JP2002310769A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス使用量が急激に変化した場合等における
調節手段の応答性を向上させることができるガスメータ
を提供する。 【解決手段】 流路を調節する調節手段及び第１流量検
出手段が設けられた主流路と、主流路の調節手段をバイ
パスし、第２流量検出手段が設けられた副流路とを備
え、第１流量検出手段あるいは第２流量検出手段により
検出されたガスの検出流量値を補正処理した補正流量値
に基づいて調節手段を開閉制御する。調節手段を閉制御
している場合且つ第２流量検出手段による検出流量値が
第２流量検出手段の検出上限値より小さい所定流量値未
満の場合は、第２流量検出手段による検出流量値を補正
処理して補正流量値を求め、調節手段を閉制御している
場合且つ第２流量検出手段による検出流量値が所定流量
値以上の場合は、第１流量検出手段による検出流量値を
補正処理して補正流量値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガス、プロパ
ンガス（ＬＰＧ）等のガス流量を検出するガスメータに
関する。

【０００２】

【従来の技術】飲食店や工場等では、熱源としてガスが
使用されている。このような飲食店や工場等では、ガス
流量の最小値と最大値との差が非常に大きい。このた
め、ガス流量を検出するガスメータには、ガス流量を小
流量から大流量まで広範囲にわたって検出可能であるこ
とが要求される。ところで、飲食店や工場等のような広
範囲にわたるガス流量を正確に検出することができる流
量検出手段は大型で、非常に高価である。そこで、従来
のガスメータは、弁（流量調節手段）が設けられた大流
量用（大口径）の主流路と、弁をバイパスするように設
けられた小流量用（小口径）の副流路とを備えている。
そして、主流路の、副流路でバイパスされない部分に大
流量用の第１流量検出手段を設け、副流路に小流量用の
第２流量検出手段を設けている。また、ガスメータに
は、弁を開閉制御する制御手段が設けられている。この
制御手段は、第１流量検出手段あるいは第２流量検出手
段の出力に基づいて弁を開閉制御する。すなわち、大流
量のガスを供給する場合（ガスの使用量が多い場合）に
は、弁を開制御してガスを主流路及び副流路に流す。小
流量のガスを供給する場合（ガスの使用量が少ない場
合）には、弁を閉制御してガスを副流路のみに流す。ま
た、第１流量検出手段及び第２流量検出手段の出力に基
づいてガス流量を検出している。

【０００３】従来のガスメータでは、第１流量検出手段
及び第２流量検出手段として電気的な流量検出手段を用
いているため、電源が必要である。ここで、ガスメータ
は、外部電源に接続し難い場所に設置されることが多
い。そこで、第１流量検出手段及び第２流量検出手段の
電源として内蔵電池が用いられている。一方、第１流量
検出手段及び第２流量検出手段を連続動作させると、内
蔵電池の使用可能時間が短くなる。そこで、内蔵電池の
使用可能時間を長くするために、第１流量検出手段及び
第２流量検出手段の一方を選択的に動作させている。さ
らに、第１流量検出手段及び第２流量検出手段を動作さ
せる時には、所定時間毎（例えば、２秒毎）に間欠動作
させている。ここで、ガス流量は脈動的に変動するた
め、流量検出手段を長い時間間隔（例えば、２秒毎）で
間欠動作させて得た検出流量値に基づいて弁を制御する
と、弁の制御が安定しない。そこで、第１流量検出手段
あるいは第２流量検出手段を間欠動作させて得た検出流
量値を補正処理し、補正処理した補正流量値により調節
手段を制御している。この場合、弁が閉制御されている
時には、第２流量検出手段の検出流量値を補正処理した
補正流量値が上限流量設定値に達すると、弁を開制御す
る。また、弁が開制御されている時には、第１流量検出
手段の検出流量値を補正処理した補正流量値が下限流量
設定値に達すると、弁を閉制御する。なお、上限流量設
定値と下限流量設定値は、弁の制御特性にヒステリシス
を持たせるための設定値である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスメータは、
前記したように、弁が閉制御されている時には、第２流
量検出手段の検出流量値を補正処理した補正流量値が上
限流量設定値に達すると弁を開制御している。しかしな
がら、副流路に設けられている第２流量検出手段として
は、検出可能なガス流量（検出上限値）が副流路の最大
ガス流量より低いものが用いられている。このため、弁
を閉制御している状態において、ガス使用量が急激に第
２流量検出手段の検出上限値以上まで増加した場合に
は、弁の開制御が遅れることがある。例えば、ガス使用
量が第２流量検出手段の検出上限値以上になっても、第
２流量検出手段は、実際のガス流量より少ない検出上限
値を検出流量値として出力する。そして、実際のガス流
量よりも少ない検出上限値を検出流量値として補正処理
するため、補正流量値が上限流量設定値に達するまでに
時間がかかる。すなわち、弁の開制御が遅れる。そこ
で、本発明は、ガス使用量が急激に変化した場合等にお
ける、弁等の調節手段の応答性を向上させることができ
るガスメータを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
ガスメータである。請求項１に記載のガスメータでは、
調節手段が閉制御中、且つ第２流量検出手段（小流量検
出用）により検出された検出流量値が第２流量検出手段
の検出上限値より小さい所定流量値未満の場合は、第２
流量検出手段により検出された検出流量値を補正処理
し、調節手段が閉制御中、且つ第２流量検出手段により
検出された検出流量値が所定流量値以上の場合は、第１
流量検出手段により検出された検出流量値を補正処理し
て補正流量値を求める。請求項１に記載のガスメータを
用いれば、ガス流量が小流量から大流量へ急激に増加し
た場合、その時点でのガス流量の検出に適した流量検出
手段の検出流量値を補正処理して補正流量値を求める。
このため、ガス流量を正確に検出することができ、補正
流量値の応答性が向上し、補正流量値に基づいて制御さ
れる調節手段の応答性も向上する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明のガスメータの一実
施の形態のブロック図を示している。本実施の形態のガ
スメータは、大流量（所定流量以上）のガスを供給可能
な主流路１０と、小流量（所定流量未満）のガスを供給
可能な副流路２０を備えている。副流路で流すことがで
きるガスの量が小流量であり、主流路で流さなければな
らないガスの量が大流量である。主流路１０には、調節
手段３０が設けられている。調節手段３０としては、例
えば、主流路１０の流路を開閉する弁が用いられる。副
流路２０は、主流路１０に設けられた調節手段３０をバ
イパスするように設けられている。第１流量検出手段４
０は、副流路２０でバイパスされていない主流路１０の
部分に設けられており、大流量検出用のものである。第
２流量検出手段５０は、副流路２０に設けられており、
小流量検出用のものである。制御手段１００は、第１流
量検出手段４０及び第２流量検出手段５０の検出出力に
基づいて、調節手段３０の制御や、ガス使用量の積算等
を行う。

【０００７】図２は、本発明のガスメータの一実施の形
態の概略構成図を示している。本実施の形態では、第１
流量検出手段４０及び第２流量検出手段５０として、超
音波式流量検出手段を用いている。超音波式流量検出手
段は、例えば、一対の超音波の発信受信器を有し、所定
距離だけ離して設けられている。超音波の発信受信器
は、発信器と受信器に切り替え可能であり、一方の発信
受信器から発信された超音波が、他方の発信受信器で受
信されるまでの時間に基づいて流量を検出する。第１流
量検出手段４０は、第１発信受信器（上流）４１と第２
発信受信器（下流）４２で構成され、第２流量検出手段
５０は、第３発信受信器（上流）５１と第４発信受信器
（下流）５２で構成されている。超音波の発信受信器で
ガス流量を検出する場合は、上流側から発信して下流側
で受信する動作と、下流側から発信して上流側で受信す
る動作とを交互に実施する。そして、双方の検出時間を
使用して演算することで音速の影響を無くし、演算精度
を向上させている。そして、検出時間からガスの速度を
算出し、ガス速度と流路面積等を用いて単位時間当りの
流量（体積）を算出する。また、本実施の形態では、調
節手段３０は、固定部材３３と、可動部材３２と、ステ
ップモータ３１を用いている。ステップモータ３１を駆
動することで、可動部材３２と固定部材３３の間隔を制
御して、主流路１０を開閉制御する。

【０００８】次に、図３に、第１流量検出手段４０と第
２流量検出手段５０を用いた検出流量の静特性図の例を
示す。この図３は、検出した時間からガス速度を求め、
さらにガス速度から流量（Ｌ／ｓｅｃ）を求めた特性図
である。横軸に、実際に流れた流量（実流量）を設定
し、縦軸に流量検出手段で検出した流量（検出流量）を
設定している。この図３で、オーバーラップしている第
１流量検出手段の検出流量と、第２流量検出手段の検出
流量の部分は、実際には隙間なく重なっている。この図
３では説明上、隙間をあけて記載している。ここで、流
路面積の大きい主流路１０に設けられている第１流量検
出手段４０は、大流量検出用のものを用いているため、
小流量を検出できない。図３の例に示すように、流量Ｑ
１が第１流量検出手段４０を用いた場合の検出下限にな
る。なお、流量Ｑｍａｘが、第１流量検出手段４０の検
出上限になる。また、流路面積の小さい副流路２０に設
けた第２流量検出手段５０は、小流量検出用のものを用
いているため、大流量を検出できない。図３に示すよう
に、流量Ｑ４が第２流量検出手段５０の検出上限にな
る。また、流量Ｑ５は、流量Ｑ４（第２流量検出手段５
０の検出上限）と流量Ｑｍａｘ（第１流量検出手段４０
の検出上限）の間にあり、副流路２０のみで流すことが
できるガス流量の上限である。

【０００９】また、図４に、調節手段３０の制御特性を
示す。第１流量検出手段４０の検出下限Ｑ１と、第２流
量検出手段５０の検出上限Ｑ４の間に、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ
３＜Ｑ４の関係になる流量Ｑ２（下限流量設定値）と流
量Ｑ３（上限流量設定値）を設ける。流量が０から徐々
に増加してＱ３（上限流量設定値）に達するまでの間は
調節手段３０を閉制御しておき、流量がＱ３（上限流量
設定値）を超えた時点で調節手段３０を開制御する。そ
して、流量がＱ３（上限流量設定値）より大きい状態か
ら徐々に減少し、流量がＱ２（下限流量設定値）まで減
少した時点で調節手段３０を閉制御する。このように調
節手段３０の制御特性に、ヒステリシスを持たせること
で、閉鎖と開通を繰り返すハンチングを避け、制御を安
定化させることができる。

【００１０】次に、図５に制御手段１００の構成図の例
を示す。制御手段１００は、ＣＰＵ１１０を中心に構成
され、バス１１５にて、各回路及び素子と接続されてい
る。記憶手段は、ＲＯＭ１４０とＲＡＭ１３０で構成さ
れ、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続されている。制
御プログラムは、ＲＯＭ１４０に記憶され、ＲＡＭ１３
０には、ＣＰＵ１１０の処理結果等を一時的に記憶す
る。ここで、ＲＯＭ１４０には、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲ
ＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ等が用いられるが、これに限定
されない。また、ＲＡＭ１３０には、ＤＲＡＭ、ＳＲＡ
Ｍ等が用いられるが、これに限定されない。また、ＲＯ
Ｍ１４０とＲＡＭ１３０は、ＣＰＵ１１０の内部にあっ
てもよい。電源１２０は、制御手段１００内の回路及び
素子に電源を供給するとともに、発信受信器４１、４
２、５１、５２、ステップモータ３１、ＬＣＤ表示器８
１、ＬＥＤ８２等にも電源を供給する。

【００１１】切替回路３１０は、バス１１５にてＣＰＵ
１１０に接続され、入出力切替器３１２を切り替える。
入出力切替器３１２は、第１発信受信器（上流）４１か
ら超音波を発信させ第２発信受信器（下流）４２で受信
する動作と、第２発信受信器（下流）４２から超音波を
発信させ第１発信受信器（上流）４１で受信する動作と
を切り替える。同様に、切替回路３３０は、バス１１５
にてＣＰＵ１１０に接続され、入出力切替器３３２を切
り替える。入出力切替器３３２は、第３発信受信器（上
流）５１から超音波を発信させ第４発信受信器（下流）
５２で受信する動作と、第４発信受信器（下流）５２か
ら超音波を発信させ第３発信受信器（上流）５１で受信
する動作とを切り替える。出力回路３２０は、バス１１
５にてＣＰＵ１１０に接続され、発信信号を入出力切替
器３１２を経由させて一方の発信受信器に伝える。入力
回路２１０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続さ
れ、他方の発信受信器が受信した信号をＣＰＵ１１０に
伝える。同様に、出力回路３４０は、バス１１５にてＣ
ＰＵ１１０に接続され、発信信号を入出力切替器３３２
を経由させて一方の発信受信器に伝える。入力回路２２
０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、他方の
発信受信器が受信した信号をＣＰＵ１１０に伝える。

【００１２】入力回路２３０は、バス１１５にてＣＰＵ
１１０と接続され、入力スイッチ２００の操作状態をＣ
ＰＵ１１０に伝える。入力スイッチ２００は、ガスメー
タに備えられ、ガスの積算量表示の切り替え、自己診断
の実施を要求する場合等に使用される。出力回路３５０
は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１
１０からの出力信号をステップモータ３１の駆動信号に
変換する。ステップモータ３１は、制御手段１００から
の駆動信号に基づいて、主流路を閉鎖あるいは開通させ
る。出力回路３６０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０に
接続され、ＣＰＵ１１０からの出力信号をＬＣＤ表示器
８１の表示信号に変換する。ＬＣＤ表示器８１は、制御
手段１００からの表示信号に基づいて、表示部分にガス
の積算量等を表示する。出力回路３７０は、バス１１５
にてＣＰＵ１１０に接続され、ＣＰＵ１１０からの出力
信号をＬＥＤ８２の駆動信号に変換する。ＬＥＤ８２
は、制御手段１００からの駆動信号に基づいて、制御手
段１００の自己診断等の結果を表示する。例えば、正常
である場合は点灯、異常である場合は点滅する。

【００１３】図６に、流量検出手段により検出したガス
流量（検出流量値）を補正する補正処理の例を示す。こ
の図６は、時間０から時間４ｔの期間では、ガス流量が
「０」の状態で、時間４ｔから時間７ｔの期間でガス流
量が急激に増加し、時間７ｔから時間２０ｔの期間で
は、ガス流量が脈動しつつも安定している状態を示して
いる。ここで、「実流量」（細い実線で表示）は、ガス
メータ内を実際に通過したガス流量を示し、「実流量
［平滑後］」（太い点線で表示）は、「実流量」を平滑
化して脈動を除去したガス流量を示している。また、
「検出流量」（太い実線で表示）は、所定時間（ｔ、２
ｔ、３ｔ等）毎に流量検出手段４０、５０で検出した検
出流量値（◇で表示）を直線で結んだものである。ま
た、「補正流量」（一点鎖線で表示）は、所定時間
（ｔ、２ｔ、３ｔ等）毎に流量検出手段４０、５０で検
出した検出流量値（◇）を補正処理した補正流量値（◆
で表示）を直線で結んだものである。ガスメータ内に流
れるガスは、配管の長さ等の影響で共振し、種々の周波
数成分を持ち、「実流量」に示すように脈動している。

【００１４】ここで、「実流量」の脈動成分を除去し、
「実流量［平滑後］」を検出するには、脈動の周期より
も充分短い時間でサンプリングすればよい。しかしなが
ら、サンプリング周期を短くすると、消費電流が数倍に
増大し、内蔵電池の使用可能時間が短くなる。図６で
は、サンプリング周期（間欠作動時間）ｔ（ｓｅｃ）
が、例えば、２ｓｅｃ程度に設定される。このサンプリ
ング周期で検出した検出流量値（◇）に基づいて調節手
段３０を制御すると、制御の安定性がよくないため、補
正処理を行う必要がある。補正処理としては、例えば、
移動平均処理を用いる。移動平均処理は、過去ｎ回のサ
ンプル値の平均値を求める方法である。この図６は、サ
ンプル数をｎ＝１０に設定した例を示している。例え
ば、時間１０ｔの補正流量値（◆）は、時間ｔから時間
１０ｔの期間に検出された１０個の検出流量値（◇）の
平均値である。この補正処理により、「補正流量値」
は、流量が定常状態になった後、しばらく時間が経過し
た時間１５ｔ以降から、「実流量［平滑後］」にほぼ等
しくなり、正しい流量値を示している。この補正流量値
に基づいて調節手段を制御する。ただし、補正流量値
は、流量の変化が少ない場合（例えば、定常時）には、
正しい値を表している（図６中の、時間１５ｔから時間
２０ｔの部分）が、流量が急激に変化した場合には、流
量が変化した時点から安定した後、しばらくの期間経過
するまでは、正しい値を表さない（図６中の、時間４ｔ
から時間１５ｔの部分）。移動平均処理のサンプル数を
ｎ＝１０より小さな値に設定すれば、ｎ＝１０の場合よ
り、正しい値に近づくまでの時間が速くなるが、定常時
での誤差がやや増加する。逆にサンプル数をｎ＝１０よ
り大きな値に設定すれば、ｎ＝１０の場合より、正しい
値に近づくまでの時間が遅くなるが、定常時の誤差は、
より減少する。ここで、時間０から時間８ｔまでの期間
は、サンプル数が１０に満たない（時間８ｔでは１個不
足、時間７ｔでは２個不足等）が、不足しているサンプ
ル値を「０」に設定したり、時間０の時点での検出流量
を、初期値として設定してもよい。また、補正処理は、
種々の方法が可能であり、本実施の形態に示した補正処
理に限定されるものではない。

【００１５】図７に、ガス流量が急激に増加した場合
の、従来のガスメータの過渡応答特性の例を示す。この
図７で、「要求流量」（太い点線で表示）は、ガスを使
用する設備等が使用するガス流量を示し、「実流量」
（太い実線で表示）は、ガスメータ内を実際に通過した
ガス流量を示している。また、「補正流量」（一点鎖線
で表示）は、流量検出手段４０、５０で検出した検出流
量値（○あるいは◇で表示）を補正処理した補正流量値
（◆で表示）を直線で結んだものである。この図７は、
補正処理に移動平均処理を用い、サンプル数をｎ＝１０
に設定した例である。なお、この図７では、脈動の状態
を省略している。また、流量検出手段４０、５０のサン
プリング間隔は、「ｔ」ｓｅｃ（例えば、２ｓｅｃ）と
している。

【００１６】次に、図７に基づいて、各時間毎の動作を
説明する。［時間０から時間８ｔの期間］調節手段３０
が閉制御されているため、第２流量検出手段５０を動作
させて、検出流量値（◇）を検出し、この検出流量値
（◇）を補正処理して補正流量値（◆）を求める。この
期間は、補正流量値（◆）がＱ３（上限流量設定値）よ
りも小さいので、調節手段３０は「閉」制御されてい
る。この期間では、「要求流量」と「実流量」は、ほぼ
一致している。［時間８ｔから時間１３ｔの期間］要求
流量が、時間８ｔから時間１０ｔの期間に急激に増加す
る。実流量も要求流量に追従して増加するが、調節手段
３０が閉制御されているため、実流量はＱ５（副流路２
０のみで流すことができるガス流量の上限）までしか増
加しない。調節手段３０が閉制御されているため、第２
流量検出手段５０を動作させて、検出流量値（◇）を検
出し、この検出流量値（◇）を補正処理して補正流量値
（◆）を求める。この場合は、第１流量検出手段４０を
動作させない。ここで、第２流量検出手段５０の検出上
限はＱ４であるため、実流量がＱ５になっても、第２流
量検出手段５０の検出流量はＱ４である。このため、第
２流量検出手段５０の検出流量値を補正処理した補正流
量値（◆）の追従速度が遅い。この補正流量値がＱ３
（上限流量設定値）に達していないので、調節手段３０
は「閉」制御されている。

【００１７】［時間１４ｔから時間２０ｔの期間］時間
１４ｔで、第２流量検出手段５０の検出流量値を補正処
理した補正流量値がＱ３（上限流量設定値）より大きく
なったため、調節手段３０が「開」制御される。時間１
４ｔで調節手段３０が開制御されたことにより、主流路
からガスが供給されるため、実流量は時間１４ｔ以降か
ら要求流量に追従して増加する。その後、要求流量と実
流量が一致する。また、調節手段３０が開制御されたた
め、第１流量検出手段４０を動作させて検出流量値
（○）を検出し、この検出流量値（○）を補正処理して
補正流量値（◆）を求める。この場合は、第２流量検出
手段５０を動作させない。図７に示すように、時間９ｔ
から時間１４ｔの期間では、正しい実流量を検出できて
いない（第２流量検出手段５０の検出上限値を検出して
いる）。そのため、時間９ｔから時間１４ｔの期間で
は、要求流量に対する実流量の応答遅れが発生してい
る。

【００１８】次に、図８に、ガス流量が急激に増加した
場合の、本実施の形態のガスメータの過渡応答特性の例
を示す。この図８で、「要求流量」（太い点線で表示）
は、ガスを使用する設備等が使用するガス流量を示し
（「要求流量」の形状は図７と同一）、「実流量」（太
い実線で表示）は、ガスメータ内を実際に通過したガス
流量を示している。また、「補正流量」（一点鎖線で表
示）は、流量検出手段４０、５０で検出した検出流量値
（○あるいは◇で表示）を補正処理した補正流量値（◆
で表示）を直線で結んだものである。この図８は、補正
処理に移動平均処理を用い、サンプル数をｎ＝１０に設
定した例である（図７と同じ設定）。なお、この図８
も、図７と同様に、脈動の状態を省略している。また、
流量検出手段４０、５０のサンプリング間隔は、図７と
同様に、「ｔ」ｓｅｃ（例えば、２ｓｅｃ）としてい
る。

【００１９】次に、図８に基づいて、各時間毎の動作を
説明する。本実施の形態では、Ｑ４ａ＜Ｑ４の関係にな
る所定流量Ｑ４ａを設ける。調節手段３０が閉制御され
ており且つ検出流量値＜Ｑ４ａの場合は、第２流量検出
手段５０の検出流量値を補正処理する（第２流量検出手
段５０のみを動作させる）。また、調節手段３０が閉制
御されており且つ検出流量値≧Ｑ４ａの場合は、第１流
量検出手段４０の検出流量値を補正処理する（第２流量
検出手段５０を動作させ、さらに第１流量検出手段４０
をも動作させる）。また、調節手段３０が開制御されて
いる場合は、第１流量検出手段４０の検出流量値を補正
処理する（第１流量検出手段４０のみを動作させる）。

【００２０】［時間０から時間８ｔの期間］調節手段３
０が閉制御されているため、まず第２流量検出手段５０
を動作させて、検出流量値（◇）を検出する。この検出
流量値（◇）が「所定流量Ｑ４ａ（所定流量値）」未満
であるため、この検出流量値（◇）を補正処理して補正
流量値（◆）を求める。この補正流量値（◆）はＱ３
（上限流量設定値）よりも小さいので、調節手段３０
は、「閉」制御されたままである。この期間は、「要求
流量」と「実流量」は、ほぼ一致している（この期間
は、図７と同じである）。また、この時、第１流量検出
手段４０は動作させない。

【００２１】［時間８ｔから時間１０ｔの期間］要求流
量が、時間８ｔから時間１０ｔの期間に急激に増加す
る。実流量も要求流量に追従して増加するが、調節手段
３０が閉制御されているため、実流量はＱ５（副流路２
０のみで流すことができるガス流量の上限）までしか増
加しない。時間８ｔでは、調節手段３０が閉制御されて
いるため、まず第２流量検出手段５０を動作させて検出
流量値（◇）を検出する。この検出流量値（◇）が「所
定流量Ｑ４ａ（所定流量値）」未満であるため、この検
出流量値（◇）を補正処理して補正流量値（◆）を求め
る。この補正流量値（◆）はＱ３（上限流量設定値）よ
りも小さいので、調節手段３０は「閉」制御されたまま
である。また、この時、第１流量検出手段４０は動作さ
せない。時間９ｔ及び時間１０ｔでは、調節手段３０が
閉制御されているため、まず第２流量検出手段５０を動
作させて検出流量値（◇）を検出する。この検出流量値
は、Ｑ５でなく、第２流量検出手段５０の検出上限Ｑ４
であるが、調節手段３０が閉制御されており且つ第２流
量検出手段５０で検出した検出流量値（◇）が「所定流
量Ｑ４ａ（所定流量値）」以上であるため、第１流量検
出手段４０を動作させて検出流量値（○）を検出する。
そして、この検出流量値（○）を補正処理して補正流量
値（◆）を求める。この補正流量値（◆）はＱ３（上限
流量設定値）よりも小さいので、調節手段３０は「閉」
制御されたままである。第１流量検出手段４０はＱ５を
検出可能であるため、この期間の補正流量値（◆）の追
従は図７よりも速い。

【００２２】［時間１１ｔから時間２０ｔの期間］時間
１１ｔでは調節手段３０が閉制御されているため、まず
第２流量検出手段５０を動作させて検出流量値（◇）を
検出する。この検出流量値はＱ５でなく、第２流量検出
手段５０の検出上限Ｑ４であるが、調節手段３０が閉制
御されており且つ第２流量検出手段５０で検出した検出
流量値（◇）が「所定流量Ｑ４ａ（所定流量値）」以上
であるため、第１流量検出手段４０を動作させて検出流
量値（○）を検出する。そして、この検出流量値（○）
を補正処理して補正流量値（◆）を求める。この時点で
は、補正流量値がＱ３（上限流量設定値）より大きいた
め、調節手段３０が「開」制御される。時間１１ｔで調
節手段３０が開制御されたことにより、主流路１０から
ガスが供給されるため、実流量は時間１１ｔ以降から要
求流量に追従して増加する。その後、要求流量と実流量
が一致する。また、調節手段３０が開制御されるため、
第１流量検出手段４０を動作させて検出流量値（○）を
検出し、この検出流量値（○）を補正処理して補正流量
値（◆）を求める。

【００２３】図８に示すように、本実施の形態では時間
９ｔから時間１１ｔの期間でも、実流量を正確に検出し
ている。このため、図７及び図８から明らかなように、
本実施の形態では、時間９ｔから時間１１ｔの期間では
要求流量に対する実流量の応答遅れが発生しているもの
の、従来に比べて遅れ時間が大幅に短くなっている（応
答遅れが大幅に改善されている）。

【００２４】ここで、所定流量値Ｑ４ａは、例えば、ガ
スメータの容量、第１流量検出手段４０及び第２流量検
出手段による検出可能範囲等に基づいた種々の実験デー
タから最適な値に設定される。所定流量値Ｑ４ａの設定
方法は、種々の方法が可能である。

【００２５】続いて消費電流について、図９、図１０を
用いて説明する。図９は、図７の動作（従来例の動作）
の消費電流を示している。制御手段１００は、サンプリ
ングタイミング（時間ｔ、２ｔ、３ｔ等）以外では、Ｃ
ＰＵ１１０をスリープモードに設定し、ＣＰＵ１１０以
外の回路等には電源を供給しないように構成されてい
る。その場合の消費電流は数十μＡ程度（約２０μＡ）
である。流量検出手段４０、５０を動作させるサンプリ
ングタイミング（時間ｔ、２ｔ、３ｔ等）になると、制
御手段１００は、ＣＰＵ１１０を動作モードに設定し、
ＣＰＵ１１０以外の回路等にも電源を供給するように構
成されている。その場合の消費電流は数ｍＡ程度（約３
ｍＡ）である。また、一対の流量検出手段４０または５
０の消費電流は数ｍＡ程度（約３ｍＡ）で動作時間は約
３００ｍｓｅｃ程度であり、調節手段３０を駆動する場
合の消費電流は数百ｍＡ（約８００ｍＡ）で動作時間は
約３００ｍｓｅｃ程度である。調節手段３０には、ステ
ップモータ３１を用い、このステップモータ３１は、非
通電時でも現在のステップ位置を保持可能な保持トルク
を持つステップモータが用いられる。よって、調節手段
３０は、駆動時のみ電流を消費し、駆動しない時（現在
の位置を保持する時）は、電流を消費しない。

【００２６】次に、図９について、各時間毎に、詳細を
説明する。［時間０から時間１３ｔの期間］ｔ（ｓｅ
ｃ）毎に、第２流量検出手段５０を動作させる。消費電
流は、制御手段１００が消費する電流と、第２流量検出
手段５０が消費する電流である。［時間１４ｔの時点］
第２流量検出手段５０を動作させ、さらに調節手段３０
を駆動する。消費電流は、制御手段１００が消費する電
流と、第２流量検出手段５０が消費する電流と、調節手
段３０が消費する電流である。［時間１５ｔから時間２
０ｔの期間］ｔ（ｓｅｃ）毎に、第１流量検出手段４０
を動作させる。消費電流は、制御手段１００が消費する
電流と、第１流量検出手段５０が消費する電流である。

【００２７】続いて、図１０について説明する。図１０
は、図８の動作（本実施の形態の動作）での消費電流を
示している。図１０について、各時間毎に、詳細を説明
する。［時間０から時間８ｔの期間］ｔ（ｓｅｃ）毎
に、第２流量検出手段５０を動作させる。消費電流は、
制御手段１００が消費する電流と、第２流量検出手段５
０が消費する電流である。［時間９ｔから時間１０ｔの
期間］ｔ（ｓｅｃ）毎に、第２流量検出手段５０を動作
させ、続いて第１流量検出手段４０を動作させる。消費
電流は、制御手段１００が消費する電流と、第２流量検
出手段５０が消費する電流と、第１流量検出手段４０が
消費する電流である。［時間１１ｔの時点］第２流量検
出手段５０を動作させ、続いて第１流量検出手段４０を
動作させ、さらに調節手段３０を駆動する。消費電流
は、制御手段１００が消費する電流と、第２流量検出手
段５０が消費する電流と、第１流量検出手段４０が消費
する電流と、調節手段３０が消費する電流である。［時
間１２ｔから時間２０ｔの期間］ｔ（ｓｅｃ）毎に、第
１流量検出手段４０を動作させる。消費電流は、制御手
段１００が消費する電流と、第１流量検出手段４０が消
費する電流である。

【００２８】本実施の形態では、図１０に示すように、
時間９ｔから時間１１ｔの期間は、第１流量検出手段４
０と第２流量検出手段５０を動作させるため、従来例よ
り消費電流が増加する。しかし、この期間（調節手段３
０が閉制御されており且つ第２流量検出手段５０が検出
した検出流量が、「所定流量Ｑ４ａ（所定流量値）」以
上の期間）は、他の期間（調節手段３０が閉制御されて
おり且つ第２流量検出手段５０が検出した検出流量が
「所定流量Ｑ４ａ（所定流量値）」未満の期間、及び調
節手段３０が開制御されている期間）に比べて充分短い
期間である。そのため、従来例とほぼ同等の消費電流に
抑えることが可能である。

【００２９】また、消費電流をさらに少なくするため
に、調節手段３０を閉制御している場合且つ第２流量検
出手段５０による検出流量が「０（流量無し）」である
ことを所定期間検出した時、検出のサンプリング間隔を
２倍にしたりしてもよい。このような方法を用いること
で、さらに消費電流を抑えることができる。また、本実
施の形態では、調節手段３０が閉制御されており且つ第
２流量検出手段５０が検出した検出流量が、「所定流量
Ｑ４ａ（所定流量値）」以上の場合に、第２流量検出手
段５０と第１流量検出手段４０の両方を動作させたが、
調節手段３０が閉制御されている場合は、常に第２流量
検出手段５０と第１流量検出手段４０の両方を動作させ
てもよい。ただし、この方法は、調節手段３０が閉制御
されている期間が充分短い等、消費電流への影響が充分
小さい場合に有効である。

【００３０】以上に、弁が閉制御されている状態から弁
を開制御する動作について説明した。ところで、弁が開
制御されている時には、第１流量検出手段の検出流量値
を補正処理した補正流量値が下限流量設定値に達すると
弁を閉制御している。しかしながら、主流路に設けられ
ている第１流量検出手段としては、検出下限値未満のガ
ス流量を検出できないものが用いられている。このた
め、弁を開制御している状態において、ガス使用量が急
激に第１流量検出手段の検出下限値未満まで減少した場
合には、補正流量値が下限流量設定値に達するまでに時
間がかかり、弁の閉制御が遅れることがある。しかし、
弁が開制御されている状態から閉制御する場合は、弁の
閉制御が遅れても要求流量に対する実流量の遅れ等はほ
とんど発生しないので、弁の閉制御が遅れても問題な
い。

【００３１】本発明のガスメータの構成は、本実施の形
態に示す図２に限定されるものではない。流量検出手段
４０、５０及び調節手段３０は、本実施の形態に示した
超音波の発信受信器及びステップモータに限定されるも
のではない。また、調節手段３０の構造については、本
実施の形態に示した図２に限定されるものではない。流
量検出手段４０、５０を用いた検出流量特性、調節手段
３０の制御特性は、本実施の形態に示した図３、図４に
限定されるものではない。制御手段１００の構成は、本
実施の形態に示した図５に限定されるものではない。ガ
ス流量が急変した場合の過渡応答特性は、本実施の形態
に示した図６、図７、図８、図９に限定されるものでは
ない。消費電流は、本実施の形態に示した図１０、図１
１に限定されるものではなく、本実施の形態で説明した
時間及び値に限定されるものではない。また、以上
（≧）、以下（≦）、未満（＜）等は、等号を含んでも
含まなくてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
ガスメータを用いれば、ガス使用量が急激に変化した場
合等における調節手段の応答性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスメータの一実施の形態のブロック図であ
る。

【図２】ガスメータの一実施の形態の概略構成図であ
る。

【図３】流量検出手段による検出流量の静特性図の例で
ある。

【図４】調節手段３０の制御特性の例である。

【図５】制御手段１００の構成図の例である。

【図６】検出したガス流量を補正する補正処理の例を示
す図である。

【図７】従来のガスメータを用いた場合の、過渡応答特
性の例を示す図である。

【図８】本発明のガスメータを用いた場合の、過渡応答
特性の例を示す図である。

【図９】従来のガスメータを用いた場合の、消費電流の
例を示す図である。

【図１０】本発明のガスメータを用いた場合の、消費電
流の例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 主流路 ２０ 副流路 ３０ 調節手段 ４０ 第１流量検出手段 ５０ 第２流量検出手段 １００ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松下 博 大阪府大阪市平野町４−１−２ 大阪瓦斯 株式会社内 (72)発明者 岩川 恵 大阪府大阪市平野町４−１−２ 大阪瓦斯 株式会社内 (72)発明者 南 忠幸 大阪府大阪市平野町４−１−２ 大阪瓦斯 株式会社内 (72)発明者 田川 滋 大阪府大阪市平野町４−１−２ 大阪瓦斯 株式会社内 (72)発明者 木村 幸雄 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社総合研究所内 (72)発明者 廣山 徹 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社総合研究所内 (72)発明者 水越 二郎 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内 (72)発明者 堀 富士雄 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内 (72)発明者 森井 信好 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内 (72)発明者 中村 暢宏 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CC13 CD04 CD13 CF08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路の開度量を調節する調節手段及び
   第１流量検出手段が設けられた主流路と、主流路の調節
   手段をバイパスし、第２流量検出手段が設けられた副流
   路と、第１流量検出手段あるいは第２流量検出手段の検
   出流量値を補正処理した補正流量値に基づいて調節手段
   を開閉制御する制御手段とを備えたガスメータであっ
   て、 制御手段は、調節手段が閉制御状態で、且つ第２流量検
   出手段の検出流量値が第２流量検出手段の検出上限値よ
   り小さい所定流量値未満の場合は、第２流量検出手段の
   検出流量値を補正処理し、調節手段が閉制御状態で、且
   つ第２流量検出手段の検出流量値が所定流量値以上の場
   合は、第１流量検出手段の検出流量値を補正処理する、
   ことを特徴とするガスメータ。