专利名称：气体泄漏检测装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种设置在向各家庭的气体供给线路中、并在具有气 体流量计的气体计量器等中所利用的气体泄漏检测装置及检测方法， 特别是涉及通过检测流量发生中有无气体泄漏从而能够提供高度的 安全功能、服务的技术。
背景技术：
在向各家庭的气体供给线路的入口中安装有内置气体流量计的 气体计量器。气体计量器测量通过气体供给线路的气体流量，被测量 的气体流量利用于定期的请求气体费用的计算。上迷气体计量器除了 具有测量气体流量这样的基本功能之外，还具有在异常状态发生时切
断气体供给这样的安全功能。该安全功能是如下功能响应于地震的 检测、气体泄漏或者忘记关闭设备等的异常的使用状态的检测，利用 设置在气体计量器的气体流路内的切断阀来切断气体。
图7是表示作为上述安全功能之一的超过安全持续使用时间时 的切断功能中所利用的安全持续使用时间设定值的图。该功能是如下 功能检测出气体流量的发生之后，在该气体流量被持续使用的情况 下，当持续时间变得过长时，视为发生了气体泄漏等一些异常的使用 状态，从而切断气体。
如图7所示，气体流量大的大型热水器充其量只能持续使用30 分钟左右，另一方面，气体流量小的加热器在要长时间持续使用的前 提下，将气体流量大时的安全持续使用时间设定得短，将气体流量小 时的安全持续使用时间设定得长。
并且，气体计量器在发生了气体流量或增加侧发生了变化的时 刻，判断为某些气体设备的使用开始，对其流量持续的时间进行测量，
在超过图7所示的安全持续使用时间而其流量持续的情况下，从安全 方面的理由出发进行气体切断。因而，不去确定使用中的气体设备， 而根据使用气体流量来进行超过安全持续使用时间的切断。
在不使用数据删除单元IO的不使用数据删除处理(图2的S170) 中，如上所述从登记在存储单元6中的特征数据中，^使用频率为固定 水平以下的特征数据作为不使用数据而被删除。
在使用了图3所示的特征数据结构的情况下，在作为特征数据的 "最终一致，，而提供的"从最后一致的日期时间起的经过日数，，为固定 值以上的情况下、或者作为"频率，，而提供的"过去一致的次数"为固定 值以上的情况下，其特征数据作为不使用数据而被删除。作为变形例， 也可以在双方的指标值为固定值以上的情况下，将特征数据作为不使 用数据而删除。
通过进行这种不使用数据删除处理，能够机械地删除使用频率为 固定水平以下的特征数据，因此能够防止登记、蓄积所需以上的不需 要的特征数据，所以能够防止由于不需要的特征数据的蓄积引起的存 储单元的容量不足、由于特征数据的增大引起的泄漏检测处理中的特 征数据的检索速度的降低。并且，作为应用例可以是，关于在气体泄 漏检测装置的运用开始前的初始阶段中预先准备的特征数据，作为基 本数据而不进行删除，而仅将在运用开始后新登记的特征数据设为删
除对象等的运用。
[实施方式的效果I
根据以上的本实施方式，能够得到如下的效果。
首先，如上所述，本发明设发生流量而返回流量零的流量模式不
是气体泄漏而是以正在使用设备为前提，在新抽出这种流量模式的情 况下，将其作为特征数据而登记，并利用于以后的气体泄漏检测中，
例如登记、利用如图6所示的流量模式。因而，在泄漏检测处理中， 重要的是高精度地检测所抽出的流量模式是气体泄漏、还是正在使用 没有登记的设备。
与此相对，在本实施方式中，首先，如果新抽出的流量模式的特 征与登记的特征数据的流量模式一致，则是正在使用与其特征数据对 应的设备，如果不一致，则能够判断为是气体泄漏或者正在使用新的 设备。另外，在不一致的情况下，根据瞬时流量和瞬时流量时间微分 值的组合、流量和压力的平方根的比，判断是否有流量变化、喷嘴变 化，从而能够在短时间内高精度地检测是气体泄漏、还是正在使用没 有登记的设备。
并且，如果有流量变化、喷嘴变化，则是正在进行一些流量控制 的设备，因此将其流量模式的特征作为新的设备的特征数据而进行登 记，从而能够利用于以后的气体泄漏检测判断中。另外，在没有流量 变化、喷嘴变化的情况下，是气体泄漏的可能性高，因此能够通过发 出警报来进行对气体泄漏的迅速的对应。
特别是，在本实施方式中，求出流量和平方根的比来进行泄漏检 测，因此能够高精度地判断有无调节器。如上所述，流量和压力的平 方根的比相当于气体设备的气体喷嘴部分的开口量，因此相对于压力 变动在改变气体喷嘴开口量而使流量为恒定的情况下能够判断为有 调节器、在气体喷嘴开口量为固定且流量变化的情况下能够判断为没 有调节器。
在没有调节器的情况下，是小炉子等没有调节器的气体设备或气 体泄漏，在有调节器的情况下是暖风机等带调节器的气体设备，因此 能够准确地判别在安全功能中特别是要求切断的气体泄漏、小炉子、 与要求防止不妥当的切断的暖风机等设备。由此，能够防止暖风机等 带调节器的气体设备中的长时间利用时的误切断。
另外，由于能够根据流量和压力的平方根的比或者其代用值来判
断气体设备的起动时刻和结束时刻，因此还能够有效高精度地进行气 体泄漏的情况和没有调节器的气体设备的连续使用的判别。与此相关 联，还能够进行气体设备的连续使用时间的测量，因此能够进行对气 体设备的长时间使用进行恰当的警告等的运用。
此外，在气体的压力变化比较小的情况下，作为压力的平方根的 代用值使用没有平方根的压力，并求出流量和压力的比，由此也能够 进行误差少的调节器有无判断。这样，在求出流量和压力的比而进行 调节器有无判断的情况下，与求出流量和压力的平方根的比的情况相 比能够降低计算量，因此能够提高效率。另一方面，在气体的压力变 化比较大的情况下，求出流量和压力的平方根的比能够提高精确度。
因而，根据本实施方式，即使在使用需求住宅新设置的设备时也 能够防止气体泄漏的误检测，能够提供一种在短时间内可高效且高精 度地检测气体泄漏的气体泄漏检测装置及其方法。另外，能够高效且 高精度地判别有无使用中的调节器，且能够高效且高精度地执行气体 泄漏的情况和没有调节器的气体设备的连续使用的判别。
[其它实施方式
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，在本发明的范围内除 此之外也可以是多种多样的变形例。首先，实施方式所示的装置的结 构不限于一例，能够自由地选择具体的装置结构、各单元的结构，与 此相应地，也能够自由地选择具体的处理过程、详细的各处理。
例如，在上述实施方式中，测量压力来求出流量和压力的平方根 的比，由此能够判断有无喷嘴变化，但是作为变形例，不测量压力而 求出瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的特征来判断有无流量 变化，由此也能够得到本发明的效果。在这种情况下，在泄漏检测处 理中省略与压力关联的数据比较/判断。
与此相关联，在泄漏检测处理中，能够适当变更新抽出的特征数 据和已登记的特征数据的比较以外的具体的处理。例如，在泄漏检测 处理中，抽出的气流的特征与所登记的特征数据中的任一个都不一致 的情况下，在固定时间后能够判断为气体泄漏，在这种情况下也能够
得到本发明的效果。
另外，在本实施方式中，说明了在气体泄漏检测装置的运用开始 前的初始阶段中预先准备的特征数据被登记在存储单元中的情况，但 是本发明也可以应用于在初始阶段没有准备特征数据的情况。在这种
情况下考虑如下运用例如在初始阶段设定固定的数据蓄积期间(例 如10日)，在该固定期间进行特征抽出、特征数据登记而蓄积了某 种程度的特征数据之后，开始气体泄漏检测判断等。
权利要求
1.一种气体泄漏检测装置，其特征在于，具备流量测量单元，其测量流过气体流路内的气体的瞬时流量；瞬时流量时间微分运算单元，其运算由上述流量测量单元测量的瞬时流量的时间微分值；特征抽出单元，其根据由上述流量测量单元测量的瞬时流量、以及由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分值，抽出包含有瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的气流的特征；存储单元，其登记表示按每个气体设备类别或者气体泄漏而不同的气流的特征的特征数据；特征数据登记单元，其将表示在由上述流量测量单元测量流量的发生之后，流量成为零的流量模式中由上述特征抽出单元抽出的特征的特征数据登记到上述存储单元；以及泄漏检测单元，其将登记在上述存储单元中的特征数据与由上述特征抽出单元抽出的气流的特征进行比较来进行检测有无气体泄漏的泄漏检测，并输出判断结果，上述特征数据登记单元构成为在由上述泄漏检测单元判断为没有气体泄漏的情况下，将成为其判断基础的气流的特征作为新的特征数据而登记到上述存储单元中。
2. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述特征抽出单元构成为将由上述流量测量单元测量的瞬时流量和由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分 值表现为平面状来进行区域分割，抽出在该分割的区域内按照时间序 列进行移动的瞬时流量和瞬时流量时间微分值的迁移，上述特征数据登记单元构成为将包含每个气体设备类别的瞬时 流量和瞬时流量时间微分值在时间序列中的迁移的特征数据登记到 上述存储单元中。上述泄漏检测单元构成为将由上述特征抽出单元抽出的瞬时流量和瞬时流量时间微分值在时间序列中的迁移、与登记在上述存储单 比较，来判断气体设备类别。 '、
3. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述特征抽出单元构成为在由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分值为固定值以下且固定比例以下的情况 下，抽出瞬时流量的平均流量和标准偏差，上述特征数据登记单元构成为将包含每个气体设备类别的瞬时 流量的平均流量和标准偏差的特征数据登记到上述存储单元中，上述泄漏检测单元构成为将由上述特征抽出单元抽出的瞬时流 量的平均流量及标准偏差、与登记在上述存储单元中的每个气体设备 类别的特征数据中的瞬时流量的平均流量及标准偏差进行比较，来判 断气体设备类别。
4. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述泄漏检测单元构成为在由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分值为固定值以上或者固定比例以上的情 况下，判断为没有气体泄漏或正在使用设备并进行输出。
5. 根据权利要求l所迷的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述泄漏检测单元构成为在上述流量测量单元测量的瞬时流量的标准偏差为固定值以上或固定比例以上的情况下，判断为没有气体 泄漏或正在使用设备并进行输出。
6. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述泄漏检测单元构成为在由上述特征抽出单元抽出的气流的特征与登记在上迷存储单元中的特征数据中的任一个都不一致的情 况下，在固定时间后判断为气体泄漏并进行输出。
7. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述泄漏检测单元构成为在由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分值为固定值以下且固定比例以下、由上述 流量测量单元测量的瞬时流量的标准偏差为固定值以下且固定比例以下、由上述特征抽出单元抽出的气流的特征与登记在上述存储单元 中的特征数据中的任一个都不一致的情况下，判断为气体泄漏并进行 输出。
8. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 具备测量流过上述气体流路内的气体的压力的压力测量单元， 上述特征抽出单元构成为根据由上述流量测量单元测量的瞬时流量、由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分 值、以及由上述压力测量单元测量的压力，抽出包含流量和压力的关 系的气流的特征。
9. 根据权利要求8所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 具备运算由上述压力测量单元测量的压力的时间微分值的压力时间微分运算单元，上述特征抽出单元构成为根据由上述流量测量单元测量的瞬时 流量、由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分 值、以及由上述压力时间微分运算单元测量的压力的时间微分值，抽 出包含流量和压力的关系的气流的特征。
10. 根据权利要求8所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 上述泄漏检测单元构成为在由上述瞬时流量时间微分运算单元运算的瞬时流量的时间微分值为固定值以下且固定比例以下、由上述 流量测量单元测量的瞬时流量的标准偏差为固定值以下且固定比例 以下、由上述流量测量单元测量的瞬时流量与由上述压力测量单元测 量的压力的平方根的比的标准偏差或者瞬时流量与压力的比的标准 偏差为固定值以下且固定比例以下、并且由上述特征抽出单元抽出的 气流的特征与登记在上述存储单元中的特征数据中的任一个都不一 致的情况下，判断为气体泄漏并进行输出。
11. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于， 具备不使用数据删除单元，该不使用数据删除单元从登记在上述存储单元中的特征数据中，将使用频率为固定水平以下的特征数据作 为不使用数据而删除，上述特征数据登记单元构成为作为表示使用频率的指标，当对由行的比较时，使每个气体设备l别的特征数据附带一lt的次数或者一 致的最后的日期时间而登记到上述存储单元中，上述不使用数据删除单元构成为在登记在上述存储单元中的特 征数据之中，根据特征数据附带的一致的次数或者一致的最后的日期 时间，在从一致的最后的日期时间经过的期间为固定期间以上的情况 下、或者一致的次数为固定值以下的情况下，将其特征数据作为不使 用数据而进行删除。
12. 根据权利要求l所述的气体泄漏检测装置，其特征在于，具 备下栽或者上传登记在上述存储单元中的特征数据的通信单元。
13. —种气体泄漏检测方法，其特征在于，具有流量测量步骤，测量流过气体流路内的气体的瞬时流量； 瞬时流量时间微分运算步骤，运算通过上述流量测量步骤测量的瞬时流量的时间微分值；特征抽出步骤，根据通过上述流量测量步骤测量的瞬时流量、以及通过上述瞬时流量时间微分运算步骤运算的瞬时流量的时间微分值，抽出包含有瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的气流的特征；特征数据登记步骤，将表示在通过上述流量测量步骤测量流量的 发生之后，流量成为零的流量模式中通过上述特征抽出步骤抽出的特 征的特征数据登记到存储单元；以及泄漏检测步骤，将登记在上述存储单元中的特征数据与通过上述 特征抽出步骤抽出的气流的特征进行比较来进行检测有无气体泄漏 的泄漏检测，并输出判断结果，在上述特征数据登记步骤中，在通过上述泄漏检测步骤判断为没 有气体泄漏的情况下，将成为其判断基础的气流的特征作为新的特征 数据而登记到上述存储单元中。
全文摘要
提供一种气体泄漏检测装置及其方法。特征抽出单元(5)根据由流量测量单元(1)、压力测量单元(2)、瞬时流量时间微分运算单元(3)、压力时间微分运算单元(4)得到的数据，抽出包含瞬时流量和瞬时流量时间微分值的组合的气流的特征。泄漏检测单元(7)将登记在存储单元(6)中的每个气体设备类别或气体泄漏的特征数据、与由特征抽出单元(5)抽出的特征进行比较，在不一致的情况下还判别有无流量变化、喷嘴变化，由此判别是气体泄漏还是正在使用未登记的设备。在气体泄漏的情况下由警报单元(9)发出警报，在是正在使用未登记的设备的情况下，利用特征数据登记单元(8)将成为其判断基础的特征作为新的特征数据而登记到存储单元(6)。
文档编号G01F1/00GK101344408SQ20081013567
公开日2009年1月14日 申请日期2008年7月9日 优先权日2007年7月9日
发明者中野健治, 宇山浩人, 石野仁朗, 鲛田芳富, 鹰箸幸夫 申请人:株式会社东芝
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