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発明の名称 流速または流量計測装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24751(P2007−24751A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−209720(P2005−209720)
出願日 平成17年7月20日(2005.7.20)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 芝 文一 / 別荘 大介 / 竹村 晃一 / 黄地 謙三 / 中野 慎
要約 課題
複雑な制御を行う器具が下流側に接続されているとメータでその器具の使用流量を判定することが難しい。

解決手段
給湯器4aに設置した第2の通信手段14で器具の情報を第1の通信手段12を介して使用量推定手段16に送ることで複雑な動作をする器具の流量を推定することが可能になり、複数の器具が動作していてもその流量を差し引くことで他の器具の特定と使用流量を推定することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
被測定流体の流れる流路に配置した流速または流量を計測する流体計測手段と、外部と通信を行う第1の通信手段と、前記流体計測手段と前記第1の通信手段を制御する制御手段と、前記流体計測手段の下流側に設置された被測定流体を大量に使用する器具と、前記器具の情報を前記第1の通信手段と通信する第2の通信手段とを備え、前記制御手段は、前記流体計測手段で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶情報として記憶していく流体情報記憶手段と、第1の通信手段と信号のやりとりする外部に設けた第2の通信手段の情報を基に前記器具の被測定流体の使用量を推定する使用量推定手段を有する流速または流量計測装置。
【請求項2】
第2の通信手段から送る情報は器具内部(給湯器)のアクチュエータ動作情報とする請求項1記載の流速または流量計測装置。
【請求項3】
第2の通信手段から送る情報は器具の動作設定情報とする請求項1記載の流速または流量計測装置。
【請求項4】
第2の通信手段から送る情報は器具の運転情報とする請求項1記載の流速または流量計測装置。
【請求項5】
第2の通信手段から送る情報は器具のアクチュエータ動作情報と動作設定情報と運転情報の少なくとも1つの情報から推定した流体情報とする請求項1記載の流速または流量計測装置。
【請求項6】
制御手段は器具判別手段と前記器具判別手段が判別した器具の使用した流体流量を算出する器具別流量計測手段を有し、特定時間間隔ごとの流量計測前後の差分流量を用いて下流側の器具の特定を行い、器具別流量計測手段は前記差分流量または計測流量値を用いて器具別流量を算出する構成とした請求項1から請求項5のいずれか1項記載に流速または流量計測装置。
【請求項7】
器具はガス給湯機とする請求項1記載の流速または流量計測装置。
【請求項8】
流量計測手段は、超音波流量計からなる請求項1から請求項7のいずれか1項記載の流速または流量計測装置。
【請求項9】
請求項1から請求項8のいずれか1項記載の制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動子などを用い、超音波を利用して気体や液体などの流量を計測する流速または流量計測装置に関し、またその流路に接続されている使用している器具の流量を推定することで判別を行う方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の判別装置としてガスメータに内蔵されたものがあり、各種演算を行うことにより器具の推定をおこなっている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図8は一般的なガス配管の構成を示すブロック図である図8において1はガス器具判別装置、2はガスメータ、3はガス配管,4はガス器具である。ガス器具判別装置のブロック図を図XYに示す。
【0004】
図9において5はガスメータの通過ガス量に応じて信号を発生する流量測定装置、6は流量測定装置から送られてくる流量信号でガスメータ通過ガス量の変化流量を算出し、個別ガス器具ごとのガス量に分離する個別ガス器具流量演算手段、8は変化流量以外の入力信号を得るセンサ手段である。例えば81、82,83,84,85の5種類の検出手段から構成される。81はガスメータの本体に取り付けられ現在の外気温度を常時検出する気温検出手段である。82は現在の季節情報を常時得ることのできる計時機構を備えたカレンダー検出手段である。83,84,85は個別ガス器具流量演算手段6とも接続されている。
【0005】
83は各ガス器具が使用され始めた時刻情報を計時・記憶する機構を備えた使用開始時刻検知手段である。84は各ガス器具の最大ガス流量の継続時間を計時する最大流量継続時間検出手段であり、最大ガス量を使用し続ける(ピークホールド)時間を測定・記憶する。85は個別ガス器具ごとの点火時または燃焼時の流量パターンの時間変化をサンプリングする流量変化認識手段であり、各器具特有の流量消費パターンの過渡現象を捕らえるものである。9は個別ガス器具流量演算手段6およびセンサ手段8から得られる情報を複合化して使用されているガス器具の判別を行う複合演算手段である。このガス器具判別装置はガスメータ2に内蔵され、ガス配管3を介してのみ各ガス器具4と接続されている。
【0006】
この構成で複合演算手段9は個別ガス器具流量演算手段6、気温検出手段81、カレンダー検出手段82、使用開始時刻検出手段83、最大流量継続時間検出手段84、流量変化認識手段85から得られる情報を複合化してガス器具の種類を判別するのにファジー推論を採用している。そして各検出手段から得られる情報をもとに前件部で用いるメンバーシップ関数を作成し、同様に後件部で用いるメンバーシップ関数も作成する。それらの関数を元に推論するルールを複数組み立てて器具を判別する。例えば、演算結果から暖房機らしさないし調理器らしさが非常に高ければ、該当するガス器具は暖房機ないし調理器具とみなして良いと言える。メンバーシップ関数やルールの組み立て方については詳しい説明を省略する。
【特許文献1】特開平3−236513号公報(第2頁、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら従来のガス器具判別装置では複数のセンサ類が必要で、さらに複雑な推論計算をメータ内部で行う必要がある。また、複雑な演算を用いても推論までである。それにメータ内部には電源容量が限られているため大規模で長時間の演算は難しい。
【0008】
また、下流側の器具もマイコンなどが実装され単独で制御するものが多くなり、その器具が最適な状態で動作するようにガス量を調節している。この調節範囲が例えばガス給湯器などでは非常に大きな流量幅で変化するため、他の機器の流量変化と分離することが難しい。
【0009】
本発明は上記の課題を解決するもので、大量にガスを使用したりガス調整範囲の広い器具、例えばガス給湯器などには通信手段を設け、その器具の使用情報を流量計測装置に送ることで器具の使用量を推定し、この推定ができることにより大規模な演算や推定を行う手段やプログラムを設けること無く電力容量の問題とならない方法で他の器具判別の推論を容易にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流速または流量計測装置は、下流側に設置してある複数の器具のうち被測定流体を大量に使用する器具に通信手段を設け、その器具の設定状態や動作状態を送信し、流体計測手段の情報から得られた流量情報と併せて判定することにより通信手段を設けている器具の流量を推定する。
【発明の効果】
【0011】
本発明の、流速または流量計測装置は、流速または流量の情報を記憶手段に一旦ため込むとともに、下流側の器具に設けた通信手段からその器具の情報を得ることで器具の被測定流体の使用量を推定するものである。
【0012】
これによって、複雑な制御を行う器具であってもその流体使用量を流体計測手段の
情報と器具から通信情報により推定することが可能なる。
【0013】
また器具の情報が無い場合に必要となる高性能の演算手段や、それを動作するために大規模な電源を取り除くことができ、小型で計測を優先した装置の実現と、精度の高い器具判別を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
第1の発明は被測定流体の流れる流路に配置した流速または流量を計測する流体計測手段と、外部と通信を行う第1の通信手段と、前記流体計測手段と前記第1の通信手段を制御する制御手段と、前記流体計測手段の下流側に設置された被測定流体を大量に使用する器具と、前記器具の情報を前記第1の通信手段と通信する第2の通信手段とを備え、前記制御手段は前記流体計測手段で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶情報として記憶していく流体情報記憶手段と、第1の通信手段と信号のやりとりする外部に設けた第2の通信手段の情報を基に前記器具の被測定流体の使用量を推定する使用量推定手段を有する流速または流量計測装置である。
【0015】
そして、流速または流量の情報を記憶手段に一旦ため込むとともに、下流側の器具に設けた通信手段からその器具の情報を得ることで器具の被測定流体の使用量を推定することで、複雑な制御を行う器具であってもその流体使用量を流体計測手段の情報と器具から通信情報によりより確度の高い推定が可能なる。
【0016】
このため器具の情報が無い場合に必要となる高性能の演算手段や、それを動作するために大規模な電源を取り除くことができ、小型で計測を優先した装置の実現と、精度の高い器具判別を実現することができる。
【0017】
第2の発明は、特に第1の発明の第2の通信手段から送る情報は器具内部のアクチュエ
ータ動作情報とすることにより、例えば弁やファンモータなどを有する器具の場合にはその情報を第2の通信手段を介して使用量推定手段に送ることにより、より精度の高い器具の被測定流体の使用量を推定することが可能になる。
【0018】
第3の発明は、特に第1の発明の第2の通信手段から送る情報は器具の動作設定情報とすることにより、例えば給湯器などでは設定温度や給湯流量などの情報を第2の通信手段を介して使用量推定手段に送ることにより、燃焼量などの推定が容易になりより精度の高い器具の被測定流体の使用量を推定することが可能になる。
【0019】
第4の発明は、特に第1の発明の第2の通信手段から送る情報は器具の運転情報とすることにより、例えば給湯器などでは床暖房やフロ湯はり、追い炊きなどの情報を第2の通信手段を介して使用量推定手段に送ることにより、使用しているバーナの特定も容易となり、その情報からも供給している被測定流体の使用量推定が容易になりより精度の高い器具の被測定流体の使用量を推定することが可能になる。
【0020】
第5の発明は、特に第1の発明の第2の通信手段から送る情報は器具のアクチュエータ動作情報と動作設定情報と運転情報の少なくとも1つの情報から推定した流体情報とすることにより、器具から被測定流体の推定した流量を送ることで使用量推定手段の演算を軽減できると共に器具本体が推定した流量を送ってくることでより精度の高い推定が可能になる。
【0021】
第6の発明は、特に第1の発明から第5の発明のいずれか1つにおいて特定時間間隔ごとの流量計測前後の差分流量を用いて下流側の器具の特定を行い、器具別流量計測手段は前記差分流量または計測流量値を用いて器具別流量を算出する構成とすることで、流量計測手段の下流側に接続されている器具の流量を個別に推定することが可能になり器具別の設定サービスなどを追加することが容易になる。
【0022】
第7の発明は、特に第1の発明で流量計測手段の下流側に接続されている器具はガス給湯機とすることで、ガスを大量に消費すると共にプロセス制御を有することで使用ガス量の推定が難しいものが第2の通信手段を設けることで各種内部の状態を通信することにより使用量推定手段の演算を軽減できるとともに精度の高い使用量を推定できるようになる。
【0023】
第8の発明は、特に第1の発明から第7の発明のいずれか1つにおける流量計測手段として、超音波流量計からなる構成とすることで流量計測が高速にできるともに一定時間間隔でその時々に瞬時流量も計測が可能なため下流側の器具の使用流量を推定する情報を容易に収集することが可能になる。
【0024】
第9の発明は、特に第1の発明から第8の発明のいずれか1つにおける制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを有する構成としたもので、これにより測定方法や通信手段の動作設定、変更が容易にでき、また経年変化などにも柔軟に対応できるためよりフレキシブルに計測の精度向上や器具の被測定流体の使用量の推定、器具判別の判定率向上を行うことができる。
【0025】
(実施の形態1)
実施の形態1に関する本発明の流速または流量計測装置について説明する。流速または流量計測装置の説明としては超音波を用いた計測方法を用いるが別にこの方式に限ったものでない。
【0026】
図1は本実施の形態1の構成を示す流速または流量計測装置のブロック図である。図1
おいて、2はガスメータ、3はガス配管、4はガス器具である。ガスメータ2の内部には流体の速度または流量を計測する流体計測手段11と、外部と通信する第1の通信手段12と、前記第1の通信手段12を制御する制御手段13とを備えている。またガスメータ2下流に設置されているガス器具4にはガス器具4の情報を通信する第2の通信手段14を備えている。さらに制御手段13には前記流体計測手段11で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶情報として記憶していく流体情報記憶手段15と、第1の通信手段と信号のやりとりする外部に設けた第2の通信手段の情報を基に前記器具の被測定流体の使用量を推定する使用量推定手段16を備えている。
【0027】
図2は流体計測手段11の動作を示すブロック図である。被測定流体、ここではガスの流れる流路3と、前記流路3に配置された超音波を送受信する第1の振動子32、第2の振動子33を設置し、前記第1の振動子32を駆動する送信手段34と、前記第2の振動子33の受信信号を受け受信タイミングを決定する受信手段35と、前記送信手段34と第1の振動子32、および第2の振動子33と受信手段35の間に切換手段36を設け、超音波の送受信を第1の振動子32と第2の振動子33の間で交互に行うようにしている
そして、流量演算手段41は受信手段35の出力を受け送信手段34を介して再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰返し手段37と、前記繰返し手段37の信号を受け所定の遅延時間遅れて前記送信手段34のトリガ信号として出力する遅延手段38と、少なくとも送信手段34による第1の振動子32の駆動開始から前記繰返し手段37の動作停止までの超音波の伝搬時間を測定する計時手段39と、前記計時手段39の値から前記一対の振動子間の流速を演算し、それから流量を求める演算手段40とを有するものである。
【0028】
さらに計測制御手段42を設け、前記送信手段34を動作する計測スタート信号を出力する。さらに電力の供給を行う電源43と、電源より高電圧の負荷を駆動するための昇圧手段44と、前記電源43と前記昇圧手段44を制御する電源制御手段45を備えている。
【0029】
また、第1の通信手段12を制御する制御手段13と、流量演算手段41の情報や設定値を記憶している流体情報記憶手段15と、第1の通信手段と信号のやりとりする外部に設けた第2の通信手段の情報を基に前記器具の被測定流体の使用量を推定する使用量推定手段16とを備えている。
【0030】
通常の流速または流量計測の動作を説明する。計測制御手段42からスタート信号を受けた送信手段34が第1の振動子32を一定時間パルス駆動行うと同時に計時手段39は計測制御手段41からの信号によって時間計測始める。パルス駆動された第1の振動子32からは超音波が送信される。第1の振動子32から送信した超音波は被測定流体中を伝搬し、第2の振動子33で受信される。第2の振動子33の受信出力は、受信手段35で信号を増幅された後、予め定められている受信タイミングの信号レベルで超音波の受信を決定する。繰返し動作を行わない場合はこの超音波の受信を決定した時点で計時手段39の動作を停止し、その時間情報tから(式1)によって流速を求める。
【0031】
(計時手段39から得た測定時間をt、超音波振動子間の流れ方向の有効距離をL、音速をc、被測定流体の流速をvとする。)
v=(L/t)−c ・・・(式1)
受信手段35は通常コンパレータによって基準電圧と受信信号を比較するようになっていることが多い。
【0032】
繰返し手段37を用いる今回の動作は受信手段35の判定結果を遅延手段38で一定時間遅延させた後に送信手段34に返し、再度送信を行う。繰返し動作を決められた回数行
い、その時間を計時手段39で測定し、計時手段39の測定時間を元に(式2)の計算によって流速を求める。
【0033】
(遅延手段の遅延時間をTd、繰返しの回数をn、測定時間をts、超音波振動子間の流れ方向の有効距離をL、音速をc、被測定流体の流速をvとする。)
v=L/(ts/n−Td)−c ・・・(式2)
この方法によれば(式1)の方法に比べ精度よく測定することができる。
【0034】
また、第1の超音波振動子32と第2の超音波振動子33とを切り替え、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伝搬時間を測定し、(式3)より速度vを求める。
【0035】
(上流から下流への測定時間時間をt1、下流から上流への測定時間時間をt2とする)
v=L/2((1/t1)−(1/t2))・・・(式3)
この方法によれば音速の変化の影響を受けずに流度を測定することが出来るので、流速・流量・距離などの測定に広く利用されている。流速vが求まると、それに流路1の断面積を乗ずることにより流量を導くことができる。
【0036】
通常の動作は図3に示すタイミング図のようになる。すなわち、計測制御手段42による時刻t0における開始信号から計測を開始し、t1で送信手段34を介して第1の超音波振動子32を駆動する。そこで発生した超音波信号は流路内を伝搬し時刻t2で第2の超音波振動子33に到達し、受信手段35で受信点を検知すると繰返し手段37は設定回数に達していない場合、遅延手段38に信号を送出する。そして時刻t3から遅延手段38が動作し、予め定めた時間だけ動作した後時刻t4で送信手段34に信号を送出し、再び第1の超音波振動子32を駆動する。以下、この繰返しを行っている。
【0037】
繰返し手段37で決められた回数動作すると図2時刻t5で送受信動作は停止し、その時間は図に示すTとなる。その後、切換え手段36が送受信を切換える。すなわち第1の超音波振動子32が受信側、第2の超音波振動子33が送信側になる。そして同様な繰返し動作を行う。
【0038】
このようにして流速や流量を求めることはできるが、下流側で使用されている器具が何であるかは流体計測手段11の出力信号だけではわからない。特にガスを大量に消費しながら高度なプロセス制御を用いているガス給湯器などは使用する流量変化幅が大きく、かつ細かなサンプリング時間の制御で流量を調整しているため流体計測手段11の信号ではその情報が把握しきれない。また、通信を頻発していると電力消費が大きくなり、長期の連続使用が難しくなる。そこで、器具判別を行うデータを通信しつつ、電源に負担のかけない方法を説明する。
【0039】
流体計測手段11の下流側に接続されている器具4の中で特にガス給湯器を4aとして図4にそのブロック図を示して説明する。ガス給湯器4aは燃料としてのガスが流入するガス配管3とガス弁51、燃焼バーナ52、空気を供給するファンモータ53、水を供給する水配管54、水弁55、水温検出手段56、熱交換器57、湯配管58、湯温検出手段59とから概略なり、ガス弁51、ファンモータ53、水弁55などを制御する給湯制御手段60を有している。給湯制御手段60には第1の通信手段12と通信する第2の通信手段14が接続されている。また給湯用リモコン61を設置していることもある。
【0040】
流量が流れると流量演算手段41から制御手段13に信号が入り、制御手段13はその流量情報を流体情報記憶手段15に保存している。サンプリング毎もしくは一定時間毎に
記憶した情報が一定量に達すると制御手段13はは第1の通信手段12を介して外部の器具データを収集するために第2の通信手段14と通信する。第1の通信手段12からの信号をうけた外部に設置されている器具情報を有する第2の通信手段14は送られてきた信号に対する器具のデータを第1の通信手段12に返送する。この場合最初に通信するのは第2の通信手段14から行っても問題はない。
【0041】
また、本実施の形態で説明している超音波を用いた流速または流量計測装置では従来の膜式計測のような体積を測定しているのでは無く、瞬時流速を検出できているために流速の変化をサンプリング時間で規定する時間で計測できる。サンプリング時間はメータ内部に設置している電力容量を使用時間により秒単位に設定されるのが標準であるが、場合によっては秒以下でのサンプリングも原理的には可能である。この方式により流速の変化や流量の立ち上がりなどの見極めが容易になっている。また、一定時間間隔でその時々に瞬時流量も計測が可能なため下流側の器具の使用流量を推定する情報を容易に収集することが可能になる。
【0042】
さらに、流路内部を流れる流体の流速または流量の情報を一旦流体情報記憶手段15に保存し、一括して第1の通信手段12を介して外部から送られてくる器具4の情報と比較参照して器具4のガスの使用量を推定することで、複雑な制御を行う器具であってもその流体使用量を流体計測手段11の情報と器具4から通信情報によりより確度の高い推定が可能なる。このため器具の情報が無い場合に必要となる高性能の演算手段や、それを動作するために大規模な電源を取り除くことができ、小型で計測を優先した装置の実現と、精度の高い器具判別を実現することができる。
【0043】
特に、下流側に接続されている器具4がガス給湯機4aで、ガスを大量に消費すると共にプロセス制御を有することで使用ガス量の推定が難しいものでも第2の通信手段14を設けることで各種内部の状態を通信することにより使用量推定手段16の演算を軽減できるとともに精度の高い使用量を推定できるようになる。
【0044】
使用量推定手段16では第2の通信手段14から送られてきた器具4の情報と流量計測手段11から一旦蓄積した流体情報記憶種案15の情報を併せて器具4の使用流量を推定する。この時流量の変化量や時間、総流量などから器具の使用流量を推定できる。例えばガスファンヒータでは総流量と簡単な燃焼制御パターンをメモリなどに記憶しておけば、その情報と通信手段から得られた情報を比較参照して器具を特定して使用量を推定することができる。複数の器具が同時に使用されている場合は、ガス給湯器のガス使用量を第2の通信手段から得られた情報で推定し、流量計測手段11から得られた流量情報からの差分を比較検討すると他の器具の流量を推定することが可能になる。
【0045】
器具の判定は使用流量を推定する場合には、データとして被測定流体の流速の立ち上がり変化、積算流量、最大流量などいろいろと設定は可能である。
【0046】
また、ガス給湯器4aの内部情報を第2の通信手段14から送ることでより使用量を推定することが容易になる。例えばガス弁51の開度がわかれば流量が推定できるし、燃焼バーナ52への空気を供給するファンモータ53の回転数がわかれば必要とするガス量を推定することが可能である。また水を供給する水配管54の水弁55開度がわかればどれだけの燃焼量を必要とするかが推定でき、それからガス流量もある程度わかる。さらにガス弁51、ファンモータ53、水弁55などを制御する給湯制御手段60の情報が細かく情報として得られればガス量の時間変化を推定することが可能になる。
【0047】
図5にガス給湯器のガス量を示す。時刻aで点火しdで停止したとする。水温や水流量の変化で燃焼に必要なガス流量は非常に短いサンプリング時間で制御を行っている。この
ためガス量は図のように大きく変動している。ここで時刻bからcの間にたのガス器具が使用されてもガス変動幅が大きいと、その器具の判定を使用流量の推定が難しい。このような場合でも第2の通信手段14でガス給湯器の状態がわかればある程度ガス量を推定でき、他の器具の使用状態も類推することが可能になる。ガスファンヒータなどの使用流量パターンは図5の時刻eからgまでのように大きな変動を繰りかえりながら使われることは無い。
【0048】
また、ガス給湯器4aの動作設定情報を第2の通信手段14から送ることでもガス使用量を推定することが可能になる。
【0049】
例えば給湯器4aの設定温度や給湯流量などの情報を第2の通信手段を介して使用量推定手段16に送ることにより、燃焼量などの推定が容易になりより精度の高い器具の被測定流体の使用量を推定することが可能になる。水温検出手段56や、湯温検出手段59の情報からでも燃焼量を推定できるためガス使用量を求めることが可能になる。
【0050】
また、ガス給湯器4aの運転情報を第2の通信手段14から送ることでも使用量推定手段16はガス使用量を推定することが可能になる。
【0051】
例えば、給湯器の動作が床暖房モードなのか、フロの湯はりモード、またはシャワーモードなのかがわかれば給湯器内部の使用しているバーナの特定も容易となり、その情報からも供給している被測定流体であるガスの使用量推定が容易になる。
【0052】
また、第2の通信手段14から送る情報としてはガス給湯器4aのアクチュエータ動作情報、例えばガス弁51や空気を供給するファンモータ53の情報と、設定温度などの動作設定情報と、床暖房やシャワーなどの運転情報の少なくとも1つの情報からガス給湯器4a内部で推定した流体情報を送るようにしても良い。ガス給湯器4aにはガス流量を測定する手段は通常設置していないが、リモコン61から設定した情報でガス弁51、ファンモータ53、水弁55などを制御する給湯制御手段60がガス流量を推定することが可能である。
【0053】
この情報を第2の通信手段14から第1の通信手段12を介して使用量推定手段16に送ることで同時使用などをしている場合でもガス給湯器4aの使用流量がはっきりしているために使用量推定手段の演算を軽減できると共に器具本体が推定した流量を送ってくることでより精度の高い推定が可能になる。さらに流量計測手段11からの差を求めることで他の器具の使用流量を推定することが容易にできるようになる。
【0054】
器具4aとしてガス給湯器について説明したが、これに限定するものではない。複雑な制御を行う大流量消費の器具としてヒートポンプ、燃料電池など他の器具でも第2の通信手段を利用して同様な流量推定が可能である。
【0055】
(実施の形態2)
実施の形態2に関する本発明の流速または流量計測装置について説明する。実施の形態1と異なるところは使用量推定手段16の他に制御手段13は器具判別手段62と前記器具判別手段62が判別した器具の使用した流体流量を算出する器具別流量計測手段63を有することである。図6を用いて説明する。
【0056】
第2の通信手段14から器具4特に給湯器4aの動作情報を得ている使用量推定手段は予め定めた特定時間間隔ごとに流量計測手段11の出力値の差分流量を用いて、給湯器4a以外の器具の特定を行う。例えば図5の時刻bから時刻cのように給湯器4aとそれ以外のガス器具が動作した場合は一定時間ごとの差分流量を用いることにより器具の立ち上
がりを捕らえることができる。また給湯器の動作は第2の通信手段14でわかっているため差分流量が給湯器のものかそれ以外のものかは容易に判断可能である。このように給湯器4a以外の流量を検出すると器具判別手段62はその流量変化量や変化量の絶対値、傾き、使用時間などの情報で何が使用されているのかを判定する。そしてその判定した器具毎に使用流量を器具別流量計測手段63で積算していく。この情報は使用器具毎の料金設定や各種のサービスに利用することが可能になり、ガス供給者や利用者にとって有用な使い方を提案することができるようになる。
【0057】
(実施の形態3)
実施の形態3に関する本発明の流速または流量計測装置について説明する。実施の形態1と異なるところは、第1の通信手段や計測をまとめる制御手段13の動作を確実にするためのコンピュータを機能させるためのプログラムを有する記憶媒体65を用いていることである。
【0058】
図2において実施の形態1と実施の形態2で示した制御手段13の動作を行うには、予め実験等により通信状態を確立するまでの時間や、伝送の出力変化、経年変化、温度変化、システムの安定度に関して動作タイミングなどの相関を求め、ソフトをプログラムとして記憶媒体65に格納しておく。また、流量情報記憶手段15への記憶するタイミングなども柔軟に対応できるようなソフトとして記憶媒体65に格納しておくことができる。通常マイクロコンピュータのメモリやフラッシュメモリ等電気的に書き込み可能なものにしておくと利用が便利である。
【0059】
このように制御手段13の動作をプログラムで行うことができるようになると通信において送信受信の条件設定、変更が容易にでき、また経年変化などにも柔軟に対応できるためよりフレキシブルに器具判別用の通信内容品質の精度向上を行うことができる。なお本実施例において制御手段13以外の動作もマイコン等によりプログラムで行ってもよい。
【0060】
また、制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを有する構成としたもので、これにより測定方法や通信手段の動作設定、変更が容易にでき、また経年変化などにも柔軟に対応できるためよりフレキシブルに計測の精度向上や器具判別の判定率向上を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明の流速または流量計測装置は、流量情報を一旦流体記憶手段に蓄積した後、下流側の器具に設置した第2の通信手段から第1の通信手段を介してその器具の情報を入手し、器具自体の使用流量を推定するものである。
【0062】
これによって、複雑な制御を行う器具であってもその流体使用量を流体計測手段の情報と器具から通信情報によりより確度の高い推定が可能なる。
このため器具の情報が無い場合に必要となる高性能の演算手段や、それを動作するために大規模な電源を取り除くことができ、小型で計測を優先した装置の実現と、精度の高い器具判別を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0063】
【図1】本発明の流速または流量計測装置の全体ブロック図
【図2】同流速または流量計測装置のブロック図
【図3】(a)同計測装置における計測制御手段の動作を示すタイミング図(b)同計測装置における送信波の動作を示すタイミング図(c)同計測装置における受信波の動作を示すタイミング図(d)同計測装置における遅延手段の動作を示すタイミング図
【図4】同計測装置における給湯器のブロック図
【図5】同計測装置における流量変化を示すタイミング図
【図6】同制御手段周辺の接続を示すブロック図
【図7】従来の器具判別装置の全体ブロック図
【図8】従来の器具判別装置のブロック図
【符号の説明】
【0064】
2 ガスメータ
3 流路
4 器具
4a ガス給湯器
11 流体制御手段
12 第1の通信手段
13 制御手段
14 第2の通信手段
15 流体情報記憶手段
16 使用量推定手段
32 第1の振動子
33 第2の振動子
34 送信手段
35 受信手段
41 流量演算手段
43 電源
44 昇圧手段
45 電源制御手段
48 開閉手段
51 ガス弁
52 バーナ
53 ファンモータ
54 水配管
55 水弁
56 水温検出手段
57 熱交換器
58 湯温検出手段
59 湯配管
60 第2の制御手段
61 リモコン
62 器具判別手段
63 器具別流量計測手段
65 記憶媒体




 

 


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