JP3152824B2

JP3152824B2 - 流量測定装置

Info

Publication number: JP3152824B2
Application number: JP32326993A
Authority: JP
Inventors: 崇田中; 功金子; 和也藤澤
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH07151575A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス等の流体流量を測
定するための流量測定装置に係り、特に流量センサから
出力される流量パルスの時間間隔を測定し、この時間間
隔より流体流量を演算する流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の流量測定装置、例えば都
市ガス等のガス流量を測定するためのガス流量測定装置
は、図８に示すように構成されている。このガス流量測
定装置は、ガス流量を検出し、単位計量体積当たりの流
量パルスを発生する流量センサ１と、この流量センサ１
から出力される流量パルスの時間間隔を測定するための
クロック２と、流量センサ１から出力される流量パルス
およびクロック２から出力される計時信号を受けて流量
パルスの時間間隔を算出し、単位時間当たりのガス流量
を算出するための演算装置３とにより構成されている。

【０００３】ガス流量計１は、図９に表すように、単位
流量体積を計量するためのガスメータ４、マグネット
（磁石）５およびリードスイッチ６により構成されてい
る。リードスイッチ６は接点部分にリード片６ａを使用
し、ガラス管６ｂに内蔵したものであり、マグネット５
が近づくことによりオンし、マグネット５が離れること
によりオフするものである。

【０００４】この従来の流量測定装置では、ガスメータ
４が単位流量体積を計量する都度、マグネット５がリー
ドスイッチ６から離れ、その結果リードスイッチ６がオ
ンからオフに切り替わり、この状態変化が流量パルスと
して演算装置３へ送られる。流量パルスが入力された演
算装置３は、流量パルスの時間間隔をクロック２で計測
する。すなわち、リードスイッチ６が一回目にオンから
オフになった時点から、次にリードスイッチ６がオンか
らオフになるまでの時間間隔Ｔをクロック２で計測し、
この時間間隔Ｔとガスメータ６の単位計量体積ｑとか
ら、単位時間当たりの流量Ｑ（＝ｑ／Ｔ）を算出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の流
量測定装置では、流量センサ１１およびクロック２の各
出力を基に単位時間当たりの流量を算出している。しか
しながら、このような構成の流量測定装置では、流量パ
ルスにノイズがのったとき、例えば流量パルスが短時間
に連続して検出されたときには、演算される単位時間当
たりのガス流量は実際の流量とは異なり、非常な大きな
流量として算出され、誤差が大きくなるという問題点が
あった。

【０００６】最近、家庭用のガスメータとして、通過す
るガスの流量を計測する機能の他に、マイクロコンピュ
ータを搭載して安全機能を付加したものが実用化されて
おり、例えば所定量以上のガス流量を検出した場合や所
定のガス流量を所定時間以上検出した場合に、ガス遮断
弁を駆動してガス流路を遮断させるようになっている。
これらの機能により配管中の漏洩や、不自然なガスの流
出などを検出して、事故を未然に防止し、安全性を保障
するものであり、このような機能が正確に作動するため
には、ガス流量の正確な測定が望まれる。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ガス等の流体の流量パルスにノイズ
がのった場合においても、正確な流体流量を測定するこ
とができる流量測定装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の流量測定
装置は、流体の流量を検出し単位計量体積当たりの流量
パルスを出力する流量検出手段と、この流量検出手段が
流体流量を検出すると同時に流体の圧力を検出する圧力
検出手段と、前記流量検出手段から出力された流量パル
スの時間間隔を計測する計時手段と、前記流量検出手段
から出力される流量パルスと前記計時手段により計測さ
れた流量パルスの時間間隔とから単位時間当たりの流体
流量を算出する演算手段と、この演算手段により算出さ
れた単位時間当たりの流体流量および前記圧力検出手段
により検出された圧力それぞれを前記流量検出手段が流
量パルスを検出する毎に記憶する記憶手段と、この記憶
手段に記憶された単位時間当たりの流体流量および圧力
の履歴から前記演算手段により演算された単位時間当た
りの流体流量を補正する流量補正手段とを備えたもので
ある。

【０００９】この流量測定装置では、流量検出手段によ
り流体の流量が検出され単位計量体積当たりの流量パル
スが出力されると同時に、圧力検出手段により流体の圧
力が検出され、計時手段により流量検出手段から出力さ
れた流量パルスの時間間隔が計測される。そして、演算
手段において、流量検出手段から出力される流量パルス
と計時手段により計測された流量パルスの時間間隔とか
ら単位時間当たりの流体流量が算出され、この演算手段
により算出された単位時間当たりの流体流量および圧力
検出手段により検出された圧力それぞれが、流量検出手
段が流量パルスを検出する毎に記憶手段に記憶される。
流量補正手段では、この記憶手段に記憶された単位時間
当たりの流体流量および圧力の履歴から、演算手段によ
り演算された単位時間当たりの流体流量を補正する。

【００１０】請求項２記載の流量測定装置では、流量補
正手段を、単位時間当たりの流体流量が所定量以上変化
した場合であって、かつ同時に測定した圧力の変動量が
所定量以下の場合に、その流体流量をノイズと判断し、
直前に検出された流量を近似的にその時点の流体流量と
することにより、前記演算手段により演算された単位時
間当たりの流体流量を補正するよう構成したものであ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例に係るガスメータ
１０の概略の構成を示す説明図である。このガスメータ
１０は、マイクロコンピュータを用いた安全機能を付加
したものである。ガスメータ１０の内部には、ガス流入
口１６およびガス流出口１７を有するガス流路１１が設
けられている。このガス流路１１には、図示しない配管
を通じて都市ガス等のガス２０が流入し、このガス２０
が図示しないガスコンロ等のガス器具に対して供給され
るようになっている。ガス流路１１にはガス流入口１６
側から順に、ガス流路１１を遮断するためのガス遮断弁
１２、ガス流路１１を通過するガスの流量を計測するた
めのガス流量計１３およびガス流路１１内のガスの圧力
を検出するためのガス圧力検出センサ１４が順次配設さ
れている。

【００１３】また、ガスメータ１０内には、ガス流量計
１３およびガス圧力検出センサ１４の各出力信号を入力
し、ガス遮断弁１２を制御するための制御部１５が設け
られている。

【００１４】図２は本実施例のガスメータ１０における
制御部１５とその周辺の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、制御部１５は、ＣＰＵ（中央処理
装置）３０、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）３１、
ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３２、時間計測
のためのクロック３３および入出力ポート３４を備え、
これらは互いにバス３５によって接続されている。入出
力ポート３４には、前述のガス流量計１３とガス圧力検
出センサ１４の他に、ガス遮断弁１２を駆動するための
駆動回路３６が接続されている。この制御部１５では、
ＣＰＵ３０が、ＲＡＭ３２をワーキングエリアとして、
ＲＯＭ３１に格納されたプログラムを実行することによ
って、単位時間当たりのガス流量の正確な測定およびガ
ス漏れの検査等の安全機能を実現するようになってい
る。ＲＡＭ３２には、単位時間当たりの流体流量および
圧力検出センサ１４により検出された圧力それぞれが単
位時間毎に格納されるようになっている。

【００１５】図３は本実施例の流量測定装置の機能を示
す機能ブロック図である。この図に示すように、流量測
定装置は、流体の流量を検出し単位計量体積当たりの流
量パルスを出力する流量検出手段４１と、この流量検出
手段４１が流体流量を検出すると同時に流体の圧力を検
出する圧力検出手段４２と、流量検出手段４１から出力
された流量パルスの時間間隔を計測する計時手段４３と
を備えている。流量検出手段４１はガス流量計１３によ
り実現され、圧力検出手段４２はガス圧力検出センサ１
４により実現され、また計時手段４３はクロック３３に
より実現される。

【００１６】流量測定装置は、更に、流量検出手段４１
から出力される流量パルスと計時手段４３により計測さ
れた流量パルスの時間間隔とから単位時間当たりの流体
流量を算出する演算手段４４と、この演算手段４４によ
り算出された単位時間当たりの流体流量および圧力検出
手段４２により検出された圧力それぞれを単位時間毎に
記憶する記憶手段４５と、この記憶手段４５に記憶され
た単位時間当たりの流体流量および圧力の履歴から演算
手段４４により演算された単位時間当たりの流体流量を
補正する流量補正手段４６とを備えている。演算手段４
４は制御部１５、記憶手段４５はＲＡＭ３２、また流量
補正手段４６は制御部１５によりそれぞれ実現される。

【００１７】流量補正手段４６では、具体的には、単位
時間当たりの流体流量が所定量以上変化した場合であっ
て、かつ同時に測定した圧力の変動量が所定量以下の場
合に、このときの流量はノイズであると判断し、そのと
きの流量の代わりに直前に検出された流量を近似的にそ
の時点の流量とすることにより、演算手段の演算結果を
補正するようになっている。すなわち、一般に、ガス器
具側の使用ガス量が増加すれば、それに伴って一時的に
供給圧力は低下する。従って、ある所定範囲以上の流量
変化が起こったにもかかわらず、同時に測定した圧力が
ある所定の範囲以下の変動しか示さなければ、このとき
の流量パルスはノイズであると判断し、そのため直前の
流量を近似的にその時点での流量とするものである。

【００１８】次に、本実施例の流量測定装置の流量補正
手段による補正動作について図４に示す流れ図を参照し
て説明する。

【００１９】本実施例では、流量検出手段４１によって
ガス流路１１を通過するガスの単位時間毎の流量Ｑ_iが
計測されると共に、圧力検出手段４２によってガス流路
１１内のガスの単位時間毎の圧力Ｐ_iが検出され、これ
らが記憶手段４５に記憶される（ステップＳ１００）。
次に、演算手段４４により単位時間毎のガス流量変化量
ΔＱ_i（＝Ｑ_i−Ｑ_i-1)および単位時間毎のガス圧力変
化量ΔＰ_i（＝Ｐ_i−Ｐ_i-1)それぞれが算出され（ステ
ップＳ１０１）、これらΔＱ_iおよびΔＰ_iがそれぞれ
次式を満たすか否かが判断される（ステップＳ１０
２）。

【００２０】

【数１】｜Ｑ_i｜＞３００リットル／ｈ｜Ｐ_i｜＜３ｍｍＨ₂Ｏ／ｈ

【００２１】ガス流量の変化量ΔＱ_iが３００リットル
／ｈより大きくなり、かつガス圧力の変化量ΔＰ_iが３
ｍｍＨ₂Ｏ／ｈ以下の場合には（ステップＳ１０２；
Ｙ）には、流量補正手段４６はこの時の流量Ｑ_iはノイ
ズであると判断し、その直前に計測された流量Ｑ_i-1を
この時点の流量Ｑ_iとして補正を行い（ステップＳ１０
３）、続いてステップＳ１００へ戻り次の時点の流量を
計測を行う。一方、ガス流量の変化量ΔＱ_iが３００リ
ットル／ｈより大きく、かつガス圧力の変化量ΔＰ_iが
３ｍｍＨ₂Ｏ／ｈ以下の条件を満たさない場合には（ス
テップＳ１０２；Ｎ）には、流量補正手段４６はこの流
量はノイズではないと判断し、補正することなくステッ
プＳ１００へ戻り、次の計測を行う。

【００２２】なお、流量検出手段４１により所定量以上
のガス流量が検出された場合や所定のガス流量が所定時
間以上検出された場合等に、ガス遮断弁１２を駆動して
ガス流路１１を遮断させることは従来と同様であるの
で、その説明は省略する。

【００２３】図５乃至図７はそれぞれ本実施例の流体流
量測定装置による測定結果の一例を表すものである。図
５はノイズ成分を含むガス流量、図６はガス供給圧力の
測定結果であり、図７は本実施例の流体流量測定装置に
より、ノイズ成分を取り去り、補正処理がなされたガス
流量の測定結果を表している。

【００２４】このように本実施例では、流量検出手段４
１によりによりガス流量を検出すると同時に、圧力検出
手段４２によりガス供給圧力を検出し、これらガス流量
および圧力それぞれを単位時間毎に記憶手段４３に記憶
させ、記憶された単位時間当たりの流体流量および圧力
の履歴から、ノイズの有無を判断し単位時間当たりの流
体流量を補正するようにしている。従って、流量検出手
段４１から出力される流量パルスにノイズがのった場合
においても、このノイズ成分を取り除いて正確な流体流
量を検出することができ、よってガス漏れを精度良く検
出することができ、安全機能が向上する。

【００２５】なお、上記実施例においては、計測対象と
しての流体をガスメータ１０を流れるガス２０を用いて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
その他液体の流量を測定する装置にも適用可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の流量測定装
置によれば、流体流量を検出すると同時に流体の圧力を
検出し、流体流量および圧力それぞれを単位時間毎に記
憶し、記憶された単位時間当たりの流体流量および圧力
の履歴から単位時間当たりの流体流量を補正するように
したので、流量パルスにノイズがのった場合において
も、正確な流体流量を検出することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流量測定装置における
ガスメータの概略の構成を示す説明図である。

【図２】図１における制御部とその周辺の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】図１の流量測定装置の機能を表すブロック図で
ある。

【図４】図１の流量測定装置における流量補正動作を説
明するための流れ図である。

【図５】ノイズ成分を含むガス流量の時間変化の一例を
表す図である。

【図６】ガス供給圧力の時間変化の一例を表す図であ
る。

【図７】ノイズ成分が除去されたガス流量の測定結果の
一例を表す図である。

【図８】従来の流量測定装置の原理を説明するためのブ
ロック図である。

【図９】従来の流量測定装置の具体的構成を説明するた
めのブロック図である。

【符号の説明】

１０ガスメータ１２ガス遮断弁１３ガス流量計１４ガス圧力センサ１５制御部３０ＣＰＵ（中央処理装置）３２ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３３クロック（計時手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 3/22 G01F 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の流量を検出し単位計量体積当たり
の流量パルスを出力する流量検出手段と、この流量検出手段が流体流量を検出すると同時に流体の
圧力を検出する圧力検出手段と、前記流量検出手段から出力された流量パルスの時間間隔
を計測する計時手段と、前記流量検出手段から出力される流量パルスと前記計時
手段により計測された流量パルスの時間間隔とから単位
時間当たりの流体流量を算出する演算手段と、この演算手段により算出された単位時間当たりの流体流
量および前記圧力検出手段により検出された圧力それぞ
れを前記流量検出手段が流量パルスを検出する毎に記憶
する記憶手段と、この記憶手段に記憶された単位時間当たりの流体流量お
よび圧力の履歴から前記演算手段により演算された単位
時間当たりの流体流量を補正する流量補正手段とを具備
することを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】前記流量補正手段は、単位時間当たりの
流体流量が所定量以上変化した場合であって、かつ同時
に測定した圧力の変動量が所定量以下の場合に、その流
体流量をノイズと判断し、直前に検出された流量を近似
的にその時点の流体流量とすることにより、前記演算手
段により演算された単位時間当たりの流体流量を補正す
ることを特徴とする請求項１記載の流量測定装置。