図4(b))。
【0031】このようにして、ガスメータの製造段階の
最終ラインで一定の流量Q0 を流して、マイコン49を
表作成モードにし、クランク軸の1回転の間にわたって
流量パルスのパルスNo.とパルス幅比Pnのテーブル
53を作成する。パルスNo.のカウントは途絶えるこ
となく継続して、No.1〜No.20、No.1〜N
o.20と続けられる。テーブル53を作成すると、通
常の計測モードに移って上述のようにパルス幅Tを測定
し、テーブル53に照らしてパルスNo.から対応する
パルス幅比を読み出し、未知の流量Qを演算する。
最終ラインで一定の流量Q0 を流して、マイコン49を
表作成モードにし、クランク軸の1回転の間にわたって
流量パルスのパルスNo.とパルス幅比Pnのテーブル
53を作成する。パルスNo.のカウントは途絶えるこ
となく継続して、No.1〜No.20、No.1〜N
o.20と続けられる。テーブル53を作成すると、通
常の計測モードに移って上述のようにパルス幅Tを測定
し、テーブル53に照らしてパルスNo.から対応する
パルス幅比を読み出し、未知の流量Qを演算する。
【0032】因みに、クランク軸が等速回転するものな
らば、未知の流量Qはパルス幅Tから単純に、 Q=(K/20)/T として計算できるが、膜式ガスメータの計量機構のよう
にゴム膜の動きがリンク機構を介してクランク軸に伝達
されるため、クランク軸の角速度の大きな変動は避けら
れないので、本発明のようにして、角速度の変動分を補
正して未知の流量を演算することで、短時間に正確な流
量計測ができる。
らば、未知の流量Qはパルス幅Tから単純に、 Q=(K/20)/T として計算できるが、膜式ガスメータの計量機構のよう
にゴム膜の動きがリンク機構を介してクランク軸に伝達
されるため、クランク軸の角速度の大きな変動は避けら
れないので、本発明のようにして、角速度の変動分を補
正して未知の流量を演算することで、短時間に正確な流
量計測ができる。
【0033】なお、このようにして磁気センサ47から
の流量パルスのパルス間隔と、テーブル53に記憶され
ているパルスNo.とパルス幅比の対応表と、メータの
1回転当りの計量室体積とで演算した流量Qは、ガスメ
ータの安全機能のために用いられる。ガス料金を算出す
る基準となるガス使用量は、従来技術で説明したように
ウォームホイール軸41aに係合するフック42を介し
て回転表示される数字車からなる表示部44に表示され
る。また、ガスメータ全体では図4のマイコン49は、
安全機能のために用いられる図7で説明したマイコン9
と共用され、従来からのマイコン9のプログラムを修正
して用いることができる。
の流量パルスのパルス間隔と、テーブル53に記憶され
ているパルスNo.とパルス幅比の対応表と、メータの
1回転当りの計量室体積とで演算した流量Qは、ガスメ
ータの安全機能のために用いられる。ガス料金を算出す
る基準となるガス使用量は、従来技術で説明したように
ウォームホイール軸41aに係合するフック42を介し
て回転表示される数字車からなる表示部44に表示され
る。また、ガスメータ全体では図4のマイコン49は、
安全機能のために用いられる図7で説明したマイコン9
と共用され、従来からのマイコン9のプログラムを修正
して用いることができる。
【0034】〔実施例2〕前記実施例1では、パルス幅
TnとΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値として
パルス幅比Pnを採用し、パルスNo.nとパルス幅比
Pnとの対応表を表2のように作成し、マイコン49の
メモリにテーブル53として記憶させたが、この実施例
2ではパルス幅比Pnの代わりに、 Pn′=Tn/ΣTn=Pn/20 を採用して、未知の流量Qを、 Q=k・Pn′/T で演算するようにしている。
TnとΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値として
パルス幅比Pnを採用し、パルスNo.nとパルス幅比
Pnとの対応表を表2のように作成し、マイコン49の
メモリにテーブル53として記憶させたが、この実施例
2ではパルス幅比Pnの代わりに、 Pn′=Tn/ΣTn=Pn/20 を採用して、未知の流量Qを、 Q=k・Pn′/T で演算するようにしている。
【0035】この場合には、表2の代わりに次の表3を
作成して、マイコン49のメモリにテーブルとして記憶
しておく。
作成して、マイコン49のメモリにテーブルとして記憶
しておく。
【0036】
【表3】
【0037】〔実施例3〕流量は流量パルスのパルス幅
(周期)と逆比例の関係にあるから、安全機能付ガスメ
ータで流量オーバー等の限界を判断するには、流量が所
定の値をオーバーしたかをみる代りに、流量パルスのパ
ルス幅(周期)が所定の値以下になったかを監視しても
良い。この場合、パルス幅もクランク軸1回転の間で流
量が一定であっても変化するため、ガスメータに一定流
量を流したときのパルス幅(周期)T1 ,T2 ,…,T
n,…,T20から前記表2を作成して、実施例1の場合
と同様に図4のテーブル53としてメモリに記憶し、計
測モードで計測したパルス幅Tと、そのときのパルスN
o.に対応するテーブルのパルス幅比Pnとから、未知
の流量Qに相当する真のパルス幅T′を、 T′=T/Pn として演算する。
(周期)と逆比例の関係にあるから、安全機能付ガスメ
ータで流量オーバー等の限界を判断するには、流量が所
定の値をオーバーしたかをみる代りに、流量パルスのパ
ルス幅(周期)が所定の値以下になったかを監視しても
良い。この場合、パルス幅もクランク軸1回転の間で流
量が一定であっても変化するため、ガスメータに一定流
量を流したときのパルス幅(周期)T1 ,T2 ,…,T
n,…,T20から前記表2を作成して、実施例1の場合
と同様に図4のテーブル53としてメモリに記憶し、計
測モードで計測したパルス幅Tと、そのときのパルスN
o.に対応するテーブルのパルス幅比Pnとから、未知
の流量Qに相当する真のパルス幅T′を、 T′=T/Pn として演算する。
【0038】〔実施例4〕この実施例4は、前記実施例
1に比較して、回転検出手段の構成だけが異なる。すな
わち、図6に示すように、クランク軸39の下部延長部
に嵌合固着した増速1番車45aと噛み合う増速2番車
45bと、これに噛み合う増速3番車としてのピニオン
45cとからなる増速歯輪列45Aと、ピニオン45c
の軸に設けた回転磁石46Aと、回転磁石46Aに近接
配置した磁気センサとしてのリードスイッチ47Aが回
転検出手段48Aを構成する。増速歯輪列45Aの歯車
比は10で、クランク軸39の1回転当り、20個の流
量パルスをリードスイッチ47Aが発生する。その他の
構造は上記実施例1と同様であるため、同一部分に同一
符号を付してその説明は省略する。
1に比較して、回転検出手段の構成だけが異なる。すな
わち、図6に示すように、クランク軸39の下部延長部
に嵌合固着した増速1番車45aと噛み合う増速2番車
45bと、これに噛み合う増速3番車としてのピニオン
45cとからなる増速歯輪列45Aと、ピニオン45c
の軸に設けた回転磁石46Aと、回転磁石46Aに近接
配置した磁気センサとしてのリードスイッチ47Aが回
転検出手段48Aを構成する。増速歯輪列45Aの歯車
比は10で、クランク軸39の1回転当り、20個の流
量パルスをリードスイッチ47Aが発生する。その他の
構造は上記実施例1と同様であるため、同一部分に同一
符号を付してその説明は省略する。
【0039】
【発明の効果】本発明のガス流量計測方法とガスメータ
は上述のように構成されているので、クランク軸の1回
転当り複数の流量パルスが得られ、その流量パルス毎に
流量Qや流量に相当するパルス周期が得られるため、短
時間で正確にガスの流量を計測できる。
は上述のように構成されているので、クランク軸の1回
転当り複数の流量パルスが得られ、その流量パルス毎に
流量Qや流量に相当するパルス周期が得られるため、短
時間で正確にガスの流量を計測できる。
【図1】本発明の実施例で、(a)は要部の分解斜視
図、(b)は計量機構部の斜視図。
図、(b)は計量機構部の斜視図。
【図2】本発明の実施例の流量パルスの波形とパルスN
o.とを説明する図。
o.とを説明する図。
【図3】本発明の実施例のパルス幅比の変化を示す図。
【図4】本発明の実施例で、(a)は要部ブロック図、
(b)はタイミングチャート。
(b)はタイミングチャート。
【図5】本発明の実施例のフローチャート。
【図6】本発明の実施例の要部分解斜視図。
【図7】従来技術の安全機能部の構成を説明する概略
図。
図。
【図8】従来のガスメータの正面図。
【図9】従来のガスメータの平面図。
【図10】従来技術の図8におけるA−A断面図。
【図11】従来技術の斜視図。
【図12】従来技術の一部を示す分解斜視図。
21A,21B ゴム膜 39 クランク軸 48,48A 回転検出手段 50 タイマ 51 パルスNo.カウンタ 52 表作成手段 53 テーブル(表) 54 演算手段
Claims (4)
- 【請求項1】 ゴム膜の往復移動に連動して回転するク
ランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生する回転
検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演
算する計測モードとを具備したことを特徴とするガス流
量計測方法。 - 【請求項2】 ゴム膜の往復移動に連動して回転するク
ランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生する回転
検出手段を設けた膜式ガスメータで、 1.一定流量Q0 を流して、流量パルスのパルスNo.
nと、そのパルスNo.の流量パルスのパルス幅Tnと
ΣTnとの比Tn/ΣTnに対応する数値との対応表を
作成する表作成モードと、 2.未知の流量Qを流したときの流量パルスのパルス幅
TとパルスNo.を求め、 3.このパルスNo.を前記対応表に照らして、そのパ
ルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応する数値を
対応表から読み取り、 4.この数値と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相
当する真のパルス幅T′を演算する計測モードとを具備
したことを特徴とするガス流量計測方法。 - 【請求項3】 ゴム膜の往復移動に連動して回転するク
ランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生する回転
検出手段と、一定流量Q0 を流したときの、流量パルス
のパルスNo.nを計数するパルスNo.カウンタと、
各流量パルスのパルス幅Tnを計測するタイマと、パル
スNo.nと、パルス幅TnとΣTnとの比Tn/ΣT
nに対応する数値との対応表を作成する表作成手段と、 対応表を記憶する記憶手段と、 未知の流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅T
をそれぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測し
て求め、 求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応す
る数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この数値
と前記パルス幅Tとから未知の流量Qを演算する演算手
段を具備したことを特徴とするガスメータ。 - 【請求項4】 ゴム膜の往復移動に連動して回転するク
ランク軸の1回転当り複数の流量パルスを発生する回転
検出手段と、 一定流量Q0 を流したときの、流量パルスのパルスN
o.nを計数するパルスNo.カウンタと、各流量パル
スのパルス幅Tnを計測するタイマと、 パルスNo.nと、パルス幅TnとΣTnとの比Tn/
ΣTnに対応する数値との対応表を作成する表作成手段
と、 対応表を記憶する記憶手段と、 未知の流量Qを流したときのパルスNo.とパルス幅T
をそれぞれ前記パルスNo.カウンタとタイマで計測し
て求め、 求めたパルスNo.に相当する比Tn/ΣTnに対応す
る数値を前記記憶手段の対応表から読み取り、この数値
と前記パルス幅Tとから未知の流量Qに相当する真のパ
ルス幅T′を演算する演算手段とを具備したことを特徴
とするガスメータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001134976A JP2002328054A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | ガス流量計測方法とガスメータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001134976A JP2002328054A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | ガス流量計測方法とガスメータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002328054A true JP2002328054A (ja) | 2002-11-15 |
Family
ID=18982538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001134976A Pending JP2002328054A (ja) | 2001-05-02 | 2001-05-02 | ガス流量計測方法とガスメータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002328054A (ja) |
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2001
- 2001-05-02 JP JP2001134976A patent/JP2002328054A/ja active Pending
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