JP4899141B2

JP4899141B2 - ガスメータ

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Publication number: JP4899141B2
Application number: JP2001263855A
Authority: JP
Inventors: 博松下; 忠幸南; 泰宏藤井; 滋田川; 幸雄木村; 徹廣山; 二郎水越; 富士雄堀; 信好森井; 暢宏中村
Original assignee: Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Toho Gas Co Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP2003075226A

Description

【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。
ガスメータは、内蔵電池の使用可能時間を長くするために、消費電流を極力低減できるように構成されている。第１流量検出手段及び第２流量検出手段の選択動作及び間欠動作も、消費電流を低減するためのものである。また、弁を開閉制御する際にも電流を消費する。例えば、弁を閉状態から開状態（全閉位置から全開位置）に動作させる際には、弁の全閉位置から全開位置までの弁の移動量にほぼ比例した電流が消費される。また、消費電流を低減するために、保持電流が不要な弁を用いている。
ところで、ガスメータを選択する際には、ガスの使用量に対応するガスメータが選択される。しかしながら、飲食店や工場等では、最大使用量のガスを使用する時間帯は少ない。すなわち、弁を最大使用量に対応する全開位置まで移動させる必要がある場合は少なく、通常は弁を全閉位置と全開位置の間の中間位置に移動させるだけで充分な場合が多い。
このように、従来のガスメータでは、必要がない場合でも弁を全開位置まで移動させているため、弁の移動のための電流を無駄に消費していた。
そこで、本発明は、弁の位置（開度量）をガスの使用量に応じて適切に制御することにより、調節手段を駆動するための消費電流を低減した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、制御手段は、調節手段が全閉位置にある時にガス流量値が第１の所定流量値以上となった場合は調節手段を全閉位置と全開位置の間の第１開度の位置に制御し、調節手段が第１開度の位置にある時にガス流量値が第１の所定流量値より高い第２の所定流量値以上となった場合は調節手段を全開位置に制御する。請求項１に記載のガスメータを用いれば、調節手段の位置（開度量）をガスの使用量に応じて適切に制御できるので、消費電流を低減できる。
【０００６】
また、本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりのガスメータである。
請求項２に記載のガスメータでは、制御手段は、調節手段が全開位置にある時にガス流量値が第２の所定流量値より低く第１の所定流量値より高い第４の所定流量値未満になった場合は第１開度の位置に制御し、調節手段が第１開度の位置にある時にガス流量値が第１の所定流量値より低い第３の所定流量値未満になった場合は全閉位置に制御する。請求項２に記載のガスメータを用いれば、全開位置の流量が必要な時だけ調節手段を全開位置に制御するので、従来に対して消費電流を低減できる。
【０００７】
また、本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりのガスメータである。
請求項３に記載のガスメータでは、制御手段は、調節手段が第１開度の位置または全開位置にある時にガス流量値が第１の所定流量値より低い第３の所定流量値未満になった場合は、第１開度の位置または全開位置から全閉位置に制御する。請求項３に記載のガスメータを用いれば、全開位置から第１開度の位置に制御されることがなく、調節手段を閉じる側に制御する場合は全閉のみとする。このため、調節手段の動作回数を低減できるので、更に消費電流を低減できる。
【０００８】
また、本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりのガスメータである。
請求項４に記載のガスメータでは、前記調節手段は、開口部の大きさを調節可能な弁とステップモータにて構成され、前記弁は、固定部材と可動部材にて構成され、前記固定部材に対して前記可動部材を回転させることで前記開口部の大きさが変化するように構成されており、前記開口部は、流路の軸方向に対して垂直となるように設定されており、前記可動部材を回転させる方向であって前記開口部の大きさを変化させる方向は、流路の軸方向に対して垂直な方向である。請求項４に記載のガスメータを用いれば、流路の軸方向に流れるガスは、開口部に対してほぼ垂直に通過するので、ガスの流れに対する抵抗を最小限にでき、ガスの圧力損失を最小限にすることができる。このため、第１開度の位置を、より最適（より少ない開度量）に設定でき、消費電流をより低減できる。
【０００９】
【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４０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。
また、電源１２０は、制御手段１００に接続され、制御手段１００、第１流量検出手段４０、第２流量検出手段５０、調節手段３０等に電源を供給する。
【００１０】
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を摺動させ、固定部材３３に設けられた開口部３３ａと可動部材３２に設けられた開口部３２ａとの相対位置を制御して、主流路１０を開閉制御する。
また、電源１２０は、長期間の継続動作を内蔵電池で行うために、複数の電池１２１を並列に接続している。
【００１１】
次に、図３、図４、図５を用いて調節手段３０の構造を説明する。固定部材３３は、複数の開口部３３ａが設けられ、主流路１０内に固定される。図３、図４に示す例では、固定部材３３の開口部３３ａは、６箇所設けられ、開口部３３ａと閉口部３３ｂが交互に配置される。この例では、開口部３３ａと閉口部３３ｂの角度θは、ほぼ３０°に設定されている。また、同様に可動部材３２は、図３、図５に示すように、開口部３２ａが、６箇所設けられ、開口部３２ａと閉口部３２ｂが交互に配置され、開口部３２ａと閉口部３２ｂの角度θは、ほぼ３０°に設定されている。
そして、ステップモータ３１のロータ３１ａが、可動部材３２の中心に固定される。可動部材３２と固定部材３３は、互いの中心が重なるように、また、可動部材３２の当接部３２ｃが固定部材３３のストッパ３３ｃとストッパ３３ｄの間に位置するように組み合わされる。当接部３２ｃがストッパ３３ｃに当接するまでステップモータ３１により可動部材３２を反時計方向に駆動すると、調節手段３０は全開位置に制御される。また、逆に当接部３２ｃがストッパ３３ｄに当接するまでステップモータ３１により可動部材３２を時計方向に駆動すると、調節手段３０は全閉位置に制御される。また、当接部３２ｃがストッパ３３ｃ、３３ｄの間の中間開度の位置に可動部材３２を駆動すると、調節手段３０は全閉位置と全開位置の間の任意の中間開度の位置に制御される。
この調節手段３０の構造により、開口部の大きさを変化させることで流路の開度量を調節する。そして、開口部の大きさを変化させる方向は、流路の軸方向に対してほぼ垂直な方向であり、流路の軸方向に流れるガスの圧力損失を最小限にしている。本実施の形態では、流路の軸をはぼ中心にして、可動部材３２を回転させている。
【００１２】
次に、図６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、ＲＡＭ１３０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、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ等が用いられるが、これに限定されない。また、ＲＡＭ１３０には、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等が用いられるが、これに限定されない。また、ＲＯＭ１４０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、４２、５１、５２、ステップモータ３１、ＬＣＤ表示器８１、ＬＥＤ８２等にも電源を供給する。
【００１３】
切替回路３１０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０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１１５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ＣＰＵ１１０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２２０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。
【００１４】
入力回路２３０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、入力スイッチ２００の操作状態をＣＰＵ１１０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、ＣＰＵ１１０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。
【００１５】
次に、図７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７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７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７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７の例に示すように、流量Ｑ１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７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。
【００１６】
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、脈動している。検出流量値に基づいて調節手段を制御するとハンチングが発生するので、脈動成分を除去するために、補正処理を実施する。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である。例えば、サンプル数をｎ＝１０に設定すると、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。
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。
【００１７】
また、図８に、調節手段３０の制御特性を示す。図８には、［従来の制御特性］と、［第１の実施の形態の制御特性］と、［第２の実施の形態の制御特性］の、３つの制御特性の例を示している。まず、［従来の制御特性］について説明する。
［従来の制御特性］
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＜Ｑ３＜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。補正流量が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を全閉位置（開度量０％）に制御しておき、補正流量がＱ３（上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を全開位置（開度量１００％）に制御する。そして、補正流量がＱ３（上限流量設定値）より大きい状態から徐々に減少し、補正流量がＱ２（下限流量設定値）まで減少した時点で調節手段３０を全閉位置（開度量０％）に制御する。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、調節手段３０が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。
【００１８】
［第１の実施の形態の制御特性］
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＜Ｑ３＜Ｑ４の関係になる流量Ｑ２（第１下限流量設定値）と流量Ｑ３（第１上限流量設定値）を設け、さらにＱ４＜Ｑ５＜Ｑ６の関係になる流量Ｑ５（第２下限流量設定値）と流量Ｑ６（第２上限流量設定値）を設ける。補正流量が０から徐々に増加してＱ３（第１上限流量設定値）に達するまでの間は調節手段３０を全閉位置（開度量０％）に制御しておき、補正流量がＱ３（第１上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を第１開度の位置（例えば、開度量５０％）に制御する。さらに補正流量が増加し、流量Ｑ６（第２上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を全開位置（開度量１００％）に制御する。そして、補正流量がＱ６（第２上限流量設定値）より大きい状態から徐々に減少し、補正流量がＱ５（第２下限流量設定値）まで減少した時点で調節手段３０を第１開度の位置（例えば、開度量５０％）に制御する。さらに補正流量がＱ２（第１下限流量設定値）まで減少した時点で調節手段３０を全閉位置（開度量０％）に制御する。
この場合、流量Ｑ３が第１の所定流量値に相当し、流量Ｑ６が第２の所定流量値に相当し、流量Ｑ２が第３の所定流量値に相当し、流量Ｑ５が第４の所定流量値に相当する。
【００１９】
［第２の実施の形態の制御特性］
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＜Ｑ３＜Ｑ４の関係になる流量Ｑ２（第１下限流量設定値）と流量Ｑ３（第１上限流量設定値）を設け、さらにＱ４＜Ｑ６の関係になる流量Ｑ６（第２上限流量設定値）を設ける。補正流量が０から徐々に増加してＱ３（第１上限流量設定値）に達するまでの間は調節手段３０を全閉位置（開度量０％）に制御しておき、補正流量がＱ３（第１上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を第１開度の位置（例えば、開度量５０％）に制御する。さらに補正流量が増加し、流量Ｑ６（第２上限流量設定値）を超えた時点で調節手段３０を全開位置（開度量１００％）に制御する。そして、補正流量がＱ６（第２上限流量設定値）より大きい状態から徐々に減少し、補正流量がＱ２（第１下限流量設定値）まで減少した時点で調節手段３０を全閉位置（開度量０％）に制御する。
この場合、流量Ｑ３が第１の所定流量値に相当し、流量Ｑ６が第２の所定流量値に相当し、流量Ｑ２が第３の所定流量値に相当する。
【００２０】
次に、図９、図１０を用いて、ステップモータを駆動するステップ数と消費電流について説明する。ステップモータを駆動する時間が短くなれば消費電流は減少し、ステップモータを駆動する時間が長くなれば消費電流は増加する。ここで、調節手段３０に用いるステップモータ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（現在のステップ位置を保持する時）は、電流を消費しない。
図９に、ステップ位置をＰｏｓ０からＰｏｓ２に駆動させた場合の、時間（横軸）とステップ位置（縦軸）の関係を示す。この図９で、傾きはステップモータの単位時間当りのステップ移動量を表し、ステップモータの回転速度を示している。ステップモータを停止状態から駆動開始する期間（期間Ｔａｃｃ）は、徐々にステップモータの回転速度を上昇させ、Ｐｏｓ０ａになった時点で、最高速度（傾きが最大）に達する。期間Ｔｓｔでは、最高速度を維持（傾きは一定）し、Ｐｏｓ２ｂになった時点で、徐々に速度を減衰させ（期間Ｔｄｅｃ）、Ｐｏｓ２に到達した時点で、通電を停止し、ステップモータ３１の回転を停止させる。
このように動作させることで、ステップずれを発生させることなく停止位置から確実に駆動させ、目標の位置で確実に停止させる。そして、期間Ｔｓｔで最高速度を維持させ、最短時間で駆動させることで、電流の消費を最小限にする。
【００２１】
図１０に、ステップ位置をまずＰｏｓ０からＰｏｓ１に駆動させ、さらにＰｏｓ１からＰｏｓ２に駆動させた場合の、時間（横軸）とステップ位置（縦軸）の関係を示す。点線のグラフは、Ｐｏｓ０からＰｏｓ２に駆動させた場合のグラフである。この図１０は、Ｐｏｓ１を、Ｐｏｓ０とＰｏｓ２の中央に設定した例である。この図１０で、傾きは図９と同様に、ステップモータの回転速度を示している。ステップモータを停止状態から駆動開始する期間（期間Ｔａｃｃ）は、徐々にステップモータの回転速度を上昇させ、Ｐｏｓ０ａになった時点で、最高速度（傾きが最大）に達する。期間Ｔｓｔ１では、最高速度を維持（傾きは一定）し、Ｐｏｓ１ｂになった時点で、徐々に速度を減衰させ（期間Ｔｄｅｃ）、Ｐｏｓ１に到達した時点で、通電を停止し、ステップモータ３１の回転を停止させる。さらに、ステップモータを停止状態から駆動開始する期間（期間Ｔａｃｃ）は、徐々にステップモータの回転速度を上昇させ、Ｐｏｓ１ａになった時点で、最高速度（傾きが最大）に達する。期間Ｔｓｔ２では、最高速度を維持（傾きは一定）し、Ｐｏｓ２ｂになった時点で、徐々に速度を減衰させ（期間Ｔｄｅｃ）、Ｐｏｓ２に到達した時点で、通電を停止し、ステップモータ３１の回転を停止させる。
【００２２】
図１０に示すように、Ｐｏｓ０からＰｏｓ１に駆動する時間の方が、当然Ｐｏｓ０からＰｏｓ２に駆動する時間より短い。しかし、Ｐｏｓ０から直接Ｐｏｓ２に駆動する時間の方が、Ｐｏｓ０からＰｏｓ１に駆動後さらにＰｏｓ１からＰｏｓ２に駆動した場合の時間より短い。よって、消費電流を低減させるためには、Ｐｏｓ１からＰｏｓ２に駆動する機会が少なくなる最適なＰｏｓ１を設定することが重要である。本実施の形態では、様々なデータからＰｏｓ１（第１開度の位置）を開度量５０％の位置とした。Ｐｏｓ１の開度量は、制御手段１００の制御プログラムに、予め固定した値（例えば、５０％）を設定してもよいし、制御プログラムがガスの補正流量を統計処理して最適な値を随時演算するようにしてもよい。Ｐｏｓ１の設定方法は種々の方法が可能である。
【００２３】
図１１に、第１流量検出手段４０あるいは第２流量検出手段５０によって検出したガスの検出流量を補正処理した補正流量に対する、ステップモータ３１の［ステップ位置「従来の動作」］と、［ステップ位置「第１の実施の形態」］と、［ステップ位置「第２の実施の形態」］について説明する。図１１のグラフ中で、１番上のグラフが補正流量のグラフを示し、以降上から順に［ステップ位置「従来の動作」］、［ステップ位置「第１の実施の形態」］、［ステップ位置「第２の実施の形態」］のグラフを示している。各時間（０、Ｔ１、Ｔ２等）での、「従来の動作」、「第１の実施の形態」、「第２の実施の形態」について説明する。また、各［ステップ位置］のＰｏｓ０は全閉位置（開度量０％）を示し、Ｐｏｓ１は第１開度の位置（例えば、開度量５０％）を示し、Ｐｏｓ２は全開位置（開度量１００％）を示している。
【００２４】
◆［時間０の時点］
補正流量が０であるので、「従来の動作」、「第１の実施の形態」、「第２の実施の形態」全て、ステップモータ３１はＰｏｓ０（全閉位置、開度量０％）に制御されている。
◆［時間Ｔ１の時点］
補正流量が、Ｑ３（第１上限流量設定値）以上になったので、「従来の動作」では、Ｐｏｓ０からＰｏｓ２（全開位置、開度量１００％）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ０からＰｏｓ２まで駆動する時間に対応している。
「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」では、Ｐｏｓ０からＰｏｓ１（第１開度の位置、例えば、開度量５０％）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ０からＰｏｓ１まで駆動する時間に対応し、「従来の動作」よりも短い時間で終了する。よって、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」よりも小さい。
◆［時間Ｔ２の時点］
補正流量が、Ｑ２（第１下限流量設定値）未満になったので、「従来の動作」、「第１の実施の形態」、「第２の実施の形態」全て、Ｐｏｓ０（全閉位置、開度量０％）に制御される。その消費電流は、「従来の動作」では、Ｐｏｓ２からＰｏｓ０に駆動する時間に対応し、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」では、Ｐｏｓ１からＰｏｓ０に駆動する時間に対応している。よって、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」よりも小さい。
【００２５】
◆［時間Ｔ３の時点］
［時間Ｔ１の時点］の動作と同じであり、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」よりも小さい。
◆［時間Ｔ４の時点］
［時間Ｔ２の時点］の動作と同じであり、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」よりも小さい。
◆［時間Ｔ５の時点］
［時間Ｔ１の時点］の動作と同じであり、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」よりも小さい。
◆［時間Ｔ６の時点］
補正流量が、Ｑ６（第２上限流量設定値）以上になったので、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」では、Ｐｏｓ１（第１開度の位置）からＰｏｓ２（全開位置、開度量１００％）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ１からＰｏｓ２まで駆動する時間に対応する。
「従来の動作」では、時間Ｔ５の時点ですでにＰｏｓ２まで開かれているので、この時点では駆動しない。よって、この時点では、「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」の消費電流のみが発生する。
【００２６】
◆［時間Ｔ７の時点］
補正流量が、Ｑ５（第２下限流量設定値）未満になったので、「第１の実施の形態」では、Ｐｏｓ２（全開位置）からＰｏｓ１（第１開度の位置）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ２からＰｏｓ１まで駆動する時間に対応する。
「従来の動作」及び「第２の実施の形態」では、この時点では駆動しない。よって、この時点では、「第１の実施の形態」の消費電流のみが発生する。
◆［時間Ｔ８の時点］
補正流量が、Ｑ６（第２上限流量設定値）以上になったので、「第１の実施の形態」では、Ｐｏｓ１（第１開度の位置）からＰｏｓ２（全開位置）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ１からＰｏｓ２まで駆動する時間に対応する。
「従来の動作」及び「第２の実施の形態」では、すでにＰｏｓ２まで開かれているので、この時点では駆動しない。よって、この時点では、「第１の実施の形態」の消費電流のみが発生する。
◆［時間Ｔ９の時点］
補正流量が、Ｑ５（第２下限流量設定値）未満になったので、「第１の実施の形態」では、Ｐｏｓ２（全開位置）からＰｏｓ１（第１開度の位置）に制御される。その消費電流は、ステップモータ３１をＰｏｓ２からＰｏｓ１まで駆動する時間に対応する。
「従来の動作」及び「第２の実施の形態」では、この時点では駆動しない。よって、この時点では、「第１の実施の形態」の消費電流のみが発生する。
◆［時間Ｔ１０の時点］
補正流量が、Ｑ２（第１下限流量設定値）未満になったので、「従来の動作」、「第１の実施の形態」、「第２の実施の形態」全て、Ｐｏｓ０（全閉位置）に制御される。その消費電流は、「従来の動作」及び「第２の実施の形態」では、Ｐｏｓ２（全開位置）からＰｏｓ０（全閉位置）に駆動する時間に対応し、「第１の実施の形態」では、Ｐｏｓ１（第１開度の位置）からＰｏｓ０（全閉位置）に駆動する時間に対応している。よって、「第１の実施の形態」の消費電流の方が、「従来の動作」及び「第２の実施の形態」よりも小さい。
【００２７】
Ｐｏｓ２（全開位置、開度量１００％）が多い場合には、「従来の動作」の方が「第１の実施の形態」及び「第２の実施の形態」よりも消費電流は少ない。しかし、実際には、Ｐｏｓ２（全開位置、開度量１００％）までの開度量を必要としない場合が多い。設備等が使用するガスの量が、ほとんどＰｏｓ１（第１開度の位置）で供給可能となるようにＰｏｓ１（第１開度の位置、例えば、開度量５０％）を設定することで、ステップモータ３１で消費する電流を大幅に減少させることが可能である。
【００２８】
本発明のガスメータは、本実施の形態で説明した構成、制御方法に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、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の構造及び形状については、本実施の形態に示した図２、図３、図４、図５に限定されるものではない。
開口部３２ａ、３３ａ及び閉口部３２ｂ、３３ｂの個数及び形状については、本実施の形態に限定されるものではない。
また、可動部材３２及び固定部材３３の形状及び構造については、本実施の形態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６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は、本実施の形態に示した図７に限定されるものではない。また、流量検出手段は、１つでもよい。
調節手段３０の制御特性は、本実施の形態に示した図８に限定されるものではない。第１開度の位置は、本実施の形態に示した開度に限定されるものではなく、種々の開度を選定することが可能である。また、全閉位置と全開位置の間の開度位置の数は、１つに限定されず、適宜変更可能である。
ステップモータの制御特性は、本実施の形態に示した図９、図１０に限定されるものではない。
補正流量とステップ位置と消費電流の関係は、本実施の形態に示した図１１に限定されるものではない。
また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜４のいずれかに記載のガスメータを用いれば、弁の位置（開度量）をガスの使用量に応じて適切に制御することにより、調節手段を駆動するための消費電流を低減したガスメータを提供できる。
【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】調節手段３０の構成の例を示す図である。
【図４】固定部材３３の例を示す図である。
【図５】可動部材３２の例を示す図である。
【図６】制御手段１００の構成図の例である。
【図７】流量検出手段による検出流量の静特性図の例である。
【図８】調節手段３０の制御特性の例である。
【図９】ステップモータ３１の動作の例を示す図である。
【図１０】ステップモータ３１の動作の例を示す図である。
【図１１】補正流量に対するステップモータ３１の動作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

Claims

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、
前記主流路の前記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、
前記第１流量検出手段及び前記第２流量検出手段の検出流量値に基づいて求めたガス流量値に基づいて前記調節手段を開閉制御する制御手段と、
電源と、を備えたガスメータにおいて、
前記第１流量検出手段は、前記主流路における前記副流路にてバイパスされない部分である合流部に設けられており、
前記調節手段は、前記電源から供給される電力にて動作し、
前記制御手段は、前記調節手段が全閉位置にある時に、前記ガス流量値が第１の所定流量値以上となった場合は前記調節手段を全閉位置と全開位置の間の第１開度の位置に制御し、前記調節手段が前記第１開度の位置にある時に、前記ガス流量値が第１の所定流量値より高い第２の所定流量値以上となった場合は前記調節手段を全開位置に制御する、
ことを特徴とするガスメータ。
請求項１に記載のガスメータであって、
前記制御手段は、前記調節手段が全開位置にある時に、前記ガス流量値が第２の所定流量値より低く第１の所定流量値より高い第４の所定流量値未満になった場合は前記調節手段を全開位置から前記第１開度の位置に制御し、前記調節手段が前記第１開度の位置にある時に、前記ガス流量値が第１の所定流量値より低い第３の所定流量値未満になった場合は前記調節手段を全閉位置に制御する、
ことを特徴とするガスメータ。
請求項１に記載のガスメータであって、
前記制御手段は、前記調節手段が前記第１開度の位置または全開位置にある時に、前記ガス流量値が第１の所定流量値より低い第３の所定流量値未満になった場合は前記調節手段を全閉位置に制御する、
ことを特徴とするガスメータ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスメータであって、
前記調節手段は、開口部の大きさを調節可能な弁とステップモータにて構成され、
前記弁は、固定部材と可動部材にて構成され、前記固定部材に対して前記可動部材を回転させることで前記開口部の大きさが変化するように構成されており、
前記開口部は、流路の軸方向に対して垂直となるように設定されており、
前記可動部材を回転させる方向であって前記開口部の大きさを変化させる方向は、流路の軸方向に対して垂直な方向である、
ことを特徴とするガスメータ。