JP4779198B2 - ガス保安装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流量を計測し、異常流量が計測された場合にはガス通路を遮断し、ガス使用上の安全性を確保するガス保安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、多量の流量が計測された場合や、通常ではありえないほどの長時間使用があった場合には、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装置が内蔵されたものが普及している。
【０００３】
この種のガス保安装置の流量測定方式では、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が一般的である。従来のガス保安装置について図６基づき説明する。通常、ガスを使用するとメータの膜式流量計測部１２にガスが流れ、一定体積流れる毎に信号が制御回路６に伝えられる。この信号を基にガスの積算流量を計算して、ガスの流れるパターンが異常かどうかを判定し、異常と判断した場合は遮断弁駆動回路４に遮断信号を出し、遮断弁３を遮断してガスを止める。さらに、保安機能として、所定の震度以上の地震が発生した場合に感震器７で揺れを検知して遮断弁３を遮断する機能や、ガス圧の異常を圧力センサ５で検知して警告を出したり、遮断弁３を遮断する機能を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膜式計測部を利用したガス保安装置では、ガス保安装置設置時やガス使用開始時の配管漏れチェックを実施する場合、漏れチェック用の圧力計が必要なうえ、漏れ確認に時間がかかるという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では電子式流量計測部でガスの流速を計測することによって、微小流量を瞬時に測定可能にし、ガス通路を遮断した場合の流量と比較することによって配管漏れのチェックをガス保安装置で実現できるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のガス保安装置は、ガスの流速を測定することによって、瞬時流量を計測できる電子式流量計測部と、ガスの使用状態が正常であるか否かを判定する制御回路と、異常が発生した場合にガスを遮断する遮断弁と、ガス保安装置設置時にガス通路を遮断した時と開放した時の流量を計測して配管漏れをチェックする配管漏れチェック手段を備え、前記電子式流量計測部は、二つの送受信可能な超音波センサと所定の断面積の計測流路から構成され、前記二つの超音波センサ間の超音波の伝搬時間を測定することで瞬時流量を計測し、前記配管漏れチェック手段は、配管漏れチェック時の計測モードとして、伝搬時間を測定するためのクロック周波数を高くして分解能をあげることによって測定精度を向上させた高精度計測モードを備えることによって、配管の漏れチェックの精度を向上させたものである。
【０００７】
【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。
【０００８】
（実施例１）
図１は本発明の第１の手段に対応した実施例１のガス保安装置を示す構成図である。基本的な構成は従来例の説明と同じで、従来例と本実施例との差異は流量計測部として電子式流量計測部１を備え、制御回路に配管漏れチェック手段８を加えたことである。電子式流量計測部１は電気によって駆動されるセンサによって構成され、センサはガス保安装置内を流れる気体の流速が変化すると出力される電気的な信号が変化する構成になっている。電子式流量計測部では前記センサ信号の変化とガス保安装置内を流れる気体の流速の大きさの相関を予め確認しておくことによって、瞬時に気体の流速を測定することが可能になる。そして、ガス通路の断面積が既知であることより、ガス保安装置内を通過する気体の瞬時流量が計測できる。
【０００９】
この電子式流量計測部で瞬時流量が計測できることを利用して、本実施例ではガス配管の微小漏れチェックを短時間で可能にする。配管漏れチェックの手順としては、まず外部からガス保安装置に配管漏れチェックの指示を与えることによって、制御回路６内の配管漏れチェック手段８が起動する。そして、配管漏れチェックの指示を受け付けた後、制御回路６からの指示で遮断弁３を閉じ、その状態で瞬時流量Ａを計測する。次に、遮断弁を開放し、その状態で瞬時流量Ｂを計測する。ここで、配管漏れチェック手段８では瞬時流量Ａと瞬時流量Ｂを比較し、二つの流量値が等しい場合は配管漏れ無しと判定し、二つの流量値が異なる場合は配管漏れ有りと判断して、液晶で構成された表示部２に配管漏れ有りの表示を出力する。このようにして本ガス保安装置ではガス配管の漏れの有無を短時間で確認できる。
【００１０】
（実施例２）
図２は本発明の第２の手段に対応した実施例２のガス保安装置を示す構成図である。基本的な構成は本発明の実施例１の説明と同じで、本実施例では電子式計測部として、二つの送受信可能な超音波センサ９と所定の断面積の計測流路１０から構成される超音波式計測部を備えている。超音波式計測部は、流体の流れる計測流路１０に設置した超音波振動子９と、超音波振動子９を駆動する超音波センサ駆動回路１１と、超音波センサ駆動回路１１にスタート信号を出力し、二つの超音波センサ間と超音波が伝搬する時間を計測する制御回路６とから構成されている。本実施例では二つの超音波センサを切り替え、被測定流体の上流から下流と下流から上流へのそれぞれの超音波の伝搬時間を測定し、（式１）より速度ｖを求める。（但し、上流から下流への伝搬時間をｔ１、下流から上流の伝搬時間をｔ２とする）。
【００１１】
ｖ＝Ｌ／２（（１／ｔ１）−（１／ｔ２））・・・（式３）
この超音波式流量計測部では正流、逆流両方の瞬時流量が計測できることを利用して、本実施例ではガス保安装置の上流側と下流側両方の微小漏れチェックを短時間で可能にする。配管漏れチェックの手順としては、本発明の実施例１と同じである。ただし、遮断弁を閉じたときの瞬時流量をＡ、遮断弁を開放したときの瞬時流量をＢとすると、Ａ＝Ｂの場合は配管漏れ無し、Ａ＞Ｂの場合はガス保安装置より上流側が配管漏れ、Ａ＜Ｂの場合はガス保安装置より下流側が配管漏れと判断するようになっている。また、図３のように配管漏れチェック時は通常の流量計測時より測定間隔に短い高精度計測モードを採用することによって、さらに配管漏れ検知の精度を向上させている。
【００１２】
（実施例３）
図４は本発明の第３の手段に対応した実施例３のガス保安装置の計測フローを示す図である。
【００１３】
超音波計測におけるシングアラウンド法とは、計測流体に対して同方向に超音波の送受信を所定の回数繰り返し、合計の伝搬時間を計ることによって、測定流体の流速を計測する分解能を向上させる方法である。本実施例では、高精度計測時と通常計測時でシングアラウンド回数（Ｓ回数）を変えることによって配管漏れチェック時の計測精度を向上させている。図４で、Ａ＞Ｂであり、高精度計測の場合のほうがシングアラウンド回数が多く設定でき、流量計測の分解能が高くなる。よって、配管漏れチェック時に高精度計測モードで計測することにより、配管漏れがより正確に確認できる。
【００１４】
（実施例５）
図５は本発明の第４の手段に対応したガス保安装置の時間計測クロックの状態を示す図である。図より高精度計測モード時にクロック周波数を高くすることにより、超音波センサ間を超音波が伝搬する時間の計測の分解能が上がり、超音波の真の受信タイミングにより近くで受信を確認できる。このため、配管漏れチェック時に高精度計測モードで計測することにより、配管漏れがより正確に確認できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明のガス保安装置によれば、微小流量が短時間で確認できるため、ガス保安装置のみで配管漏れが短時間で確認でき、測定回数もシングアラウンド回数も増やさずに計測精度が向上できるため、より少ない消費電流で高精度計測モードが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１におけるガス保安装置を示す構成図
【図２】 本発明の実施例２におけるガス保安装置を示す構成図
【図３】 同ガス保安装置の計測タイミングを示す構成図
【図４】 本発明の実施例３におけるガス保安装置の計測フローを示す構成図
【図５】 本発明の実施例４におけるガス保安装置の時間計測クロックの状態を示す構成図
【図６】 従来のガス保安装置を示す構成図
【符号の説明】
１ 電子式流量計測部
２ 積算流量表示部
３ 遮断弁
４ 遮断弁駆動回路
５ 圧力センサ
６ 制御回路
７ 感震器
８ 配管漏れチェック手段
９ 超音波センサ
１０ 計測流路
１１ 超音波センサ駆動回路
１２ 膜式流量計測部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流量を計測し、異常流量が計測された場合にはガス通路を遮断し、ガス使用上の安全性を確保するガス保安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、多量の流量が計測された場合や、通常ではありえないほどの長時間使用があった場合には、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装置が内蔵されたものが普及している。
【０００３】
この種のガス保安装置の流量測定方式では、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が一般的である。従来のガス保安装置について図６基づき説明する。通常、ガスを使用するとメータの膜式流量計測部１２にガスが流れ、一定体積流れる毎に信号が制御回路６に伝えられる。この信号を基にガスの積算流量を計算して、ガスの流れるパターンが異常かどうかを判定し、異常と判断した場合は遮断弁駆動回路４に遮断信号を出し、遮断弁３を遮断してガスを止める。さらに、保安機能として、所定の震度以上の地震が発生した場合に感震器７で揺れを検知して遮断弁３を遮断する機能や、ガス圧の異常を圧力センサ５で検知して警告を出したり、遮断弁３を遮断する機能を備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膜式計測部を利用したガス保安装置では、ガス保安装置設置時やガス使用開始時の配管漏れチェックを実施する場合、漏れチェック用の圧力計が必要なうえ、漏れ確認に時間がかかるという課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明では電子式流量計測部でガスの流速を計測することによって、微小流量を瞬時に測定可能にし、ガス通路を遮断した場合の流量と比較することによって配管漏れのチェックをガス保安装置で実現できるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のガス保安装置は、ガスの流速を測定することによって、瞬時流量を計測できる電子式流量計測部と、ガスの使用状態が正常であるか否かを判定する制御回路と、異常が発生した場合にガスを遮断する遮断弁と、ガス保安装置設置時にガス通路を遮断した時と開放した時の流量を計測して配管漏れをチェックする配管漏れチェック手段を備え、前記電子式流量計測部は、二つの送受信可能な超音波センサと所定の断面積の計測流路から構成され、前記二つの超音波センサ間の超音波の伝搬時間を測定することで瞬時流量を計測し、前記配管漏れチェック手段は、配管漏れチェック時の計測モードとして、伝搬時間を測定するためのクロック周波数を高くして分解能をあげることによって測定精度を向上させた高精度計測モードを備えることによって、配管の漏れチェックの精度を向上させたものである。
【０００７】
【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。
【０００８】
（実施例１）
図１は本発明の第１の手段に対応した実施例１のガス保安装置を示す構成図である。基本的な構成は従来例の説明と同じで、従来例と本実施例との差異は流量計測部として電子式流量計測部１を備え、制御回路に配管漏れチェック手段８を加えたことである。電子式流量計測部１は電気によって駆動されるセンサによって構成され、センサはガス保安装置内を流れる気体の流速が変化すると出力される電気的な信号が変化する構成になっている。電子式流量計測部では前記センサ信号の変化とガス保安装置内を流れる気体の流速の大きさの相関を予め確認しておくことによって、瞬時に気体の流速を測定することが可能になる。そして、ガス通路の断面積が既知であることより、ガス保安装置内を通過する気体の瞬時流量が計測できる。
【０００９】
この電子式流量計測部で瞬時流量が計測できることを利用して、本実施例ではガス配管の微小漏れチェックを短時間で可能にする。配管漏れチェックの手順としては、まず外部からガス保安装置に配管漏れチェックの指示を与えることによって、制御回路６内の配管漏れチェック手段８が起動する。そして、配管漏れチェックの指示を受け付けた後、制御回路６からの指示で遮断弁３を閉じ、その状態で瞬時流量Ａを計測する。次に、遮断弁を開放し、その状態で瞬時流量Ｂを計測する。ここで、配管漏れチェック手段８では瞬時流量Ａと瞬時流量Ｂを比較し、二つの流量値が等しい場合は配管漏れ無しと判定し、二つの流量値が異なる場合は配管漏れ有りと判断して、液晶で構成された表示部２に配管漏れ有りの表示を出力する。このようにして本ガス保安装置ではガス配管の漏れの有無を短時間で確認できる。
【００１０】
（実施例２）
図２は本発明の第２の手段に対応した実施例２のガス保安装置を示す構成図である。基本的な構成は本発明の実施例１の説明と同じで、本実施例では電子式計測部として、二つの送受信可能な超音波センサ９と所定の断面積の計測流路１０から構成される超音波式計測部を備えている。超音波式計測部は、流体の流れる計測流路１０に設置した超音波振動子９と、超音波振動子９を駆動する超音波センサ駆動回路１１と、超音波センサ駆動回路１１にスタート信号を出力し、二つの超音波センサ間と超音波が伝搬する時間を計測する制御回路６とから構成されている。本実施例では二つの超音波センサを切り替え、被測定流体の上流から下流と下流から上流へのそれぞれの超音波の伝搬時間を測定し、（式１）より速度ｖを求める。（但し、上流から下流への伝搬時間をｔ１、下流から上流の伝搬時間をｔ２とする）。
【００１１】
ｖ＝Ｌ／２（（１／ｔ１）−（１／ｔ２））・・・（式３）
この超音波式流量計測部では正流、逆流両方の瞬時流量が計測できることを利用して、本実施例ではガス保安装置の上流側と下流側両方の微小漏れチェックを短時間で可能にする。配管漏れチェックの手順としては、本発明の実施例１と同じである。ただし、遮断弁を閉じたときの瞬時流量をＡ、遮断弁を開放したときの瞬時流量をＢとすると、Ａ＝Ｂの場合は配管漏れ無し、Ａ＞Ｂの場合はガス保安装置より上流側が配管漏れ、Ａ＜Ｂの場合はガス保安装置より下流側が配管漏れと判断するようになっている。また、図３のように配管漏れチェック時は通常の流量計測時より測定間隔に短い高精度計測モードを採用することによって、さらに配管漏れ検知の精度を向上させている。
【００１２】
（実施例３）
図４は本発明の第３の手段に対応した実施例３のガス保安装置の計測フローを示す図である。
【００１３】
超音波計測におけるシングアラウンド法とは、計測流体に対して同方向に超音波の送受信を所定の回数繰り返し、合計の伝搬時間を計ることによって、測定流体の流速を計測する分解能を向上させる方法である。本実施例では、高精度計測時と通常計測時でシングアラウンド回数（Ｓ回数）を変えることによって配管漏れチェック時の計測精度を向上させている。図４で、Ａ＞Ｂであり、高精度計測の場合のほうがシングアラウンド回数が多く設定でき、流量計測の分解能が高くなる。よって、配管漏れチェック時に高精度計測モードで計測することにより、配管漏れがより正確に確認できる。
【００１４】
（実施例５）
図５は本発明の第４の手段に対応したガス保安装置の時間計測クロックの状態を示す図である。図より高精度計測モード時にクロック周波数を高くすることにより、超音波センサ間を超音波が伝搬する時間の計測の分解能が上がり、超音波の真の受信タイミングにより近くで受信を確認できる。このため、配管漏れチェック時に高精度計測モードで計測することにより、配管漏れがより正確に確認できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明のガス保安装置によれば、微小流量が短時間で確認できるため、ガス保安装置のみで配管漏れが短時間で確認でき、測定回数もシングアラウンド回数も増やさずに計測精度が向上できるため、より少ない消費電流で高精度計測モードが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１におけるガス保安装置を示す構成図
【図２】 本発明の実施例２におけるガス保安装置を示す構成図
【図３】 同ガス保安装置の計測タイミングを示す構成図
【図４】 本発明の実施例３におけるガス保安装置の計測フローを示す構成図
【図５】 本発明の実施例４におけるガス保安装置の時間計測クロックの状態を示す構成図
【図６】 従来のガス保安装置を示す構成図
【符号の説明】
１ 電子式流量計測部
２ 積算流量表示部
３ 遮断弁
４ 遮断弁駆動回路
５ 圧力センサ
６ 制御回路
７ 感震器
８ 配管漏れチェック手段
９ 超音波センサ
１０ 計測流路
１１ 超音波センサ駆動回路
１２ 膜式流量計測部
Claims (1)
- ガスの流速を測定することによって、瞬時流量を計測できる電子式流量計測部と、ガスの使用状態が正常であるか否かを判定する制御回路と、異常が発生した場合にガスを遮断する遮断弁と、ガス保安装置設置時にガス通路を遮断した時と開放した時の流量を計測して配管漏れをチェックする配管漏れチェック手段を備え、
前記電子式流量計測部は、二つの送受信可能な超音波センサと所定の断面積の計測流路から構成され、前記二つの超音波センサ間の超音波の伝搬時間を測定することで瞬時流量を計測し、前記配管漏れチェック手段は、配管漏れチェック時の計測モードとして、伝搬時間を測定するためのクロック周波数を高くして分解能をあげ測定精度を向上させた高精度計測モードを備えたガス保安装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000328575A JP4779198B2 (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | ガス保安装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000328575A JP4779198B2 (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | ガス保安装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131108A JP2002131108A (ja) | 2002-05-09 |
| JP4779198B2 true JP4779198B2 (ja) | 2011-09-28 |
Family
ID=18805406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000328575A Expired - Fee Related JP4779198B2 (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | ガス保安装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4779198B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4120063B2 (ja) * | 1998-10-26 | 2008-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 流量計測装置 |
| JP4120062B2 (ja) * | 1998-10-26 | 2008-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 流量計測装置 |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000328575A patent/JP4779198B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002131108A (ja) | 2002-05-09 |
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