JP2004093147A

JP2004093147A - 超音波流量計測装置

Info

Publication number: JP2004093147A
Application number: JP2002250698A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujii; 藤井　泰宏; Shuichi Okada; 岡田　修一; Shigeru Tagawa; 田川　滋
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP4024110B2

Abstract

【課題】超音波センサ部の経年劣化による特性の変化や、ガス中に含まれるダスト、ミスト等の付着による特性の変化が発生した場合、この変化は温度や湿度等にも依存するため、万が一ゼロ点ズレ（ゼロ点シフトともいう。）が発生してしまった場合、ある一時のゼロ点をもって補正するのは、さらなる誤差につながりかねないという課題があった。
【解決手段】
超音波流量計測装置の制御回路部は、通常の流量測定間隔Δｔ０１毎で前記超音波センサを駆動させて瞬時流量を導出し、前記瞬時流量から、設定期間ｍΔｔ０１における平均流量、最大流量及び最小流量を導出するものであって、
前記制御回路部は、前記平均流量が、漏洩判断の第１の閾値範囲内であり、且つ、前記最大流量と最小流量の差分が、十分安定していると見なせる第２の閾値範囲内である場合に、ゼロ点異常無しと判断することを特徴とする超音波流量計測装置。
ここに、ｍは１以上の定数である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス等の流体を測定する流量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスの使用量を計測するガスメータには、想定される流量よりも過大な流量が計測された場合や、流量と継続使用時間のテーブルを備え、流量がテーブルに記憶された時間よりも長い時間継続して計測された場合に、流量異常と判定してガス通路を遮断し、安全性を確保する保安機能が内蔵されたものが普及している。
また、このようなメータは、所定時間毎の流量の有無を判断し、流量無しの時間帯が３０日間１度も存在しないと判断された場合、メータより下流側の内管設備に漏洩がある判定して、警報を出力する機能も備えたものが一般的である。
また、圧力センサを内蔵し、例えば１０秒に１回程度の頻度で圧力を監視し、異常に上昇した場合、または異常に下降した場合、圧力異常と判定してガス通路を遮断し、安全を確保するものも一般的である。
この種のメータの流量測定方式には、所定の時間内にメータを通過した体積より流量を測定する膜式メータと、通常の流量測定間隔ｔ０１で超音波センサを動作させて瞬時流量を測定し、時間間隔を乗じることで積算流量を求める超音波メータが一般的である。
従来の超音波センサを利用したメータを図１にもとづき説明する。
メータは、ガスが通過する流路部と、１対の超音波センサ部Ａ、Ｂと、超音波センサを駆動する超音波センサ駆動回路部と、超音波センサより上流側に設置される遮断弁部と、遮断弁を駆動する遮断弁駆動部と、遮断弁より下流側に設置される圧力センサと、警報表示部と、制御回路部とから構成される。
ガスの流量を計測する場合、制御回路部より超音波センサ駆動回路部に駆動信号を送出し、超音波センサ部Ａから超音波を送出して超音波センサ部Ｂへ到達するまでの順方向到達時間ｔ１と、超音波センサ部Ｂから超音波を送出して超音波センサ部Ａへ到達するまでの逆方向到達時間ｔ２とを計測し、式（１）に基づき瞬時流量ｑ［ｍ３／ｈ］を計測する。
ｑ＝（Ｌ／（２ｃｏｓθ））×（１／ｔ１−１／ｔ２）×Ｓ・・・式（１）
但し、Ｌは超音波センサＡ、Ｂ間の距離、θは、流路に平行な線と超音波センサＡ、Ｂを結ぶ線の間に生じる角度、Ｓは流路の断面積である。
計測されたｑに時間間隔Ｔを乗じることで、積算流量Ｑを計算する。
また、計測されたガスの流量が異常かどうかを制御部で判断し、異常と判断した場合は、遮断弁駆動部に駆動信号を送出してガスを遮断するか、警報表示部に駆動信号を送出して警報を表示する等の処置をとる。
しかしながら、この超音波メータにおいて、超音波センサ部の経年劣化による特性の変化や、ガス中に含まれるダスト、ミスト等の付着による特性の変化が懸念されている。
すなわち、通常、ガスの流れがない場合、前記順方向伝播時間ｔ１と逆方向伝播時間ｔ２は当然等しくなり、その逆数の差は０となり、瞬時流量もゼロとなる。しかしながら、前記特性の変化により、たとえば超音波センサＢを駆動してから実際に超音波が送出するまでの遅延時間がΔｔだけ生じたとすると、その逆数差は（１／ｔ１−１／（ｔ２＋Δｔ））だけ残ることとなる。
Ｌ＝０．１［ｍ］、θ＝６０［°］、Ｓ＝０．０００３［ｍ２］、音速Ｃ＝４００［ｍ／ｓ］のとき、遅延時間Δｔが１０［ｎｓ］生じたとすれば、
ｔ１＝０．１／４００＝０．０００２５［ｓｅｃ］
ｔ２＝０．１／４００＋Δｔ＝０．０００２５００１［ｓｅｃ］
となり、式（１）より瞬時流量ｑは、０．０１６［ｍ３／ｈ］、すなわち１６［Ｌ／ｈ］となる。
前述のようにメータは一般的に所定時間毎の流量の有無を判断し、流量無しの時間帯が３０日間１度も計測されない場合、メータより下流側の内管設備に漏洩がある判定して、警報を出力する機能を備えるが、流量の有無の判定の第１の閾値には３［Ｌ／ｈ］の値を用いるのが一般的である。
このことから、器差の増大に加え、わずか１０ｎｓの遅延時間の発生は、内管設備の漏洩の誤判定につながる。
このようなゼロ点のズレに対しては、特開２０００−３０４５８２のように、ガス通路の遮断弁を閉じ、ガス未使用である状態をガス圧力により確認し、この時の計測値をゼロ点に設定することでズレを補正することが提案されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超音波センサ部の経年劣化による特性の変化や、ガス中に含まれるダスト、ミスト等の付着による特性の変化が発生した場合、この変化は温度や湿度等にも依存するため、万が一ゼロ点ズレ（ゼロ点シフトともいう。）が発生してしまった場合、ある一時のゼロ点をもって補正するのは、さらなる誤差にもつながりかねない。
また、ガス通路の遮断弁を閉じ、ガス未使用である状態を確認した後で、または確認している間に、顧客がガス使用を開始した場合、供給不良となり立消え等が発生し保安上危険であるという問題がある。
また、ゼロ点の補正には、弁の開閉が必要となるが、弁の開閉には多くの電力を消費するため、頻繁にこの動作を実施することは電池容量の増大を伴いコスト高の問題が生じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者達は、本発明課題を達成すべく、種々検討した結果、「ゼロ点ズレの可能性がない場合には極力補正動作は行なわず、ゼロ点ズレの可能性が否定できない場合のみ実施するのが理想的である旨」の着想に至った。かかる着想に関しては、先行文献に記載の無い斬新な着想である。
課題を解決するための手段は、より具体的には、前述した特許請求の範囲の各請求項である。
○請求項１記載発明
請求項１記載発明は、従来の超音波流量計測装置に比較して、「通常の流量測定間隔Δｔ０１毎で前記超音波センサを駆動させて瞬時流量を導出し、前記瞬時流量から、設定期間ｍΔｔ０１における平均流量、最大流量及び最小流量を導出するものであって、
制御回路部が、前記平均流量が、漏洩判断の第１の閾値範囲内であり、且つ、前記最大流量と最小流量の差分が、十分安定していると見なせる第２の閾値範囲内である場合に、ゼロ点異常無しと判断すること」を特徴的構成要件としている。
本発明では、設定された長期期間ΔＴ０の間に存在する顧客がガスを使用しない時間帯（設定期間ｍΔｔ０１以上）が必ず有る場合を、先ず前提として考える。
顧客がガスを使用しない時間帯が全く存在しないならば、内管のガス漏洩検知は不可能であり、また顧客のガス使用中は遮断弁を閉止することもできず、ゼロ点シフト検定自体が不可能となる。　　従って、本発明では、顧客がガスを使用しない時間帯が全く存在しない場合は、除外して考えて差し支えない。
このような顧客がガスを使用しない時間帯では、前記平均流量が漏洩判断の第１の閾値範囲内の場合、内管のガス漏洩量と同程度のゼロシフト量がある場合には、ゼロ点異常無しと判断するのは問題となるうが、内管のガス漏洩量と同程度のゼロシフト量が発生することは非常に稀であるので、本発明の対象から除外しても本発明課題達成上の阻害要因とはならない。
前記平均流量が、漏洩判断の第１の閾値範囲内の場合であっても、例えば、超音波センサが短期間に一時的な誤動作をして、最大流量と最小流量の差分が第２の閾値以上である場合、超音波センサの測定瞬時値が信頼性に欠けると考えられ、ゼロ点異常無しとは判断しないことにした。
なお、前記平均流量が漏洩判断の第１の閾値範囲内と有るのは、顧客がガスＧを使用中にゼロ点シフト検定を行なうために遮断弁を閉止することは立消えの危険があるため、顧客がガスＧを不使用の場合に限って、ゼロ点シフト検定を行なうようにするためでもある。
本発明により、消費電力が大きいゼロ点シフト検定を不必要に行なわなくても良いので、消費電力が少ない超音波流量計測装置の提供という当業者容易予測できない顕著な効果を奏する。
○請求項２記載発明
請求項２記載発明は、「設定された長期期間ΔＴ０に一度もゼロ点異常無しと判断できなかったとき、ゼロ点シフト検定を実施すること」を特徴的構成要件としている。
本発明は、請求項１に記載の「ゼロ点異常無しかどうかの一次判定」を先ず行ない、圧力測定値に基づいて、ゼロ点異常無しかどうか不明の場合に、圧力測定値に基づいてゼロ点シフト検定（二次判定、精密判定）を行なうことを明確化している。
本発明では、設定された長期期間ΔＴ０の間に、顧客がガスを使用しない時間帯（設定期間ｍΔｔ０１以上）が存在する場合を、先ず前提として考えることにする。
設定された長期期間ΔＴ０（例えば１ヶ月の間）に、顧客がガスを使用しない時間帯が一度は有ることを前提にする場合、長期期間ΔＴ０に、一度もゼロ点異常無しと判断できなかったときには、ゼロ点シフトが発生しているか、または内管が漏洩しているかの何れかなので、精密判定としてのゼロ点シフト検定を実施することを明確化したものである。
「一度もゼロ点異常無しと判断できなかったとき」と構成要件を限定したのは、ゼロ点シフト検定には消費電力が多く掛かるので、ゼロ点シフト検定頻度を必要最小限に留めるためである。
○請求項３記載発明
請求項３記載発明は、「前記ゼロ点シフト検定の間、流体の圧力値を、通常の圧力測定間隔Δｔ０２より短い圧力測定間隔Δｔ２に切り替えて、前記圧力センサ部より取り込むこと」を特徴的構成要件としている。
「通常の圧力測定間隔Δｔ０２より短い圧力測定間隔Δｔ２に切り替えて、」と有るのは、測定エネルギーがかかる圧力測定間隔を短くして、消費電力を少なくする図る効果を発揮させるためである。
○請求項４記載発明
請求項４記載発明は、ゼロ点シフト検定を具体的に記載したものであり、「前記ゼロ点シフト検定は、前記遮断弁駆動部に弁閉の信号を送出し、設定期間ｎΔｔ２の流体の流量を計測し、設定期間ｎΔｔ２の後に前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出するとともに、前記設定期間ｎΔｔ２の流体の流量を基にゼロ点シフトが有るかを判断する」を特徴的構成要件としている。
当該ゼロ点シフト検定においては、ゼロ点シフトがないならば、設定期間ｎΔｔ２の流体の流量はゼロ（厳密には、所定閾値範囲内）であるべきで、所定閾値範囲を超えた場合、ゼロ点シフトが有ると判断される。
本発明により、遮断弁を閉止してガス不使用を担保した上で、設定期間ｎΔｔ２の流体の流量を測定するので、ゼロ点シフト検定が可能な超音波流量測定装置の提供が可能となる。
○請求項５記載発明
請求項５記載発明は、ゼロ点シフト検定をより具体的に記載したものであり、「前記ゼロ点シフト検定は、前記遮断弁駆動部に弁閉の信号を送出し、設定期間ｎΔｔ２流体の圧力値を監視し、前記設定期間ｎΔｔ２に前記圧力値に設定された圧力降下がない場合には、設定期間ｎΔｔ２流体の流量を計測し、設定期間ｎΔｔ２の後に前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出するとともに、前記設定期間ｎΔｔ２の流量を基にゼロ点に異常があるかを判断し、前記設定期間ｎΔｔ２の中で前記圧力値に設定された圧力降下がある場合には、前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出し、ゼロ点シフト検定を中止する」を特徴的構成要件としている。
本発明では、ガスの使用がない時間帯を先ず前提としており、ガスは遮断弁で閉止されているので、前記圧力値に設定された圧力降下がない場合には、内管の漏洩がないと判断される。同時に、設定期間ｎΔｔ２流体の流量を計測することによって、ゼロ点シフトがないことを確認ができる。
前記設定期間ｎΔｔ２に前記圧力値に設定された圧力降下がある場合には、内管漏洩が有るか顧客のガス使用があるかのあるいは両方の場合が考えられる。ゼロ点シフト検定を中止すると有るのは、前記設定期間ｎΔｔ２の中で顧客がガス使用を開始した場合には、そのままゼロ点シフト検定するよりも顧客ニーズを優先させると共に、立ち消え等のないように安全性の高い超音波流量計測装置の提供を可能とするものである。
○請求項６記載発明
請求項６記載発明は、「前記制御回路部は、前記設定期間ｎΔｔ２の間に流体の圧力値が所定の圧力値を下回ったことを検知した場合、弁開の信号を遮断弁駆動部に送出し、ゼロ点シフト検定を中止すること」を特徴的構成要件としている。「前記設定期間ｎΔｔ２の間に流体の圧力値が所定の圧力値を下回ったこと」と有るのは、ゼロ点シフトが有り、一次判定ではゼロ点異常が無いと判断される場合であっても、二次判定のゼロ点シフト検定では、内管漏洩、顧客のガス使用が有る（両方の場合も考えられる。）という判断をすることにし、ゼロ点シフト検定を中止することを明確化したものである。本発明により、上記のような超音波流量計測装置の提供が可能となった。
○請求項７記載発明
請求項７記載発明は、「前記ゼロ点シフト検定においてゼロ点に異常があると判断された場合、警報表示部に警報表示信号を出力すること」を特徴的構成要件としている。
ゼロ点シフト検定においてゼロ点に異常があると判断された場合、最終的な二次判定であるので、警報信号を出力する。これにより、超音波流量計測装置の需要者は、ガス漏洩が有った旨、あるいは超音波センサが誤動作等の虞が有る旨等を知ることができる。
【０００５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１は、本発明による実施例の超音波流量計測装置である。基本的な構成は従来例の説明と同様である。
【０００６】
ガスＧの流量を計測する場合、通常の流量測定間隔ｔ０１で、制御回路部７より超音波センサ駆動回路部２に駆動信号を送出し、超音波センサ部Ａから超音波を送出して超音波センサ部Ｂへ到達するまでの順方向到達時間ｔ１と、超音波センサ部Ｂから超音波を送出して超音波センサ部Ａへ到達するまでの逆方向到達時間ｔ２とを計測し、式（１）に基づき瞬時流量ｑ［ｍ３／ｈ］を計測する。
【０００７】
この通常の流量測定間隔ｔ０１は、短ければ短い程、流量変化に対する時間応答性が良くなるため好ましいが、頻繁な瞬時流量の計測は消費電力の増加を招き、電池駆動のガスメータにおいては、電池容量の増大、ひいてはコストアップにつながり好ましくない。このため、通常の流量測定間隔ｔｏ１（通常２秒に１回程度）の瞬時流量の計測を実施している。
また、制御回路部７は、通常の圧力測定間隔ｔ０２で圧力センサ部５より圧力値を取り込む。通常供給ガスの圧力は２０００［Ｐａ］前後であり、これが例えば５００Ｐａを下回った場合や、５０００Ｐａを上回った場合、供給圧力異常と判断し、遮断弁駆動部４に弁閉の信号を送出する。
【０００８】
この通常の圧力測定間隔ｔ０２は、短ければ短い程、圧力異常に対する時間応答性が良くなるため好ましいが、頻繁な圧力値の取込は消費電力の増加につながるため、通常１０秒に１回程度の圧力値の取りこみを実施する。
【０００９】
制御回路部７は、所定のタイミング（設定された長期期間ΔＴ０毎）でゼロ点シフト検定を実施するが、設定された長期期間ΔＴ０は、一般的には１月に１回程度が想定される。
【００１０】
しかしながら、顧客がガスＧを使用していない時間帯における瞬間流量、または顧客がガスＧを使用していない時間帯における設定期間ｎｔｏ１の平均流量が、±０．５Ｌ／ｈ程度の範囲におさまっている場合、数Ｌ／ｈの漏洩と、これと全く同程度のマイナス数Ｌ／ｈのゼロ点シフトが全く同時期に起こることは通常考え難いため、超音波センサ部の劣化によるゼロ点シフトは発生していないと考えてよい。
【００１１】
このため、設定期間ｎｔｏ１の平均流量が、例えば±０．５Ｌ／ｈの範囲におさまっている場合にはゼロ点シフト検定を実施しないようにプログラムしている。
【００１２】
すなわち、例えば１ヶ月の間に、設定期間ｎｔｏ１の平均流量が±０．５Ｌ／ｈの範囲内におさまっている時間帯が一度も出現しなかった場合、ゼロ点シフトが発生しているか、または内管が漏洩している可能性があるので、ゼロ点シフト検定を実施する。但し、顧客がガスＧを使用中にゼロ点シフト検定のために遮断弁を閉止することは立消えの危険があるため不可能であるため、設定期間ｎｔｏ１の平均流量が５Ｌ／ｈ以下のときにゼロ点シフト検定を実行するようにプログラムする。
【００１３】
詳細を図４を参照して説明する。
図４におけるステップ１．１〜１．４は、瞬時流量ｑの平均流量ｑａｖｅ、最大流量ｑｍａｘ、最小流量ｑｍｉｎを算出するステップである。ここに、設定期間ｎｔｏ１は、３０秒間（すなわち、ｔ０２＝２秒、ｎ＝１５）に予め決められている。
まず、ステップ１．１において、カウンタ値Ｃ１を０にセットし、平均流量ｑａｖｅ、最大流量ｑｍａｘ、最小流量ｑｍｉｎもそれぞれ０にセットする。
【００１４】
ステップ１．２において瞬時流量を測定し、ステップ１．３において、カウンタ値Ｃ１を１インクリメントするとともに、測定された瞬時流量ｑを１５で除算し、ｑａｖｅに加算する。また、ｑがｑｍａｘを上回る場合、ｑｍａｘにｑをセットし、ｑがｑｍｉｎを下回る場合、ｑｍｉｎにｑをセットする。
【００１５】
カウンタ値Ｃ１が１５未満である場合には、２秒のウエイトを置いた後（ステップ１．５）、ステップ１．２に戻る。カウンタ値Ｃ１が１５に達した場合、ステップ１．６に移行する。
【００１６】
ステップ１．６において、算出された３０秒間（１５回）の測定される瞬時流量ｑの平均流量ｑａｖｅ、最大流量ｑｍａｘ、最小流量ｑｍｉｎより、ゼロシフトの有無を判断する。
【００１７】
具体的には、ｑｍａｘ−ｑｍｉｎ＜３［Ｌ／ｈ］である場合、すなわち、流量の変動がない場合であり、且つ、ｑａｖｅの絶対値が０．５［Ｌ／ｈ］未満、すなわち｜ｑａｖｅ｜＜０．５［Ｌ／ｈ］の場合、ゼロシフトが無いと判断され、この条件が満たされないとき、ゼロシフトが無いとは判断できない。
【００１８】
この条件は、センサ劣化のない初期状態のメーターにおける流量ゼロの場合の瞬時流量の計測値とその３０秒平均値により決定される。
【００１９】
例えば、実際に測定される瞬時流量の計測値及びその３０秒平均値を図２に示す。
【００２０】
毎回の瞬時流量値は、流量がゼロの場合でも±１．５Ｌ／ｈ程度の範囲ではばらつく。
これは、ノイズ等やメーター内の流体の揺らぎ等に起因すると考えられ、ある程度の期間平均化することでゼロに収束する。
【００２１】
また、この３０秒平均値の推移を見ると、±０．５Ｌ／ｈ程度の範囲で収まっていることが分かる。
【００２２】
ゼロシフトが無いと判断された場合は、ステップ１．７に移行し、タイマＴ１をリセットした後、警報表示中であるかどうかを確認する（ステップ１．８）。警報表示中である場合には、ゼロシフトが無いと判断されたため、警報表示を解除し、ステップ１に戻る（ステップ１．９）
ステップ６において、ゼロシフトが無いと判断できなかった場合、ステップ１．１０に移行する。
ステップ１．１０において、タイマＴ１が３０日を超えているかどうかを判断し、超えていない場合は、ゼロシフトの可能性は残るが規定の時間には達していないため、ゼロ点シフト検定は先送りし、ステップ１．１に戻る。
ステップ１．１０において、タイマＴ１が３０日を越えていると判断された場合、規定の時間内にゼロシフトが無いと判断できなかったため、ステップ１．１１において、現在ガス使用があるかどうかを先ほど算出したｑａｖｅを用いて、ｑａｖｅ＜５［Ｌ／ｈ］の条件で判断する。
ｑａｖｅ＜５［Ｌ／ｈ］であった場合、ゼロ点シフト検定実施ルーチンに移行する。
ここで、ｑａｖｅ＞５［Ｌ／ｈ］であった場合、ガス使用があると判断されるため、ゼロ点シフト検定は実施せず、ステップ１．１に戻る。
この場合、タイマＴ１はクリアされていないため、次の３０秒の測定後、ステップ１．６でゼロシフト無しと判断されるまで、毎回ステップ１．１０、ステップ１．１１のシーケンスへ進むため、顧客がガス使用を止めたと同時にゼロ点シフト検定を実施することとなる。
ゼロ点シフト検定は、下記の要領で実施される。　を参照して説明すると、
先ず、ステップ２．１において、現在の圧力値をｐ０にセットする。
【００２３】
次に、ステップ２．２において圧力値の取りこみ間隔（圧力測定期間ｔ２）を、例えば０．１秒に設定する。
ステップ２．３において、制御回路部７より遮断弁駆動回路に弁閉の信号を送出し、ステップ２．４において３０秒間の圧力値の低下を監視する。
【００２４】
すなわち、この３０秒間（設定期間ｎｔ２、すなわち、ｔ２＝０．１、ｎ＝３００である。）において、０．１秒間隔の圧力値の取りこみ値ｐが、ｐ＜ｐ０−１００［Ｐａ］を満たす場合割り込み処理が発生する（ステップ２．１９）
このとき、内管の漏洩が発生しているか、顧客がガス使用中、またはガス使用を開始した、と判断されるため、遮断弁を速やかに開放し（ステップ２．２０）、ゼロシフトが無いと判断できなかったため、警報表示部６に警報表示信号を出力して発報し（ステップ２．２１）、タイマＴ１をリセットした後（ステップ２．２２）、通常の圧力測定間隔ｔ０２を１０ｓｅｃ毎に戻し（ステップ２．２３）、元のルーチンに戻る。
【００２５】
ステップ２．４において、３０秒間の圧力が低下しなかった場合、内管漏洩やガス使用は無いものとして、実際のゼロ点の検定を始める。
【００２６】
すなわち、弁閉の状態、つまり内管漏洩がなければ必ず流量ゼロが出力されるべき状態で、設定期間ｍｔ０１（ここでは、ｔｏ１＝２秒、ｍ＝１５）、例えば３０秒間に所定回数、２秒に１回であれば１５回の瞬時流量の計測を実施する。
【００２７】
ステップ２．６〜２．８のシーケンスは、ステップ１．２〜１．４と同様であるため説明を省略する。
【００２８】
なお、ステップ２．６〜２．８のシーケンスにおいても０．１秒間隔（圧力測定間隔ｔ２）で継続して圧力値を取り込んでいるが、この圧力値が初期値ｐ０より１００Ｐａ以上低下した場合、顧客がガス使用を開始したと判断し、ステップ２．１９に移行する。
【００２９】
３０秒間（設定期間ｎｔ２）の測定が終わったら、まずステップ２．９において遮断弁を開放し、ステップ２．１０において圧力測定間隔ｔ２を１０ｓｅｃ（通常の圧力測定間隔ｔ０２）に戻す。
【００３０】
その後、ゼロシフトの有無を判別する。
【００３１】
すなわち、設定期間ｍｔ０１の瞬時流量の値の最大値ｑｍａｘと最小値ｑｍｉｎの差が１［Ｌ／ｈ］以内で安定しており、且つ、その平均値ｑａｖｅが±０．５［Ｌ／ｈ］の範囲に収まっていればゼロ点シフト無しと判断してステップ２．１２へ移行し、収まらなければゼロ点シフト有りと判別し、ステップ２．１６へ移行する。
【００３２】
ゼロ点シフト無しと判断された場合、ステップ２．１２においてタイマＴ１をリセットし、警報表示中かどうかをステップ２．１３において判断する。
警報表示中の場合、ステップ２．１４において警報表示を解除し、元のルーチンに戻る（ステップ２．１５）
また、ゼロ点シフト有りと判断された場合、ステップ２．１６において警報表示部６に警報表示信号を出力して発報して、ステップ２．１７においてタイマＴ１をリセットし、元のルーチンに戻る（ステップ２．１８）。
【００３３】
以上のルーチンから分かるとおり、ゼロ点シフト無しと判断できない場合、警報表示を行い、ゼロ点シフト検定を繰り返すが、タイマＴ１を都度リセットしているため、３０日以上の間隔（設定された長期期間ΔＴ０）でゼロ点シフト検定は実施されることとなる。
【００３４】
これは、ゼロ点シフト検定には、弁の開閉及び短い圧力測定間隔ｔ２で圧力値の取りこみが必要でこれは通常の状態よりも大きな電流を消費するため、過度に頻繁な実施は電池消耗を招くための処理である。
【００３５】
すなわち、最悪の場合を考えても、月に１回（設定された長期期間Δｔ０）のゼロ点シフト検定を１０年間の耐用年数として１２０回実施できるだけの電池容量を備えておけば良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の超音波流量計測装置によれば、弁閉の状態で必ず流量ゼロが出力されるべき状態でゼロ点シフトを検知できるとともに、通常より細かい間隔で圧力値を取りこみ、その低下を監視し、低下がある場合は即弁を開くため、顧客がガス使用を開始した場合、供給不良となり立消え等が発生しするという保安上の問題が回避できる。
また、本発明の超音波流量計測装置によれば、発明が解決しようとする課題において記載した各発明課題を達成するという顕著な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の超音波センサを利用したメータのである。
【図２】本発明の実際に測定される瞬時流量の計測値及びその３０秒平均値を表す図である。
【図３】本発明の実施例のフローチャート図（ゼロ点シフト検定実施までのルーチン）である。
【図４】本発明の実施例のフローチャート図（ゼロ点シフト検定実施のルーチン）である。
【符号の説明】
１　　流路部
２　　超音波センサ駆動回路部
３　遮断弁部
４　遮断弁駆動回路部
５　圧力センサ部
６　警報表示部
７　制御回路部
Ａ　超音波センサ部
Ｂ　超音波センサ部
Ｇ　　ガス

Claims

流体が通過する流路部と、前記流路を流れる流体の流量を測定するための超音波センサ部と、前記超音波センサを駆動する超音波センサ駆動部と、前記流路部の上流側に設置される遮断弁部と、前記遮断弁を駆動する遮断弁駆動部と、前記遮断弁部より下流側の流体の圧力値を計測する圧力センサ部と、外部に異常を報知する警報表示部と、前記超音波センサ駆動部と、遮断弁駆動部と、圧力センサ部と、警報表示部を制御する制御回路部とを備え、
前記制御回路部は、通常の流量測定間隔Δｔ０１毎で前記超音波センサを駆動させて瞬時流量を導出し、前記瞬時流量から、設定期間ｍΔｔ０１における平均流量、最大流量及び最小流量を導出するものであって、
前記制御回路部は、前記平均流量が、漏洩判断の第１の閾値範囲内であり、且つ、前記最大流量と最小流量の差分が、十分安定していると見なせる第２の閾値範囲内である場合に、ゼロ点異常無しと判断することを特徴とする超音波流量計測装置。
ここに、ｍは１以上の定数である。
前記制御部は、設定された長期期間ΔＴ０に一度もゼロ点異常無しと判断できなかったとき、ゼロ点シフト検定を実施することを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計測装置。
ここに、ΔＴ０＞ｍΔｔ０１
前記制御部は、前記ゼロ点シフト検定の間、流体の圧力値を、通常の圧力測定間隔Δｔ０２より短い圧力測定間隔Δｔ２に切り替えて、前記圧力センサ部より取り込むことを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の超音波流量計測装置。
前記ゼロ点シフト検定は、前記遮断弁駆動部に弁閉の信号を送出し、設定期間ｎΔｔ２の流体の流量を計測し、設定期間ｎΔｔ２の後に前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出するとともに、前記設定期間ｎΔｔ２の流体の流量を基にゼロ点に異常があるかを判断する請求項１〜３の何れかに記載の超音波流量計測装置。
ここに、ｎは１以上の定数である。
前記ゼロ点シフト検定は、前記遮断弁駆動部に弁閉の信号を送出し、設定期間ｎΔｔ２流体の圧力値を監視し、前記設定期間ｎΔｔ２の中で前記圧力値に設定された圧力降下がない場合には、設定期間ｎΔｔ２流体の流量を計測し、設定期間ｎΔｔ２の後に前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出するとともに、前記設定期間ｎΔｔ２の流量を基にゼロ点に異常があるかを判断し、前記設定期間ｎΔｔ２の中で前記圧力値に設定された圧力降下がある場合には、前記遮断弁駆動部に弁開の信号を送出し、ゼロ点シフト検定を中止する請求項１〜４の何れかに記載の超音波流量計測装置。
ここに、ｎは１以上の定数である。
前記制御回路部は、前記設定期間ｎΔｔ２の間に流体の圧力値が所定の圧力値を下回ったことを検知した場合、弁開の信号を遮断弁駆動部に送出し、ゼロ点シフト検定を中止することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の超音波流量計測装置。
前記制御回路部は、前記ゼロ点シフト検定においてゼロ点に異常があると判断された場合、警報表示部に警報表示信号を出力することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の超音波流量計測装置。