JP4899142B2

JP4899142B2 - Gas meter

Info

Publication number: JP4899142B2
Application number: JP2001263856A
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: JP2003075227A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas meter which can reduce a power consumption used to drive an adjusting means by a method wherein the output voltage of a battery is estimated indirectly even in the battery incapable of detecting the output voltage directly, and the adjusting means is controlled optimally by a control characteristic based on the estimated output voltage. SOLUTION: The gas meter is provided with a main flow channel in which the adjusting means used to adjust the opening amount of a flow channel is installed, a subflow channel which bypasses the adjusting means in the main flow channel, a flow-rate detection means, a control means which controls opening/closing of the adjusting means on the basis of a corrected flow-rate value obtained by correcting and processing the detected flow-rate value of the flow-rate detection means and a power supply. The control means estimates a temperature on the basis of a detection value detected by the flow-rate detection means, it estimates the output voltage of the power supply on the basis of the cumulative operation amount of the adjusting means, and it controls the adjusting means optimally on the basis of the estimated output voltage so as to reduce the power consumption.

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。
ところで、内蔵電池の出力電圧は、雰囲気温度及び累積消費電流に応じて変動する。一般的には、雰囲気温度が低いほど出力電圧が低下し、累積消費電流が多いほど出力電圧が低下する。従来は、使用期間内での最悪条件時（出力電圧が最低になった場合であり、使用期間のほぼ限界時期で、且つ使用温度範囲の下限温度の場合）の出力電圧で対処可能な制御特性で弁を駆動制御している。
そのため、電池の出力電圧に応じて制御特性を変更する装置が、種々開発されてきた。
例えば、特許第３０４００３１号公報では、電池の端子電圧を測定して端子電圧に応じて遮断弁を駆動するステップモータの制御特性を変更する装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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、通電時間に対応する電流が消費される。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。
しかし、使用期間内での最悪条件時（出力電圧が最低になった場合）の出力電圧で対処可能な制御特性で弁を駆動制御すると、想定した最低出力電圧よりも出力電圧が高い場合（使用期間のほとんどが相当する）は、不要な電流を消費することになる。そこで、電池の出力電圧を検出し、出力電圧に応じた制御特性で制御すれば、消費電流をより低減することができる。例えば、電池の出力電圧が高い場合は、パルス幅を短く（通電時間を短く）して消費電流を低減する。
また、ガスメータに使用する内蔵電池（例えば、リチウム電池）は、出力電圧を直接的に検出することが困難である。例えば、リチウム電池の場合、出力電圧を計測するための負荷を接続しても、電池からの出力電流が少ない場合は、正しい出力電圧を出力しない。正しい出力電圧を計測するためには、電池からの出力電流の多い負荷を接続する必要があるが、出力電圧の計測のために余計な電流を消費させるのは好ましくない。制御負荷を駆動している期間（電池からの出力電流が多い期間）に電池の出力電圧を直接計測することも考えられるが、制御に悪影響が発生する可能性がある。
そこで、本発明は、出力電圧を直接的に検出できない電池であっても、電池の出力電圧を間接的に推定し、推定した出力電圧に基づいた制御特性で調節手段を最適に制御することで、調節手段を駆動するための消費電流を低減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、制御手段は、流量検出手段で検出した検出値に基づいてガスの温度を推定し、推定した温度と、調節手段の累積作動量と、出力電圧特性と、に基づいて電源の出力電圧を推定し、推定した出力電圧に基づいて調節手段を制御する。請求項１に記載のガスメータを用いれば、温度検出手段を追加することなく流量検出手段で検出した検出値から雰囲気温度を推定できる。そして、電池の雰囲気温度と累積作動量（弁の駆動回数等の累積量）に基づいて電池の出力電圧を推定できる。このように、出力電圧を直接的に検出できない電池であっても、電池の出力電圧を間接的に推定できる。そして、推定した出力電圧が高い場合は調節手段の通電時間を短くする（例えば駆動速度を速くする）ことで（推定した出力電圧が低い場合は、高い場合よりも調節手段の通電時間を長くする（例えば駆動速度を遅くする）が、この通電時間は従来と同等の通電時間である）不要な電流の消費を抑え、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、温度検出手段を備え、温度検出手段で検出した温度と、調節手段の累積作動量と、出力電圧特性と、に基づいて電源電圧を推定し、推定した出力電圧に基づいて調節手段を制御する。請求項２に記載のガスメータを用いれば、温度検出手段を用いて雰囲気温度を検出し、電池の雰囲気温度と累積作動量（弁の駆動回数等の累積量）に基づいて電池の出力電圧を推定できる。このように、出力電圧を直接的に検出できない電池であっても、電池の出力電圧を間接的に推定できる。この場合、雰囲気温度を直接的に検出することで、より正確に出力電圧を推定できる。そして、推定した出力電圧が高い場合は調節手段の通電時間を短くする（例えば駆動速度を速くする）ことで不要な電流の消費を抑え、消費電流を低減できる。
【０００７】
また、請求項１、請求項２に記載のガスメータでは、記憶手段には、温度と累積作動量に基づいた電源の出力電圧特性が記憶されており、制御手段は、調節手段を制御した場合に記憶手段に記憶されている累積作動量を更新し、推定あるいは検出した温度と、記憶手段に記憶されている累積作動量と、記憶手段に記憶されている電源の出力電圧特性とに基づいて、電源の出力電圧を推定し、推定した出力電圧に基づいて調節手段を制御する。請求項１、請求項２に記載のガスメータを用いれば、温度と累積作動量と記憶手段に記憶されている電源の出力電圧特性から、電池の出力電圧を容易に推定できる。このように、出力電圧を直接的に検出できない電池であっても、電池の出力電圧を間接的に推定できる。そして、推定した出力電圧が高い場合は調節手段の通電時間を短くすることで不要な電流の消費を抑え、消費電流を低減できる。
【０００８】
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、推定した電源の出力電圧に基づいてステップモータの目標ステップ位置までの駆動速度を変更する。請求項３に記載のガスメータを用いれば、推定した出力電圧が高い場合（調節手段を駆動するエネルギーが大きい場合）は調節手段の駆動速度を速くする（通電時間を短くする）ことで不要な電流の消費を抑え、消費電流を低減できる。
【０００９】
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、累積作動量は、累積作動回数である。請求項４に記載のガスメータを用いれば、累積作動量（累積作動時間、累積作動回数等）として、累積作動回数を扱う。通電時間（例えば駆動速度）を可変制御するため、累積作動時間を扱うより、累積作動回数を扱う方が、制御が容易になり、より実現し易い。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
入力回路２４０は、バス１１５にてＣＰＵ１１０と接続され、温度検出手段６１の検出値をＣＰＵ１１０に伝える。そして、ＣＰＵ１１０にて、温度に換算される。ここで、雰囲気温度を第１及び第２流量検出手段の検出値から推定する場合は、温度検出手段６１及び入力回路２４０は省略してもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
また、第１及び第２流量検出手段で検出した検出値に基づいてガスの温度を算出する方法は、既存の技術が種々存在する。例えば、気体の状態方程式より、ガス内での音波の速度Ｖ（ｍ／ｓ）は、温度をｔ（℃）とすると、Ｖ＝α＋βｔ（α、βはガスに固有の定数）の式で表され、温度により変化する。
本実施の形態では、温度検出手段を持たない構成の場合は、流量検出手段で検出した検出値（この場合は、ガス速度）と、この演算式を用いて、制御装置１００内で演算させて温度を推定した。
【００１８】
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。
【００１９】
図８に、ガス流量の補正流量値に基づいて調節手段３０を制御する制御特性を示す。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＜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。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。
【００２０】
図９に、従来の制御方法（通電時間一定）でステップモータ３１を駆動した場合の出力電圧特性図の例を示す。図９の出力電圧特性図の測定条件を以下に示す。
・被測定電池は、ステップモータ３１の駆動のみに使用。
・被測定電池は、１個使用（製品化されるガスメータは、複数個の電池を並列に接続して使用）。
・ステップモータ３１の最低作動電圧は２Ｖであり、その場合のステップモータの駆動速度は５０ＰＰＳ（２０ｍｓ／１パルス）。
・ステップモータ３１は、１７ｓｔｅｐで全閉位置から全開位置（あるいは全開位置から全閉位置）に移動。
・駆動時間（通電時間に相当）は、３４０ｍｓ（２０［ｍｓ］＊１７［ｓｔｅｐ］）に固定。
・電池の雰囲気温度を一定に保った状態で、所定時間毎（例えば、１０ｓｅｃ毎）に1回駆動（全閉位置から全開位置、あるいは全開位置から全閉位置に駆動）。
・各温度毎に実施し、電池は各温度毎に新品を使用。
【００２１】
図１０に、本発明の制御方法（通電時間最適化）でステップモータ３１を駆動した場合の出力電圧特性図の例を示す。図１０の出力電圧特性図の測定条件の中で、図９と異なる点を以下に示す。
・ステップモータ３１は、出力電圧に応じた許容最大駆動速度で駆動（５０ＰＰＳ〜約７０ＰＰＳ）。
図１０に示す出力電圧特性図（本発明）は、図９に示す出力電圧特性図（従来）と比較して、不要な電源の消費を抑えているため、駆動回数が向上している。また、より出力電圧が高いグラフ（より高温時のグラフ）の方が、出力電圧が低いグラフよりも駆動回数が、より向上していることがわかる。
図９と図１０を比較すると、例えば、０℃の場合、図９では出力電圧が２Ｖ以上を保持できる回数は約１０万回であるが、図１０では約１１．５万回であり、１５％も駆動可能な回数が向上している。例えば、内蔵電池で８０万回の駆動が必要なガスメータの場合では、従来方法（通電時間一定）で制御する場合では電池は８本（８０万回／１０万回＝８）必要であるが、本発明の制御方法（通電時間最適化）で制御する場合では電池は７本（８０万回／１１．５万回＝６．９５）でよい。
【００２２】
次に、推定あるいは検出した温度と、調節手段の累積作動量とに基づいて電源の出力電圧を推定し、調節手段を最適に制御する方法について、［第１の実施の形態］〜［第３の実施の形態］を説明する。
温度と累積作動量に基づいた電源の出力電圧特性の求め方が、［第１の実施の形態］〜［第３の実施の形態］で異なる。
【００２３】
◆［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、温度と累積作動量に基づいた電源の出力電圧特性を、通電時間を最適に制御するように構成された実際のステップモータ３１を駆動して、実測することで出力電圧特性を求める。
図１１に、ステップモータ３１の許容最大駆動速度特性表４００（駆動時の電圧と、その電圧における許容最大駆動速度）の例を示す。「許容最大駆動速度」は、ステップモータ毎に異なり、ステップモータの製造元がカタログ等に提示している値から転記している。「１７ｓｔｅｐの駆動に要する時間」には、各許容最大駆動速度で、１７ｓｔｅｐ（全閉位置から全開位置、あるいはその逆に移動するために必要なｓｔｅｐ数）駆動するために必要な時間を計算して記載してある。
【００２４】
次に、図１２に、実際のステップモータ３１を駆動して、実測するための構成例を示す。
ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１４０、ＲＡＭ１３０には電源１２０ｂから電源を供給する。電源１２０ｂは、ステップモータの駆動に必要なもの以外に電源を供給し、計測対象でない電池である。
出力回路３６０（ステップモータを駆動する回路）には電源１２０ａから電源を供給する。ステップモータ３１は、出力回路３６０を介して電源１２０ａから電源が供給される。電源１２０ａが計測対象の電池である。
電圧計測回路３８０は、ステップモータ３１に接続されるとともに、ＣＰＵ１１０に接続され、ステップモータ３１に供給される電圧に基づいた信号をＣＰＵ１１０に伝える。
ＣＰＵ１１０は、ステップモータ３１を駆動している時に、電圧計測回路３８０から入力される信号に基づいて、電源１２０ａの出力電圧を直接的に検出する。この場合は、出力電圧の特性検出であるので、ステップモータ３１を駆動中に出力電圧を計測しても、特に問題ない。そして、ＣＰＵ１１０は、検出した出力電圧と許容最大駆動速度特性表４００から、その時点での許容最大駆動速度を選択（通電時間を最適化）して、駆動パルスを出力する。そして、出力回路３６０は、駆動パルスに基づいて、ステップモータ３１に駆動信号を出力（電源１２０ａからの電源の供給を含む）する。計測対象であるステップモータ３１の累積駆動回数と電源１２０ａの出力電圧は、ＣＰＵ１１０から読み出して計測してもよいし、別の計測装置（電圧計、パルスカウンタ等）を接続して計測してもよい。
【００２５】
以上の方法により、各温度毎（例えば、−３０℃〜６０℃まで、１０℃毎）にデータを取り、グラフ化することで、図１０に示した出力電圧特性図（本発明）を得ることができる。
実際に製品化されるガスメータでは電圧計測回路３８０は省略されており、ＣＰＵ１１０は、点線で示した雰囲気温度（検出あるいは推定した温度）とＲＡＭ１３０に記憶している累積駆動回数（ステップモータ３１を駆動する毎に更新）とＲＯＭ１４０に記憶している出力電圧特性（図１０に示した出力電圧特性図（本発明）に基づいたデータ）から出力電圧を推定する。
図１３に、出力電圧特性図（本発明）に基づいたデータの例（出力電圧特性表（本発明）４１０）を示す。この出力電圧特性表（本発明）４１０において、例えば、「２０℃以上３０℃未満」の行の出力電圧は、図１０に示した出力電圧特性図の２０℃のグラフから読み取った値である。
表の形式にすることで、ＣＰＵ１１０が扱い易いデータにできる。なお、この例では、出力電圧特性表（本発明）４１０は、１０℃毎にデータを計測した出力電圧特性図（本発明）に基づいて作成している。
【００２６】
次に、実際に製品化されるガスメータの動作例について説明する。
ＣＰＵ１１０は、温度検出手段を持たない場合は、流量検出手段の検出値からガス温度を推定し、電池の雰囲気温度を間接的に検出する。温度検出手段を持つ場合は、温度検出手段を用いて電池の雰囲気温度を直接的に検出する。この雰囲気温度と、ＲＡＭ１３０に記憶されている累積駆動回数を用いて、ＲＯＭ１４０に記憶されている出力電圧特性図（本発明）に基づいたデータ（例えば、出力電圧特性表（本発明）４１０）から電源の出力電圧を推定し、推定した出力電圧と許容最大駆動速度特性表４００からステップモータ３１の駆動速度を選択する。また、ステップモータ３１を駆動する毎に、累積駆動回数を更新する。
【００２７】
例えば、温度が１５℃であり、累積駆動回数が８５０００回であった場合、ＣＰＵ１１０は、図１３に示した出力電圧特性表（本発明）４１０から、現在の出力電圧は２．４［Ｖ］（図１３中に「４１０ａ」で示した部分）であると推定する（間接的に検出する）。そして、ＣＰＵ１１０は、図１１に示した許容最大駆動速度特性表４００から６０［ＰＰＳ］を選択し、６０［ＰＰＳ］でステップモータ３１を駆動することで、駆動時間（通電時間）を最適に制御する。
つまり、過去から現在（現在の累積駆動回数の時点）まで、ずっと現在の温度でステップモータ３１を駆動してきた、と見なして出力電圧を推定し、ステップモータ３１を最適に制御する。
【００２８】
◆［第２の実施の形態］
第１の実施の形態は、実測に基づいた最も精度の高いデータを得られるが、実測するための機器及び実際の計測が必要なため、非常に手間がかかる。
従来の制御方法（通電時間一定）による出力電圧特性図（図９の特性図）を既に持っている場合は、実測を省略して、従来の制御方法による特性図から換算することで、より簡単に、本発明による出力電圧特性図（図１０の特性図）に近い出力電圧特性図を得ることができる。
第２の実施の形態で、その手順を説明する。
【００２９】
まず、図９に示した出力電圧特性（従来）から、図１４に示した出力電圧特性表（従来方法）４２０を作成する。なお、この例では、出力電圧特性表（従来方法）４２０は、１０℃毎にデータを計測した出力電圧特性図（従来）に基づいて作成している。例えば、「２０℃以上３０℃未満」の行の出力電圧は、図９に示した出力電圧特性図の２０℃のグラフから読み取った値である。
第２の実施の形態では、出力電圧特性表（従来方法）４２０の累積駆動回数を、一旦、累積駆動時間に換算し、この累積駆動時間を本発明による通電時間に基づいて、本発明による累積駆動回数に変換する。
図９に示した出力電圧特性図の各温度毎のグラフを１本づつ換算し、すべてのグラフを、換算したグラフに変換することで、図１０の特性図に近い出力電圧特性図を得る。
ここで、１０℃のグラフを変換する例を説明する。１０℃のグラフを変換するために、出力電圧特性表（従来方法）４２０の「１０℃以上２０℃未満」の行について換算する。
【００３０】
換算の例として、図１５に、累積駆動回数換算表４３０を示す。
「累積駆動回数」には、出力電圧特性表（従来方法）４２０の累積駆動回数から転記する。
「動作時間」には、累積駆動回数の範囲（この場合は、１万回）と通電時間（この場合は、３４０ｍｓ）を乗じた値を記載する。この場合は、全て３４００ｓｅｃ（１００００（回）＊０．３４ｓｅｃ＝３４００ｓｅｃ）になる。
「出力電圧」には、出力電圧特性表（従来方法）４２０の「１０℃以上２０℃未満」の欄から転記する。
「許容最大駆動速度［ＰＰＳ］」には、「出力電圧」に対応する許容最大駆動速度を、許容最大駆動速度特性表４００から選択して記載する。
「１回の駆動時間」には、許容最大駆動速度で必要なｓｔｅｐ数（この場合は１７ｓｔｅｐ）を駆動した場合の時間を計算して記載する。
「許容最大駆動速度での駆動可能回数」には、「動作時間」を「１回の駆動時間」で除した値を記載する。例えば、図１５中の４３０ａの部分の計算は、３４００／０．２５２＝１３４９２である。
「許容最大駆動速度での累積駆動回数」には、「許容最大駆動速度での駆動可能回数」の累積値を計算して記載する。
以上の手順により得られた累積駆動回数換算表４３０の「許容最大駆動速度での累積駆動回数」と「出力電圧」の関係をグラフに表すことで、「変換された１０℃のグラフ」を得ることができる。この作業を各温度毎に実施して、図１０の特性図に近い、出力電圧特性図（従来から本発明相当に変換）（図示せず）を得ることができる。
【００３１】
この出力電圧特性図（従来から本発明相当に変換）から、出力電圧特性表（従来から本発明相当に変換）（図示せず）を作成する。
そして、出力電圧特性表（従来から本発明相当に変換）をＲＯＭ１４０に記憶しておき、第１の実施の形態と同様に、ＣＰＵ１１０は、温度と累積駆動回数と出力電圧特性から、電池の出力電圧を推定（この場合は、選択）し、推定した出力電圧に応じたステップモータ３１の駆動速度を選択して、ステップモータ３１を最適に制御する。
第１の実施の形態と同様に、過去から現在（現在の累積駆動回数の時点）まで、ずっと現在の温度でステップモータ３１を駆動してきた、と見なして出力電圧を推定し、ステップモータ３１を最適に制御する。
【００３２】
◆［第３の実施の形態］
第２の実施の形態は、すべてのグラフについて変換するので手間がかかる。第２の実施の形態から、更に簡単に、本発明による出力電圧特性図（図１０の特性図）に近い出力電圧特性図を得る方法について、第３の実施の形態で、その手順を説明する。ただし、第３の実施の形態では、ガスメータを設置する環境の、平均気温（年間平均気温）が必要である。
【００３３】
第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、図９に示した出力電圧特性図のグラフを換算するが、年間平均気温に相当するグラフのみを、累積駆動回数換算表に基づいて変換する。この変換結果を、他のグラフにも流用する方法である。年間平均気温に対応する「変換されたグラフ」の誤差が最も小さくなり、年間平均気温に対する温度の高／低で、誤差が＋／−されて、ほぼ相殺されるので、この方法でも結果的には誤差が小さいことが判明した。
ここで、「年間平均気温が１０℃以上２０℃未満の環境」を例にして説明する。
【００３４】
第２の実施の形態と同様に、まず、図９に示した出力電圧特性（従来）から、図１４に示した出力電圧特性表（従来方法）４２０を作成する。
そして、「年間平均気温が１０℃以上２０℃未満の環境」に相当する、出力電圧特性表（従来方法）４２０の「１０℃以上２０℃未満」の行について換算する。
換算の例として、図１５に、累積駆動回数換算表４３０を示す。これは、第２の実施の形態と同じであるので、説明を省略する。
そして、得られた累積駆動回数換算表４３０の「許容最大駆動速度での累積駆動回数」を、図１４に示した出力電圧特性表（従来方法）４２０の駆動回数と置き換える。置き換えた結果の表を、図１６の出力電圧特性表４４０に示す。
図１６の、出力電圧特性表４４０の累積駆動回数（図１６中の４４０ａ）が、累積駆動回数換算表４３０の「許容最大駆動速度での累積駆動回数」である。この出力電圧特性表４４０の累積駆動回数は、「１０℃以上２０℃未満」の行について、最も誤差が小さい。
他の年間平均気温の環境で使用するガスメータに対しては、改めて換算する必要がある。
【００３５】
この出力電圧特性表４４０をＲＯＭ１４０に記憶しておき、第１の実施の形態と同様に、ＣＰＵ１１０は、温度と累積駆動回数と出力電圧特性から、電池の出力電圧を推定（この場合は、選択）し、推定した出力電圧に応じたステップモータ３１の駆動速度を選択して、ステップモータ３１を最適に制御する。
第１の実施の形態と同様に、過去から現在（現在の累積駆動回数の時点）まで、ずっと現在の温度でステップモータ３１を駆動してきた、と見なして出力電圧を推定し、ステップモータ３１を最適に制御する。
【００３６】
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、手順等に限定されず、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。
電池の出力電圧と調節手段の累積駆動回数と温度の関係は、図９、図１０に示した出力電圧特性に限定されるものではない。また、温度と累積作動量から電源の出力電圧を推定する方法は、本実施の形態に示した方法以外にも種々の方法が可能である。
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。
また、ガスの検出流量値から雰囲気温度を推定する場合、電池をガスが流れる流路の近傍に配置すれば、より正確に電池の雰囲気温度を検出することができる。
また、ガスの検出流量値から雰囲気温度を推定する方法は、本実施の形態に示した方法以外にも種々の方法が可能である。
また、本実施の形態では、累積作動量を累積駆動回数とした例を示したが、累積駆動時間としてもよく、累積作動量には種々の内容を対応させることができる。
【００３７】
【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−タを用いれば、出力電圧を直接的に検出できない電池であっても、電池の出力電圧を間接的に推定し、推定した出力電圧に基づいた制御特性で調節手段を最適に制御することで、調節手段を駆動するための消費電流を低減できる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を従来方法（通電時間一定）で制御した場合の、累積駆動回数と電池の出力電圧を示す、出力電圧特性図の例である。
【図１０】ステップモータ３１を本発明の制御方法（通電時間最適化）で制御した場合の、累積駆動回数と電池の出力電圧を示す、出力電圧特性図の例である。
【図１１】ステップモータ３１を駆動する場合の、駆動電圧と許容最大駆動速度を示す、許容最大駆動特性表の例である。
【図１２】実際のステップモータ３１を駆動して、図１０に示す出力電圧特性を得るための接続例である。
【図１３】図１０に基づいて作成した、出力電圧特性表（本発明）の例である。
【図１４】図９に基づいて作成した、出力電圧特性表（従来方法）の例である。
【図１５】図１４及び図１１に基づいて作成した、累積駆動回数換算表の例である。
【図１６】図１４及び図１５に基づいて作成した、出力電圧特性表（従来方法から本発明相当に換算。基準：年間平均気温１０℃以上２０℃未満）の例である。
【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
１２０電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas meter for detecting a gas flow rate of natural gas, propane gas (LPG) or the like.
[0002]
[Prior art]
In restaurants and factories, gas is used as a heat source. In such restaurants and factories, the difference between the minimum and maximum gas flow rates is very large. For this reason, a gas meter that detects a gas flow rate is required to be able to detect a gas flow rate over a wide range from a small flow rate to a large flow rate.
By the way, the flow rate detecting means capable of accurately detecting a wide range of gas flow rates such as restaurants and factories is large and very expensive.
Therefore, the conventional gas meter has a large flow rate (large diameter) main flow path provided with a valve (flow rate adjusting means), and a small flow rate (small diameter) sub flow path provided so as to bypass the valve. It has. A first flow rate detecting means for large flow rate is provided in a portion of the main flow channel that is not bypassed by the sub flow channel, and a second flow rate detecting means for small flow rate is provided in the sub flow channel.
The gas meter is provided with control means for controlling opening and closing of the valve. This control means controls opening and closing of the valve based on the output of the first flow rate detection means or the second flow rate detection means. That is, when supplying a gas with a large flow rate (when the amount of gas used is large), the valve is controlled to flow so that the gas flows through the main flow path and the sub flow path. When supplying a gas with a small flow rate (when the amount of gas used is small), the valve is closed and the gas is allowed to flow only through the auxiliary flow path.
Further, the gas flow rate is detected based on the outputs of the first flow rate detection means and the second flow rate detection means.
[0003]
Since the conventional gas meter uses electrical flow rate detection means as the first flow rate detection means and the second flow rate detection means, a power source is required. Here, the gas meter is often installed in a place where it is difficult to connect to an external power source. Therefore, a built-in battery is used as a power source for the first flow rate detection means and the second flow rate detection means.
On the other hand, when the first flow rate detection unit and the second flow rate detection unit are continuously operated, the usable time of the built-in battery is shortened. Therefore, one of the first flow rate detection means and the second flow rate detection means is selectively operated in order to increase the usable time of the internal battery. Furthermore, when operating the first flow rate detecting means and the second flow rate detecting means, the first flow rate detecting means and the second flow rate detecting means are intermittently operated every predetermined time (for example, every 2 seconds).
Here, since the gas flow rate fluctuates pulsatically, if the valve is controlled based on the detected flow rate value obtained by intermittently operating the flow rate detection means at a long time interval (for example, every 2 seconds), the valve control is stable. do not do. Therefore, the detected flow rate value obtained by intermittently operating the first flow rate detecting means or the second flow rate detecting means is corrected, and the adjusting means is controlled by the corrected flow rate value corrected.
In this case, when the valve is controlled to be closed, the valve is controlled to open when the corrected flow rate value obtained by correcting the detected flow rate value of the second flow rate detection means reaches the upper limit flow rate set value.
Further, when the valve is controlled to open, the valve is closed when the corrected flow rate value obtained by correcting the detected flow rate value of the first flow rate detecting means reaches the lower limit flow rate set value.
The upper limit flow rate setting value and the lower limit flow rate setting value are setting values for giving hysteresis to the control characteristics of the valve.
By the way, the output voltage of the built-in battery varies according to the ambient temperature and the accumulated current consumption. In general, the lower the ambient temperature, the lower the output voltage, and the higher the accumulated current consumption, the lower the output voltage. Conventionally, control characteristics that can be dealt with by the output voltage at the worst condition in the usage period (when the output voltage is the lowest, almost at the limit time of the usage period and at the lower limit temperature of the usage temperature range) The valve is driven and controlled.
For this reason, various devices have been developed that change the control characteristics in accordance with the output voltage of the battery.
For example, Japanese Patent No. 3040031 proposes a device that measures the terminal voltage of a battery and changes the control characteristics of a step motor that drives a shut-off valve in accordance with the terminal voltage.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The gas meter is configured to reduce current consumption as much as possible in order to increase the usable time of the built-in battery. The selection operation and intermittent operation of the first flow rate detection means and the second flow rate detection means are also for reducing current consumption. Also, current is consumed when the valve is controlled to open and close. For example, when the valve is operated from the closed state to the open state (from the fully closed position to the fully open position), the current corresponding to the energization time is approximately proportional to the amount of movement of the valve from the fully closed position to the fully open position. Is consumed. Also, a valve that does not require a holding current is used to reduce current consumption.
However, if the valve is driven and controlled with control characteristics that can be handled with the output voltage at the worst conditions (when the output voltage is at its lowest) within the usage period, the output voltage is higher than the assumed minimum output voltage (use For most of the period, unnecessary current is consumed. Therefore, if the output voltage of the battery is detected and controlled with control characteristics corresponding to the output voltage, the current consumption can be further reduced. For example, when the output voltage of the battery is high, the pulse width is shortened (energization time is shortened) to reduce current consumption.
Further, it is difficult to directly detect the output voltage of a built-in battery (for example, a lithium battery) used for a gas meter. For example, in the case of a lithium battery, even if a load for measuring the output voltage is connected, if the output current from the battery is small, the correct output voltage is not output. In order to measure the correct output voltage, it is necessary to connect a load having a large output current from the battery, but it is not preferable to consume an extra current for measuring the output voltage. Although it is conceivable to directly measure the output voltage of the battery during the period when the control load is being driven (a period when the output current from the battery is large), there is a possibility that the control will be adversely affected.
Therefore, the present invention indirectly estimates the output voltage of the battery even if the battery cannot directly detect the output voltage, and optimally controls the adjusting means with the control characteristics based on the estimated output voltage. An object of the present invention is to provide a gas meter capable of reducing current consumption for driving the adjusting means.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first invention of the present invention for solving the above problems is a gas meter as set forth in claim 1.
In the gas meter according to claim 1, the control means estimates the gas temperature based on the detection value detected by the flow rate detection means, and the estimated temperature, the cumulative operating amount of the adjustment means, and the output voltage characteristics Based on this, the output voltage of the power supply is estimated, and the adjusting means is controlled based on the estimated output voltage. If the gas meter of Claim 1 is used, atmospheric temperature can be estimated from the detected value detected by the flow volume detection means, without adding a temperature detection means. The output voltage of the battery can be estimated based on the ambient temperature of the battery and the cumulative operation amount (cumulative amount such as the number of times the valve is driven). Thus, even if the battery cannot directly detect the output voltage, the output voltage of the battery can be estimated indirectly. When the estimated output voltage is high, the energizing time of the adjusting means is shortened (for example, the driving speed is increased) (when the estimated output voltage is low, the energizing time of the adjusting means is made longer than when it is high). (For example, the drive speed is slowed down, but this energization time is the same as the conventional energization time.) It is possible to suppress unnecessary current consumption and reduce current consumption.
[0006]
Moreover, the 2nd invention of this invention is a gas meter as described in Claim 2.
In the gas meter according to claim 2, the control means includes a temperature detection means, estimates the power supply voltage based on the temperature detected by the temperature detection means, the cumulative operation amount of the adjustment means, and the output voltage characteristics, The adjusting means is controlled based on the estimated output voltage. When the gas meter according to claim 2 is used, the ambient temperature is detected using the temperature detecting means, and the output voltage of the battery is estimated based on the ambient temperature of the battery and the cumulative operation amount (cumulative amount such as the number of times the valve is driven). it can. Thus, even if the battery cannot directly detect the output voltage, the output voltage of the battery can be estimated indirectly. In this case, the output voltage can be estimated more accurately by directly detecting the ambient temperature. When the estimated output voltage is high, the current consumption time of the adjusting means is shortened (for example, the drive speed is increased), thereby suppressing unnecessary current consumption and reducing the current consumption.
[0007]
Further, in the gas meter according to claim 1 or 2, when the storage means stores the output voltage characteristics of the power source based on the temperature and the cumulative operation amount, the control means controls the adjusting means when the adjusting means is controlled. Update the accumulated operation amount stored in the storage means, based on the estimated or detected temperature, the accumulated operation amount stored in the storage means, and the output voltage characteristics of the power source stored in the storage means, The output voltage of the power supply is estimated, and the adjusting means is controlled based on the estimated output voltage. If the gas meter of Claim 1 and Claim 2 is used, the output voltage of a battery can be estimated easily from the output voltage characteristic of the power supply memorize | stored in temperature, a cumulative operation amount, and a memory | storage means. Thus, even if the battery cannot directly detect the output voltage, the output voltage of the battery can be estimated indirectly. And when the estimated output voltage is high, consumption time of an unnecessary means can be suppressed by shortening the energization time of an adjustment means, and current consumption can be reduced.
[0008]
Moreover, the 3rd invention of this invention is a gas meter as described in Claim 3.
In the gas meter according to the third aspect, the control means changes the driving speed to the target step position of the step motor based on the estimated output voltage of the power source. If the estimated output voltage is high (when the energy for driving the adjusting means is large), an unnecessary current can be obtained by increasing the driving speed of the adjusting means (shortening the energization time). Consumption can be suppressed and current consumption can be reduced.
[0009]
Moreover, the 4th invention of this invention is a gas meter as described in Claim 4.
In the gas meter according to claim 4, the cumulative operation amount is the cumulative operation number. If the gas meter according to claim 4 is used, the cumulative number of operations is handled as the cumulative amount of operation (cumulative operation time, cumulative number of operations, etc.). Since the energization time (for example, driving speed) is variably controlled, it is easier to control and more easily handle the cumulative number of operations than the cumulative operation time.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a gas meter of the present invention.
The gas meter according to the present embodiment includes a main flow path 10 that can supply a large flow rate (a predetermined flow rate or higher) gas and a sub flow path 20 that can supply a small flow rate (less than a predetermined flow rate). The amount of gas that can be flowed through the sub-channel is a small flow rate, and the amount of gas that must be flowed through the main channel is a large flow rate. The main channel 10 is provided with adjusting means 30. As the adjusting means 30, for example, a valve for opening and closing the flow path of the main flow path 10 is used. The sub flow path 20 is provided so as to bypass the adjusting means 30 provided in the main flow path 10. The first flow rate detection means 40 is provided in a portion of the main flow channel 10 that is not bypassed by the sub flow channel 20 and is for detecting a large flow rate. The second flow rate detecting means 50 is provided in the sub flow channel 20 and is for detecting a small flow rate. The control unit 100 controls the adjustment unit 30 and integrates the gas usage based on the detection outputs of the first flow rate detection unit 40 and the second flow rate detection unit 50.
The power source 120 is connected to the control unit 100 and supplies power to the control unit 100, the first flow rate detection unit 40, the second flow rate detection unit 50, the adjustment unit 30, and the like.
[0011]
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of the gas meter of the present invention. In the present embodiment, ultrasonic flow rate detection means is used as the first flow rate detection means 40 and the second flow rate detection means 50. The ultrasonic flow rate detection means has, for example, a pair of ultrasonic transmission / reception units, and is provided a predetermined distance apart. The ultrasonic transmitter / receiver can be switched between the transmitter and the receiver, and the flow rate is detected based on the time until the ultrasonic wave transmitted from one transmitter / receiver is received by the other transmitter / receiver. To do.
The first flow rate detection means 40 includes a first transmission receiver (upstream) 41 and a second transmission receiver (downstream) 42, and the second flow rate detection means 50 includes a third transmission receiver (upstream) 51 and a first transmission receiver. 4 transmission receivers (downstream) 52.
When the gas flow rate is detected by an ultrasonic transmitter / receiver, an operation of transmitting from the upstream side and receiving it on the downstream side and an operation of transmitting from the downstream side and receiving on the upstream side are alternately performed. And by calculating using both detection time, the influence of sound speed is eliminated and the calculation accuracy is improved. Then, the gas velocity is calculated from the detection time, and the flow rate (volume) per unit time is calculated using the gas velocity and the channel area.
In the present embodiment, the adjusting means 30 uses a fixed member 33, a movable member 32, and a step motor 31. By driving the step motor 31, the movable member 32 is slid to control the relative position between the opening 33 a provided in the fixed member 33 and the opening 32 a provided in the movable member 32. Open / close control.
In addition, the power source 120 connects a plurality of batteries 121 in parallel in order to perform a long-term continuous operation with a built-in battery.
[0012]
Next, the structure of the adjusting means 30 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. The fixing member 33 is provided with a plurality of openings 33 a and is fixed in the main channel 10. In the example shown in FIGS. 3 and 4, six openings 33 a of the fixing member 33 are provided, and the openings 33 a and the closing portions 33 b are alternately arranged. In this example, the angle θ between the opening 33a and the closing portion 33b is set to approximately 30 °. Similarly, as shown in FIGS. 3 and 5, the movable member 32 is provided with six openings 32a, the openings 32a and the closing portions 32b are alternately arranged, and the openings 32a and the closing portions 32b are arranged. The angle θ is set to approximately 30 °.
Then, the rotor 31 a of the step motor 31 is fixed to the center of the movable member 32. The movable member 32 and the fixed member 33 are combined so that the centers of the movable member 32 and the fixed member 33 overlap with each other, and the contact portion 32c of the movable member 32 is positioned between the stopper 33c and the stopper 33d of the fixed member 33. When the movable member 32 is driven counterclockwise by the step motor 31 until the contact portion 32c contacts the stopper 33c, the adjusting means 30 is controlled to the fully open position. Conversely, when the movable member 32 is driven clockwise by the step motor 31 until the contact portion 32c contacts the stopper 33d, the adjusting means 30 is controlled to the fully closed position.
[0013]
Next, FIG. 6 shows an example of a configuration diagram of the control means 100.
The control unit 100 is configured around the CPU 110 and is connected to each circuit and element through a bus 115.
The storage means includes a ROM 140 and a RAM 130, and is connected to the CPU 110 via a bus 115. The control program is stored in the ROM 140, and the RAM 130 temporarily stores the processing result of the CPU 110 and the like. Here, although EPROM, EEPROM, FlashROM, etc. are used for ROM140, it is not limited to this. Moreover, although DRAM, SRAM, etc. are used for RAM130, it is not limited to this. Further, the ROM 140 and the RAM 130 may be inside the CPU 110.
The power supply 120 supplies power to the circuits and elements in the control means 100, and also supplies power to the transmission / reception receivers 41, 42, 51, 52, the step motor 31, the LCD display 81, the LED 82, and the like.
[0014]
The switching circuit 310 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and switches the input / output switch 312. The input / output switch 312 transmits an ultrasonic wave from the first transmitter / receiver (upstream) 41 and receives the ultrasonic wave from the second transmitter / receiver (downstream) 42, and receives an ultrasonic wave from the second transmitter / receiver (downstream) 42. The operation is switched between the transmission and the reception by the first transmission receiver (upstream) 41.
Similarly, the switching circuit 330 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and switches the input / output switch 332. The input / output switch 332 transmits an ultrasonic wave from the third transmission receiver (upstream) 51 and receives the ultrasonic wave from the fourth transmission receiver (downstream) 52, and receives an ultrasonic wave from the fourth transmission receiver (downstream) 52. The operation of transmitting and receiving at the third transmission receiver (upstream) 51 is switched.
The output circuit 320 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits a transmission signal to one transmission receiver via the input / output switch 312. The input circuit 210 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits a signal received by the other transmitter / receiver to the CPU 110.
Similarly, the output circuit 340 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits a transmission signal to one transmission receiver via the input / output switch 332. The input circuit 220 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits a signal received by the other transmitter / receiver to the CPU 110.
[0015]
The input circuit 230 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits the operation state of the input switch 200 to the CPU 110. The input switch 200 is provided in the gas meter, and is used when, for example, switching the display of the accumulated amount of gas or requesting the execution of self-diagnosis is requested.
The output circuit 350 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and converts an output signal from the CPU 110 into a drive signal for the step motor 31. The step motor 31 closes or opens the main flow path based on the drive signal from the control means 100.
The output circuit 360 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and converts an output signal from the CPU 110 into a display signal of the LCD display 81. Based on the display signal from the control means 100, the LCD display 81 displays the integrated amount of gas on the display portion.
The output circuit 370 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and converts an output signal from the CPU 110 into a drive signal for the LED 82. The LED 82 displays the result of self-diagnosis of the control unit 100 based on the drive signal from the control unit 100. For example, it lights up when it is normal, and blinks when it is abnormal.
The input circuit 240 is connected to the CPU 110 via the bus 115 and transmits the detection value of the temperature detection means 61 to the CPU 110. Then, the CPU 110 converts the temperature. Here, when the ambient temperature is estimated from the detection values of the first and second flow rate detection means, the temperature detection means 61 and the input circuit 240 may be omitted.
[0016]
Next, FIG. 7 shows an example of a static characteristic diagram of the detected flow rate using the first flow rate detection means 40 and the second flow rate detection means 50. FIG. 7 is a characteristic diagram in which the gas velocity is obtained from the detected time and the flow rate (L / sec) is obtained from the gas velocity. The flow rate (actual flow rate) that actually flows is set on the horizontal axis, and the flow rate (detected flow rate) detected by the flow rate detection means is set on the vertical axis. In FIG. 7, the portions of the detected flow rate of the first flow rate detecting means and the detected flow rate of the second flow rate detecting means that overlap each other actually overlap each other without any gap. In FIG. 7, for the sake of explanation, a gap is provided.
Here, since the first flow rate detecting means 40 provided in the main flow channel 10 having a large flow channel area is for detecting a large flow rate, a small flow rate cannot be detected. As shown in the example of FIG. 7, the flow rate Q1 is a detection lower limit when the first flow rate detection means 40 is used. Note that the flow rate Qmax is the detection upper limit of the first flow rate detection means 40.
Further, since the second flow rate detection means 50 provided in the sub flow channel 20 having a small flow channel area is for detecting a small flow rate, a large flow rate cannot be detected. As shown in FIG. 7, the flow rate Q <b> 4 becomes the detection upper limit of the second flow rate detection means 50.
[0017]
There are various existing techniques for calculating the gas temperature based on the detection values detected by the first and second flow rate detection means. For example, from the equation of state of gas, the velocity of sound waves V (m / s) in the gas is expressed by the equation V = α + βt (α and β are constants specific to the gas) where the temperature is t (° C.). And changes with temperature.
In the present embodiment, in the case of a configuration that does not have a temperature detection unit, the detection value (in this case, the gas velocity) detected by the flow rate detection unit and the calculation formula are used to calculate within the control device 100. The temperature was estimated.
[0018]
The gas flowing in the gas meter resonates due to the influence of the length of the pipe, has various frequency components, and pulsates. Since hunting occurs when the adjusting means is controlled based on the detected flow rate value, correction processing is performed to remove the pulsation component. As the correction process, for example, a moving average process is used. The moving average process is an average value of the past n sample values. For example, when the number of samples is set to n = 10, the corrected flow rate value at time 10t is an average value of 10 detected flow rate values detected from time t to time 10t.
In addition, various methods can be used for the correction processing, and the correction processing is not limited to the correction processing shown in the present embodiment.
[0019]
FIG. 8 shows control characteristics for controlling the adjusting means 30 based on the corrected flow rate value of the gas flow rate. Between the detection lower limit Q1 of the first flow rate detection means 40 and the detection upper limit Q4 of the second flow rate detection means 50, the flow rate Q2 (lower limit flow rate setting value) and the flow rate Q3 (upper limit value) satisfying the relationship of Q1 <Q2 <Q3 <Q4. Set the flow rate setting value. The adjusting means 30 is closed until the flow rate gradually increases from 0 and reaches Q3 (upper limit flow set value), and when the flow rate exceeds Q3 (upper limit flow set value), the adjustment means 30 is turned off. Open control. Then, when the flow rate gradually decreases from a state larger than Q3 (upper limit flow set value) and the flow rate decreases to Q2 (lower limit flow set value), the adjusting means 30 is closed. Thus, by providing the control characteristic of the adjusting means 30 with hysteresis, hunting that repeatedly closes and opens can be avoided, and the control can be stabilized.
[0020]
FIG. 9 shows an example of an output voltage characteristic diagram when the step motor 31 is driven by a conventional control method (with a constant energization time). The measurement conditions of the output voltage characteristic diagram of FIG. 9 are shown below.
• The measured battery is used only to drive the step motor 31.
-One battery to be measured is used (a gas meter to be commercialized is used by connecting multiple batteries in parallel).
The minimum operating voltage of the step motor 31 is 2V, and the driving speed of the step motor in that case is 50 PPS (20 ms / 1 pulse).
Step motor 31 moves from the fully closed position to the fully open position (or from the fully open position to the fully closed position) at 17 steps.
・ Driving time (equivalent to energizing time) is fixed at 340 ms (20 [ms] * 17 [step]).
• Drives once every predetermined time (for example, every 10 seconds) with the battery ambient temperature kept constant (drive from fully closed position to fully open position or from fully open position to fully closed position).
・ Perform each temperature, and use a new battery for each temperature.
[0021]
FIG. 10 shows an example of an output voltage characteristic diagram when the step motor 31 is driven by the control method (energization time optimization) of the present invention. The points different from FIG. 9 in the measurement conditions of the output voltage characteristic diagram of FIG. 10 are shown below.
Step motor 31 is driven at an allowable maximum driving speed according to the output voltage (50 PPS to about 70 PPS).
Since the output voltage characteristic diagram (present invention) shown in FIG. 10 suppresses unnecessary power consumption compared to the output voltage characteristic diagram (conventional) shown in FIG. 9, the number of times of driving is improved. In addition, it can be seen that the number of times of driving is further improved in the graph having a higher output voltage (the graph at a higher temperature) than in the graph having a lower output voltage.
When FIG. 9 is compared with FIG. 10, for example, in the case of 0 ° C., the number of times that the output voltage can be maintained at 2 V or higher in FIG. 9 is about 100,000 times, but in FIG. % Can be driven more frequently. For example, in the case of a gas meter that needs to be driven 800,000 times with a built-in battery, 8 batteries (800,000 times / 100,000 times = 8) are required in the case of controlling by the conventional method (constant energization time). In the case of controlling with the control method (optimization time optimization) of the present invention, the number of batteries may be seven (800,000 / 115,000 times = 6.95).
[0022]
Next, a method for estimating the output voltage of the power source based on the estimated or detected temperature and the cumulative operation amount of the adjusting means and optimally controlling the adjusting means will be described with reference to [first embodiment] to [third]. Embodiment] will be described.
The method of obtaining the output voltage characteristic of the power source based on the temperature and the cumulative operation amount is different between the first embodiment and the third embodiment.
[0023]
[First embodiment]
In the first embodiment, the output voltage characteristics of the power source based on the temperature and the cumulative operation amount are measured by driving an actual stepping motor 31 configured to optimally control the energization time. Obtain the voltage characteristics.
FIG. 11 shows an example of the allowable maximum drive speed characteristic table 400 (voltage during driving and allowable maximum drive speed at the voltage) of the step motor 31. The “allowable maximum drive speed” is different for each step motor, and is transcribed from a value provided by the manufacturer of the step motor in a catalog or the like. In “time required for driving 17 steps”, the time required to drive 17 steps (the number of steps required to move from the fully closed position to the fully open position or vice versa) at each allowable maximum drive speed is calculated. It is described.
[0024]
Next, FIG. 12 shows a configuration example for actually measuring the actual stepping motor 31 by driving it.
The CPU 110, the ROM 140, and the RAM 130 are supplied with power from the power source 120b. The power source 120b is a battery that supplies power other than that necessary for driving the step motor and is not a measurement target.
The output circuit 360 (circuit that drives the step motor) is supplied with power from the power source 120a. The step motor 31 is supplied with power from the power source 120 a via the output circuit 360. The power source 120a is a battery to be measured.
The voltage measurement circuit 380 is connected to the step motor 31 and is connected to the CPU 110, and transmits a signal based on the voltage supplied to the step motor 31 to the CPU 110.
When the step motor 31 is being driven, the CPU 110 directly detects the output voltage of the power source 120a based on the signal input from the voltage measurement circuit 380. In this case, since the characteristics of the output voltage are detected, there is no particular problem even if the output voltage is measured while the step motor 31 is being driven. Then, CPU 110 selects an allowable maximum drive speed at that time (optimization of energization time) from detected output voltage and allowable maximum drive speed characteristic table 400, and outputs a drive pulse. The output circuit 360 outputs a drive signal to the step motor 31 based on the drive pulse (including supply of power from the power source 120a). The cumulative number of driving times of the stepping motor 31 and the output voltage of the power source 120a may be measured by reading from the CPU 110, or may be measured by connecting another measuring device (such as a voltmeter or a pulse counter). Good.
[0025]
By taking the data for each temperature (for example, every 10 ° C. from −30 ° C. to 60 ° C.) by the above method, the output voltage characteristic diagram (the present invention) shown in FIG. 10 is obtained. Can do.
The voltage measuring circuit 380 is omitted in the gas meter that is actually commercialized, and the CPU 110 drives the ambient temperature (detected or estimated temperature) indicated by the dotted line and the cumulative number of driving times stored in the RAM 130 (driving the step motor 31). And the output voltage is estimated from the output voltage characteristic stored in the ROM 140 (data based on the output voltage characteristic diagram (present invention) shown in FIG. 10).
FIG. 13 shows an example of data (output voltage characteristic table (present invention) 410) based on the output voltage characteristic diagram (present invention). In this output voltage characteristic table (the present invention) 410, for example, the output voltage in the row of “20 ° C. or higher and lower than 30 ° C.” is a value read from the graph of 20 ° C. in the output voltage characteristic diagram shown in FIG.
By using the table format, the data can be handled easily by the CPU 110. In this example, the output voltage characteristic table (invention) 410 is created based on an output voltage characteristic diagram (invention) in which data is measured every 10 ° C.
[0026]
Next, an operation example of a gas meter that is actually commercialized will be described.
When the CPU 110 does not have a temperature detection unit, the CPU 110 estimates the gas temperature from the detection value of the flow rate detection unit and indirectly detects the battery ambient temperature. When the temperature detection means is provided, the temperature detection means is used to directly detect the battery ambient temperature. Using this ambient temperature and the cumulative number of driving times stored in the RAM 130, from data (for example, output voltage characteristic table (present invention) 410) based on the output voltage characteristic diagram (present invention) stored in the ROM 140. The output voltage of the power source is estimated, and the driving speed of the step motor 31 is selected from the estimated output voltage and the allowable maximum driving speed characteristic table 400. Further, each time the step motor 31 is driven, the cumulative number of times of driving is updated.
[0027]
For example, when the temperature is 15 ° C. and the cumulative number of driving times is 85,000, the CPU 110 determines that the current output voltage is 2.4 [V] from the output voltage characteristic table (present invention) 410 shown in FIG. (The portion indicated by “410a” in FIG. 13) is estimated (detected indirectly). Then, the CPU 110 selects 60 [PPS] from the allowable maximum drive speed characteristic table 400 shown in FIG. 11 and drives the step motor 31 at 60 [PPS] to optimally control the drive time (energization time). To do.
That is, the output voltage is estimated by assuming that the step motor 31 has been driven at the current temperature from the past to the present (current cumulative drive count), and the step motor 31 is optimally controlled.
[0028]
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the most accurate data based on actual measurement can be obtained. However, since a device for actual measurement and actual measurement are required, it takes much time.
If you already have an output voltage characteristic diagram (characteristic diagram of Fig. 9) by the conventional control method (constant energization time), omit the actual measurement and convert it from the characteristic graph by the conventional control method. In addition, an output voltage characteristic diagram close to the output voltage characteristic diagram (characteristic diagram of FIG. 10) according to the present invention can be obtained.
The procedure will be described in the second embodiment.
[0029]
First, the output voltage characteristic table (conventional method) 420 shown in FIG. 14 is created from the output voltage characteristic (conventional method) shown in FIG. In this example, the output voltage characteristic table (conventional method) 420 is created based on an output voltage characteristic diagram (conventional) obtained by measuring data every 10 ° C. For example, the output voltage in the row of “20 ° C. or more and less than 30 ° C.” is a value read from the 20 ° C. graph of the output voltage characteristic diagram shown in FIG.
In the second embodiment, the cumulative driving frequency of the output voltage characteristic table (conventional method) 420 is temporarily converted into cumulative driving time, and this cumulative driving time is accumulated according to the present invention based on the energization time according to the present invention. Convert to drive count.
The graph for each temperature in the output voltage characteristic diagram shown in FIG. 9 is converted one by one, and all the graphs are converted into converted graphs, thereby obtaining an output voltage characteristic diagram close to the characteristic diagram of FIG.
Here, an example of converting a graph at 10 ° C. will be described. In order to convert the graph at 10 ° C., conversion is performed for the row of “10 ° C. or more and less than 20 ° C.” in the output voltage characteristic table (conventional method) 420.
[0030]
As an example of conversion, FIG. 15 shows a cumulative drive number conversion table 430.
The “cumulative drive count” is transcribed from the cumulative drive count of the output voltage characteristic table (conventional method) 420.
In “operation time”, a value obtained by multiplying the range of the cumulative number of driving times (in this case, 10,000 times) and the energization time (in this case, 340 ms) is described. In this case, all are 3400 sec (10000 (times) * 0.34 sec = 3400 sec).
“Output voltage” is transcribed from the column of “10 ° C. or more and less than 20 ° C.” of the output voltage characteristic table (conventional method) 420.
In the “allowable maximum drive speed [PPS]”, the allowable maximum drive speed corresponding to the “output voltage” is selected from the allowable maximum drive speed characteristic table 400 and described.
In “one driving time”, the time when driving the required number of steps (in this case, 17 steps) at the maximum allowable driving speed is calculated and described.
The value obtained by dividing “operation time” by “one drive time” is described in “the number of times of drive at the maximum allowable drive speed”. For example, the calculation of the portion 430a in FIG. 15 is 3400 / 0.252 = 13492.
The “cumulative drive count at the maximum allowable drive speed” calculates and describes the cumulative value of the “number of times allowed to drive at the maximum allowable drive speed”.
By expressing the relationship between the “cumulative driving frequency at the maximum allowable driving speed” and the “output voltage” in the cumulative driving frequency conversion table 430 obtained by the above procedure, a “converted graph of 10 ° C.” is obtained. be able to. By carrying out this operation for each temperature, an output voltage characteristic diagram (conventionally equivalent to the present invention) (not shown) similar to the characteristic diagram of FIG. 10 can be obtained.
[0031]
From this output voltage characteristic diagram (conventionally converted to the present invention), an output voltage characteristic table (conventionally converted to the present invention) (not shown) is created.
Then, an output voltage characteristic table (conventionally converted to the present invention) is stored in the ROM 140, and the CPU 110 determines the output of the battery from the temperature, the cumulative number of driving times, and the output voltage characteristic as in the first embodiment. The voltage is estimated (in this case, selected), the driving speed of the step motor 31 corresponding to the estimated output voltage is selected, and the step motor 31 is optimally controlled.
As in the first embodiment, the output voltage is estimated by assuming that the step motor 31 has been driven at the current temperature from the past to the present (current cumulative drive count), and the step motor 31 is Control optimally.
[0032]
◆ [Third embodiment]
Since the second embodiment converts all graphs, it takes time. A method for obtaining an output voltage characteristic diagram close to the output voltage characteristic diagram (characteristic diagram of FIG. 10) according to the present invention from the second embodiment will be described in the third embodiment. . However, in the third embodiment, the average temperature (annual average temperature) of the environment in which the gas meter is installed is necessary.
[0033]
As in the second embodiment, the third embodiment converts the graph of the output voltage characteristic diagram shown in FIG. 9, but only the graph corresponding to the annual average temperature is converted into the cumulative drive number conversion table. Convert based on. This conversion result is also applied to other graphs. This method also results in the error in the “transformed graph” corresponding to the annual average temperature being the smallest, and the error is +/− and almost offset by the high / low temperature relative to the annual average temperature. Was found to have a small error.
Here, a description will be given by taking as an example an “environment where the annual average temperature is 10 ° C. or higher and lower than 20 ° C.”
[0034]
As in the second embodiment, first, the output voltage characteristic table (conventional method) 420 shown in FIG. 14 is created from the output voltage characteristic (conventional method) shown in FIG.
And it converts about the line of "10 degreeC or more and less than 20 degreeC" of the output voltage characteristic table (conventional method) 420 corresponding to "an environment where annual average temperature is 10 degreeC or more and less than 20 degreeC".
As an example of conversion, FIG. 15 shows a cumulative drive number conversion table 430. Since this is the same as the second embodiment, the description thereof is omitted.
Then, the “cumulative driving frequency at the allowable maximum driving speed” in the obtained cumulative driving frequency conversion table 430 is replaced with the driving frequency of the output voltage characteristic table (conventional method) 420 shown in FIG. A table of the replacement results is shown in the output voltage characteristic table 440 of FIG.
The cumulative number of driving times (440a in FIG. 16) in the output voltage characteristic table 440 in FIG. 16 is the “cumulative driving number at the allowable maximum driving speed” in the cumulative driving number conversion table 430. The cumulative number of driving times in the output voltage characteristic table 440 has the smallest error for the row “10 ° C. or more and less than 20 ° C.”.
For gas meters used in other annual average temperature environments, it is necessary to convert them again.
[0035]
The output voltage characteristic table 440 is stored in the ROM 140, and the CPU 110 estimates the output voltage of the battery from the temperature, the cumulative number of driving times, and the output voltage characteristic (in this case, the selection is made in the same manner as in the first embodiment). Then, the driving speed of the step motor 31 is selected according to the estimated output voltage, and the step motor 31 is optimally controlled.
As in the first embodiment, the output voltage is estimated by assuming that the step motor 31 has been driven at the current temperature from the past to the present (current cumulative drive count), and the step motor 31 is Control optimally.
[0036]
The gas meter of the present invention is not limited to the configuration, control method, procedure, and the like described in the present embodiment, and various modifications, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example, the configuration of the gas meter of the present invention is not limited to FIG. 2 shown in the present embodiment.
The flow rate detection means 40 and 50 and the adjustment means 30 are not limited to the ultrasonic transmission / reception unit and step motor shown in the present embodiment. Further, the structure and shape of the adjusting means 30 are not limited to those shown in FIGS. 2, 3, 4, and 5 shown in the present embodiment.
The number and shape of the openings 32a and 33a and the closing portions 32b and 33b are not limited to the present embodiment.
Further, the shapes and structures of the movable member 32 and the fixed member 33 are not limited to the present embodiment.
The configuration of the control means 100 is not limited to FIG. 6 shown in the present embodiment.
The detected flow rate characteristics using the flow rate detection means 40 and 50 are not limited to FIG. 7 shown in the present embodiment. Further, the flow rate detecting means may be one.
The control characteristic of the adjustment means 30 is not limited to FIG. 8 shown in the present embodiment.
The relationship between the output voltage of the battery, the cumulative number of driving times of the adjusting means, and the temperature is not limited to the output voltage characteristics shown in FIGS. In addition to the method shown in the present embodiment, various methods can be used for estimating the output voltage of the power source from the temperature and the cumulative operation amount.
Further, the above (≧), the following (≦), the greater (>), the less (<), etc. may or may not include an equal sign.
The numerical values used in the description of the present embodiment are examples, and are not limited to these numerical values.
Further, when the ambient temperature is estimated from the detected gas flow rate value, the ambient temperature of the battery can be detected more accurately if the battery is arranged in the vicinity of the flow path through which the gas flows.
In addition to the method shown in the present embodiment, various methods can be used for estimating the ambient temperature from the detected gas flow rate value.
Further, in the present embodiment, an example in which the cumulative operation amount is set as the cumulative drive number is shown, but it may be a cumulative drive time, and various contents can be associated with the cumulative operation amount.
[0037]
【Effect of the invention】
As described above, if the gas meter according to any one of claims 1 to 4 is used, even if the output voltage cannot be directly detected, the output voltage of the battery is indirectly estimated and estimated. By optimally controlling the adjusting means with the control characteristics based on the output voltage, it is possible to provide a gas meter that can reduce current consumption for driving the adjusting means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a gas meter.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a gas meter.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the adjusting means 30. FIG.
4 is a view showing an example of a fixing member 33. FIG.
5 is a diagram showing an example of a movable member 32. FIG.
6 is an example of a configuration diagram of a control unit 100. FIG.
FIG. 7 is an example of a static characteristic diagram of a flow rate detected by a flow rate detection unit.
8 is an example of control characteristics of the adjusting means 30. FIG.
FIG. 9 is an example of an output voltage characteristic diagram showing the cumulative number of driving times and the output voltage of the battery when the step motor 31 is controlled by a conventional method (with constant energization time).
FIG. 10 is an example of an output voltage characteristic diagram showing the cumulative number of driving times and the output voltage of the battery when the step motor 31 is controlled by the control method of the present invention (energization time optimization).
FIG. 11 is an example of an allowable maximum drive characteristic table showing a drive voltage and an allowable maximum drive speed when the step motor 31 is driven.
12 is a connection example for driving the actual stepping motor 31 to obtain the output voltage characteristics shown in FIG.
13 is an example of an output voltage characteristic table (invention) created based on FIG.
FIG. 14 is an example of an output voltage characteristic table (conventional method) created based on FIG. 9;
15 is an example of a cumulative drive number conversion table created based on FIGS. 14 and 11. FIG.
FIG. 16 is an example of an output voltage characteristic table (converted to the equivalent of the present invention from the conventional method. Standard: annual average temperature of 10 ° C. or more and less than 20 ° C.) created based on FIG. 14 and FIG. 15;
[Explanation of symbols]
10 Main flow path
20 Subchannel
30 Adjustment means
40 First flow rate detecting means
50 Second flow rate detection means
100 Control means
120 power supply

Claims

A main flow path provided with adjusting means for adjusting the opening amount of the flow path and first flow rate detection means;
A bypass passage bypassing the adjusting means of the main flow path and provided with a second flow rate detection means;
Control means for controlling the opening and closing of the adjusting means based on the flow rate value of the gas determined based on the detected flow rate values of the first flow rate detecting means and the second flow rate detecting means ;
Power supply,
A gas meter comprising storage means,
The first flow rate detection means is provided in a junction portion that is a portion that is not bypassed in the sub flow channel in the main flow channel,
The storage means stores output voltage characteristics of the power source based on temperature and cumulative operating amount,
The control means includes
When the adjusting means is controlled, the cumulative operation amount stored in the storage means is updated,
Obtaining a detected flow rate value based on the velocity of the gas detected using the first flow rate detection means and the second flow rate detection means , and further estimating the gas temperature based on the detected gas velocity;
Estimating the output voltage of the power source based on the estimated temperature, the cumulative operating amount, and the output voltage characteristics,
Controlling the adjusting means based on the estimated output voltage;
A gas meter characterized by that.

A main flow path provided with adjusting means for adjusting the opening amount of the flow path and first flow rate detection means;
A bypass passage bypassing the adjusting means of the main flow path and provided with a second flow rate detection means;
Control means for controlling the opening and closing of the adjusting means based on the flow rate value of the gas determined based on the detected flow rate values of the first flow rate detecting means and the second flow rate detecting means ;
Power supply,
Storage means;
In a gas meter comprising a temperature detection means,
The first flow rate detection means is provided in a junction portion that is a portion that is not bypassed in the sub flow channel in the main flow channel,
The storage means stores output voltage characteristics of the power source based on temperature and cumulative operating amount,
The control means includes
When the adjusting means is controlled, the cumulative operation amount stored in the storage means is updated,
Obtaining a detected flow rate value based on the gas velocity detected using the first flow rate detecting means and the second flow rate detecting means ;
Estimating the output voltage of the power supply based on the ambient temperature detected using the temperature detection means, the cumulative operation amount, and the output voltage characteristics,
Controlling the adjusting means based on the estimated output voltage;
A gas meter characterized by that.

The gas meter according to claim 1 or 2,
The adjusting means is a step motor;
The control means changes the driving speed to the target step position based on the estimated output voltage of the power source when controlling the adjusting means.
A gas meter characterized by that.

The gas meter according to any one of claims 1 to 3,
The cumulative operation amount is a cumulative operation number.
A gas meter characterized by that.