特許 5812658 ガス状況判断装置、ガス状況判断方法及びトリガ信号発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5812658

(24)【登録日】2015年10月2日

(45)【発行日】2015年11月17日

(54)【発明の名称】ガス状況判断装置、ガス状況判断方法及びトリガ信号発生装置

(51)【国際特許分類】

   F23K 5/00 20060101AFI20151029BHJP

   G01F 3/22 20060101ALI20151029BHJP

   F23N 5/18 20060101ALI20151029BHJP

【ＦＩ】

   F23K5/00 304

   G01F3/22 B

   F23N5/18 E

【請求項の数】5

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2011-92677(P2011-92677)

(22)【出願日】2011年4月19日

(65)【公開番号】特開2012-225554(P2012-225554A)

(43)【公開日】2012年11月15日

【審査請求日】2014年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】501418498

【氏名又は名称】矢崎エナジーシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145908

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136711

【弁理士】

【氏名又は名称】益頭 正一

(72)【発明者】

【氏名】大城 和俊

(72)【発明者】

【氏名】近藤 正登

(72)【発明者】

【氏名】東 一裕

【審査官】 藤原 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２３３４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２８６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１８３１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７６３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８１０１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｋ ５／００

Ｆ２３Ｎ ５／１８

Ｇ０１Ｆ ３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路内のガス圧力に応じた計測値の信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、
前記計測センサからの信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化がある場合に、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、
前記トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に前記計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、
前記微小時間経過後の規定時間において、前記計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、前記規定時間中の波形に基づいて前記トリガ信号発生手段が前記トリガ信号を発生させるための前記トリガ発生基準値を更新する更新手段と、
を備えることを特徴とするガス状況判断装置。

【請求項2】

前記更新手段は、前記計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値と当該中心値との差分に対して、１を超える安全率を乗算して得られる値に基づいて、前記トリガ発生基準値を更新する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス状況判断装置。

【請求項3】

前記更新手段は、前記微小時間経過後の規定時間において、前記計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、前記計測センサにより出力された計測値に基づいて発生し得る脈動の最大値を予測し、脈動状況に応じて前記最大値を更新すると共に、更新された前記最大値が前記脈動許容範囲内に収まるときに、発生した脈動が解消したと判断する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のガス状況判断装置。

【請求項4】

前記更新手段は、前記微小時間経過後の規定時間において、前記計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、前記計測センサにより出力された計測値に基づいて発生し得る脈動の最小値を予測し、脈動状況に応じて前記最小値を前記最大値として更新し、更新された前記最大値が前記脈動許容範囲内に収まるときに、発生した脈動が解消したと判断する
ことを特徴とする請求項３に記載のガス状況判断装置。

【請求項5】

流路内のガス圧力に応じた計測値の信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサからの信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化がある場合に、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生工程と、
前記トリガ信号発生工程においてトリガ信号が発生されてから微小時間中に前記計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断工程と、
前記微小時間経過後の規定時間において、前記計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、前記規定時間中の波形に基づいて前記トリガ信号発生手段が前記トリガ信号を発生させるための前記トリガ発生基準値を更新する更新工程と、
を備えることを特徴とするガス状況判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス状況判断装置、ガス状況判断方法及びトリガ信号発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、使用されているガス器具を判断するガス器具判断システムが提案されている。このガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視し、ガスの流量値の推移である流量値パターンを認識して、流量値パターンからガス器具を判断する（例えば特許文献１〜３参照）。

【0003】

しかし、ガス器具判断システムでは、流路内を流れるガスの流量値をある程度長時間監視しなければならず、短時間でガス器具を判断することができない。このため、短時間におけるガスの流量値から使用されたガス器具（以下、使用が開始されたガス器具、使用が終了したガス器具の少なくとも一方を使用ガス器具という）を判断できることが望まれるが、異なるガス器具であっても、短時間における流量値だけを見れば、ほぼ同じ流量値を示すものもあり、使用ガス器具の判断に誤りが生じる可能性が高まる。

【0004】

そこで、短時間における波形から、使用ガス器具を判断するガス状況判断装置が提案されている。このガス状況判断装置では、ガス器具使用開始直後又は終了直後の微小時間において、圧力や流量の計測値に使用ガス器具特有の振動が発生するという理論に基づくものである。そして、このガス状況判断装置は、ガス器具使用開始時点や終了時点を判断するために、計測値を監視し、この計測値がトリガ発生基準値以上変化した場合にトリガ信号を発生させている。トリガ信号が発生されると、ガス状況判断装置は、トリガ信号発生後の微小時間（例えば最大２秒）における波形を高速サンプリングにより取得し、取得された微小時間における波形の特徴からガス器具を判断するようにしている。また、このガス状況判断装置では、微小時間における波形の特徴からガス漏れについても判断するようになっている。これにより、このガス状況判断装置では、微小時間におけるデータ取得によって使用ガス器具及びガス漏れの判断ができ、短時間のガス器具判断及びガス漏れ判断を可能としている（例えば特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−１４８７２８号公報

【特許文献2】特開２００８−１０７２６２号公報

【特許文献3】特開２００８−１０７３０１号公報

【特許文献4】特開２００８−１０８１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、ガス圧力やガス流量の計測値変化後の微小時間における波形を得る必要があるため、計測値変化時点を正確に判断してトリガ信号を発生させる必要がある。しかし、特許文献４に記載のガス状況判断装置では、計測値変化時点の判断の正確性について向上の余地があるものであった。例えば、ガス配管状況等によってはガスヒートポンプなど脈動を発生させるガス機器が接続されている場合があり、このような場合にはガスヒートポンプの脈動によりトリガ信号を発生させてしまう可能性があった。このように、脈動発生時には、ガス器具の使用開始時点や終了時点、及びガス漏れ発生時点における計測値の変化時点を正確に判断できず、誤ったトリガ信号を発生させてしまう可能性があった。

【0007】

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることが可能なガス状況判断装置、ガス状況判断方法及びトリガ信号発生装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のガス状況判断装置は、流路内のガス圧力に応じた計測値の信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサと、計測センサからの信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化がある場合に、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間中に計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断手段と、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ信号発生手段がトリガ信号を発生させるためのトリガ発生基準値を更新する更新手段と、を備えることを特徴とする。

【0009】

このガス状況判断装置によれば、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ発生基準値を更新する。ここで、微小時間が経過した後、波形は安定していく傾向にある。このため、微小時間経過後の規定時間という、圧力が安定傾向にあるタイミングにおいて、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すということは、脈動が発生していると判断することができる。そして、脈動がある場合に、トリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値を更新することとなり、脈動発生時においてもトリガ信号の発生に適切なトリガ発生基準値を更新することができる。従って、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【0010】

また、本発明のガス状況判断装置において、更新手段は、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値と当該中心値との差分に対して、１を超える安全率を乗算して得られる値に基づいて、トリガ発生基準値を更新することが好ましい。

【0011】

このガス状況判断装置によれば、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値と当該中心値との差分に対して、１を超える安全率を乗算して得られる値に基づいて、トリガ発生基準値を更新する。このため、トリガ発生基準値は、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値が基準となって更新されることとなり、脈動の度合いに応じてトリガ発生基準値を更新することができる。従って、一層適切に計測値変化時点を判断してトリガ信号を発生させることができる。

【0012】

また、本発明のガス状況判断装置において、更新手段は、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、計測センサにより出力された計測値に基づいて発生し得る脈動の最大値を予測し、脈動状況に応じて最大値を更新すると共に、更新された最大値が脈動許容範囲内に収まるときに、発生した脈動が解消したと判断することが好ましい。

【0013】

このガス状況判断装置によれば、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動の最大値を予測すると共に脈動状況に応じて最大値を更新し、最大値が脈動許容範囲内に収まるときに、発生した脈動が解消したと判断する。このため、最大値が脈動許容範囲内に収まるという脈動が発生し得ない状態を確認して、脈動が解消したか否かを判断することができ、確実に脈動解消を判断することができる。

【0014】

また、本発明のガス状況判断方法は、流路内のガス圧力に応じた計測値の信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサからの信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化がある場合に、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生工程と、トリガ信号発生工程においてトリガ信号が発生されてから微小時間中に計測センサにより出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用されたガス器具の少なくとも一方を判断する判断工程と、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ信号発生手段がトリガ信号を発生させるためのトリガ発生基準値を更新する更新工程と、を備えることを特徴とする。

【0015】

このガス状況判断方法によれば、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ発生基準値を更新する。ここで、微小時間が経過した後、波形は安定していく傾向にある。このため、微小時間経過後の規定時間という、圧力が安定傾向にあるタイミングにおいて、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すということは、脈動が発生していると判断することができる。そして、脈動がある場合に、トリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値を更新することとなり、脈動発生時においてもトリガ信号の発生に適切なトリガ発生基準値を更新することができる。従って、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【0016】

また、本発明のトリガ信号発生装置は、流路内のガス圧力に応じた計測値の信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた計測値の信号を出力する流量センサの少なくとも一方からなる計測センサからの信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化がある場合に、トリガ信号を発生させるトリガ信号発生手段と、トリガ信号発生手段によりトリガ信号が発生されてから微小時間経過した後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ発生基準値を更新する更新手段と、を備えることを特徴とする。

【0017】

このトリガ信号発生装置によれば、微小時間経過後の規定時間において、計測センサにより出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ発生基準値を更新する。ここで、微小時間が経過した後、波形は安定していく傾向にある。このため、微小時間経過後の規定時間という、圧力が安定傾向にあるタイミングにおいて、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すということは、脈動が発生していると判断することができる。そして、脈動がある場合に、トリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値を更新することとなり、脈動発生時においてもトリガ信号の発生に適切なトリガ発生基準値を更新することができる。従って、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明のガス状況判断装置、ガス状況判断方法及びトリガ信号発生装置によれば、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係るガス器具判断システムの構成図である。

【図2】図１に示したガスメータの詳細を示す構成図である。

【図3】図２に示した判断部により生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。

【図4】ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。

【図5】ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。

【図6】ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。

【図7】図２に示した判断部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。

【図8】図２に示した判断部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。

【図9】図２に示した判断部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。

【図10】脈動が発生している場合において図２に示した更新部の処理を説明する圧力波形を示すグラフであり、（ａ）は微小時間及び規定時間の圧力波形を示し、（ｂ）は規定時間の圧力波形を示している。

【図11】脈動が発生していない場合において図２に示した更新部の処理を説明する圧力波形を示すグラフであり、（ａ）は微小時間及び規定時間の圧力波形を示し、（ｂ）は規定時間の圧力波形を示している。

【図12】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであり、前半部分を示している。

【図13】本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであり、後半部分を示している。

【図14】図１２に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。

【図15】図１２に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。

【図16】ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。

【図17】図２に示した判断部により算出される算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。

【図18】図２に示した判断部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。

【図19】第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートである。

【図20】第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートであり、後半部分を示している。

【図21】図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４４）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。

【図22】図２０に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４４）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス状況判断装置を含むガス器具判断システムの構成図である。ガス器具判断システム１は、ガスストーブ、ファンヒータ、ガス給湯器、床暖房及びガステーブルなどの複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、ガスメータ（ガス状況判断装置）４０とを備えている。

【0021】

調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ４０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ４０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。

【0022】

図２は、図１に示したガスメータ４０の詳細を示す構成図である。図２に示すようにガスメータ４０は、圧力センサ（計測センサ）４１と、流量センサ（計測センサ）４２と、トリガ信号発生部（トリガ信号発生手段）４３と、制御部４４と、記憶部４５とを有している。

【0023】

圧力センサ４１は、ガスメータ４０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号を出力するものであって、ピエゾ抵抗式や静電容量式などのセンサによって構成される。流量センサ４２は、ガスメータ４０の流路内におけるガス流量に応じた計測値の信号を出力するものであって、超音波センサやフローセンサなどで構成される。

【0024】

トリガ信号発生部４３は、圧力センサ４１及び流量センサ４２の少なくとも一方により出力された信号が示す計測値にトリガ発生基準値以上の変化が発生した場合にトリガ信号を発生させるものである。このトリガ信号は、制御部４４に送信される。このようなトリガ信号発生部４３は、例えば微分回路を含んで構成されており、微分回路によりトリガ発生基準値以上の変化を検出する。具体的にトリガ信号発生部４３は、ガス器具１０が使用を開始されたときやガス漏れ時に、圧力が低下するときの変化、又は、流量が増加するときの変化をトリガ発生基準値以上の変化として捉え、トリガ信号を出力する。

【0025】

制御部４４は、ガスメータ４０の全体を制御するものであって、流量センサ４２からの計測値の信号に基づいて積算流量の表示制御を行ったり、ガス漏れ発生時等にガス遮断弁を閉動作させたりするものである。また、制御部４３は、判断部（判断手段）４４ａと、更新部（更新手段）４４ｂとを備えている。

【0026】

判断部４４ａは、トリガ信号発生部４３によりトリガ信号が発生されてから微小時間（例えば最大で２秒）中に圧力センサ４１により出力された計測値からなる波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０の少なくとも一方を判断するものである。具体的に制御部４４は、所定時間（例えば２ｍ秒）毎に圧力センサ４１から１２８回分の信号を読み込む。判断部４４ａは、これら１２８回分のデータからガス漏れ及び使用ガス器具１０の少なくとも一方を判断する。

【0027】

ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生直後やガス器具１０の使用開始直後の微小時間において圧力の計測値に振動が発生することを見出した。また、この振動は、ガス漏れや使用ガス器具１０毎に特徴を有するものであることを見出した。このため、判断部４４ａは、微小時間における圧力振動波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０の少なくとも一方を判断することができる。なお、記憶部４５は、ガス漏れや使用ガス器具１０を判断するためのデータを記憶しており、判断部４４ａは、微小時間における圧力振動波形と記憶部４５に記憶されるデータとから、ガス漏れや使用ガス器具１０を判断することとなる。

【0028】

更新部４４ｂは、トリガ信号発生部４３におけるトリガ信号発生の基準となるトリガ発生基準値を順次更新していくものである。例えば、ガスヒートポンプ等が使用されてガス圧力に脈動が発生する場合、更新部４４ｂは、ガスヒートポンプによる脈動をガス器具１０の使用開始時と誤判断してトリガ信号が発生しないように、トリガ発生基準値を大きめの値に設定する。

【0029】

次に、判断部４４ａによる使用ガス器具１０及びガス漏れの判断手法について説明する。なお、以下の説明において判断部４４ａは、ガス漏れ及び使用ガス器具１０の双方を判断するものとして説明する。また、以下では、２つの判断手法を例示するが、判断手法は以下のものに限られるものではない。

【0030】

まず、第１の判断手法について説明する。第１の判断手法は、類似度推移を用いるものである。具体的に本実施形態において類似度推移とは連続ＮＣＣであり、連続ＮＣＣとは、連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。

【0031】

第１の判断手法において使用ガス器具１０及びガス漏れの判断にあたり、判断部４４ａは、まず所定の波形を生成する。ここで、生成される波形は、例えばガス漏れ発生時に得られると予測されるガス漏れ発生時の振動波形である。なお、生成される波形は、ガス漏れ発生時の振動波形に限らず、給湯器やガステーブル等のガス器具１０が使用されたときに得られる振動波形であってもよい。以下の説明では、ガス漏れ発生時の振動波形が生成される例を説明する。

【0032】

図３は、図２に示した判断部４４ａにより生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。図３に示すように、判断部４４ａは、圧力が時間の経過と共に低下しながら振動するガス漏れ振動波形を生成する。このガス漏れ振動波形は、減衰振動の周波数、ゲイン、及び減衰比を含む２次遅れのステップ応答の式に基づいて生成された波形である。

【0033】

次いで、判断部４４ａは、生成した所定の振動波形と、微小時間中の振動波形との類似度推移を算出する。より具体的には、以下の式（１）により類似度Ｒ_ＮＣＣが求められる。判断部４４ａは、この式（１）による類似度Ｒ_ＮＣＣの算出を連続的に行うことにより、類似度推移（すなわち、連続ＮＣＣという）を求める。

【数1】

【0034】

類似度推移の算出後、判断部４４ａは、算出した類似度推移の代表値が閾値以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。ここで、代表値とは、類似度全体又は類似度全体のうち特定期間の平均値であってもよいし、トリガ信号が発生してから、ある特定の時刻における類似度であってもよいし、他の値であってもよい。

【0035】

図４は、ガス漏れ時における圧力変化を示す図である。図４に示すように、ガス漏れ発生時には、圧力が低下しつつ振動する波形を示すこととなる。この波形は、図３に示したように判断部４４ａにより生成されたガス漏れ振動波形と相関が高い。このため、類似度推移の代表値は高い値を示すこととなり、判断部４４ａはガス漏れが発生したと判断することとなる。

【0036】

図５は、ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図５において実線と破線は、各家庭における配管状態の相違、ガス漏れ箇所の相違、及び、ガス漏れ流量の相違などの条件が異なる場合の連続ＮＣＣを示している。

【0037】

図５に示すように、ガス漏れ時において圧力変化の発生直後（時刻０秒付近）における連続ＮＣＣは、「０．７」から「０．８」程度の値を示す。しかし、時刻０．０２５秒以降について連続ＮＣＣは「０．９」以上の値を示す。よって、判断部４４ａは、算出した類似度推移の代表値が「０．９」以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断する。

【0038】

図６は、ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。

【0039】

図６（ａ）に示すように、ガステーブルの使用開始時には圧力が２．９ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図６（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ強振動する圧力波形が得られる。さらに、図６（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして小型湯沸器よりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。

【0040】

図７は、図２に示した判断部４４ａにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。

【0041】

ガステーブルの使用が開始した場合、図６（ａ）の振動波形が得られ、判断部４４ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９５」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．５」程度となり、その後「０．６５」付近までゆっくりと上昇する。

【0042】

また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図６（ｂ）の振動波形が得られ、判断部４４ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４」程度まで低下し、その後、「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

【0043】

また、給湯器の使用が開始した場合、図６（ｃ）の振動波形が得られ、判断部４４ａにより算出される連続ＮＣＣは図７（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．８」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．７」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．６」程度まで低下し、次いで「０．７」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」弱となる。以後、連続ＮＣＣは「０．６５」付近までゆっくりと上昇していく。

【0044】

このようにガス器具１０の使用開始時において、連続ＮＣＣは大半の期間で「０．９」以上を示さない。このため、判断部４４ａは、連続ＮＣＣの代表値が閾値以上でない場合、ガス漏れ発生でなくガス器具１０が使用されたと判断する。

【0045】

また、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なっている。このため、判断部４４ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用ガス器具１０を判断する。具体的には記憶部４５に、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部４５は、ガステーブルについて図７（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図７（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、判断部４４ａは、記憶部４５に記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が開始したと判断する。

【0046】

次に、判断部４４ａによって生成される所定の振動波形の生成手法について説明する。判断部４４ａは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、記憶部４５は以下の式（２）を記憶している。

【数2】

【0047】

ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、Ｋはゲインを示し、ω_ｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示している。特に、ゲインＫ、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζは、圧力センサ４１によって実際に計測された波形から求められるものである。次に、これらの算出方法について図４を参照して説明する。

【0048】

判断部４４ａは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ω_ｄを算出する。

【数3】

【0049】

ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図４で示すように、圧力変化発生時から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。判断部４４ａは、計測値データから最初の極値Ｖ１が確認されると、行き過ぎ時間Ｔｐを求め、式（３）から減衰振動の周波数ω_ｄを算出する。

【0050】

なお、減衰振動の周波数ω_ｄは、式（３）から求める場合に限らず、圧力変化発生時から２つ目の極値Ｍ（極大点Ｍ）や、３つ目の極値Ｖ２（極小点Ｖ２）に基づいて算出してもよい。

【0051】

次に、判断部４４ａは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。

【数4】

【0052】

このような式であるため、判断部４４ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。

【0053】

なお、図４から明らかなように、ゲインＫは圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることができる。従って、判断部４４ａは、圧力変化が発生して圧力値が略一定値となったとき（図４では時刻０．４秒）に、差分からゲインＫを求めてもよい。さらに、判断部４４ａは、圧力変化発生時から４つ目以降の極値を加味してゲインＫを算出してもよい。

【0054】

次いで、判断部４４ａは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。

【数5】

【0055】

ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（５）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。

【0056】

このような式であるため、判断部４４ａは、計測値データから極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。

【0057】

以上のように、判断部４４ａは、ゲインＫ、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを算出し、式（２）より振動波形の式を求める。そして、判断部４４ａは、求めた式と、微小時間中における圧力振動波形とから、式（１）に従って連続ＮＣＣを求めることとなる。

【0058】

ここで、判断部４４ａは、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを以下のようにして算出するようにしてもよい。すなわち、図４に示す振動波形は、ガス漏れ時の流量に依存する傾向にある。このため、判断部４４ａは、流量値のみを変数に含む式を予め記憶し、この式に流量値を代入して、減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。

【0059】

具体的に判断部４４ａは、以下の式（６）から減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求める。

【数6】

【0060】

ここで、Ｌは流量値であり、ａ_１，ａ_２，ｂ_１，ｂ_２は定数である。このように、式（６）から求めることで演算量を減らして、算出処理の簡素化を図るようにしてもよい。なお、流量と圧力には一定の相関がある。このため、式（６）に代えて圧力値のみを変数に含む式を記憶し、この式から減衰振動の周波数ω_ｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。

【0061】

さらに、この場合、判断部４４ａは、ゲインＫについて式（４）から算出することなく、圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることが望ましい。これにより、一層演算量を減らすことができるからである。

【0062】

次に、第２の判断手法について説明する。第２の判断手法は、スペクトルデータを用いるものである。具体的に本実施形態に係る判断部４４ａは、振動波形をフーリエ変換することにより、スペクトルデータを算出する。なお、判断部４４ａはフーリエ変換によりスペクトルデータを算出する場合に限らず、他の方法によってスペクトルデータを算出するようにしてもよい。

【0063】

図８は、図２に示した判断部４４ａにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。図８に示すように、ガス漏れが発生した場合、得られる圧力波形には２０Ｈｚ以上の周波数成分が殆ど含まれていない。なお、６０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。

【0064】

図９は、図２に示した判断部４４ａにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。

【0065】

図９（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が開始した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図９（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が開始した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に３０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図９（ｃ）に示すように、給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は１８０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に２０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。

【0066】

また、記憶部４５は、図８及び図９に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、判断部４４ａは、このスペクトルデータに基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断する。

【0067】

すなわち、判断部４４ａは、算出したスペクトルデータと、記憶したスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、ガス漏れの発生や使用ガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。

【0068】

以上のように、判断部４４ａはガス漏れや使用ガス器具１０を判断する。しかし、ガス漏れや使用ガス器具１０を正確に判断するためには、トリガ信号が正確に発生する必要がある。トリガ信号が正確に発生しないと、ガス漏れや発生時点やガス器具１０の使用開始時点を正確に捉えることができなくなってしまうからである。特に、ガス圧力に脈動が発生している場合には、脈動によりトリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値以上の計測値が得られてしまい、誤ったトリガ信号を発生させてしまい易い。

【0069】

そこで、本実施形態に係るガスメータ４０は、更新部４４ｂを備え、更新部４４ｂがトリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値を順次更新することで、誤ったトリガ信号の発生頻度を抑えることとしている。以下、更新部４４ｂの詳細について説明する。

【0070】

まず、制御部４４は、微小時間経過後の規定時間において、所定時間毎に圧力センサ４１からの信号を読み込む。更新部４４ｂは、これら読み込んだ信号が示す計測値が、脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すか否かを判断する。所定回数以上示すと判断した場合、更新部４４ｂは脈動が発生していると判断し、所定回数以上示さないと判断した場合、脈動が発生していないと判断する。

【0071】

図１０は、脈動が発生している場合において図２に示した更新部４４ｂの処理を説明する圧力波形を示すグラフであり、（ａ）は微小時間及び規定時間の圧力波形を示し、（ｂ）は規定時間の圧力波形を示している。

【0072】

図１０（ａ）に示すように、制御部４４はトリガ信号発生時からの微小時間において所定時間毎に圧力データを収集し、微小時間経過後からの規定時間において所定時間毎に圧力データを収集する。具体的に制御部４４は、微小時間において２ｍ秒毎に１２８個の圧力データを収集し、規定時間において２ｍ秒毎に７０個の圧力データを収集する。

【0073】

なお、微小時間の圧力データの収集間隔と規定時間の圧力データの収集間隔とは同じに限らず異なっていてもよい。また、規定時間は微小時間に連続していなくともよく、例えば制御部４４は微小時間経過した後、ある程度の時間をおいて規定時間だけ圧力データを収集してもよい。

【0074】

そして、更新部４４ｂは、規定時間における圧力波形のうち、脈動許容範囲外の計測値を所定回数以上示すか否かを判断する。図１０（ｂ）に示す例の場合、脈動許容範囲外の計測値が１７回となっており、更新部４４ｂは脈動が発生していると判断する。

【0075】

脈動が発生していると判断すると、更新部４４ｂは、脈動許容範囲外の値のうち最も範囲の中心値（図１０（ｂ）において便宜上に「０」）から離れた計測値と中心値との差分を求める。次いで、更新部４４ｂは、差分に対して第１係数（１を超える安全率（具体的には１．２５））を乗算する。この乗算により、更新部４４ｂは更新値を算出し、この更新値をもとのトリガ発生基準値に対して加算することにより、トリガ発生基準値を更新する。なお、更新値は後述する脈動上限値と同じ値となる。

【0076】

図１１は、脈動が発生していない場合において図２に示した更新部４４ｂの処理を説明する圧力波形を示すグラフであり、（ａ）は微小時間及び規定時間の圧力波形を示し、（ｂ）は規定時間の圧力波形を示している。

【0077】

図１１（ａ）に示すように、制御部４４はトリガ信号発生時からの微小時間において所定時間毎に圧力データを収集し、微小時間経過後からの規定時間において所定時間毎に圧力データを収集する。これは、図１０を参照した説明と同様である。

【0078】

そして、更新部４４ｂは、規定時間における圧力波形のうち、脈動許容範囲外の計測値を所定回数以上示すか否かを判断する。図１１（ｂ）に示す例では、脈動許容範囲外の計測値が０回となっており、更新部４４ｂは、脈動が発生していないと判断する。

【0079】

脈動が発生していないと判断すると、更新部４４ｂは、上記第１係数を乗算することなく、トリガ発生基準値を更新しないこととなる。

【0080】

次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るガス状況判断方法を説明する。図１２及び図１３は、本実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートである。なお、図１２はフローチャートの前半部分を示し、図１３はフローチャートの後半部分を示している。

【0081】

まず、図１２に示すように、制御部４４は、トリガ信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。トリガ信号を受信していないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、トリガ信号を受信したと判断するまで、この処理が繰り返される。一方、トリガ信号を受信したと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部４４は所定時間毎に圧力センサ４１から信号を読み込み、記憶部４５に記憶させていく（Ｓ２）。

【0082】

次いで、制御部４４は、微小時間＋規定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３）。微小時間＋規定時間が経過していないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、微小時間＋規定時間が経過したと判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、判断部４４ａは、記憶部４５に記憶された圧力データのうち、微小時間分の圧力データを読み出し、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理を実行する（Ｓ４）。この処理により、ガス漏れ及び使用が開始されたガス器具１０が判断される。

【0083】

次いで、図１３に示すように、更新部４４ｂは、脈動フラグがオンとなっているか否かを判断する（Ｓ５）。ここで、脈動フラグとは現在脈動が発生していることを示すフラグである。脈動フラグがオンとなっていないと判断している場合（Ｓ５：ＮＯ）、更新部４４ｂは、記憶部４５に記憶された圧力データのうち、規定時間分の圧力データを読み出し、読み出した圧力データが示す計測値が、脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すか否かを判断する（Ｓ６）。脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すと判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、更新部４４ｂは、脈動フラグをオンにする（Ｓ７）。

【0084】

次に、更新部４４ｂは、現在の脈動において発生すると予測される上限値と下限値とを設定する。すなわち、まず更新部４４ｂは、脈動上限値を設定する（Ｓ８）。このとき、更新部４４ｂは、脈動許容範囲外の値のうち最も範囲の中心値から離れた計測値と中心値との差分に、第１係数（具体的には１．２５）を乗算し、脈動上限値を算出して設定する（Ｓ８）。次いで、更新部４４ｂは、脈動許容範囲外の値のうち最も範囲の中心値から離れた計測値と中心値との差分に、第２係数（具体的には０．７５）を乗算し、脈動下限値を算出して設定する（Ｓ９）。

【0085】

次に、更新部４４ｂは、もとのトリガ信号発生基準値に脈動上限値を加算して、トリガ発生基準値を更新する（Ｓ１０）。その後、図１２及び図１３に示す処理は終了する。一方、脈動許容範囲外の値を所定回数以上示さないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、脈動は発生していないことからトリガ発生基準値は更新されず、図１２及び図１３に示す処理は終了する。

【0086】

ところで、脈動フラグがオンとなっていると判断している場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、すなわち過去の処理において脈動が発生していることが判断され、しかも脈動が継続している場合、更新部４４ｂは、現在の脈動レベルが脈動下限値未満であるか否かを判断する（Ｓ１１）。ここで、脈動レベルとは、計測値の極値と中心値との差分の平均値であり、より詳細には極大値又は極小値の平均値のうち大きい方と中心値との差分である。このように単なる平均ではなく、極大値又は極小値の平均値のうち大きい方を採用することにより、例えば図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す中心値にずれがあった場合に誤った処理を実行してしまうことを防止することができる。

【0087】

現在の脈動レベルが脈動下限値未満であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、すなわち脈動が収まりつつあると判断できる場合、更新部４４ｂは以下の処理を実行して、発生した脈動が解消したか否かを判断することとなる。まず、更新部４４ｂは、脈動上限値を脈動下限値に置き換える（Ｓ１２）。このように、脈動が収まりつつあるため、脈動上限値を低下させる。次に、更新部４４ｂは、脈動下限値に第３係数を乗算して脈動下限値を算出し設定する（Ｓ１３）。ここで、第３係数は、例えば０．６である。

【0088】

そして、更新部４４ｂは、脈動上限値と脈動許容範囲とを比較し、脈動上限値が脈動許容範囲内であるか否かを判断する（Ｓ１４）。脈動上限値が脈動許容範囲内であると判断した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、すなわち脈動上限値であっても脈動許容範囲内に収まることとなり、脈動許容範囲外の計測値が得られないと判断した場合、更新部４４ｂは発生した脈動が解消したと判断して脈動フラグをオフにする（Ｓ１５）。その後、図１２及び図１３に示した処理は終了する。

【0089】

一方、脈動上限値が脈動許容範囲内でないと判断した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、すなわち脈動により脈動許容範囲外の計測値が得られる可能性がある場合、更新部４４ｂは脈動が収まっていないと判断し、処理はステップＳ１０に移行する。これにより、トリガ発生基準値の更新が行われ、図１２及び図１３に示した処理は終了する。

【0090】

さらに、現在の脈動レベルが脈動下限値未満でないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、すなわち脈動が収まりつつないと判断できる場合、更新部４４ｂは、現在の脈動レベルが脈動上限値未満であるか否かを判断する（Ｓ１６）。現在の脈動レベルが脈動上限値未満でないと判断した場合（Ｓ１６：ＮＯ）、すなわち脈動が大きくなっていると判断できる場合、処理はステップＳ６に移行する。これにより、脈動が大きくなっている場合に脈動上限値及び下限値を設定し直すこととなり、且つ、トリガ発生基準値の更新を行って（すなわちトリガ発生基準値を大きくし）、適切な脈動上限値及び下限値とすると共に、適切なトリガ発生基準値とすることができる。

【0091】

また、現在の脈動レベルが脈動上限値未満であると判断した場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、すなわちステップＳ１１にて「ＮＯ」と判断されることにより脈動が収まりつつないものの、現在の脈動レベルが脈動上限値未満であり脈動が大きくなってもいない場合であり、脈動レベルが維持されている。このような場合、更新部４４ｂは、脈動上限値を設定し直す等の処理を行うことなく、図１２及び図１３に示した処理は終了する。

【0092】

図１４は、図１２に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図１４に示すように、まず、判断部４４ａは、微小時間中に得られた振動波形から、減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを決定する（Ｓ２１）。このとき、判断部４４ａは、減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（３）〜式（５）に基づいて算出してもよいし、式（６）から求めてもよい。

【0093】

次に、判断部４４ａは、ステップＳ２１により決定された減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζから、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する（Ｓ２２）。このとき、判断部４４ａは、ステップＳ２１により決定された減衰振動の周波数ω_ｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（２）に代入することにより、ガス漏れ振動波形を生成する。

【0094】

そして、判断部４４ａは、ステップＳ２２において生成されたガス漏れ振動波形と、微小時間における振動波形とに基づいて、式（１）から連続ＮＣＣを算出する（Ｓ２３）。

【0095】

次に、判断部４４ａは、連続ＮＣＣの代表値を決定し、代表値が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２４）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、判断部４４ａは、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２５）。その後、図１４に示す処理は終了する。

【0096】

代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２４：ＮＯ）、判断部４４ａは、記憶されているガス器具１０毎の類似度推移データを読み出す（Ｓ２６）。次いで、判断部４４ａは、ステップＳ２６にて読み出したガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータのうち、ステップＳ２３において算出した連続ＮＣＣと最も近いものを特定し、使用が開始したガス器具１０を判断する（Ｓ２７）。その後、図１４に示す処理は終了する。

【0097】

なお、図１４に示す処理では、ステップＳ２７において使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ステップＳ２４においてガス漏れを判断することにより、迅速性を必要とするガス漏れの判断を優先し、安全性の向上を図っている。

【0098】

図１５は、図１２に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。

【0099】

図１５に示すように、まず、判断部４４ａは、微小時間における振動波形をフーリエ変換し、スペクトルデータを算出する（Ｓ３１）。その後、判断部４４ａは、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ３２）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３３）。

【0100】

次に、判断部４４ａは、ステップＳ３３にて算出した類似度が特定値以上であるか否かを判断する（Ｓ３４）。ステップＳ３３にて算出した類似度が特定値以上であると判断した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、判断部４４ａはガス漏れが発生したと判断する（Ｓ３５）。そして、図１５に示す処理は終了する。

【0101】

ところで、ステップＳ３３にて算出した類似度が特定値以上でないと判断した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、判断部４４ａは、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３６）、読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３１にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３７）。

【0102】

その後、判断部４４ａは、類似度が最大となったスペクトルデータが示す種類のガス器具１０の使用が開始したと判断する（Ｓ３８）。そして、図１５に示す処理は終了する。

【0103】

このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法によれば、微小時間経過後の規定時間において、圧力センサ４１により出力された計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合に、規定時間中の波形に基づいてトリガ発生基準値を更新する。ここで、微小時間が経過した後、波形は安定していく傾向にある。このため、微小時間経過後の規定時間という、圧力が安定傾向にあるタイミングにおいて、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示すということは、脈動が発生していると判断することができる。そして、脈動がある場合に、トリガ信号の発生の基準となるトリガ発生基準値を更新することとなり、脈動発生時においてもトリガ信号の発生に適切なトリガ発生基準値を更新することができる。従って、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【0104】

また、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値と当該中心値との差分に対して、１を超える安全率を乗算して得られる値に基づいて、トリガ発生基準値を更新する。このため、トリガ発生基準値は、脈動許容範囲外の値のうち最も当該範囲の中心値から離れた計測値が基準となって更新されることとなり、脈動の度合いに応じてトリガ発生基準値を更新することができる。従って、一層適切に計測値変化時点を判断してトリガ信号を発生させることができる。

【0105】

また、計測値が脈動許容範囲外の値を所定回数以上示した場合、脈動の最大値を予測すると共に脈動状況に応じて最大値を更新し、最大値が脈動許容範囲内に収まるときに、発生した脈動が解消したと判断する。このため、最大値が脈動許容範囲内に収まるという脈動が発生し得ない状態を確認して、脈動が解消したか否かを判断することができ、確実に脈動解消を判断することができる。

【0106】

次に、本実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法は、第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

【0107】

まず、第１実施形態に係るガスメータ４０は、ガス器具１０の使用開始時及びガス漏れ発生時を正確に判断することを目的としていたが、第２実施形態おいてガスメータ４０は、ガス器具１０の使用終了時を正確に判断することを目的としている。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用終了直後の微小時間（例えば最大で２ｓ）においても圧力の計測値に振動が発生することを見出した。特に、この振動は、ガス器具１０の使用開始時と同様に、ガス器具１０毎に特徴を示すものである。このため、第２実施形態では、使用開始時等と終了時との相違から、第１実施形態と各種処理内容が異なっている。

【0108】

ここで、ガス器具１０の使用終了時においては、使用開始時と得られる振動波形が異なることから連続ＮＣＣやスペクトルデータについても第１実施形態と異なっている。

【0109】

図１６は、ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。

【0110】

図１６（ａ）に示すように、ガステーブルの使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図１６（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ程度振動する圧力波形が得られる。さらに、図１６（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．８８ｋＰａを基準にしてガステーブルよりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。

【0111】

図１７は、図２に示した判断部４４ａにより算出される算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。

【0112】

ガステーブルの使用が終了した場合、図１６（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０３秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．６」程度となり、その後「０．６」付近を維持する。

【0113】

また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図１６（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０１秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．３」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは小さな振動を繰り返しながら約０．１秒において「０．６」程度となる。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

【0114】

また、給湯器の使用が終了した場合、図１６（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部５２ｃにより算出される連続ＮＣＣは図１７（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．６」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４５」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．４５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」程度となる。次に、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。

【0115】

このように、ガス器具１０の使用終了時においても連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、判断部４４ａは、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が終了したガス器具１０を判断する。具体的には記憶部４５に、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部４５は、ガステーブルについて図１７（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図１７（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図１７（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、判断部４４ａは、記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する。

【0116】

図１８は、図２に示した判断部４４ａにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。

【0117】

図１８（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において大きな振幅を示す傾向がある。また、図１８（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が終了した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に９０Ｈｚ程度で大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１８（ｃ）に示すように、給湯器の使用が終了した場合、３０Ｈｚ程度でやや大きな振幅を示す程度であり、その他の周波数成分を殆ど含まない傾向がある、なお、５０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。

【0118】

また、記憶部４５は、図１８に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、判断部４４ａは、このスペクトルデータに基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。

【0119】

すなわち、判断部４４ａは、算出したスペクトルデータと、記憶部４５に記憶されたスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いスペクトルデータを特定し、使用が終了したガス器具１０について判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。

【0120】

図１９及び図２０は、第２実施形態に係るガス状況判断方法を示すフローチャートである。なお、図１９はフローチャートの前半部分を示し、図２０はフローチャートの後半部分を示している。また、図１９から明らかなように、図１９に示すステップＳ４１〜Ｓ４３の処理は図１２に示したステップＳ１〜Ｓ３と同様である説明を省略する。さらに図２０に示したステップＳ４５〜Ｓ５５の処理についても、図１３に示したステップＳ５〜Ｓ１５の処理と同様であるため、説明を省略する。

【0121】

ステップＳ４４において判断部４４ａは、記憶部４５に記憶された圧力データのうち、微小時間分の圧力データを読み出し、終了ガス器具判断処理を実行する（Ｓ４４）。この処理により、使用が終了したガス器具１０が判断される。

【0122】

図２１は、図１９に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４４）の詳細を示すフローチャートであって、第１の判断手法を示している。図２１に示すステップＳ６１〜Ｓ６３において、図１４に示したステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の処理が実行される。

【0123】

その後、図２１に示すステップＳ６４，Ｓ６５において、図１４に示したステップＳ２６，Ｓ２７と同様の処理が実行される。そして、図２１に示す処理は終了する。

【0124】

図２２は、図２０に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ４４）の詳細を示すフローチャートであって、第２の判断手法を示している。図２２に示すステップＳ７１において、図１５に示したステップＳ３１と同様の処理が実行される。

【0125】

その後、図２０に示すステップＳ７２〜Ｓ７４において、図１５に示したステップＳ３６〜Ｓ３８と同様の処理が実行される。そして、図２２に示す処理は終了する。

【0126】

このようにして、第２実施形態に係るガスメータ４０及びガス状況判断方法によれば、第１実施形態と同様に、計測値変化時点の判断の正確性について向上させて、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【0127】

さらに、第２実施形態によれば、ガス器具１０の終了時点についてもより正確に判断することができる。

【0128】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせてもよい。

【0129】

例えば、上記実施形態において類似度推移を式（１）により算出しているが、これに限らず、他の方法で類似度推移を算出するようにしてもよい。

【0130】

また、上記実施形態において判断部４４ａは、記憶した連続ＮＣＣデータのうち、算出した連続ＮＣＣと類似するものが存在しない場合、記憶された連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０に不足があると判断してもよい。

【0131】

また、本実施形態では燃料ガスをＬＰガスとする場合の例について説明したが、これに限らず、都市ガスの場合にも適用可能である。

【0132】

また、本実施形態では最大で２秒の微小時間におけるガス漏れ振動波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断している。特に、本実施形態では、ガス漏れや使用ガス器具１０を判断するにあたり、圧力を計測する時間は２秒以内（望ましくは１秒以内）で充分であるが、予備的に２秒よりも長い時間の計測を行ってもよい。

【0133】

また、本実施形態において判断部４４ａは、ガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを記憶している。この連続ＮＣＣデータは、１つのガス器具１０に対して１つだけ記憶されていてもよいし、１つのガス器具１０に対して複数記憶されていてもよい。例えば、ガス給湯器ではガス給湯器内の水温によって連続ＮＣＣが異なってくる。この場合、判断部４４ａに記憶される連続ＮＣＣデータが１つだけであると、ガス給湯器の水温に応じて使用ガス器具１０の判断を誤ってしまう可能性がある。そこで、このようなガス器具１０に対しては複数の連続ＮＣＣデータを記憶しておくことが望ましい。これにより、より精度良く使用ガス器具１０を判断することができるからである。同様に、１つのガス器具１０に対し、複数のスペクトルデータを記憶していてもよい。

【0134】

また、上記実施形態において判断部４４ａは、スペクトルデータの全周波数域で類似度を算出しているが、これに限らず一部の周波数域のみで類似度を算出してもよい。例えば、ガス給湯器の使用終了時では１００Ｈｚ以上の周波数域においてもスペクトルデータに大きな振幅が得られるという特徴があるため、１００Ｈｚ以上の周波数域についてスペクトルデータの類似度を算出することによっても使用が終了したガス器具１０を特定することができる。このように、一部の周波数域のみで類似度を算出して演算量を減らすこともできる。

【0135】

さらに、上記実施形態では、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れについて、連続ＮＣＣを求めたり、スペクトルデータを求めたりすることで、判断している。しかし、これに限らず、例えば、図４や図６や図１６に示すような微小時間における波形を直接記憶しておき、波形同士の類似度などから、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。さらには、波形の特定点など波形の直接の特徴から使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。

【0136】

さらに、上記実施形態では圧力データに基づいてガス漏れや使用ガス器具１０を判断すると共に、脈動を判断しているが、これに代えて、又はこれに加えて流量データに基づいて、ガス漏れや使用ガス器具１０を判断したり、脈動を判断したりしてもよい。ここで、圧力と流量とには一定の相関がある。このため、流量センサ４２からの信号に基づいて上記を判断することもできる。

【0137】

さらに、上記実施形態においては、トリガ信号発生部４３に更新部４４ｂの機能を搭載し、トリガ信号発生装置として用いることも可能である。この場合、既存のガスメータ４０に外付けなどして、より正確にトリガ信号を発生させることができる。

【符号の説明】

【0138】

１…ガス器具判断システム
１０…ガス器具
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ（ガス状況判断装置）
４１…圧力センサ
４２…流量センサ
４３…トリガ信号発生部（トリガ信号発生手段）
４４…制御部
４４ａ…判断部（判断手段）
４４ｂ…更新部（更新手段）
４５…記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】