JP5092723B2 - 流量計測装置 - Google Patents

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する技術に関するものである。

従来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測装置を内蔵したガスメータが取り付けられている。またガス器具別に料金を設定する料金体系が実施されている。従来のガスメータを用いてこのような料金体系に対応する場合、ガスメータに接続された複数の積算装置を用いる。そして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る。すなわち時間区分別流量や流量区分別流量を求める。その積算値により料金体系が決められる。

料金体系の一例について図１７を用いて説明する。ガス器具別料金体系では予め所定の割引流量区分と所定の割引時間帯が設定され、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が割引対象となる。すなわち図１７において斜線で区分された部分が割引対象となる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この方法では、器具の特定判断が曖昧である。そのため、特定器具に対して料金を課金する等の、消費者によりわかりやす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、特定の器具を判別するための方法として、以下に示すような方法が提案されている。

図１８は、あるガス器具の起動時のガス流量変化プロファイルとそのプロファイルをもとにプロファイルマッチングを行うための参照値（プロファイルテーブル）を示す。このプロファイルテーブルを用い、ガスメータの流量計測装置により計測された流量値の変化とプロファイルテーブルを常に比較しながらマッチングするものを抽出することで、ガス器具が特定される（例えば、特許文献２参照）。すなわちこのプロファイルテーブルは１つのガス器具の燃焼制御に伴って発生する一連のガスの流量変化プロファイル分用意する必要がある。また各家庭で使われているガス器具の総台数分必要になる。
特開２００２−７１４２１号公報 特開２００３−１４９０２７号公報

しかしながら上記従来の構成において、何らかの原因により器具の判別に失敗した場合、ガス流量に変化がおきても、器具として判別されないため、流量に変化があってもその情報が残らなく、また、その器具のガス使用流量分は誤差となってしまうとともに、一度判別を失敗すると訂正させることが難しく器具判別の信頼性に不透明さが残ってしまうという課題を有している。

本発明は上記課題を解決するもので、流量変化があってそれに対する器具の判別を誤ったとしても、その判断を別の手段により再判別することで器具流量の誤差を少なくし、器具判別の精度を向上させたガス器具判別装置を提供する。

上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、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、検出されたガス流量を微分する微分器と、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、ガス流量の微分値によって起動され、記憶されたプロファイルから、検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出することにより、接続された複数のガス器具の内の幾つかを識別するプロファイル検索器を備え、前記プロファイル検索器はガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すことを特徴とする。

上記発明によれば、プロファイル検索器が、記憶されたプロファイルから符合するプロファイルを探し出せないときに、検出されたガス流量の特徴を分析することにより、複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器を有し、器具判別処理とは異なる判別ロジックで器具再判別処理を実行するようにしているため、複数のガス器具が同時に起動したような場合でも確実に使用ガス器具を判別することができ、プロファイル検索器で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリーに記憶したプロファイルの加算処理を行って微分値と比較することで、複数のガス器具が同時に起動した場合など通常のプロファイル検索器では判別できないような条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うことができるので、器具判別情報に基づく保安機能や新料金メニューなど各種サービスへの利用精度を高めることができ、ガス需要の拡大に大きく寄与することができる。

本発明の流量計測装置は、通常の器具判別処理で使用ガス器具の判別ができなかった場合でも、通常の器具判別処理とは異なる判別ロジックで器具再判別処理を実行するようにしているため、複数のガス器具が同時に起動したような場合でも使用ガス器具を判別することができ、器具判別情報に基づく保安機能や新料金メニューなど各種サービスへの利用精度を高めることができ、ガス需要の拡大に大きく寄与することができる。

本発明における第１の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、前記検出されたガス流量を微分する微分器と、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出することにより、前記接続された複数のガス器具の内の幾つかを識別するプロファイル検索器と、を有し、前記プロファイル検索器はガス流量の微分値によって起動され、記憶されたプロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すことを特徴とする。

そして、プロファイル検索器で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリーに記憶したプロファイルの加算処理を行って微分値と比較することで、複数のガス器具が同時に起動した場合など通常のプロファイル検索器では判別できないような条件下でも確実
に使用ガス器具の判別を行うことができる。

本発明における第２の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、前記検出されたガス流量を微分する微分器と、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、を有し、前記第２のプロファイル検索器は、ガス流量の微分値に応答して記憶されたプロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すことを特徴とし、プロファイル検索器で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリーに記憶したプロファイルの加算処理を行って微分値と比較することで、複数のガス器具が同時に起動した場合など通常のプロファイル検索器では判別できないような条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

本発明における第３の発明は、第２の発明において微分値は正の値を持つことを特徴とし、複数の器具が同時に起動した場合に対応する。

本発明における第４の発明は、第２の発明において微分値は負の値を持つことを特徴とし、複数の器具が同時に停止した場合に対応する。

本発明における第５の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、前記検出されたガス流量を微分する微分器と、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、を有し、前記第２のプロファイル検索器は、記憶されたプロファイルから、検出されたガス流量の減少プロファイルに符合するプロファイルを探すことを特徴とし、いずれかの器具が停止した際に停止器具の判別ができなかった場合でも第２のプロファイル検索器により判別することが可能となる。

本発明における第６の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、前記検出されたガス流量を微分する微分器と、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイ
ルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、を有し、前記第２のプロファイル検索器は、記憶されたプロファイルから、ガス燃焼制御に関連して発現するガス消費プロファイルに符合するプロファイルを探すことを特徴とし、いずれの器具が動作しているかわから無い状態であっても燃焼制御があれば器具を判別することができる。

本発明における、第７の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、前記検出されたガス流量を微分し、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出することにより、前記接続された複数のガス器具の内の幾つかを識別する、ステップを有し、前記プロファイルを算出するステップは、記憶されたプロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出するステップを含むことを特徴とし、プロファイル検索器で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリーに記憶したプロファイルの加算処理を行って微分値と比較することで、複数のガス器具が同時に起動した場合など通常のプロファイル検索器では判別できないような条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

本発明における第８の発明は、複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、前記検出されたガス流量を微分し、ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探し、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する、ステップを有し、前記検出されたガス流量を分析するステップは、ガス流量の微分値に応答して、記憶されたプロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すステップを含むことを特徴とし、プロファイル検索器で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリーに記憶した起動プロファイルの加算処理を行って微分値と比較することで、複数のガス器具が同時に起動した場合など通常のプロファイル検索器では判別できないような条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

本発明における第９の発明は、第８の発明において微分値は正の値を持つことを特徴とし、複数の器具が同時に起動した場合に対応する。

本発明における第１０の発明は、第８の発明において微分値は負の値を持つことを特徴とし、複数の器具が同時に停止した場合に対応する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における流量計測装置の構成を示す機能ブロック図である。流量計測装置１はガス供給管２０の途中に設けられ、その下流側の流路１５である配管には各需要家宅内に設置された２台以上のガス器具である器具３１〜３３が接続されている。器具３１〜３３はそれぞれ流路１５に接続された第１ガス器具、第２ガス器具、第３ガス器具である。

流量計測装置１内部には、流路１５内に設けられたガス遮断弁２、流量検出センサー３、表示部４、感震器５、演算部６、制御部１１が設けられている。流量検出センサー３は流路１５内を流れるガス流量を計測し検出した流量信号を制御部１１へ送る。制御部１１は演算部６へ流量信号を送り、演算部６はこの流量信号を演算処理して使用ガス流量を求める。また演算部６は流量検出センサー３から出力される流量値データの微分値を求める微分器１６を含む。そして制御部１１は、求められた使用ガス流量は月別使用量あるいは積算総使用量等、任意の表示形態で表示部４を介して表示する。感震器５は地震などの振動を検出し、感震器５が所定値以上の振動を検知すると制御部１１はガス遮断弁２を作動させ流路１５を遮断する。

さらに流量計測装置１は、メモリー７、第１プロファイル検索器８、第２プロファイル検索器１７を内蔵している。メモリー７は器具３１、３２、３３のそれぞれの、少なくとも起動時のガス流量変化プロファイルと各ガス器具に特有の制御に基づくガス流量変化プロファイルとを記憶する。ここでガス流量変化プロファイルとは、後述するガス流量の微分値、絶対流量の変化量、流量を時間軸に対してプロットした場合の流量変化形状、あるいは流量変化の周期性などを含む。そして流量変化形状は、短時間における形状と長時間における形状を含む。短時間における流量変化形状は、オーバーシュート、傾き（変化率）や制御値などを含む。またガス器具に特有の制御の具体例については後述する。

第１プロファイル検索器８は演算部６で求めた微分値と予め設定したプロファイルとを比較し、微分値がプロファイルより大きいとき、器具３１〜３３の少なくともいずれかの状態が変化したと判定する。また第１プロファイル検索器８は流量検出センサー３が計測したガス流量変化プロファイルと、メモリー７に記憶された起動時のガス流量変化プロファイルとを比較することで、起動しているガス器具を特定する。また演算部６の求めた微分値から、第１プロファイル検索器８は器具３１〜３３のいずれかが停止したことを検知する。第２プロファイル検索器１７はこの停止検知時点以降のガス流量変化プロファイルをメモリー７に記憶された各ガス器具に特有の制御に基づくガス流量変化プロファイルと比較する。これにより、使用中のガス器具が器具３１〜３３のいずれであるかを特定する。そして第１プロファイル検索器８が起動していると判断したガス器具のうち停止したガス器具がどれであるかを特定する。すなわち器具３１と器具３２が起動すれば第１プロファイル検索器８はこれらの器具が起動したことを特定する。そして先に器具３１が停止すれば、第２プロファイル検索器１７は例えば器具３２が使用中であることを特定するとともに、停止したのが器具３１であることを特定する。

より具体的には、さらに器具流量積算部９と流量記憶部１０が設けられている。器具流量積算部９は第１プロファイル検索器８により判別されたガス器具毎に使用流量を求める。なお制御部１１は各部を有機的に関連付けて制御することでガス器具判別機能を有効に作用させたり、各種異常処理を実行したりする。また、それらの動力源となる電池（図示せず）も内蔵されている。

メモリー７には、流量変化が起こったかどうかの判別基準となる変化プロファイルと各器具の一連の燃焼状態の変化点（起動、制御、停止）でのプロファイルがガス流量変化プロファイルとして記録されている。メモリー７には半導体メモリー以外に、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構成可能である。

流量検出センサー３は、瞬時流量計測器としての超音波流量計を含んでいる。超音波流量計を含むことにより、一定時間毎の瞬時計測を容易に行うことができる。しかしながら流量検出センサー３はこれに限定されない。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。

ここで、流量検出センサー３を構成する超音波方式の流速計測に関して図２を用いて説明する。図２は本実施の形態による流量計測装置の流量検出センサーの構成図である。流路１５内に設けられた計測流路１２は矩形断面を有し、計測流路１２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１２を挟んで一対の超音波送受信器１３、１４が設けられている。超音波送受信器１３、１４は計測流路１２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。そして、流量検出センサー３の計測制御部（図示せず）は、超音波送受信器１３、１４間で交互に超音波を送受信させる。これにより計測制御部は、流体の流れに対して順方向の超音波の伝搬時間と逆方向の超音波の伝搬時間との差を、一定時間間隔を置いて計り、伝搬時間差信号として出力する。この伝搬時間差信号を受けて流量検出センサー３は被計測流体の流速及び流量を算出する。

演算式を下記に示す。図２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は式（１）で求めることができる。
Ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓφ）×（（１／ｔ１）−（１／ｔ２）） ・・・式（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が、本実施の形態では２秒間隔で計測を行っている。さらに時間間隔を小さくすることは測定原理上可能である。ガス器具によっては２秒より短時間で起動する器具もあるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となる。例えば従来のガスメータで使用している膜式方式では、計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔である。一方、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある。また計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、以下に説明するアルゴリズムにおいて流量変化の微分からガス器具の状態変化を判断することが困難になる。このような理由を考慮し、コストや器具判別の性能面からバランスのよい時間として本実施の形態では２秒間隔計測で行っている。

次に、ガス器具の動作の判別手順について図３を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態による流量計測装置における起動判別動作のフローチャートである。

流量計測装置１は上述のように２秒間隔でガス流量を計測し、そのデータを演算部６に送る（Ｓ０１）。演算部６は２秒毎の流量の微分データを出力する（Ｓ０２）。この微分データは逐次、制御部１１に設けられた比較プロファイル検索器（図示せず）に送られ、メモリー７に登録されているプロファイルとの比較を行っている（Ｓ０３）。この比較結果において微分値が略０の状態からプロファイルを超えた場合、制御部１１はいずれかの器具３１〜３３が起動したと判断する。

図４に具体的なガス器具使用時のガス流量の変化と微分値の変化を示す。実線が流量検出センサー３により測定されたガスの流量値を示し、破線がそのときの微分値、すなわち、２秒毎の微分値を示す。ガス器具の起動時には、微分値はプラス側にピークをもって表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される。そして図３に示すように微分値の変化があるプロファイル以上の場合、第１プロファイル検索器８はガス器具の起動プロファイルと微分値の変化の大きさを比較し（Ｓ０４）、一致した起動プロファイルに対応するガス器具が起動したと特定する（Ｓ０５）。

メモリー７に登録されている起動プロファイルの参照テーブルの例を図５に示す。器具Ａは例えばファンヒータであり、器具Ｂは例えばガスコンロである。また器具Ｃは例えば床暖房であり、器具Ｄは例えば給湯器である。

次にガスの燃焼量変化に伴う状態変化の判定について説明する。ガス器具において、ガスの燃焼量を変化させる制御動作があった場合、ガス流量が変化する。図６（ａ）、（ｂ）に示すようにその変化プロファイルはガス器具により、それぞれ特徴を有する。特に変化時間はガス器具の制御の方式により異なるため、その変化時間を特定することで器具の特定も可能となる。なお１を示している。

図７（ａ）（ｂ）はそれぞれ図６（ａ）（ｂ）のデータの微分値を示す。なお図７における▽マークはカウント発生ポイントを示し、２秒ごとに微分値の絶対量が所定以上ある箇所を指す。制御部１１は▽の数をカウントする。

図８のフローチャートに示すように上記した微分値のデータは順次、第１プロファイル検索器８に送られ、第１プロファイル検索器８はこの微分データをメモリー７に登録されている判定値と比較する（Ｓ１３）。微分値が負の値で、かつ判定値ＱＢより大きいか、または正の値で、かつ判定値ＱＡより小さい場合（Ｙｅｓ）、制御部１１の図示しないカウンタが作動する（Ｓ１４）。そして制御はＳ０２に戻り、次回以降の微分値も判定値を連続して越えている間は２秒毎にカウンタの計測数が増分される。

ガス流量の変化が無くなり微分値が判定値以下になれば（Ｎｏ）、制御部１１はＳ１５でカウント数が０でないことを確認して、それまでカウントされた数を出力する。第１プロファイル検索器８はその数をメモリー７に登録された参照テーブルと比較し（Ｓ１６）、どのガス器具に状態変化であったか判断する（Ｓ１７）。メモリー７には例えば図９に示すような値が記憶されている。なお、図８におけるＱＡ、ＱＢは流量変化を起動、停止と制御とを区分するためのしきい値であり、その値は使用器具により決まっている。

このように、一旦、ガス器具の起動が確認されると、流量変化があった場合でも流量変化したガス器具が特定できる。しかも流量変化前後の流量変化量を求めることができる。そのため、演算部６により判定されたガス器具の変化前のガス流量に対して、器具流量積算部９は特定した変化流量を加減算し、特定器具の流量を常に確定させる（Ｓ１８）。したがって、使用しているガス器具が複数台あってもどのガス器具がどれだけガス量を使っているか正確に求めることが可能である。すなわちガス器具ごとの使用ガス量は、瞬時の使用流量値を演算部６が計算する微分値の加算により求めている。

次に停止時の判別について図１０のフローチャートを用いて説明する。微分値が負の値で、停止判別の基準値ＱＢ以下になった場合、ステップＳ０３を経て、第２プロファイル検索器１７はガス器具の停止プロファイルと微分値の大きさを比較する（Ｓ２４）。そしてその微分値の絶対量に近い値で動作していたとされるガス器具を停止候補とし（Ｓ２５）、停止プロファイルに対応する器具が停止したと特定する（Ｓ２６）。このような停止
プロファイルはメモリー７に記憶されている。

例えば図１１のグラフは、器具３１、３２、３３を同時に使用した時の流量値と微分値を示す。このように複雑な流量変化プロファイルでも第１プロファイル検索器８、第２プロファイル検索器１７は、器具３１、３２、３３の起動時と停止時の変化を読み取ることができる。なお第１プロファイル検索器８、第２プロファイル検索器１７は一体に構成してもよい。

なお、制御部１１は判別結果の情報を表示部４に表示する。あるいは、制御部１１は、外部の端末機（図示せず）へこの情報を転送し表示してもよい。また、外部の端末機への情報転送の通信は有線、無線いずれの構成も可能である。

２台の器具が同時に起動された場合や、給湯器などの大流量器具が作動中に低流量器具が起動した場合など、流量変化が登録通りの動きをしなかった場合、装置が流量の変化状態は認知してもその後の処理ができず、判別が不能の状態が想定できる。

本実施例では流量に変化があったのに器具の認識ができない場合、図１２のフローチャートで示すように上記で説明した通常の起動判別ロジックとは異なる第２プロファイル検索器１７となる別のロジックを用いて器具を判別する。

以下、第２プロファイル検索器１７となる判別ロジックについて説明する。

第２プロファイル検索器１７の一つ目の判別ロジックは、複数のガス器具、例えば２台のガス器具が同時に起動した場合等、メモリー７にはガス器具別の個別のプロファイルが記憶されているだけであるため、２台分の流量変化値いわゆる微分値とメモリー７に記憶された起動プロファイルを比較して器具判別を行う通常の判別ロジックで器具判別処理を実行すると、起動ガス器具の判別が不能となり、使用ガス器具の特定ができない状態となる。

そこで、本実施の形態における一つ目の判別ロジックとして、第１のプロファイル検索器８により計算される流量変化の大きさと器具登録されている起動流量の加算値が合致する組み合わせから起動した器具を決める構成を提供するものである。

なお、本実施例では図１３に示すように使用する各器具のプロファイルの登録データを備えている。

例えば、図１４に示すように流量計測手段３の実測流量がＱｒであって、この時Ｑｒに合致する器具の登録が無い場合、登録器具Ａ，Ｂの登録起動流量がＱｕｐ＿ａ，Ｑｕｐ＿ｂであってＱｕｐ＿ａ＋Ｑｕｐ＿ｂ≒Ｑｒであるなら起動した器具は器具Ａと器具Ｂであるとするものである。

このように、流量変化が検知され、その変化量Ｑｒをメモリー７に記憶された起動プロファイルＱｕｐ＿ａ，Ｑｕｐ＿ｂと比較して使用ガス器具の特定を行う通常の器具判別処理で使用ガス器具が特定できなかった場合に、通常の器具判別処理とは異なる判別ロジック、つまりメモリー１３に記憶した起動プロファイルの加算処理（Ｑｕｐ＿ａ＋Ｑｕｐ＿ｂ）を行って微分値Ｑｒと比較する器具再判別処理を実行するようにしているため、複数のガス器具が同時に起動したような場合でも確実に使用ガス器具を判別することができ、器具判別情報に基づく保安機能や新料金メニューなど各種サービスへの利用精度を高めることができ、ガス需要の拡大に大きく寄与することができる。

なお、本実施の形態では同時に起動するガス器具が２台の場合について説明したが、それ以上のガス器具が同時に起動した場合でも同様に判別できることはいうまでもない。

次に、第２プロファイル検索器１７の二つ目のロジックについて説明する。上記同様に複数のガス器具、例えば２台のガス器具が同時に起動した場合など、起動ガス器具の判別が不可能であった場合、第２プロファイル検索器１７が器具流量の変化を第１プロファイル検索器８により検索する。

そして、第１プロファイル検索器８がマイナス側の微分を検知したとき、いずれかのガス器具が停止したと判断しメモリー７に記憶した停止プロファイルと比較してどのガス器具が使用されていたかを特定すると共に、流量検出センサー３で計測される流量計測値から現在使用されているガス器具を特定することで、複数のガス器具が同時に起動した場合などの条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うようにしたものである。

すなわち、図１５に示すように、器具Ａと器具Ｂが同時に起動したとして、器具Ａが先に停止したとすると、その時Ｙ時点での計測流量の流量変化はΔＱとなる。器具Ａの登録されている停止流量Ｑｓｔｏｐ＿ａとΔＱがほぼ等しいため、第２プロファイル検索器１７は器具Ａが停止したと判断し、不明であった一つの器具がＸ時点で器具Ａが起動し、Ｙ時点で停止したとする。また、Ｙ時点以降の使用流量と登録された器具Ｂの起動流量がほぼ等しいため、もう１台の器具の起動は器具Ｂであったとする。

また、別の実施形態として、２台以上のガス器具が起動し第１プロファイル検索器８で微分値と起動プロファイルが合致しなかった場合に、第１プロファイル検索器８によりマイナス側の微分が検知されたとき、その微分値とメモリー７に記憶された停止プロファイルを比較し、その比較結果が不一致の場合は複数のガス器具が同時に停止したと判断して、メモリー７に記憶されている停止プロファイルの加算値と比較し、マイナス側の微分値に近い停止プロファイルの加算値を見つけ出すことで、同時に停止した複数のガス器具を特定することができ、確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

次に、第２プロファイル検索器１７の三つ目のロジックについて説明する。上記同様に２台同時に器具が起動した場合など、起動ガス器具の判別が不可能であった場合に、流量制御機能を有する器具が含まれている場合は、流量の変化値を用いた器具判別ロジック以外に流量制御特性を制御プロファイルとしてメモリー７に記憶させておくことで、流量検出センサー３で計測される瞬時流量値から求められる器具特有の流量波形パターンから使用ガス器具を特定することができるものである。

すなわち、図１６に示すように、器具Ａと器具Ｂが同時に起動したとして、Ｚ時点で起こっているような流量の変化（変化時間がＴｃｏｎ＿ａで変化流量がＱｃｏｎ＿ａ）が器具Ａの制御変化として登録されている場合、その時点で器具Ａが動いていることが確認できるため、器具ＡがＸ時点より起動しているという判断が可能である。

なお、流量計測装置１内に器具別流量積算手段（図示せず）を有する構成とすることで、各ガス量の変化値を積分し機器・機能別の使用ガス変化を求めることができ機器別、機能別のガス使用量を算出することが可能である。

また、更には機器・機能別の使用ガス流量に対して個別の料金が課金できるように個別流量に対する料金演算手段（図示せず）を設けることで、ガス事業者の設定により器具・機能別の任意の料金を算出することも可能である。

また、提供しうるサービスの例の一つに新たなガス料金体系として、暖房器具だけに割
引制度を適用することが考えられ、消費者にとってはガス料金に割安感が出、暖房機の長時間使用によりガス事業者のガス需要の拡大及び器具の拡販に繋げることも可能となる。

以上のように、本実施の形態における流量計測装置においては、メモリー９に記憶された起動プロファイルと比較して使用ガス器具の特定を行う通常の器具判別処理で使用ガス器具が特定できなかった場合でも、通常の器具判別処理とは異なる判別ロジックで器具再判別処理を実行するようにしているため、複数のガス器具が同時に起動したような場合でも確実に使用ガス器具を判別することができ、器具判別情報に基づく保安機能や新料金メニューなど各種サービスへの利用精度を高めることができ、ガス需要の拡大に大きく寄与することができる。

また、流量変化が検知され、その変化量が予め定めたプロファイルと合致しなかった場合に器具判別不可と判断し、別の判別ロジックで再判別処理を行うようにしているため、確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

また、第１プロファイル検索器８で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、メモリー７に記憶した各種記憶値を用い、かつ加算あるいは減算処理など特別な判別ロジックを用いて再判別処理を実行する第２プロファイル検索器１７を設けているため、複数のガス器具が同時に起動した場合などの条件下でも使用ガス器具の判別を行うことができる。

また、第１プロファイル検索器８で使用ガス器具の判別ができなかった場合に、第１プロファイル検索器８がマイナス側の微分を検知したとき、いずれかのガス器具が停止したと判断しメモリー７に記憶した停止プロファイルと比較してどのガス器具が使用されていたかを判別すると共に、流量計測値から現在使用されているガス器具を特定するようにしているため、確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

また、複数のガス器具が同時に停止した場合は、停止プロファイルの加算処理を行い、マイナス側の微分値に近い停止プロファイルの加算値を見つけ出すことで、複数のガス器具が同時に停止した場合などの条件下でも確実に使用ガス器具の判別を行うことができる。

また、流量制御機能を有する器具が含まれているような場合は、流量の変化値を用いた器具判別ロジック以外に流量制御特性を制御プロファイルとしてメモリー７に記憶させておくことで、より精度よく器具判別を行うことができる。

そして、家庭用ガス供給管に接続された流量計測装置１を用いたガス供給システムを構築することで、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、ガス需要の拡大に大きく寄与することができる。

以上のように、本発明に係る流量計測装置は、通常の器具判別ロジックで判別できない器具使用形態において、通常の器具判別ロジックとは異なるロジックで器具判別を行う第２プロファイル検索器を有しているため、流量変化があってそれに対する器具の判別を誤ったとしても、その判断を別の判定方法で判別することが可能で器具判別の精度を高めることができ、ガス事業者等が提供する新料金メニューなど、各種サービスを有効に利用することができる。

本発明の実施の形態における流量計測装置の構成を示す機能ブロック図 同流量計測装置の流量検出センサーの構成図 同流量計測装置におけるガス器具の起動判別のフローチャート 同流量計測装置における計測流量値と微分値の関係を示す特性図 同流量計測装置における起動プロファイルのテーブルを示す図 同流量計測装置におけるガス流量波形の概念図 同流量計測装置におけるガス流量の微分波形の概念図 同流量計測装置におけるガス器具の流量制御判別のフローチャート 同流量計測装置における流量制御判別の判定値のテーブルを示す図 同流量計測装置におけるガス器具の停止判別のフローチャート 同流量計測装置における計測流量値と微分値の関係を示す特性図 同流量計測装置における判別動作のフローチャート 同流量計測装置における登録データの一例を示す図 同流量計測装置における機能説明図 同流量計測装置における別の機能説明図 同流量計測装置における別の機能説明図 従来の流量計測装置のガス器具毎の積算流量判別方法を説明するための概念図 従来の流量計測装置のガス器具毎の積算流量判別方法におけるデータ構成の一例を示す図

符号の説明

１ 流量計測装置
２ ガス遮断弁
３ 流量検出センサー
４ 表示部
５ 感震器
６ 演算手段
７ メモリー
８ 第１プロファイル検索器
９ 器具流量積算部
１０ 流量記憶部
１１ 制御回路
１２ 計測流路
１３、１４ 超音波送受信器
１５ 流路
１６ 微分器
１７ 第２プロファイル検索器

Claims (12)

1. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、
   前記検出されたガス流量を微分する微分器と、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出することにより、前記接続された複数のガス器具の内の幾つかを識別するプロファイル検索器と、
   を有し、
   前記プロファイル検索器はガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すことを特徴とする流量計測装置。
2. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、
   前記検出されたガス流量を微分する微分器と、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、
   前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、
   を有し、
   前記第２のプロファイル検索器は、ガス流量の前記微分値に応答して記憶された前記プロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すことを特徴とする流量計測装置。
3. 前記微分値は正の値を持つことを特徴とする請求項２に記載の流量計測装置。
4. 前記微分値は負の値を持つことを特徴とする請求項２に記載の流量計測装置。
5. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、
   前記検出されたガス流量を微分する微分器と、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、
   前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、
   を有し、
   前記第２のプロファイル検索器は、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量の減少プロファイルに符合するプロファイルを探すことを特徴とする流量計測装置。
6. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測装置において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出する流量検出センサーと、
   前記検出されたガス流量を微分する微分器と、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーと、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探す第１のプロファイル検索器と、
   前記第１のプロファイル検索器が、記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する第２のプロファイル検索器と、
   を有し、
   前記第２のプロファイル検索器は、記憶された前記プロファイルから、ガス燃焼制御に関連して発現するガス消費プロファイルに符合するプロファイルを探すことを特徴とする流量計測装置。
7. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、
   前記検出されたガス流量を微分し、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出することにより、前記接続された複数のガス器具の内の幾つかを識別する、ステップを有し、
   前記プロファイルを算出するステップは、記憶されたプロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを算出するステップを含むことを特徴とする流量計測方法。
8. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、
   前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、
   前記検出されたガス流量を微分し、
   ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、
   ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探し、
   記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する、ステップを有し、
   前記検出されたガス流量を分析するステップは、ガス流量の前記微分値に応答して、記憶された前記プロファイルから複数のプロファイル選択してそれらを加算し、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探すステップを含むことを特徴とする流量計測方法。
9. 前記微分値は正の値を持つことを特徴とする請求項８に記載の流量計測方法。
10. 前記微分値は負の値を持つことを特徴とする請求項８に記載の流量計測方法。
11. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、
    前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、
    前記検出されたガス流量を微分し、
    ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、
    ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探し、
    記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する、ステップを有し、
    前記検出されたガス流量を分析するステップは、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量の減少プロファイルに符合するプロファイルを探すステップを含むことを特徴とする流量計測方法。
12. 複数のガス器具が接続されたガス供給システムを通して供給されるガスの流量を計測する流量計測方法において、
    前記ガス供給システムを通して流れるガス流量を検出し、
    前記検出されたガス流量を微分し、
    ガス器具のガス消費プロファイルが、ガス器具の各々と関連付けて記憶可能なメモリーを提供し、
    ガス流量の前記微分値によって起動され、記憶された前記プロファイルから、前記検出されたガス流量に符合するプロファイルを探し、
    記憶された前記プロファイルから前記符合するプロファイルを探し出せないときに、前記検出されたガス流量の特徴を分析することにより、前記複数のガス器具の少なくとも一つを識別する、ステップを有し、
    前記検出されたガス流量を分析するステップは、記憶された前記プロファイルから、ガス燃焼制御に関連して発現するガス消費プロファイルに符合するプロファイルを探すステップを含むことを特徴とする流量計測方法。
    

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