特許 7634628 ガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】ガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 7/00 20060101AFI20250214BHJP

   G05D 16/06 20060101ALI20250214BHJP

   G01M 3/00 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

G01L7/00 D

G01L7/00 T

G05D16/06 J

G01M3/00 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023175947

(22)【出願日】2023-10-11

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】522068452

【氏名又は名称】東邦ガスネットワーク株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000116633

【氏名又は名称】愛知時計電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉野 充徳

(72)【発明者】

【氏名】加藤 徹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 勝弥

【審査官】松山 紗希

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－１５０８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３３３４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ７／００－２３／３２

Ｇ０５Ｄ １６／０６

Ｇ０１Ｍ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス管に設けられ、前記ガス管を流れるガスの圧力の調整を行うガバナと、
前記ガバナの下流側の前記ガスの圧力値を計測するための二次側圧力センサと、
前記二次側圧力センサを制御するセンサ制御部と、
を備えるガバナ監視システムにおいて、
前記センサ制御部は、前記二次側圧力センサが計測した圧力値の情報についてデータ処理を行うためのデータ処理プログラムを備えること、
前記データ処理プログラムは、下記の数式（数１）に基づき、Ｎ＝２として、０．１秒以上３秒以下の間隔で、修正移動平均値を算出することで、前記データ処理を行うこと、
を特徴とするガバナ監視システム。

【数1】

上記の数式（数１）において、ＭＭＡ_todayは修正移動平均値を意味し、ＭＭＡ_yesterdayは前回の修正移動平均値を意味し、ｐｒｉｃｅは前記二次側圧力センサにより計測した圧力値の平均値を意味する。

【請求項2】

請求項１に記載のガバナ監視システムにおいて、
前記データ処理プログラムは、
前記数１におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、
を特徴とするガバナ監視システム。

【請求項3】

請求項２に記載のガバナ監視システムにおいて、
前記データ処理プログラムは、
前記数１におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、
を特徴とするガバナ監視システム。

【請求項4】

ガス管を流れるガスの圧力の調整を行うガバナの、下流側の前記ガスの圧力値の情報を二次側圧力センサにより取得し、前記情報についてデータ処理を行うガバナ用データ処理方法において、
下記の数式（数２）に基づき、Ｎ＝２として、０．５秒間隔で、修正移動平均値を算出することで、前記データ処理を行うこと、
を特徴とするガバナ用データ処理方法。

【数2】

上記の数式（数２）において、ＭＭＡ_todayは修正移動平均値を意味し、ＭＭＡ_yesterdayは前回の修正移動平均値を意味し、ｐｒｉｃｅは前記二次側圧力センサにより計測した圧力値の平均値を意味する。

【請求項5】

請求項４に記載のガバナ用データ処理方法において、
前記数２におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１ミリ秒以上１．５ミ
リ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、
を特徴とするガバナ用データ処理方法。

【請求項6】

請求項５に記載のガバナ用データ処理方法において、
前記数２におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、
を特徴とするガバナ用データ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

都市ガスの需要家への供給は、輸送効率を高めるために、ガス製造工場から高圧（例えば、約２－７ＭＰａ）で供給し、ガス供給網の各所に設けられたガバナにより所定の設定圧力に減圧することで行われている。

【0003】

具体的には、ガス製造工場から供給される都市ガスは、高圧ガバナにより中圧Ａと呼ばれる圧力区分（０．３ＭＰａ以上１ＭＰａ未満）に減圧され、さらに、中圧ガバナで減圧される。中圧ガバナには、中圧Ａガバナと中圧Ｂガバナがあり、中圧Ａガバナでは中圧Ｂと呼ばれる圧力区分（０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ未満）に減圧される。これら中圧Ａおよび中圧Ｂと呼ばれる圧力区分は、大規模の商業施設や工場等の大口需要家において用いられる。そして、より小規模な商業施設や工場、一般家庭に対しては、中圧Ｂガバナにより、さらに低圧力（約２ＫＰａ）に減圧されて供給される。

【0004】

都市ガスの安定供給のため、ガバナにより設定圧力に減圧がされているか否かを監視する必要があるが、ガバナは使用される台数が多いため（例えば、中圧Ａガバナと中圧Ｂガバナは、一地方のガス供給網に約３０００台用いられている）、各ガバナの近接位置で監視をすることは困難である。そこで、中圧ガバナを通信手段に接続することで、通信手段を介して、中圧ガバナの二次側のガスの圧力値等の遠隔監視をしている。ここで、中圧ガバナの二次側のガスの圧力値の計測や、遠隔監視のための通信には、電池を使用する機器または商用電源を利用する機器が用いられるが、電池を使用する機器の方が好まれる（例えば、単一乾電池を４本使用する）。商用電源を利用する機器が嫌厭される理由としては、商用電源は電圧が高いため漏電し火花が散るとガスに引火して爆発するおそれがあること、防爆対策は高費用であること、が挙げられる。なお、ガバナの遠隔監視のためのシステムとしては、例えば特許文献１－４に開示される技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平１１－１０８７８８号公報

【文献】特開平１１－３２８５６６号公報

【文献】特開２００５－２１４８６１号公報

【文献】特開２００５－２１６１２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ガスの急激な圧力変動や、配管スペースの問題からガス管が複雑に配管されること等を原因として、ガス管９０を流れるガスに乱流が発生する。この乱流により、二次側の圧力の計測値にばらつきが生じてしまう。このばらつきは、ガバナが異常な動作をしている場合の、二次側圧力値の乱高下に挙動が似ているため、二次側の圧力の計測値にばらつきが生じていると、実際にはガバナが正常動作をしていても、異常動作しているとの誤判断につながるおそれがある。つまり、ガバナの二次側圧力値の正確な遠隔監視をすることができない。乱流の程度は、ガスの流れる流量が増加すれば大きくなるため、ガスの需要が増加する冬季にばらつきが大きくなり、異常動作しているとの誤判断をし易い。異常動作の解消には、部品交換などの保守作業が必要であるため現地に出向くが、誤判断の場合は保守作業が不要であり事務所からガバナまでの移動時間が無駄になってしまう。

【0007】

二次側の圧力の計測値についてデータ処理を行うことで、正確に二次側の圧力値を把握することができ、上記の誤判断を防ぐことが可能であるが、複雑な演算処理は、電池の消耗が激しく、ガバナを長時間（例えば１年以上）稼働させることができなくなる。なお、ガバナの下流側のガス管を５００ｍから１ｋｍの直管とすれば、ガスが当該直管を流れるうちに次第に乱流が収まるため、乱流の影響を受けずに二次側の圧力値の監視が可能であり、データ処理が不要となる。しかし、そのように長い直管を配管可能なスペースが確保できることは稀であり、現実的でない。

【0008】

本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、データ処理を行うことでガバナの二次側の圧力値の正確な遠隔監視が可能であるとともに、ガバナを電池により長時間稼働させることが可能な、ガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明のガバナ監視システムは、次のような構成を有している。

【0010】

（１）ガス管に設けられ、前記ガス管を流れるガスの圧力の調整を行うガバナと、前記ガバナの下流側の前記ガスの圧力値を計測するための二次側圧力センサと、前記二次側圧力センサを制御するセンサ制御部と、を備えるガバナ監視システムにおいて、前記センサ制御部は、前記二次側圧力センサが計測した圧力値の情報についてデータ処理を行うためのデータ処理プログラムを備えること、前記データ処理プログラムは、下記の数式（数１）に基づき、Ｎ＝２として、０．１秒以上３秒以下の間隔で、修正移動平均値を算出することで、前記データ処理を行うこと、を特徴とする。

【0011】

【数1】

【0012】

上記の数式（数１）において、ＭＭＡ_todayは修正移動平均値を意味し、ＭＭＡ_yesterdayは前回の修正移動平均値を意味し、ｐｒｉｃｅは前記二次側圧力センサにより計測した圧力値の平均値を意味する。

【0013】

（２）（１）に記載のガバナ監視システムにおいて、前記データ処理プログラムは、前記数１におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0014】

（３）（２）に記載のガバナ監視システムにおいて、前記データ処理プログラムは、前記数１におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0015】

また、上記課題を解決するために、本発明のガバナ用データ処理方法は、次のような構成を有している。

【0016】

（４）ガス管を流れるガスの圧力の調整を行うガバナの、下流側の前記ガスの圧力値の情報を二次側圧力センサにより取得し、前記情報についてデータ処理を行うガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数１）に基づき、Ｎ＝２として、０．５秒間隔で、修正移動平均値を算出することで、前記データ処理を行うこと、を特徴とする。

【0017】

（５）（４）に記載のガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数１）におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0018】

（６）（５）に記載のガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数１）におけるｐｒｉｃｅとして、前記二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0019】

上記のガバナ監視システムまたはガバナ用データ処理方法によれば、二次側圧力センサにより計測したガバナの下流側のガスの圧力値（二次側圧力値）を、修正移動平均によりデータ処理をする。修正移動平均は、前回の修正移動平均値に、二次側圧力センサにより計測した最新の二次側圧力値を加えるため、計測値のばらつきの影響を小さくすることができる。よって、二次側圧力値をより正確に監視することが可能である。また、修正移動平均値を求める際に、Ｎ＝２とすることで、過去の計測値の影響を最小限に抑えられるため、現在の二次側圧力値をより正確に表すことが可能である。また、修正移動平均によるデータ処理は、複雑な演算処理が不要であるため、電池（例えば、単一乾電池を４本）により長時間（１年以上）の稼働が可能である。また、修正移動平均値を算出する間隔は、０．１秒以上３秒以下間隔であることが望ましい。０．１秒よりも短いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間の稼働が困難となり、３秒よりも長いと、計測値のばらつきの影響が大きくなり、正確な遠隔監視が困難となるためである。

【0020】

加えて、上記の数式（数１）におけるｐｒｉｃｅとして用いる値は、二次側圧力センサが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましく、上記の数式（数１）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が更に好ましい。

【0021】

計測の間隔を１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下とするのは、１ミリ秒よりも短いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間の稼働が困難となり、１．５ミリ秒よりも長いと、計測値のばらつきの影響が大きくなり、正確な遠隔監視が困難となるためである。また、連続２個以上４個以下の圧力値の平均値とするのは、２個より少ないと（すなわち平均値を算出しないと）、計測値のばらつきの影響を排除しきれず、正確に二次側圧力値を監視することができなくなり、４個より多いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間（１年以上）の稼働が困難となるためである。なかでも、上記の数式（数１）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、計測値のばらつきの影響の排除と、電池消費のバランスが最も良く取れることを本願発明者らは実験により確認した。

【発明の効果】

【0022】

本発明のガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法は、データ処理を行うことでガバナの二次側の圧力値の正確な遠隔監視が可能であるとともに、ガバナを電池により長時間稼働させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施形態に係るガバナ監視システムの概念図である。

【図2】ガバナの概念図である。

【図3】データ処理の過程を説明するための表である。

【図4】二次圧力値と時間の関係をまとめたグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明のガバナ監視システムおよびガバナ用データ処理方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施形態に係るガバナ監視システム１００の概念図である。図２は、ガバナの概念図である。

【0025】

ガバナ監視システム１００は、ガスの供給網に配置されるガバナ室１０と、ガバナ室１０を遠隔地から監視する監視装置５０と、を主な構成要素としている。また、ガバナ室１０は、ガバナ１１と、圧力検出器１２と、ガス漏れ検出器３０と、通信ユニット２０を備えている。

【0026】

ガバナ１１は、ガス管９０に設けられ、ガス管９０を通るガス（例えば都市ガス）を、所定の設定圧まで減圧して設定圧でほぼ一定となるように弁開度を自動調節している。
本実施形態におけるガバナ１１は、例えば中圧Ｂガバナであり、所定の設定圧を３ＫＰａ未満としている。具体的には、ガバナ１１の上流側のガスの圧力値（一次側圧力値）が中圧Ａの圧力区分（０．３ＭＰａ以上１ＭＰａ未満）であるのを、ガバナ１１の下流側のガスの圧力値（二次側圧力値）が約２．４ＫＰａとなるように減圧する。
なお、ガバナ１１を高圧ガバナとする場合には、所定の設定圧は、例えば０．３ＭＰａ以上１ＭＰａ未満とされる。具体的には、一次側圧力値がガス製造工場から供給される比較的高い圧力（約２－７ＭＰａ）であるのを、二次側圧力値が中圧Ａの圧力区分となるように減圧する。
また、ガバナ１１を中圧Ａガバナとする場合には、所定の設定圧は、例えば０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ未満とされる。具体的には、一次側圧力値が中圧Ａの圧力区分であるのを、二次側圧力値が中圧Ｂの圧力区分（０．１ＭＰａ以上０．３ＭＰａ未満）となるように減圧する。

【0027】

ガバナ１１は、図２に示すように、駆動部１６と弁部１７とを備える。駆動部１６は、内部にスプリング１６１とダイアフラム１６２とを備える。スプリング１６１の締込量を調整することで、ガスの設定圧を決定することができる。また、ダイアフラム１６２は設定圧と二次側圧力のバランスにより変形する。ダイアフラム１６２には、弁部１７内の弁体１７１がロッド１７２を介して連結されており、ダイアフラム１６２が変形することで弁体１７１が上下する。これにより、ガスの流れが制御される。このように、ガバナ１１は、ダイアフラム１６２に負荷される二次側圧力とスプリング１６１のばね力の差を駆動力としているため、電源が必要ない。

【0028】

ガバナ室１０には、ガバナ１１の他に、圧力検出器１２、ガス漏れ検出器３０等が備えられている。これら圧力検出器１２、ガス漏れ検出器３０等が検出した情報を、通信ユニット２０を介して監視装置５０（例えばパソコン等の電子計算機）に集め、都市ガスの供給状況を遠隔監視する。通信ユニット２０と監視装置５０とは、無線基地局４００や汎用通信回線３００（例えば電話回線）を含んだ通信ネットワーク１０１を介して接続されている。

【0029】

圧力検出器１２は、一次側圧力センサ１３Ａと、二次側圧力センサ１３Ｂと、センサ制御部１４と、を備える。

【0030】

一次側圧力センサ１３Ａは、ガス管９０のうちガバナ１１の上流側に配置されて、ガバナ１１の一次側圧力値を計測するために用いられる。また、一次側圧力センサ１３Ａは、センサ制御部１４と信号の授受が可能なように電気的に接続されている。

【0031】

二次側圧力センサ１３Ｂは、ガス管９０のうちガバナ１１の下流側に配置されて、ガバナ１１の二次側圧力値を計測するために用いられる。また、二次側圧力センサ１３Ｂは、センサ制御部１４と電気信号の授受が可能なように電気的に接続されている。

【0032】

一次側圧力センサ１３Ａおよび二次側圧力センサ１３Ｂは、ともに受圧部にステンレス鋼製のダイアフラムを用いた圧力トランスミッタ（例えば、長野計器株式会社製のＫＰ１５）である。ダイアフラムの上下動の特性を示す応答速度は、５ミリ秒よりも小さいことが望ましく、本実施形態における一次側圧力センサ１３Ａおよび二次側圧力センサ１３Ｂは、応答速度が１ミリ秒のものを用いている。また、ＩＰ６５程度の防塵、防水性能を備えることが望ましい。ガバナ室１は地下に設けられるために湿度が高く、一次側圧力センサ１３Ａおよび二次側圧力センサ１３Ｂに結露した水滴が付着する可能性が高いからである。

【0033】

センサ制御部１４は、内部にＣＰＵとメモリとを有し、ＣＰＵは、圧力センサ１３Ａ，１３Ｂを制御してデータ処理プログラムを実行する。メモリには、そのデータ処理プログラムや圧力センサ１３Ａ，１３Ｂが計測した圧力情報等が記憶されている。センサ制御部１４は、データ処理プログラムに従って、一次側圧力センサ１３Ａおよび二次側圧力センサ１３Ｂの電気信号を一定時間毎にサンプリングする。サンプリングを行うタイミングについては、後述する。

【0034】

そして、センサ制御部１４は、サンプリングした電気信号についてデータ処理を行い、処理後のデータをデジタル値としてメモリに記憶する。センサ制御部１４に記憶されたデータは、通信線４０Ａを介してガバナ室１内に設置された通信ユニット２０に送られる。また、センサ制御部１４は、低消費電力のものを使用し、電池収納部１５に収納される電池により作動する。電池には、例えば単一電池を４本用いる。

【0035】

なお、センサ制御部１４は、データ処理後の圧力値が、予め定められた上限値を超えた場合、または、予め定められた下限値を下回った場合には、異常が発生したとしてその異常情報をメモリに記憶させるとともに、ガバナ室１０内の図示しない緊急遮断装置を作動させてガバナ１１より下流側へのガスの供給を遮断する。

【0036】

ガス漏れ検出器３０は、図１に示すように、ガス漏れセンサ３１と、センサ制御部３２を有する。ガス漏れセンサ３１は、ガバナ室１０内のガス濃度を計測している。ガス漏れセンサ３１は、センサ制御部３２と電気的に接続されている。センサ制御部３２は、ガス漏れセンサ３１が計測するガス濃度が一定以上になったときに、ガス漏れ情報を生成して通信線４０Ｂを介して通信ユニット２０に出力する。また、センサ制御部３２は、低消費電力のものを使用し、電池収納部３３に収納される電池により作動する。電池には、例えば単一電池を４本用いる。なお、ガス漏れセンサ３１がガス漏れを検知した場合にも、上述した緊急遮断装置を作動させてガバナ１１より下流側へのガスの供給を遮断することが可能である。

【0037】

通信ユニット２０は、無線端末２１と、電池収納部２２と、を備える。無線端末２１は、通信線４０Ａ，４０Ｂを介して圧力検出器１２やガス漏れ検出器３０から得た情報を、通信ネットワーク１０１を介して監視装置５０に送信する。また、無線端末２１は、電池収納部２２に収納される電池により作動する。電池には、例えば単一電池を４本用いる。

【0038】

監視装置５０は、計画的にもしくは、必要に応じ、通信ネットワーク１０１を介して通信ユニット２０の無線端末２１を呼出し、無線端末２１、通信線４０Ａ，４０Ｂを介して圧力検出器１２やガス漏れ検出器３０の現在情報を取得する。

【0039】

＜データ処理方法について＞
ガバナ監視システム１００は、データ処理プログラムの動作により、以下のようにして、二次側圧力センサ１３Ｂによりサンプリングする二次側圧力値のデータについてデータ処理を行う。以下に、データ処理方法について、図３を用いて説明する。図３は、データ処理の過程を説明するための表である。

【0040】

ガバナ監視システム１００は、０．５秒毎に、二次側圧力センサ１３Ｂにより、二次側圧力値を１．２ミリ秒間隔で連続３回サンプリングする。具体的には、図３に示すように、サンプリングを開始した時点（０秒時点）から、１．２ミリ秒の間隔で計測値Ｐ１１－Ｐ１３を得る。そして、その０．５秒後に、１．２ミリ秒の間隔で計測値Ｐ２１－Ｐ２３を得、さらに０．５秒後（表中の１秒時点）に、１．２ミリ秒の間隔で計測値Ｐ３１－Ｐ３３を得る。表中の１．５秒時点も同様であり、その後（２．０秒以降）も同様である。

【0041】

そして、１．２ミリ秒間隔で連続３回サンプリングされた二次側圧力値の平均値を算出する。具体的には、図３に示すように、０秒時点と１．２ミリ秒時点と２．４ミリ秒時点の二次側圧力値の平均値（図３に示す表中、０秒時点の（Ｐ１１＋Ｐ１２＋Ｐ１３）／３の値）を算出し、その０．５秒後には、０．５秒（５００ミリ秒）時点と５０１．２ミリ秒時点と５０２．４ミリ秒時点の二次側圧力値の平均値（図３に示す表中、５００ミリ秒時点の（Ｐ２１＋Ｐ２２＋Ｐ２３）／３の値）、さらに０．５秒後（表中の１秒時点）には、１秒（１０００ミリ秒）時点と１００１．２ミリ秒時点と１００２．４ミリ秒時点の二次側圧力値の平均値（図３に示す表中、１０００ミリ秒時点の（Ｐ３１＋Ｐ３２＋Ｐ３３）／３の値）等を算出する。表中の１．５秒時点も同様であり、その後（２．０秒以降）も同様である。

【0042】

そして、下記の数式（数２）において上記の通りに算出した平均値を用い、修正移動平均値を算出する。このとき、Ｎ＝２とする。

【数2】

【0043】

なお、上記の数式（数２）において、ＭＭＡ_{ｔｏｄａｙ}は修正移動平均値を意味し、ＭＭＡ_{ｙｅｓｔｅｒｄａｙ}は前回の修正移動平均値を意味する。また、ｐｒｉｃｅとしては、二次側圧力センサにより計測した圧力値の平均値（図３に示す表中の「平均値」に記載の値）を用いる。

【0044】

具体的には、例えば、以下の通り算出する。図３に示す表中の０秒時点の修正移動平均値Ａ１１には、前回の修正移動平均値（ＭＭＡ_{ｙｅｓｔｅｒｄａｙ}）が算出されていないため、０秒時点の平均値（（Ｐ１１＋Ｐ１２＋Ｐ１３）／３の値）がそのまま用いられる。

【0045】

そして、図３に示す表中の０．５秒時点の修正移動平均値Ａ１２は、前回の修正移動平均値（ＭＭＡ_{ｙｅｓｔｅｒｄａｙ}）として０秒時点の修正移動平均値Ａ１１を用い、かつ、ｐｒｉｃｅとして０．５秒時点の平均値（（Ｐ２１＋Ｐ２２＋Ｐ２３）／３の値）を用いて算出する。

【0046】

そして、図３に示す表中の１秒時点の修正移動平均値Ａ１３は、前回の修正移動平均値（ＭＭＡ_{ｙｅｓｔｅｒｄａｙ}）として０．５秒時点の修正移動平均値Ａ１２を用い、かつ、ｐｒｉｃｅとして１秒時点の平均値（（Ｐ３１＋Ｐ３２＋Ｐ３３）／３の値）を用いて算出する。

【0047】

そして、図３に示す表中の１．５秒時点の修正移動平均値Ａ１４は、前回の修正移動平均値（ＭＭＡ_{ｙｅｓｔｅｒｄａｙ}）として１秒時点の修正移動平均値Ａ１２を用い、かつ、ｐｒｉｃｅとして１.５秒時点の平均値（（Ｐ４１＋Ｐ４２＋Ｐ４３）／３の値）を用いて算出する。そして、図３の表に記載のない２秒時点以降についても、上記同様に計算していく。

【0048】

以上のように修正移動平均によりデータ処理を行うことで、計測値のばらつきの影響を小さくして、二次側圧力値の監視を行うことができる。具体的には、図４を用いて説明する。図４は、二次圧力値と時間の関係をまとめたグラフである。

【0049】

図４のグラフ中の「計測値」は、仮に二次側圧力センサ１３Ｂにより１．２ミリ秒毎にサンプリングしたとした場合の二次側圧力値である。二次側圧力値は、ガバナ１１により約２．４ＫＰａに調整されているが、図４に示すグラフによれば計測値は大きくばらついている。これは、ガスの急激な圧力変動や、配管スペースの問題からガス管が複雑に配管されること等を原因として、乱流が発生するためである。ガバナが異常な動作をしている場合、二次側の圧力値が乱高下することが考えられるため、図４に示すように二次側圧力の計測値がばらついていると、実際にはガバナ１１が異常動作をしていなくても、異常動作しているとの誤判断につながるおそれがある。つまり、ガバナの二次側の圧力値について正確に遠隔監視をすることができない。

【0050】

一方、グラフ中の「本実施形態」は、本実施形態に係るデータ処理プログラムによりデータ処理を行った後の二次側圧力値である。データ処理により計測値のばらつきの影響が小さくなり、２．４±０．１の範囲に収まっている。本願発明者らは、このデータ処理後の値が、計測装置として歴史のある水柱ゲージにより計測した二次側圧力値に近い値であり、十分に遠隔監視に適するものであることを確認した。水柱ゲージは、水銀柱ゲージと同様に作動流体に質量があり、ダイアフラムを用いたセンサに比べ乱流の影響を受けにくいため、都市ガス事業の創生期から使用されている。

【0051】

水柱ゲージにより計測した二次側圧力値に近い値かどうかを定量的に判断するには、データ処理後の二次側圧力値の標準偏差を求めることで判断することが好ましい。水柱ゲージのレベルは、乱流ではほとんど動かないため、標準偏差はゼロに近い。

【0052】

なお、本実施形態においては、図３中の「平均値」は、１．２ミリ秒間隔でサンプリングされた連続３個の二次側圧力値を用いて算出しており、約１．９億回／年のデータサンプリングとなるため、電池寿命は約１５ヶ月となる。これはあくまで一例であり、１．２ミリ秒間隔でサンプリングされた連続２個、または、連続４個の二次側圧力値を用いて算出することとしても良い。連続何個の値を用いて平均値を算出するかは、例えば、監視装置５０と使用して、遠隔地から設定可能としても良い。

【0053】

図３中の「平均値」を、１．２ミリ秒間隔でサンプリングされた連続２個の二次側圧力値を用いて算出する場合、例えば、０秒時点の平均値は、（Ｐ１１＋Ｐ１２）／２となり、０．５秒時点の平均値は、（Ｐ２１＋Ｐ２２）／２となる。そして、これらの平均値を利用して、修正移動平均値を算出することでデータ処理を行う。この値を図４に示すグラフ中にプロットしたものが、図４中の「変形例１」である。この「変形例１」によれば、本実施形態に比べて、修正移動平均値のばらつきが大きくなるが、平均値の算出に用いるデータ数が少なくなる分、センサ制御部１４の電池の消費量が小さくなる。このため、電池内部で化学反応し難い、電池寿命が短くなる平均気温が低い地域では、有効である。日本の平均的な気温の地域であれば、約１．３億回／年のデータサンプリングとなるため、電池寿命は約１７ヶ月となる。

【0054】

図３中の「平均値」を、１．２ミリ秒間隔でサンプリングされた連続２個の二次側圧力値を用いて算出する場合、例えば、０秒時点の平均値は、（Ｐ１１＋Ｐ１２＋Ｐ１３＋Ｐ１４）／４となり、０．５秒時点の平均値は、（Ｐ２１＋Ｐ２２＋Ｐ２３＋Ｐ２４）／４となる。そして、これらの平均値を利用して、修正移動平均値を算出することでデータ処理を行う。この値を図４に示すグラフ中にプロットしたものが、図４中の「変形例２」である。この「変形例２」によれば、本実施形態に比べて、修正移動平均値のばらつきが小さくなるが、平均値の算出に用いるデータ数が多くなる分、センサ制御部１４の電池の消費量が大きくなる。このため、電池内部で化学反応し易く、電池寿命が延びる平均気温が高い地域では、有効である。日本の平均的な気温の地域であれば、約２．５億回／年のデータサンプリングとなるため、電池寿命は約１３ヶ月となる。大寒波などが無く平年並みの気温であれば、１年間使用できる設定となっている。

【0055】

なお、図４中の「移動平均のみ」とは、図３中の平均値を算出せず、０．５秒ごとに、計測値を用いて修正移動平均の値を算出した結果を示すものである。設定圧の２．４ＫＰａに対して±０．１ＫＰａ以上ばらついていることから、計測値のばらつきの影響を排除しきれていないと言える。このように値がばらついていると、予め定められた閾値を超え異常値として記録が残ったり、異常動作と誤判断したりしてしまうため、正確に二次側圧力値を監視することができない。よって、好ましくない。

【0056】

また、図３中の「平均値」を、１．２ミリ秒間隔でサンプリングされた連続５個の二次側圧力値を用いて算出する場合は、より計測値のばらつきの影響を排除することが可能になるが、約３．０億回／年のデータサンプリングとなるため、電池寿命は約１１ヶ月となる。このため、連続５個のサンプリング設定で１年間の稼働は困難である。よって、５個以上とすることは、好ましくない。

【0057】

さらに、本実施形態においては、サンプリングを行う間隔を、１．２ミリ秒としているが、これに限定されず、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の範囲で定めても良い

【0058】

さらに、本実施形態においては、修正移動平均値を算出する間隔を、０．５秒としているが、これに限定されず、０．１秒以上３秒以下の範囲で定めても良い。例えば、監視装置５０と使用して、遠隔地から０．１秒、０.３秒、０．５秒、１．０秒、１．５秒、２．０秒、２．５秒、３．０秒で選択可能としても良い。

【0059】

修正移動平均値を算出する間隔は、例えばガスの種類に応じて決定される。都市ガスなどは、多くの需要家に供給しているため、大容量のガバナを設置し重要な設備として管理している。また、ガバナの一次側圧力と二次側圧力の圧力差も大きく、ガバナの動作も大きく速いため、可能な限り細かく監視したいニーズがあり、修正移動平均値を算出する間隔を短くする。具体的には、０．１秒、０.３秒、０．５秒間隔である。一方、ＬＰガスは、都市ガスほど監視レベルが高くなく、修正移動平均値を算出する間隔は１．０秒、１．５秒、２．０秒、２．５秒、３．０秒でも良い。ＬＰガスの場合、ガバナの動作（二次側圧力）の監視目的もあるが、ＬＰボンベ・タンクの燃料切れを判断するため、ガバナの一次側圧力（ボンベ・タンクの出圧）を確認する目的が大きい。この場合、１．０秒以上の間隔で十分に監視できるからである。

【0060】

その他、修正移動平均値を算出する間隔は、純粋に二次側圧力値のみを知りたい場合は間隔を長くし（例えば、１．０秒、１．５秒、２．０秒、２．５秒、３．０秒）、電池の消費を抑える。一方で、二次側圧力値からガバナの動作を予測したい場合は間隔を短くすることが考えられる（例えば、０．１秒、０.３秒、０．５秒）。

【0061】

また、季節に応じて、修正移動平均値を算出する間隔、サンプリング間隔を変更するものとしても良い。例えば、誤判断の多くなる冬季のみ、修正移動平均処理の周期を０．５秒以下で、サンプリング間隔を１．２ミリ秒で３回以上にすることも可能である。修正移動平均処理の周期が０．５秒で、サンプリング間隔が１．２ミリ秒で３回は、日本の平均的な気温で、電池消費量と監視精度のバランスの取れた設定となっている。

【0062】

（作用・効果について）
以上説明したように、本実施形態に係るガバナ監視システム１００は、（１）ガス管９０に設けられ、ガス管９０を流れるガスの圧力の調整を行うガバナ１１と、ガバナ１１の下流側の前記ガスの圧力値（二次側圧力値）を計測するための二次側圧力センサ１３Ｂと、二次側圧力センサ１３Ｂを制御するセンサ制御部１４と、を備えるガバナ監視システム１００において、センサ制御部１４は、二次側圧力センサ１３Ｂが計測した圧力値の情報についてデータ処理を行うためのデータ処理プログラムを備えること、データ処理プログラムは、上記の数式（数２）に基づき、Ｎ＝２として、０．１秒以上３秒以下の間隔で、修正移動平均値を算出することで、データ処理を行うこと、を特徴とする。

【0063】

（２）（１）に記載のガバナ監視システム１００において、データ処理プログラムは、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサ１３Ｂが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0064】

（３）（２）に記載のガバナ監視システム１００において、データ処理プログラムは、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサ１３Ｂが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0065】

また、本実施形態に係るガバナ用データ処理方法は、（４）ガス管９０を流れるガスの圧力の調整を行うガバナ１１の、下流側のガスの圧力値（二次側圧力値）の情報を二次側圧力センサ１３Ｂにより取得し、前記情報についてデータ処理を行うガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数２）に基づき、Ｎ＝２として、０．５秒間隔で、修正移動平均値を算出することで、データ処理を行うこと、を特徴とする。

【0066】

（５）（４）に記載のガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサ１３Ｂが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0067】

（６）（５）に記載のガバナ用データ処理方法において、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサ１３Ｂが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が好ましい。

【0068】

上記のガバナ監視システム１００またはガバナ用データ処理方法によれば、二次側圧力センサ１３Ｂにより計測したガバナ１１の下流側のガスの圧力値（二次側圧力値）を、修正移動平均によりデータ処理をする。修正移動平均は、前回の修正移動平均値に、二次側圧力センサ１３Ｂにより計測した最新の二次側圧力値を加えるため、計測値のばらつきの影響を小さくすることができる。よって、二次側圧力値をより正確に監視することが可能である。また、修正移動平均値を求める際に、Ｎ＝２とすることで、過去の計測値の影響を最小限に抑えられるため、現在の二次側圧力値をより正確に表すことが可能である。また、修正移動平均によるデータ処理は、複雑な演算処理が不要であるため、電池（例えば、単一乾電池を４本）により長時間（１年以上）の稼働が可能である。また、修正移動平均値を算出する間隔は、０．１秒以上３秒以下の間隔であることが望ましい。０．１秒よりも短いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間の稼働が困難となり、３秒よりも長いと、計測値のばらつきの影響が大きくなり、正確な遠隔監視が困難となるためである。

【0069】

加えて、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして用いる値は、二次側圧力センサ１３Ｂが、１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下の間隔で計測した連続２個以上４個以下の圧力値の平均値を用いること、が好ましく、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、が更に好ましい。

【0070】

計測の間隔を１ミリ秒以上１．５ミリ秒以下とするのは、１ミリ秒よりも短いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間の稼働が困難となり、１．５ミリ秒よりも長いと、計測値のばらつきの影響が大きくなり、正確な遠隔監視が困難となるためである。また、連続２個以上４個以下の圧力値の平均値とするのは、２個より少ないと（すなわち平均値を算出しないと）、計測値のばらつきの影響を排除しきれず、正確に二次側圧力値を監視することができなくなり、４個より多いと電池の消耗が激しくなるために、電池による長時間（１年以上）の稼働が困難となるためである。なかでも、上記の数式（数２）におけるｐｒｉｃｅとして、二次側圧力センサ１３Ｂが、１．２ミリ秒の間隔で計測した連続３個の圧力値の平均値を用いること、計測値のばらつきの影響の排除と、電池消費のバランスが最も良く取れることを本願発明者らは実験により確認した。

【0071】

なお、上記の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で様々な改良、変形が可能である。例えば、本実施形態における通信ユニット２０は、ガバナ室１０内に設置されているが、通信ユニットをガバナ室の外に設置しても良い。

【符号の説明】

【0072】

１１ ガバナ
１３Ｂ 二次側圧力センサ
１４ センサ制御部
９０ ガス管
１００ ガバナ監視システム

【要約】

【課題】データ処理を行うことでガバナの二次側の圧力値の正確な遠隔監視が可能であるとともに、ガバナを電池により長時間稼働させることが可能なこと。
【解決手段】ガス管９０に設けられ、ガス管９０を流れるガスの圧力の調整を行うガバナ１１と、ガバナ１１の二次側圧力値を計測するための二次側圧力センサ１３Ｂと、二次側圧力センサ１３Ｂを制御するセンサ制御部１４と、を備えるガバナ監視システム１００において、センサ制御部１４は、二次側圧力センサ１３Ｂが計測した圧力値の情報についてデータ処理を行うためのデータ処理プログラムを備えること、データ処理プログラムは、０．１秒以上３秒以下の間隔で、修正移動平均値を算出することで、データ処理を行うこと。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】