JP2007199002A - ガス器具判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量計測手段で計測した流量データ情報を外部の情報処理端末に送り、情報処理端末内で器具判別のアルゴリズムのソフトを使いガス器具の判別を行うもので、流量計測手段側のハード変更は最小限度に抑えて器具判別をすることを可能とするガス器具判別装置である。
【解決手段】ガス器具判別装置は、ガス供給管に接続され、ガス流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段から出力される流量値情報を外部に伝送する通信手段を有するガスメータ１と、通信手段から送られる流量値情報を受信する端末通信手段と、端末通信手段より得られた流量値情報から使用されているガス器具を判別検知する判別手段を有する情報処理端末２からなる構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、各家庭でのガス供給管の入り口部分に設置され、ガス流量を計測するガスメータを応用して、ガス器具別料金等の使用器具やその使い方に合わせた新料金やサービスを提供するために使用中のガス器具を判別検知する技術に関するものである。

従来、この種のガス器具判別装置の事例としては、以下に示すような構成がある（例えば特許文献１参照）。

一般的に各家庭にはガス供給ラインの入り口にガスの流量計を内蔵したガスメータが取り付けられている。

従来のガスメータにおいて器具別料金を実施する場合、ガスメータに接続された複数の積算装置を用い、特定の時間使用された場合の積算流量や特定の範囲の流量が使用されている場合の積算値を求め、すなわち時間区分別流量や流量区分別流量を求め、その積算値でもって料金体系を決めるものである。

図９をもとに料金体系の１例について説明を加える。予め所定の割引流量区分、及び所定の割引時間帯を設定し、その割引流量区分かつ割引時間帯に該当する流量のガス料金を割引対象とする。すなわち図９において斜線で区分された部分が対象となる。

しかしながら、この方法では、ガス器具の特定判断が曖昧であり、特定したガス器具に対して料金を課金する等の消費者により分かり易く利便性のある料金設定を行うことは困難である。そこで、特定のガス器具を判別するための方法として、以下に示すような提案がなされている。

提案例の動作について説明する。ガスメータでは２秒間隔毎にガス流量を計測し、そのデータを演算手段に送り流量値を微分して２秒毎の流量の差分データとして出力している。

この差分データは逐次、判別手段に送られ、記憶手段に登録されている比較判定値との比較を行っている。差分値が比較判定値を超えた場合、ガス器具に状態変化があったと判断する。変化が検知されると、さらにどのガス器具がどのような状態なのか判断するため、判別手段は記憶手段に登録されている各ガス器具の比較変化値と比較し、ガス器具の判別とそのガス器具の状態の判別を行う。

流量値の差分によりガス器具の起動判別をおこなうので、すでに他のガス器具が作動している状態で、別のガス器具が起動してもそのガス器具の起動判別を比較的容易に判別できるものである。
特開２００２−７１４２１号公報

前記の構成において、ガスメータ内で前記した器具判別を行うためには、その処理のためにハードウエアの構成を見直す必要がある。すなわち演算処理のためのマイクロプロセッサや、データやプログラムを記録保持するためのメモリーなどの拡張が必要となり、ガスの使用流量を計測するというガスメータの基本構成以外の要素が加味され、実際の使用
現場での器具判別機能の使用の有無に関わらず機器のコストアップになるとともに、ハードウエアの仕様変更ということで新たな設計開発期間を要すことになる。また将来にわたり新器具などへの対応を考慮した器具判別機能とするためには、プログラムや判別データを更新できる仕組みも必要となる。

本発明は、前記の課題を解決するもので、基本的な構成のガスメータを使用していても器具判別が必要な家庭においては、簡単な設定、設置で使用ガス器具の判別ができるようになり、ガス事業者が用意した新料金メニューなどを利用することができる。また器具判別機能の更新はガスメータの仕様を変えることなく行えるため、将来的な機器機能のメンテナンスも容易に行えることも可能とする技術を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガス器具判別装置は、ガス供給管に接続されガス流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値情報を伝送する通信手段と、前記通信手段から流量値情報を受信する端末通信手段と、前記端末通信手段から流量値情報を入力する判別手段とを有し、前記判別手段は、流量値情報から使用されているガス器具を判別する構成である。

本発明のガス器具判別装置は、流量計測手段で計測した流量値情報を外部の情報処理端末に送り、情報処理端末内で器具判別のアルゴリズムのソフトを使いガス器具の判別を行うもので、流量計測手段側のハード仕様変更は最小限度に抑えて器具判別をすることを可能とするものである。

第１の発明は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段から出力される流量値情報を外部に伝送する通信手段を有するガスメータと、メータ通信手段から送られる流量値情報を受信する端末通信手段と、端末通信手段より得られた流量値情報から使用されているガス器具を判別検知する判別手段を有する情報処理端末からなる構成で、ガスメータの流量計測手段で計測した流量値情報を外部の情報処理端末に送り、情報処理端末内で器具判別のアルゴリズムのソフトを使いガス器具の判別を行うものでガスメータ側のハード仕様変更は最小限度に抑えて器具判別をすることを可能とするものである。

第２の発明は、特に、第１の発明のガスメータにおいて、流量値情報を記録する記憶手段を有し、所定量の流量情報を蓄積した後、記憶手段に蓄積した情報を通信手段と端末通信手段により伝達を行うことにより、常にデータを送信する必要が無くなるため消費電力を小さくでき、電池駆動であれば電池の本数を減らすことができる。

第３の発明は、特に、第２の発明のガスメータにおいて、時間管理を行うタイマー手段を有し、通信手段から端末通信手段への情報伝達はタイマー手段により所定時間に行われるため、データの伝送タイミングを明確にでき、受信側においても常に受信待機する必要がなくなり省電力化が図れる。

第４の発明は、特に、第２または３の発明において、流量値情報を圧縮する圧縮手段をガスメータに有し、圧縮された情報を解凍する伸張装置を設けた端末通信手段を有することで、特に圧縮された情報を伝送するため伝送時の情報量が減るため、伝送時間が短くなるだけでなく時間短縮の分、通信時の消費電力を減らすことができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、流量値情報を暗号化す
る暗号化手段をガスメータに有し、暗号化された情報を伝送する端末通信手段を用いることで、無線信号が傍受されても流量データが外部に漏洩し悪用されることを防げる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、ガスメータの通信手段と情報処理端末の端末通信手段とがそれぞれに送受信機能を有し、端末通信手段側からの信号によりガスメータからの流量値情報の伝達を通信手段が開始することで、ガスメータ側からのデータを送るタイミングがはっきりするため、誤伝送を減らせるとともに、頻繁に送信のタイミングを送るための信号を送る必要が無くなり消費電力の低減になる。

第７の発明は、特に、第６の発明において、流量情報を受信完了後情報処理端末からの信号によりガスメータの流量記録にリセットスタートをかけることができるので、ガスメータ側の計測リスタートのタイミングが遅滞無く行え流量情報の記録途切れを無くせる。

第８の発明は、特に、第６または７の発明においてガスメータにガスの流路を遮断する遮断弁を有し、情報処理端末の判別手段による判別結果をガスメータに伝達し、判別使用ガス器具に対応したガス遮断の条件によりガス不安全使用時のガス遮断を行う保安制御手段を有することで、基本設定されているガスの遮断仕様に対して、使用ガス器具に対応した適切な保安仕様を使えるためガス器具使用の安全性を高めることができる。

第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明において複数のガスメータと情報の伝達処理を時系列で行う情報処理端末で行える構成により、ガス事業者などが１台の情報処理端末で多数のガスメータからのデータの受信に対応でき設備投資のコストを抑えながら新しい機能の提供ができる。

第１０の発明は、特に、第１〜９のいずれか１つの発明において、ガスメータの保安システムが異常を検知するとガス流路を遮断弁により遮断するとともにその異常情報を情報処理端末に伝送する仕組みを有することで、使用者宅で何らかの異常が起こったことが住居者またはガス事業者が即座に知ることができ、安全に対する迅速な対応をとることができる。

第１１の発明は、特に、第１〜１０のいずれか１つの発明において、ガスメータの通信手段と情報処理端末の端末通信手段間の通信は無線によりおこなうことで、工事などでの設置が容易になり装置をすぐ簡便に使うことができる。

第１２の発明は、特に、第１〜１１いずれか１つの発明において、情報処理端末には判別した器具を表示する表紙手段を有することで、ガス器具の使用状態が一目でわかるようになり、安心感が持てるとともに、無駄な使用を控えるなどの省エネを意識したガス器具の使い方も可能となる。

第１３の発明は、特に、第１〜１２のいずれか１つの発明において、ガスメータの流量計測手段は、ガス流量を一定時間間隔で計測する機能を有し、情報処理端末には流量計測手段より得られた流量値情報から一定時間毎の流量の差分値を求める演算手段と、登録手段と、演算手段により算出された差分値と登録手段内に登録された比較判定値との大きさを比較し、使用されているガス器具を判別検知する判別手段を有することで、流量より確実に器具判別を行うことができる。

第１４の発明は、特に第１〜１３のいずれか１つの発明において、流量計測手段は超音波計測流量計よりなる構成を有することで、一定時間間隔の流量測定を行うことができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態におけるガス器具判別装置の構成を示すものである。

本装置の構成はガス供給管の途中に設置されたガスメータ１と通信手段でリンクされた情報処理端末２よりなる。通信手段によりガスメータ１から情報処理端末へ送られる主な情報は、ガス供給管のガスメータ１より下流側に接続されているガス機具が使用するガスの流量である。

次にガスメータと情報処理端末の構成について個々に図を用いて説明する。

図２はガス器具判別装置におけるガスメータの構成を示すものである。

図２において、１はガスメータであり、ガス供給管の途中に設けられ、その下流側の配管には各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具が接続されている。

ガスメータ１内部はガス供給管に接続されたガスの流路内に設けられたガス遮断弁３とガス流量計測手段４とガス流量計測手段４からの情報である使用ガス流量を表示する表示部５、及びそのガス量を伝送するメータ通信手段６（通信手段）及びそのアンテナ７、また地震などの振動を検出する感震器８、及び感震器８の作動や、保安機能その他を統括制御処理する制御手段９及びそれらの動力源となる電池（図示せず）を内蔵している。

なお、本発明の流量計測手段３に関しては、超音波方式の計測手段を使用しているが、計測方式としては、他の流量計測方式でもフルディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であれば使用可能である。

次に超音波方式の流速計測に関して図３をもとに説明する。計測流路１０は矩形断面を持っており、計測流路１０のガスの流れる方向と直角方向にある壁面には計測流路１０を挟んで一対の超音波送受信器１１、１２が、計測流路１０の上流側と下流側で角度φを有して斜めに対向して装着されている。超音波送受信器１１、１２間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向と逆方向の超音波の伝搬時間の差を一定間隔を置いて計り、伝搬時間差信号として出力する働きを持つ。この伝搬時間差信号を受けて計算手段（図示せず）により被計測流体の流速及び流量を算出するものである。演算式を下記に示す。

図３において、Ｌは測定距離であり、ｔ１を上流からの伝達時間、ｔ２を下流からの伝達時間、Ｃを音速とすると、流速Ｖは
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ（１／ｔ１−１／ｔ２） （１）
計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できる。

図４はガス器具判別装置における情報処理端末の構成を示すものである。

図４において、１３は端末通信手段であり、１４は端末通信手段１３のアンテナ１４である。１５は端末通信手段１３が受信した流量信号を演算する演算手段、１６は演算手段１５の処理結果によりガス器具の使用状態を判別する判別手段、１７は判別する器具情報を登録している登録手段、１８は演算手段１５や判別手段１６を統括制御する情報統括手段、１９は表示手段で判別結果などを表示するディスプレイである。記録されたデータを記憶保持する記憶手段２０は本発明では半導体メモリを使用しているが、記録の追加、書き換えができるものであれば、磁気記録媒体その他でも可能である。

なお、本実施の形態では、ガスメータ１と情報処理端末２間の通信媒体は、無線で行っ
ているが設置状問題なければ有線で行うことも可能である。

以下、ガス器具判別装置の動作について図５をもとに説明する。

本発明の実施の形態ではガスメータ１では２秒間隔毎にガス流量を計測し、そのデータをメータ通信手段６（通信手段）で情報処理端末２に送る。情報処理端末２の端末通信手段１３で受信した流量データは演算手段１５により流量値を微分して２秒毎の流量の差分データとして出力している。

この差分データは逐次判別手段１６に送られ、記憶手段２０に登録されている比較判定値との比較を行っている。差分値が比較判定値を超えた場合、ガス器具が起動したと判断し、その状態を記憶手段２０に登録する。さらにガス器具が停止した場合には、負の値の差分値が発生し、起動しているガス器具の流量と一致する場合、動作していたガス器具が停止したと判断する。

図６に実際のガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す。

図６の特性図において実線が流量計測手段４により測定されたガスの流量値と破線がそのときの微分値、すなわち、２秒毎の差分値を示す。ガス器具の起動時には差分値はプラス側にピークを持って表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される。

上記したように本手法は、ガスメータ１は基本機能である流量計測機能部分と保安機能部分の従来構成に、通信機能を持たせる簡単な構成の変更のみで、ガスメータ１からの流量信号を受け取り、その情報を基に使われているガス器具の判別を行う外部の処理装置を用意することで簡便に器具判別を行うことができる。

また、器具判別の機能は情報処理端末２が行うため、器具判別機能のバージョンアップに際してガスメータ１の変更の必要がなく、情報処理端末２側の変更のみですむため変更時のメンテナンスも容易である。

なお、図７に示すようにデータの送信間隔として測定データを逐次送信するだけでなく、ガスメータ１内にデータを保持する記憶手段２０を有することで、所定時間データを保持した後その時間分のデータはまとめて送信できるようになるため通信時間を短くすることができるため、機器の省電力化を図ることができる。

なお、流量データはガス器具が使われていない時やガス器具が定常運転している時は流量値に変化が無く、その間のデータを間引いてデータ量を小さくすることは圧縮のフォーマットを決めれば容易であり、ガスメータ１、情報処理端末２それぞれにフォーマットに対応した圧縮手段と伸張手段を設けることで、記録手段２０に記録できる時間の増加や伝送するデータ量の縮小を図ることができる。

なお、信号を送信タイミングをタイマー手段を保有することによりタイマーで時間を管理して規定時間毎にデータの送受信を行うことで、常に通信する必要がなくなる。

なお、データを送信するタイミングを情報処理端末２側からそのトリガーとなる信号を送りそれを受信した場合、データをガスメータ１側から送信することで、情報処理端末２側の都合に対応することができる。

また、情報処理端末２側にデータが受信完了した時点でリセット信号をガスメータ１に送信することで、その信号をトリガーとしてガスメータ１が誤動作無く、また流量計測値
の記憶に空白期間を作ることなくシームレスに再スタートかけることができる。

また、無線でデータを送信する場合、その送信に合致した受信機があれば情報を傍受することができるため、個人のガス使用状況のデータが漏洩する可能性がるため送信側に伝送する流量信号を暗号化することで情報の漏洩を防ぐことができ個人宅のガス使用状態が漏れて悪用されるなどの事態を防止することができる。

なお、本発明の実施の形態では情報処理端末２としては、携帯性やコスト、消費電力などのより厳しい仕様を満たすために専用の機器構成としたが、図８のように汎用のコンピュータに通信機器を接続し、演算処理や判別処理部をコンピュータ上で作動するプログラム化して処理する機器構成としても使用可能なものである。

また、情報処理端末２として、ガスメータ１と通信できて器具判別できる機能を有す形態であればよいので、ガス事業者がガス検針のために使用するようなハンディターミナル型の形態や、あるいは各顧客宅内に設けれ設置された専用端末またはＰＣなどを経由し、通信回線を経てガス会社のサーバシステムを情報処理端末とする形態なども想定される。通信回線は電話回線やインターネットを利用した通信網であってもよく用途に応じたいろんなシステム形態が想定可能である。

また、器具判別の機能は情報処理端末２が持つため、器具判別機能のバージョンアップに際してガスメータ１の変更の必要がなく、情報処理端末２側の変更のみですむため変更時のメンテナンスも容易である。

以上のように、本発明にかかるガス器具判別装置は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を計測する流量計測手段と、流量計測手段から出力される流量値情報を外部に伝送する通信手段を有するガスメータと、通信手段から送られる流量値情報を受信する端末通信手段と、端末通信手段より得られた流量値情報から使用されているガス器具を判別検知する判別手段を有する情報処理端末からなる構成である。

ガスメータで計測した流量データ情報を外部の情報処理端末に送り、情報処理端末内で器具判別のアルゴリズムのソフトを使いガス器具の判別を行うもので、ガスメータ側のハード仕様変更は最小限度に抑えて器具判別をすることを可能とするものである。

本発明の実施の形態におけるガス器具判別装置の構成図 本発明の実施の形態におけるガスメータ構成図 本発明の実施の形態における流量計測手段の概念図 本発明の実施の形態における流量及び演算値の図 本発明の実施の形態における判別動作の流れ図 本発明の実施の形態における流量及び差分値の特性図 本発明の他の実施の形態におけるガスメータ構成図 本発明の他の実施の形態におけるガス器具判別装置の構成図 従来のガスメータの判別方法を示す概念図

符号の説明

１ ガスメータ
２ 情報処理端末
３ ガス遮断弁
４ 流量計測手段
５ 表示部
６ メータ通信手段（通信手段）
７ アンテナ
８ 感震器
９ 制御手段
１０ 計測流路
１１，１２ 超音波送受信器
１３ 端末通信手段
１４ アンテナ
１５ 演算手段
１６ 判別手段
１７ 登録手段
１８ 情報統括手段
１９ 表示手段
２０ 記憶手段

Claims (14)

1. ガス供給管に接続されガス流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値情報を伝送する通信手段と、前記通信手段から流量値情報を受信する端末通信手段と、前記端末通信手段から流量値情報を入力する判別手段とを有し、前記判別手段は、流量値情報から使用されているガス器具を判別するガス器具判別装置。
2. 流量計測手段により計測された流量値情報を記録する記憶手段を有し、所定量の流量情報を蓄積した後、前記記憶手段に蓄積した情報を通信手段と端末通信手段により伝達を行う請求項１に記載のガス器具判別装置。
3. 時間管理を行うタイマー手段を有し、通信手段から端末通信手段への情報伝達は前記タイマー手段により送信時間を規定し行われる請求項２に記載のガス器具判別装置。
4. 流量値情報の量を圧縮する圧縮手段を有し、圧縮された情報を解凍する伸張装置を有する端末通信手段である請求項２または３に記載のガス器具判別装置。
5. 流量値情報を暗号化する暗号化手段を有し、暗号化された情報を通信手段と端末通信手段とにより伝達する請求項１〜４いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
6. 通信手段と端末通信手段とがそれぞれに送受信機能を有し、前記端末通信手段側からの信号により前記通信手段からの流量値情報の伝達を開始する請求項１〜５いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
7. 流量情報を受信完了後端末通信手段からの信号により記憶手段への流量記録にリセットスタートをかける請求項６に記載のガス器具判別装置。
8. ガスの流れを遮断する遮断弁を有し、判別手段による判別結果を前記遮断弁に伝達し、判別した使用ガス器具に対応したガス遮断の条件によりガス不安全使用時のガス遮断を行う保安制御手段を有する請求項６または７に記載のガス器具判別装置。
9. 複数の通信手段と情報の伝達を時系列で行える処理機能を有する端末通信手段である請求項１〜８いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
10. 流量値情報から異常を検知すると遮断弁によりガスの流れを遮断するとともに異常情報を端末通信手段に通信手段を介して伝送する請求項１〜９いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
11. 通信手段と端末通信手段との間の通信は無線により行う請求項１〜１０いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
12. 判別した使用ガス器具を表示する表示手段を有する請求項１〜１１いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
13. 流量計測手段は、ガス流量を一定時間間隔で計測する機能を有し、前記流量計測手段より得られた流量値情報から一定時間毎の流量の差分値を求める演算手段と、登録手段と、前記演算手段により算出された差分値と前記登録手段内に登録された比較判定値との大きさを比較し使用されているガス器具を判別する判別手段とを有する請求項１〜１２いずれか１項に記載のガス器具判別装置。
14. 流量計測手段は超音波計測流量計よりなる請求項１〜１３いずれか１項に記載のガス器具判別装置。

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