專利名稱：氣體泄漏檢測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在向各家庭的氣體供給線路中、并在具有氣 體流量計(jì)的氣體計(jì)量器等中所利用的氣體泄漏檢測裝置及檢測方法， 特別是涉及通過檢測流量發(fā)生中有無氣體泄漏從而能夠提供高度的 安全功能、服務(wù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在向各家庭的氣體供給線路的入口中安裝有內(nèi)置氣體流量計(jì)的 氣體計(jì)量器。氣體計(jì)量器測量通過氣體供給線路的氣體流量，被測量 的氣體流量利用于定期的請求氣體費(fèi)用的計(jì)算。上迷氣體計(jì)量器除了 具有測量氣體流量這樣的基本功能之外，還具有在異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)切
斷氣體供給這樣的安全功能。該安全功能是如下功能響應(yīng)于地震的 檢測、氣體泄漏或者忘記關(guān)閉設(shè)備等的異常的使用狀態(tài)的檢測，利用 設(shè)置在氣體計(jì)量器的氣體流路內(nèi)的切斷閥來切斷氣體。
圖7是表示作為上述安全功能之一的超過安全持續(xù)使用時(shí)間時(shí) 的切斷功能中所利用的安全持續(xù)使用時(shí)間設(shè)定值的圖。該功能是如下 功能檢測出氣體流量的發(fā)生之后，在該氣體流量被持續(xù)使用的情況 下，當(dāng)持續(xù)時(shí)間變得過長時(shí)，視為發(fā)生了氣體泄漏等一些異常的使用 狀態(tài)，從而切斷氣體。
如圖7所示，氣體流量大的大型熱水器充其量只能持續(xù)使用30 分鐘左右，另一方面，氣體流量小的加熱器在要長時(shí)間持續(xù)使用的前 提下，將氣體流量大時(shí)的安全持續(xù)使用時(shí)間設(shè)定得短，將氣體流量小 時(shí)的安全持續(xù)使用時(shí)間設(shè)定得長。
并且，氣體計(jì)量器在發(fā)生了氣體流量或增加側(cè)發(fā)生了變化的時(shí) 刻，判斷為某些氣體設(shè)備的使用開始，對其流量持續(xù)的時(shí)間進(jìn)行測量，
在超過圖7所示的安全持續(xù)使用時(shí)間而其流量持續(xù)的情況下，從安全 方面的理由出發(fā)進(jìn)行氣體切斷。因而，不去確定使用中的氣體設(shè)備， 而根據(jù)使用氣體流量來進(jìn)行超過安全持續(xù)使用時(shí)間的切斷。
在不使用數(shù)據(jù)刪除單元IO的不使用數(shù)據(jù)刪除處理(圖2的S170) 中，如上所述從登記在存儲單元6中的特征數(shù)據(jù)中，^使用頻率為固定 水平以下的特征數(shù)據(jù)作為不使用數(shù)據(jù)而被刪除。
在使用了圖3所示的特征數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的情況下，在作為特征數(shù)據(jù)的 "最終一致，，而提供的"從最后一致的日期時(shí)間起的經(jīng)過日數(shù)，，為固定 值以上的情況下、或者作為"頻率，，而提供的"過去一致的次數(shù)"為固定 值以上的情況下，其特征數(shù)據(jù)作為不使用數(shù)據(jù)而被刪除。作為變形例， 也可以在雙方的指標(biāo)值為固定值以上的情況下，將特征數(shù)據(jù)作為不使 用數(shù)據(jù)而刪除。
通過進(jìn)行這種不使用數(shù)據(jù)刪除處理，能夠機(jī)械地刪除使用頻率為 固定水平以下的特征數(shù)據(jù)，因此能夠防止登記、蓄積所需以上的不需 要的特征數(shù)據(jù)，所以能夠防止由于不需要的特征數(shù)據(jù)的蓄積引起的存 儲單元的容量不足、由于特征數(shù)據(jù)的增大引起的泄漏檢測處理中的特 征數(shù)據(jù)的檢索速度的降低。并且，作為應(yīng)用例可以是，關(guān)于在氣體泄 漏檢測裝置的運(yùn)用開始前的初始階段中預(yù)先準(zhǔn)備的特征數(shù)據(jù)，作為基 本數(shù)據(jù)而不進(jìn)行刪除，而僅將在運(yùn)用開始后新登記的特征數(shù)據(jù)設(shè)為刪
除對象等的運(yùn)用。
[實(shí)施方式的效果I
根據(jù)以上的本實(shí)施方式，能夠得到如下的效果。
首先，如上所述，本發(fā)明設(shè)發(fā)生流量而返回流量零的流量模式不
是氣體泄漏而是以正在使用設(shè)備為前提，在新抽出這種流量模式的情 況下，將其作為特征數(shù)據(jù)而登記，并利用于以后的氣體泄漏檢測中，
例如登記、利用如圖6所示的流量模式。因而，在泄漏檢測處理中， 重要的是高精度地檢測所抽出的流量模式是氣體泄漏、還是正在使用 沒有登記的設(shè)備。
與此相對，在本實(shí)施方式中，首先，如果新抽出的流量模式的特 征與登記的特征數(shù)據(jù)的流量模式一致，則是正在使用與其特征數(shù)據(jù)對 應(yīng)的設(shè)備，如果不一致，則能夠判斷為是氣體泄漏或者正在使用新的 設(shè)備。另外，在不一致的情況下，根據(jù)瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分 值的組合、流量和壓力的平方根的比，判斷是否有流量變化、噴嘴變 化，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)高精度地檢測是氣體泄漏、還是正在使用沒 有登記的設(shè)備。
并且，如果有流量變化、噴嘴變化，則是正在進(jìn)行一些流量控制 的設(shè)備，因此將其流量模式的特征作為新的設(shè)備的特征數(shù)據(jù)而進(jìn)行登 記，從而能夠利用于以后的氣體泄漏檢測判斷中。另外，在沒有流量 變化、噴嘴變化的情況下，是氣體泄漏的可能性高，因此能夠通過發(fā) 出警報(bào)來進(jìn)行對氣體泄漏的迅速的對應(yīng)。
特別是，在本實(shí)施方式中，求出流量和平方根的比來進(jìn)行泄漏檢 測，因此能夠高精度地判斷有無調(diào)節(jié)器。如上所述，流量和壓力的平 方根的比相當(dāng)于氣體設(shè)備的氣體噴嘴部分的開口量，因此相對于壓力 變動在改變氣體噴嘴開口量而使流量為恒定的情況下能夠判斷為有 調(diào)節(jié)器、在氣體噴嘴開口量為固定且流量變化的情況下能夠判斷為沒 有調(diào)節(jié)器。
在沒有調(diào)節(jié)器的情況下，是小爐子等沒有調(diào)節(jié)器的氣體設(shè)備或氣 體泄漏，在有調(diào)節(jié)器的情況下是暖風(fēng)機(jī)等帶調(diào)節(jié)器的氣體設(shè)備，因此 能夠準(zhǔn)確地判別在安全功能中特別是要求切斷的氣體泄漏、小爐子、 與要求防止不妥當(dāng)?shù)那袛嗟呐L(fēng)機(jī)等設(shè)備。由此，能夠防止暖風(fēng)機(jī)等 帶調(diào)節(jié)器的氣體設(shè)備中的長時(shí)間利用時(shí)的誤切斷。
另外，由于能夠根據(jù)流量和壓力的平方根的比或者其代用值來判
斷氣體設(shè)備的起動時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，因此還能夠有效高精度地進(jìn)行氣 體泄漏的情況和沒有調(diào)節(jié)器的氣體設(shè)備的連續(xù)使用的判別。與此相關(guān) 聯(lián)，還能夠進(jìn)行氣體設(shè)備的連續(xù)使用時(shí)間的測量，因此能夠進(jìn)行對氣 體設(shè)備的長時(shí)間使用進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木娴鹊倪\(yùn)用。
此外，在氣體的壓力變化比較小的情況下，作為壓力的平方根的 代用值使用沒有平方根的壓力，并求出流量和壓力的比，由此也能夠 進(jìn)行誤差少的調(diào)節(jié)器有無判斷。這樣，在求出流量和壓力的比而進(jìn)行 調(diào)節(jié)器有無判斷的情況下，與求出流量和壓力的平方根的比的情況相 比能夠降低計(jì)算量，因此能夠提高效率。另一方面，在氣體的壓力變 化比較大的情況下，求出流量和壓力的平方根的比能夠提高精確度。
因而，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在使用需求住宅新設(shè)置的設(shè)備時(shí)也 能夠防止氣體泄漏的誤檢測，能夠提供一種在短時(shí)間內(nèi)可高效且高精 度地檢測氣體泄漏的氣體泄漏檢測裝置及其方法。另外，能夠高效且 高精度地判別有無使用中的調(diào)節(jié)器，且能夠高效且高精度地執(zhí)行氣體 泄漏的情況和沒有調(diào)節(jié)器的氣體設(shè)備的連續(xù)使用的判別。
[其它實(shí)施方式
此外，本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)除 此之外也可以是多種多樣的變形例。首先，實(shí)施方式所示的裝置的結(jié) 構(gòu)不限于一例，能夠自由地選擇具體的裝置結(jié)構(gòu)、各單元的結(jié)構(gòu)，與 此相應(yīng)地，也能夠自由地選擇具體的處理過程、詳細(xì)的各處理。
例如，在上述實(shí)施方式中，測量壓力來求出流量和壓力的平方根 的比，由此能夠判斷有無噴嘴變化，但是作為變形例，不測量壓力而 求出瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值的組合的特征來判斷有無流量 變化，由此也能夠得到本發(fā)明的效果。在這種情況下，在泄漏檢測處 理中省略與壓力關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)比較/判斷。
與此相關(guān)聯(lián)，在泄漏檢測處理中，能夠適當(dāng)變更新抽出的特征數(shù) 據(jù)和已登記的特征數(shù)據(jù)的比較以外的具體的處理。例如，在泄漏檢測 處理中，抽出的氣流的特征與所登記的特征數(shù)據(jù)中的任一個(gè)都不一致 的情況下，在固定時(shí)間后能夠判斷為氣體泄漏，在這種情況下也能夠
得到本發(fā)明的效果。
另外，在本實(shí)施方式中，說明了在氣體泄漏檢測裝置的運(yùn)用開始 前的初始階段中預(yù)先準(zhǔn)備的特征數(shù)據(jù)被登記在存儲單元中的情況，但 是本發(fā)明也可以應(yīng)用于在初始階段沒有準(zhǔn)備特征數(shù)據(jù)的情況。在這種
情況下考慮如下運(yùn)用例如在初始階段設(shè)定固定的數(shù)據(jù)蓄積期間(例 如10日)，在該固定期間進(jìn)行特征抽出、特征數(shù)據(jù)登記而蓄積了某 種程度的特征數(shù)據(jù)之后，開始?xì)怏w泄漏檢測判斷等。
權(quán)利要求
1.一種氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，具備流量測量單元，其測量流過氣體流路內(nèi)的氣體的瞬時(shí)流量；瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元，其運(yùn)算由上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值；特征抽出單元，其根據(jù)由上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量、以及由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值，抽出包含有瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值的組合的氣流的特征；存儲單元，其登記表示按每個(gè)氣體設(shè)備類別或者氣體泄漏而不同的氣流的特征的特征數(shù)據(jù)；特征數(shù)據(jù)登記單元，其將表示在由上述流量測量單元測量流量的發(fā)生之后，流量成為零的流量模式中由上述特征抽出單元抽出的特征的特征數(shù)據(jù)登記到上述存儲單元；以及泄漏檢測單元，其將登記在上述存儲單元中的特征數(shù)據(jù)與由上述特征抽出單元抽出的氣流的特征進(jìn)行比較來進(jìn)行檢測有無氣體泄漏的泄漏檢測，并輸出判斷結(jié)果，上述特征數(shù)據(jù)登記單元構(gòu)成為在由上述泄漏檢測單元判斷為沒有氣體泄漏的情況下，將成為其判斷基礎(chǔ)的氣流的特征作為新的特征數(shù)據(jù)而登記到上述存儲單元中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述特征抽出單元構(gòu)成為將由上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量和由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分 值表現(xiàn)為平面狀來進(jìn)行區(qū)域分割，抽出在該分割的區(qū)域內(nèi)按照時(shí)間序 列進(jìn)行移動的瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值的遷移，上述特征數(shù)據(jù)登記單元構(gòu)成為將包含每個(gè)氣體設(shè)備類別的瞬時(shí) 流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值在時(shí)間序列中的遷移的特征數(shù)據(jù)登記到 上述存儲單元中。上述泄漏檢測單元構(gòu)成為將由上述特征抽出單元抽出的瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值在時(shí)間序列中的遷移、與登記在上述存儲單 比較，來判斷氣體設(shè)備類別。 '、
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述特征抽出單元構(gòu)成為在由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值為固定值以下且固定比例以下的情況 下，抽出瞬時(shí)流量的平均流量和標(biāo)準(zhǔn)偏差，上述特征數(shù)據(jù)登記單元構(gòu)成為將包含每個(gè)氣體設(shè)備類別的瞬時(shí) 流量的平均流量和標(biāo)準(zhǔn)偏差的特征數(shù)據(jù)登記到上述存儲單元中，上述泄漏檢測單元構(gòu)成為將由上述特征抽出單元抽出的瞬時(shí)流 量的平均流量及標(biāo)準(zhǔn)偏差、與登記在上述存儲單元中的每個(gè)氣體設(shè)備 類別的特征數(shù)據(jù)中的瞬時(shí)流量的平均流量及標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行比較，來判 斷氣體設(shè)備類別。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述泄漏檢測單元構(gòu)成為在由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值為固定值以上或者固定比例以上的情 況下，判斷為沒有氣體泄漏或正在使用設(shè)備并進(jìn)行輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所迷的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述泄漏檢測單元構(gòu)成為在上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為固定值以上或固定比例以上的情況下，判斷為沒有氣體 泄漏或正在使用設(shè)備并進(jìn)行輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述泄漏檢測單元構(gòu)成為在由上述特征抽出單元抽出的氣流的特征與登記在上迷存儲單元中的特征數(shù)據(jù)中的任一個(gè)都不一致的情 況下，在固定時(shí)間后判斷為氣體泄漏并進(jìn)行輸出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述泄漏檢測單元構(gòu)成為在由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值為固定值以下且固定比例以下、由上述 流量測量單元測量的瞬時(shí)流量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為固定值以下且固定比例以下、由上述特征抽出單元抽出的氣流的特征與登記在上述存儲單元 中的特征數(shù)據(jù)中的任一個(gè)都不一致的情況下，判斷為氣體泄漏并進(jìn)行 輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 具備測量流過上述氣體流路內(nèi)的氣體的壓力的壓力測量單元， 上述特征抽出單元構(gòu)成為根據(jù)由上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量、由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分 值、以及由上述壓力測量單元測量的壓力，抽出包含流量和壓力的關(guān) 系的氣流的特征。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 具備運(yùn)算由上述壓力測量單元測量的壓力的時(shí)間微分值的壓力時(shí)間微分運(yùn)算單元，上述特征抽出單元構(gòu)成為根據(jù)由上述流量測量單元測量的瞬時(shí) 流量、由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分 值、以及由上述壓力時(shí)間微分運(yùn)算單元測量的壓力的時(shí)間微分值，抽 出包含流量和壓力的關(guān)系的氣流的特征。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 上述泄漏檢測單元構(gòu)成為在由上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值為固定值以下且固定比例以下、由上述 流量測量單元測量的瞬時(shí)流量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為固定值以下且固定比例 以下、由上述流量測量單元測量的瞬時(shí)流量與由上述壓力測量單元測 量的壓力的平方根的比的標(biāo)準(zhǔn)偏差或者瞬時(shí)流量與壓力的比的標(biāo)準(zhǔn) 偏差為固定值以下且固定比例以下、并且由上述特征抽出單元抽出的 氣流的特征與登記在上述存儲單元中的特征數(shù)據(jù)中的任一個(gè)都不一 致的情況下，判斷為氣體泄漏并進(jìn)行輸出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于， 具備不使用數(shù)據(jù)刪除單元，該不使用數(shù)據(jù)刪除單元從登記在上述存儲單元中的特征數(shù)據(jù)中，將使用頻率為固定水平以下的特征數(shù)據(jù)作 為不使用數(shù)據(jù)而刪除，上述特征數(shù)據(jù)登記單元構(gòu)成為作為表示使用頻率的指標(biāo)，當(dāng)對由行的比較時(shí)，使每個(gè)氣體設(shè)備l別的特征數(shù)據(jù)附帶一lt的次數(shù)或者一 致的最后的日期時(shí)間而登記到上述存儲單元中，上述不使用數(shù)據(jù)刪除單元構(gòu)成為在登記在上述存儲單元中的特 征數(shù)據(jù)之中，根據(jù)特征數(shù)據(jù)附帶的一致的次數(shù)或者一致的最后的日期 時(shí)間，在從一致的最后的日期時(shí)間經(jīng)過的期間為固定期間以上的情況 下、或者一致的次數(shù)為固定值以下的情況下，將其特征數(shù)據(jù)作為不使 用數(shù)據(jù)而進(jìn)行刪除。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣體泄漏檢測裝置，其特征在于，具 備下栽或者上傳登記在上述存儲單元中的特征數(shù)據(jù)的通信單元。
13. —種氣體泄漏檢測方法，其特征在于，具有流量測量步驟，測量流過氣體流路內(nèi)的氣體的瞬時(shí)流量； 瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算步驟，運(yùn)算通過上述流量測量步驟測量的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值；特征抽出步驟，根據(jù)通過上述流量測量步驟測量的瞬時(shí)流量、以及通過上述瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算步驟運(yùn)算的瞬時(shí)流量的時(shí)間微分值，抽出包含有瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值的組合的氣流的特征；特征數(shù)據(jù)登記步驟，將表示在通過上述流量測量步驟測量流量的 發(fā)生之后，流量成為零的流量模式中通過上述特征抽出步驟抽出的特 征的特征數(shù)據(jù)登記到存儲單元；以及泄漏檢測步驟，將登記在上述存儲單元中的特征數(shù)據(jù)與通過上述 特征抽出步驟抽出的氣流的特征進(jìn)行比較來進(jìn)行檢測有無氣體泄漏 的泄漏檢測，并輸出判斷結(jié)果，在上述特征數(shù)據(jù)登記步驟中，在通過上述泄漏檢測步驟判斷為沒 有氣體泄漏的情況下，將成為其判斷基礎(chǔ)的氣流的特征作為新的特征 數(shù)據(jù)而登記到上述存儲單元中。
全文摘要
提供一種氣體泄漏檢測裝置及其方法。特征抽出單元(5)根據(jù)由流量測量單元(1)、壓力測量單元(2)、瞬時(shí)流量時(shí)間微分運(yùn)算單元(3)、壓力時(shí)間微分運(yùn)算單元(4)得到的數(shù)據(jù)，抽出包含瞬時(shí)流量和瞬時(shí)流量時(shí)間微分值的組合的氣流的特征。泄漏檢測單元(7)將登記在存儲單元(6)中的每個(gè)氣體設(shè)備類別或氣體泄漏的特征數(shù)據(jù)、與由特征抽出單元(5)抽出的特征進(jìn)行比較，在不一致的情況下還判別有無流量變化、噴嘴變化，由此判別是氣體泄漏還是正在使用未登記的設(shè)備。在氣體泄漏的情況下由警報(bào)單元(9)發(fā)出警報(bào)，在是正在使用未登記的設(shè)備的情況下，利用特征數(shù)據(jù)登記單元(8)將成為其判斷基礎(chǔ)的特征作為新的特征數(shù)據(jù)而登記到存儲單元(6)。
文檔編號G01F1/00GK101344408SQ20081013567
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者中野健治, 宇山浩人, 石野仁朗, 鮫田芳富, 鷹箸幸夫 申請人:株式會社東芝