特許 7576778 異常検知システム

(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】

(24)【登録日】2024-10-24

(45)【発行日】2024-11-01

(54)【発明の名称】異常検知システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/28 20060101AFI20241025BHJP

   G01M 3/24 20060101ALI20241025BHJP

【ＦＩ】

G01M3/28 A

G01M3/24 F

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022011397

(22)【出願日】2022-01-28

(65)【公開番号】P2023110150

(43)【公開日】2023-08-09

【審査請求日】2024-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永原 英知

(72)【発明者】

【氏名】藤井 裕史

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 真人

(72)【発明者】

【氏名】中林 裕治

(72)【発明者】

【氏名】名和 基之

【審査官】前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１３１１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３４７１５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００２６５６１（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５７０７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５２８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０８７６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１５８５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ３／２８

Ｇ０１Ｍ ３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水が流れる配管で接続された複数の水道メータと、前記水道メータと通信を行うセンター装置とからなり、
前記水道メータは、
水の流量を計測する流量計測部と、
前記流量計測部が配置された計測流路と、
前記計測流路に付加された超音波送受信器と、
他の水道メータから送信された超音波を前記超音波送受信器で受信して得られた信号を処理して超音波の伝搬波形を求める超音波信号処理部と、
前記センター装置、若しくは他の水道メータと通信を行う通信部と、を備え、
前記センター装置は、
前記水道メータの前記通信部と通信を行い、前記流量計測部で計測された水の流量と、前記超音波信号処理部で求めた前記伝搬波形を取得するセンター通信部と、
センター通信部で取得した前記水の流量と前記伝搬波形に基づく処理を行うセンター処理部を備え、
前記センター処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記水道メータの流量が所定の閾値以下であって、かつ、前記対象地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波信号処理部で前記配管において異常がない時に取得した伝搬波形Ｗ１と今回取得した伝搬波形Ｗ２とを比較することで、前記配管における漏水の有無、或いは、異物の混入等の異常を検知することを特徴とする異常検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、家庭用水道等の水供給系統に関し、超音波を用いた漏水などの異常検知システムの構成に関するものである。

【背景技術】

【0002】

家庭用水道等の水供給系統に関し、漏水を検知するシステムが要請されている。従来、水道系統の漏水監視システムとして、超音波流量計を用いたシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。図７は、特許文献１に記載された漏水監視システムの概略構成図である。

【0003】

図７において、漏水監視システム１０１は、第１の超音波流量計１０２、及び住居に設置された第２の超音波流量計１０３および第２の超音波流量計１０４を有しており、第１の超音波流量計１０２は、配水管１０５を経由した後、分岐点Ｘ以降は給水管１０６を経由して第２の超音波流量計１０３に接続されており、また、給水管１０７を経由して第２の超音波流量計１０４に接続されている。

【0004】

第１の超音波流量計１０２は、１対の超音波受発信素子ｐ１、とｐ２を有しており、これらの受発信動作に基づく伝搬時間により、配水管１０５を流れる水の流量Ｑ０が計測される。

【0005】

また、第２の超音波流量計１０３、および第２の超音波流量計１０４もそれぞれ１対の超音波受発信素子ａ１、ａ２、およびｂ１、ｂ２を有しており、これらの受発信動作に基づく伝搬時間により、給水管１０６、１０７のそれぞれを流れる水の流量Ｑａ、Ｑｂを計測する構成となっている。

【0006】

このような構成で、Ｑ０とＱａ＋Ｑｂとの値の差を調べることにより、配水管１０５、給水管１０６、１０７における漏水の有無を検知することができる。

【0007】

本システムでは、その流量差を得るにあたり、それぞれの超音波流量計が得た流量情報を、超音波受発信素子を用いて伝送する仕組みとなっている。

【0008】

例えば、第１の超音波流量計１０２が得た情報を超音波受発信素子ｐ１から送り、それを第２の超音波流量計１０３の超音波受発信素子ａ１で受ける構成となっている。また、同様に、第２の超音波流量計ａ１０３が得た情報を超音波受発信素子ａ１から送り、それを第２の超音波流量計ａ１０３の超音波受発信素子ｂ１で受ける構成となっている。これにより、無線を利用しなくとも、流量情報を送ることができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２００２－１３１１７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、前記従来の構成では、漏水の有無を検知するために、各住居に設けられた超音波流量計（超音波流量計１０３，１０４）以外に、給水管１０６、１０７が分岐する前の配水管１０５に超音波流量計（上記例では、超音波流量計１０２）を設ける必要があった。

【0011】

また、異なる超音波流量計間での超音波の送受信はあるものの、情報の伝送機能のみで、漏水判定にまでは及ばないという課題を有するものであった。

【0012】

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、別個に超音波流量計を設けることなく、住居に設置される水道メータに漏水検知用のセンサを付加することで漏水の有無や異物の混入等が検知可能な異常検知システムを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記従来の課題を解決するために、本発明の異常検知システムは、水が流れる配管で接続された複数の水道メータと、前記水道メータと通信を行うセンター装置とからなり、前記水道メータは、水の流量を計測する流量計測部と、前記流量計測部が配置された計測流路と、前記計測流路に付加された超音波送受信器と、他の水道メータから送信された超音波を前記超音波送受信器で受信して得られた信号を処理して超音波の伝搬波形を求める超音波信号処理部と、前記センター装置、若しくは他の水道メータと通信を行う通信部と、を備え、前記センター装置は、前記水道メータの前記通信部と通信を行い、前記流量計測部で計測された水の流量と、前記超音波信号処理部で求めた前記伝搬波形を取得するセンター通信部と、センター通信部で取得した前記水の流量と前記伝搬波形に基づく処理を行うセンター処理部を備え、前記センター処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記水道メータの流量が所定の閾値以下であって、かつ、前記対象地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波信号処理部で前記配管において異常がない時に取得した伝搬波形Ｗ１と今回取得した伝搬波形Ｗ２とを比較することで、前記配管における水の漏洩の有無、或いは、異物の混入等の異常を検知することができるものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明の異常検知システムによると、配管で接続された隣接する２つの水道メータ間で，それぞれの水道メータに異常検知用のセンサとして付加した超音波送受信器を利用して、水道メータ間での超音波伝搬波形を測定し、漏れがない場合との伝搬波形比較により漏水の有無を判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態１における給水ネットワークの概略構成図

【図2】本発明の実施の形態１における水道メータの概略構成図

【図3】本発明の実施の形態１における漏水検知システムの構成図

【図4】本発明の実施の形態１における隣接水道メータ間の超音波信号送受信の説明図

【図5】本発明の実施の形態１における正常時と異常時の超音波伝搬波形図

【図6】本発明の実施の形態１における検査手順の説明図

【図7】従来の漏水監視システムの概略構成図

【発明を実施するための形態】

【0016】

第１の発明は、水が流れる配管で接続された複数の水道メータと、前記水道メータと通信を行うセンター装置とからなり、前記水道メータは、水の流量を計測する流量計測部と、前記流量計測部が配置された計測流路と、前記計測流路に付加された超音波送受信器と、他の水道メータから送信された超音波を前記超音波送受信器で受信して得られた信号を処理して超音波の伝搬波形を求める超音波信号処理部と、前記センター装置、若しくは他の水道メータと通信を行う通信部と、を備え、前記センター装置は、前記水道メータの前記通信部と通信を行い、前記流量計測部で計測された水の流量と、前記超音波信号処理部で求めた前記伝搬波形を取得するセンター通信部と、センター通信部で取得した前記水の流量と前記伝搬波形に基づく処理を行うセンター処理部を備え、前記センター処理部は、漏水検査の対象地区の複数の前記水道メータの流量が所定の閾値以下であって、かつ、前
記対象地区に流入する流量が所定の閾値以下の時に、前記超音波信号処理部で前記配管において異常がない時に取得した伝搬波形Ｗ１と今回取得した伝搬波形Ｗ２とを比較することで、前記配管における水の漏洩の有無、或いは、異物の混入等の異常を検知する異常検知システムである。

【0017】

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

【0018】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0019】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における給水ネットワークの概略構成図である。図１において、一点鎖線で囲った部分が給水ネットワーク６０であり、給水場５１から本管５２、分岐部５３、共通配管５４、引込み管５５を介して個別の各戸５６（Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ）に給水が行われる。各戸５６には、それぞれに、水道メータ（図示せず）が備えられている。説明の都合上、各戸５６（Ａ，Ｂ、Ｃ、Ｄ）がある地区を漏水検査の対象地区５７とする。また、図１に示すように、各戸５６は、共通配管５４の末端Ｅを含んだ地区である。

【0020】

センター装置２０に配置されているセンター処理部５８は、センター通信部５９により、この対象地区５７の各戸５６それぞれにある水道メータ（図示せず）の通信部（図示せず）とのやりとりを通じて指示を与える。なお、センター装置２０は、給水場５１に併設されても良いし、設置場所は特に限定されない。

【0021】

図２は、実施の形態１における異常検知システムに用いる水道メータ１の概略構成図を示す。

【0022】

以下、本実施の形態では、配管における異常として、漏水を例にして説明する。

【0023】

統括制御部２は、流量計測処理部３、超音波信号処理部４を制御する。計測流路５は、水道メータ１の内部に設けられた水の通路であり、流れは白抜き矢印ｆで示した方向に流れる。計測流路５の上流側には超音波送受信器６が配置されており、下流側には流量計測部７が配置されている。流量計測部７は、羽根車式、超音波式等、周知の流量計測方法を利用するものであり、特に限定されない。

【0024】

また、計測流路５には、超音波送受信器６から発信された超音波を９０°方向に反射する為の超音波反射体８が配置されている。また、通信部９は、外部との通信を行うことで、各種データの送受信を行う。破線ｐは、超音波の伝搬経路を示す。なお、超音波送受信器６は、計測流路５の外壁面に図示しない固定部材で固定されている。

【0025】

上記構成において、まず、水の流量を計測する場合、統括制御部２は、流量計測処理部３を動作させ、流量計測部７を用いて流量を計測する。例えば、流量計測部７が羽根車式であれば、羽根車の回転数を検知して流量を計測する。

【0026】

図３は、実施の形態１における漏水検知システムの配管系統図を示す。図３において、水道メータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、共通配管１３の上流側から下流側に向かってそれぞれ、引込み管１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを介して接続されている。

【0027】

本実施の形態では、一例として共通配管１３に４つの水道メータ（水道メータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）が接続される構成で説明するが、水道メータの数はこれに限定されない。

【0028】

また、センター装置２０は、水道メータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと通信を行うことで、計測された流量等の検針データを受信したり、水道メータに対して各種の指示を行う機能を有している。なお、各水道メータとの通信方法は、セルラー通信や特定小電力無線通信、あるいは、中継局を介したネットワークなど、特に限定されない。

【0029】

図４は、実施の形態１における隣接する水道メータ間での超音波信号送受信を説明する図である。なお、図３、図４において、図２と同じ機能のものは、同じ番号で示し、数字の後に付与した記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、各水道メータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄとの対応を表している。

【0030】

図４は、漏水検知の原理を説明するための図で、図３に示した配管系統図の水道メータ１Ａ、１Ｂの間での動作を説明する為、水道メータ１Ａ、１Ｂと、これらを接続している引込み管１４Ａ、１４Ｂ、および共通配管１３の部分を抜き出した図であるが、引込み管１４Ａ、１４Ｂと共通配管１３は、漏水検知の原理説明を分かり易く行う都合上、図３を少し変形して示している。

【0031】

次に、異常検知システム２１の動作を図２～図４により説明する。なお、漏水検知の原理を説明する為、センター装置２０からの指示は省略しているが、水道メータ１Ａと水道メータ１Ｂにおける漏水検知の動作は、センター装置２０からの指示に基づいている。

【0032】

図２において、流量計測を行う場合、統括制御部２は、流量計測処理部３により、流量計測動作を開始する。

【0033】

ここで用いる流量計測部７は、先にも述べたように、既存の流量計である。例えば、羽根車式流量計であれば、羽根車の回転数を検知することにより流量の計測が行われる。そのための計測処理が流量計測処理部３により実施され、流量Ｑを計測することができる。

【0034】

まず、図４を用いて、異常検知システムの漏水検知動作を説明する。

【0035】

上記の流量計測動作は、水道メータ１Ａ、および水道メータ１Ｂにおいて、それぞれ別個に行われるものであるが、漏水検知動作では、引込み管１４Ａ、１４Ｂ、および共通配管１３を介して隣接配置されている水道メータ１Ａと水道メータ１Ｂとの間での超音波の送受信の連携動作が行われる。

【0036】

隣接する水道メータ１Ａ、１Ｂ間で、超音波の伝搬を計測する場合、まず、水道メータ１Ａの統括制御部２Ａは、通信部９Ａを動作させる。また、水道メータ１Ｂの統括制御部２Ｂは、通信部９Ｂを動作させる。これらの連携動作により、水道メータ１Ａ、１Ｂ間でそれぞれが有する時計（図示せず）の時刻を一致させる。

【0037】

次に、水道メータ１Ａの統括制御部２Ａは、超音波信号処理部４Ａを動作させて超音波信号を送信し、同時刻に、水道メータ１Ｂの統括制御部２Ｂは、超音波信号処理部４Ｂを動作させて伝搬波形の計測を開始する。

【0038】

そして、水道メータ１Ａの超音波送受信器６Ａより発射された超音波は、超音波反射体８Ａで反射し、引込み管１４Ａの方向へ伝搬する。その後、この超音波は、引込み管１４
Ａや、配管がつながっている共通配管１３，引込み管１４Ｂの流体部分を経由し、配管が接続されている様々な方向に向かうが、そのうちの一部は、水道メータ１Ｂの超音波反射体８Ｂで反射し超音波送受信器６Ｂで受信される。この様にして到達した伝搬波形は、水道メータ１Ｂの超音波信号処理部４Ｂにより計測される。

【0039】

先に述べたように、水道メータ１Ａ、１Ｂの時計の時刻は一致しているので、送信開始と伝搬波形の計測開始を同じ時刻に開始することで、水道メータ１Ａの超音波送受信器６Ａから発せられて、水道メータ１Ｂの超音波送受信器６Ｂで受信される波形を確実にとらえることができる。

【0040】

今、図３の共通配管１３に接続されているすべての水道メータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの流量がゼロの場合、すなわち、共通配管１３に流れが無い場合で、漏水が無い場合に、上記のようにして、水道メータ１Ａから発せられた送信波形と、水道メータ１Ｂで得られた伝搬波形を模擬的に示したのが図５（ａ）である。この場合は、超音波伝搬経路ｐにおいて、漏水が無い場合であり、伝搬波形は送信波形に類似した整った波形を示す。このような条件の波形を伝搬波形Ｗ１と呼ぶことにする。

【0041】

次に、超音波伝搬経路ｐのどこかで漏水が発生しているときの水道メータ１Ｂでの伝搬波形を模擬的に示したのが図５（ｂ）である。漏水が発生しているときは、その近傍で管内を流れる流体に流速変動や、乱れが生じるため、伝搬波形は、図５（ｂ）に示す様に変動を伴うものとなる。

【0042】

従って、水道メータ１Ｂが設置された直後など、漏水が無いと判断される時期に、超音波信号処理部４Ｂは、水道メータ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとの通信により、それぞれの流量がゼロとなったことを受信したタイミングで超音波信号処理部４Ａと連携して伝搬波形Ｗ１を計測し、保存しておき、その後、定期的に伝搬波形（Ｗ２とする）を計測する。センター装置２０のセンター処理部では、これら伝搬波形Ｗ１とＷ２とを比較分析することにより超音波伝搬経路ｐにおける漏水の発生を検知することができる。すなわち、図２における引込み管１４Ａ、共通配管１３、引込み管１４Ｂの経路における漏水を検知することができる。次に、図３を用いて、対象地区５７の漏水の有無を調べる方法を述べる。

【0043】

図３において、共通配管１３から、水道メータ１Ａ～１Ｄそれぞれへの引込み管１４Ａ～１４Ｄへの分岐点をＰ１～Ｐ４とする。そして、水道メータ１Ａから１Ｂへの配管経路をＬａｂ、水道メータ１Ｂから１Ｃへの配管経路をＬｂｃ、水道メータ１Ｃから１Ｄへの配管経路をＬｃｄとする。

【0044】

また、引込み管１４Ａ～１４Ｄを流れる流量をそれぞれ、ｑ１～ｑ４とする。そして、共通配管１３の分岐点Ｐ１に流れ込む流量をＱ１とする。つまり、Ｑ１は、水道メータ１Ａ～１Ｄの流量の総和となる。以降、分岐点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に流れ込む流量を、それぞれＱ２～Ｑ４とする。なお、引込み管１４Ｄは共通配管５４の末端Ｅに位置する為、ｑ４＝Ｑ４である。

【0045】

また、引込み管１４Ａ～１４Ｄの配管断面積をそれぞれ、ｓ１～ｓ４とする。共通配管１３の断面積を区間Ｐ１―Ｐ２，Ｐ２－Ｐ３，Ｐ３－Ｐ４に対して、それぞれ、Ｓ２～Ｓ４とする。

【0046】

まず、図４で一例として説明したＬａｂの経路における漏水検知を図３において考える。

【0047】

このＬａｂの経路は、引込み管１４Ａ、共通配管１３のＰ１―Ｐ２部分（これをＬ１と
する）、および引込み管１４Ｂより構成されている。これらの配管を流れる流量は、上記により、それぞれ、ｑ１、Ｑ２、ｑ２である。また、それらの断面積は、それぞれ、ｓ１，Ｓ２，ｓ２である。

【0048】

漏水検査をするときに、これらの流量が、すべてゼロであれば都合が良いのであるが、実際は、必ずしもゼロであるとは限らない。そこで、多少流れがあっても判断が可能となるような条件を考えることにする。

【0049】

今回用いる漏水判定は伝搬波形の比較に基づくものである。

【0050】

実際に漏水判定をするときに、もし、漏水による流れ以外に、配管内に流れがあるとすると、それは判定を妨げる要因となり得る。したがって、このときの流速Ｕと予め定めた流速Ｕｓとの比ｍ（＝Ｕ／Ｕｓ）を用いて、誤差の指標とすることを考える。ここでは、この比率の事を流速比率と称することとする。その値に対して閾値ｒを定めることにより、誤差のレベルを定めることができる。

【0051】

例えば、閾値ｒの値として、流速Ｕｓの１％とする等である。この閾値ｒの値は、漏水判定をどの程度で行うかということと関係することになる。つまり、判定レベルを上げようとすると、閾値ｒの値を小さくすればよい。

【0052】

配管経路Ｌａｂにおいて具体的に述べると以下のようになる。引込み管１４Ａ、共通配管１３のＬ１、および引込み管１４Ｂにおける流速を、それぞれｖ１，Ｖ２、ｖ２とすると、それぞれの値は、それぞれの流量ｑ１、Ｑ２、ｑ２をそれらの断面積ｓ１，Ｓ２，ｓ２で除することにより求められる。これらの値を流速Ｕｓで除した値をｍ１，Ｍ２，ｍ２とすると、これらが流速比率となる。この値を閾値ｒと比較することにより漏水判定を行える状況にあるかどうかの判定をすることができる。

【0053】

この様に、流速比率で誤差レベルを設定することにより、多少の流れがあっても、配管経路Ｌａｂにおいて計測された伝搬波形と、漏水が無い場合の伝搬波形との比較に基づき漏水の有無を判定することができる。

【0054】

上記では、閾値として流速比率を用いたが、配管断面積は、それぞれの場所で一定の値ゆえ、それぞれの流体の流速は、流体の流量に置換えて考えてもよい。すなわち、実際は、閾値としての流速比率を流量計で計測した流量ｑ１、Ｑ２、ｑ２で考えることができる。つまり、誤差のレベルは、各流路におけるそれぞれの流量を予め設定された流量の閾値（ｑｔ、Ｑｔ）と比較することで判定することができる。

【0055】

以上、図３の配管経路Ｌａｂにおける動作を示したが、同様の事を配管経路Ｌｂｃ、Ｌｃｄに対して行うことにより、対象地区５７における漏水の有無とその漏水が、どの経路で生じているかの場所特定をすることが可能となる。

【0056】

そして、誤差のレベルは、引込み管の流量ｑｉ（ｉ＝１～４）、共通配管の流量Ｑｉ（ｉ＝１～３）で判断することができる。

【0057】

この例では、漏水判定の仕組みを分かり易く説明するために、対象地区５７として、共通配管１３の末端が含まれる地区を対象として説明したが、末端を含まない中間の地区であっても同様の考え方を適用することができる。

【0058】

また、共通配管１３は、通常、断面積が一定であり、下流になるにしたがって、その流量は減少するため、共通配管１３の流量の判定対象としては、対象地区５７の上流端Ｐ１
、すなわちこの対象地区５７に流入する流量の値を用いても差し支えない。

【0059】

図６は、本実施の形態における漏水検知システムの漏水検知動作を説明するためのフローチャートである。

【0060】

このフローチャートに示す処理は、図１に示すセンター処理部５８で、センター通信部５９を介して、各水道メータと連携して行われるものである。

【0061】

また、前記説明で行っていたＷ１とＷ２との波形比較は、センター処理部５８に設けられた波形比較部（図示せず）で行うようにしたものである。

【0062】

図６において、ステップＳ１は計測の開始命令、ステップＳ２は、各水道メータの流量計測指示命令である。ステップＳ３は、各水道メータの流量計測サブルーチンである。ステップＳ４は、サブルーチンＳ３で得られた計測データの入手命令である。ステップＳ５は、計測データ入手命令Ｓ４で得られた計測データの処理命令である。ステップＳ６は、すべての水道メータの流量と、対象地区の入口流量が予め定められた閾値以下かどうかの判断命令である。

【0063】

ステップＳ７は、２つの水道メータ間での伝搬波形計測指示命令である。ステップＳ８は、各水道メータ間の伝搬波形の計測を行う伝搬波形計測サブルーチンである。ステップＳ９は、ステップＳ８で得られた伝搬波形の計測データの入手命令である。ステップＳ１０は、計測データ入手命令Ｓ９で得られた伝搬波形の計測データの処理命令である。

【0064】

ステップＳ１１は、漏水があるかどうかの判断命令である。ステップＳ１２は、警報命令であり、ステップＳ１３は終了命令である。ステップＳ１４、ステップＳ１５は、インターバル設定命令である。

【0065】

次に、図６を用いて、センター装置を含めたシステム全体としての漏水検知動作の動作シーケンスを説明する。

【0066】

なお、センター処理部５８は、図３に示す様に、センター通信部５９を介して、各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに付属している通信部９Ａ，９Ｂ、９Ｃ、９Ｄとの情報交換により、様々な指示や、情報のやりとりを行うことを前提としており、センター装置２０から水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄへの個々の指示は省略する。

【0067】

まず、開始命令（ステップＳ１）で計測動作が開始される。

【0068】

次に、流量計測指示命令（ステップＳ２）により、各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量計測サブルーチン（ステップＳ３）が実行され、各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量が計測される。次に、計測データの入手命令（ステップＳ４）では、センター通信部５９を介して、各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量データがセンター処理部５８に集められる。

【0069】

次に、計測データの処理命令（ステップＳ５）により、各引込み管の流量ｑｉ（ｉ＝１～４）、即ち、各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの流量データを基に共通配管１３の各分岐点の流量Ｑｉ（ｉ＝１～３）が求められる。

【0070】

流量ｑｉ，Ｑｉは、判断命令（ステップＳ６）により、許容される誤差のレベルに基づき予め定められた所定の閾値ｑｔ、Ｑｔと比較されて、共に閾値以下の場合は、Ｙｅｓが選択される。

【0071】

次に、２つの水道メータ間の伝搬波形計計測指示命令（ステップＳ７）が実行され、これにより各水道メータ１Ａ，１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの２つの水道メータ間の伝搬波形計測サブルーチン（ステップＳ８）が実行され、予め決められたシーケンスに従って、各水道メータ間の伝搬波形が計測される。

【0072】

このときの漏水検査のシーケンスは、一例として、下記の様な順序となる。
（１）水道メータ１Ａと１Ｂ間（配管経路Ｌａｂ）の伝搬波形（Ｗ２ａｂ）を計測
（２）水道メータ１Ｂと１Ｃ間（配管経路Ｌｂｃ）の伝搬波形（Ｗ２ｂｃ）を計測
（３）水道メータ１Ｃと１Ｄ間（配管経路Ｌｃｄ）の伝搬波形（Ｗ２ｃｄ）を計測
次に、計測データ入手命令（ステップＳ９）では、これらのデータ（Ｗ２ａｂ、Ｗ２ｂｃ、Ｗ２ｃｄ）がセンター処理部５８に集められる。

【0073】

このデータは、処理命令（ステップＳ１０）により、予め記録された、漏水が無い場合のそれぞれの伝搬波形（Ｗ１ａｂ，Ｗ１ｂｃ，Ｗ１ｃｄ）と比較され、漏水の有無の判定が行われ、漏水がある場合は、その箇所の特定が行われる。

【0074】

判断命令（ステップＳ１１）では、処理命令（ステップＳ１０）の結果、漏水がある場合は、Ｙｅｓを選択し、警報命令（ステップＳ１２）により漏水警報を発して終了命令（ステップＳ１３）により終了する。漏水が無い場合には、Ｎｏの側が選択され、予め定められたインターバル命令（ステップＳ１４）の後、また、同様の動作が繰り返され、漏水の監視が継続される。

【0075】

また、先の判断命令（ステップＳ６）で、条件が満たされなかった場合は、Ｎｏを選択し、インターバル設定命令（ステップＳ１５）の後、再度、流量計測指示命令（ステップＳ２）以降の動作が繰返される。

【0076】

なお、上記の説明において閾値と比較する流量の値(ｑ、Ｑ)は、いずれも、漏れがある場合は、漏れの量だけ小さい値になるが、これは、判断としては安全側になる。つまり、漏洩があるにも関わらず、漏洩判定をしない側を選択すると、危険側になるのであるが、いずれの場合も、漏洩判定をする側を選択することになるので、安全側となるものである。

【0077】

以上、述べたように、本実施の形態によると、水が流れる共通配管１３で接続された複数の水道メータ間において、一方から送信した超音波を他方で受けたときの伝搬波形Ｗ２を計測し、伝搬波形Ｗ２と２つの水道メータ間における水の漏洩がない時の超音波の伝搬波形Ｗ１と比較することで、２つの水道メータ間の超音波伝搬経路における水の漏洩の有無を検知することが可能な異常検知システムを構築することができる。

【0078】

また、センター処理部５８は、漏水検査の対象地区５７の各水道メータ１Ａ～１Ｃの流量が所定の閾値以下であって、かつ、対象地区５７に流入する流量が所定の閾値以下の時に、水道メータ１Ａ～１Ｃの隣接する２つの水道メータ間の伝搬波形をすべて計測し、計測された伝搬波形と、漏水がない時の伝搬波形とを比較することで漏水の有無判定を行うことができる。

【0079】

上記の説明では、超音波送受信器を流量計よりも上流側に配置したが、これは、流量計が羽根車式の様に、その部品構成が超音波伝搬を妨げるような場合であって、そのような恐れのない流量計であれば、超音波送受信器は、流量計の下流側であっても差し支えないものである。

【0080】

なお、ここに示した例では、水道メータ１Ａから超音波を発射して、水道メータ１Ｂに到達する伝搬波形の計測を行ったが、逆に水道メータ１Ｂから発射して、水道メータ１Ａに到達する伝搬波形の計測を行っても、同様の効果が発揮されるものである。

【0081】

また、上記実施例では、水道メータ１Ａと水道メータ１Ｂ間で判定したが、水道メータ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの内の任意の２つを選択することで、同様の漏水検知を行うことができる。

【0082】

また、水道メータ間の時計の時刻の調整は互いの通信に限らず、センター装置２０との通信でセンター装置２０が有する時計の時刻に合わせるなど、特に限定はされない。

【0083】

また、本実施の形態では、水道メータとは独立して設けたセンター装置で異常検知を行う構成として説明したが、対象地区に設置された水道メータの１つにセンター装置２０のセンター処理部５８とセンター通信部５９の機能を設けてもよい。

【0084】

また、流量計として、超音波を用いた原理で計測するものを用いれば、流量計測に使用する超音波送受信器を、漏水検知用の超音波送受信器と兼用することができ、効率的な水道メータの構成とすることができる。

【0085】

なお、この事例では、漏水を例に説明したが、伝搬波形に影響を及ぼす異常な状態、例えば、気泡の混入や、異物の混入などがあれば、これも同様に検知することができる。

【産業上の利用可能性】

【0086】

以上のように、本発明の異常検知システムは、隣接する水道メータ間での超音波伝搬波形の変化に基づき漏水の有無判定をすることができるため、家庭用水道配管系や、温冷水利用の暖冷房水配管系などへの幅広い応用が可能となる。

【符号の説明】

【0087】

１、１Ａ～１Ｄ 水道メータ
２、２Ａ、２Ｂ 統括制御部
３、３Ａ、３Ｂ 流量計測処理部
４、４Ａ、４Ｂ 超音波信号処理部
５ 計測流路
６、６Ａ～６Ｄ 超音波送受信器
７、７Ａ～７Ｄ 流量計
９、９Ａ～９Ｄ 通信部
１３、５４ 共通配管（配管）
１４、１４Ａ～１４Ｄ 引込み管（配管）
２０ センター装置
２１ 異常検知システム
５８ センター処理部
５９ センター通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】