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专利名称：流量测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用超声波测量燃气等的流量的流量测量装置。
背景技术：
现有的流量测量装置包括判断使用的燃气器具的器具识别部、和在产生与登记存储部里登记的器具识别值不同的特定流量变化曲线时判定为燃气不正常使用的不正常使用识别部。这里，现有的流量测量装置如果检测到在规定时间内持续负流量等和正常的燃气器具的流量变化曲线不同的特定的流量曲线发生时，就判断发生了用户把燃气表装置拆除等不正常的行为。然而，在某些用户为了不当使用燃气而将燃气表装置卸下、或对管路进行改造在燃气表装置上安装旁通管时，如果现有的流量测量装置不发生负流量等异常流量变化曲线，存在有可能不能发现燃气的不正常使用的问题(其中的一例可参考日本发明公开公报2009-139309 号)。

实用新型内容本实用新型的流量测量装置包括一对超声波传感器，信号发送部，信号接收部，计时部，流量计算部，空气混入有无判断部，不正常使用判断部，和报警部。一对超声波传感器被设置在作为燃料气体的被测量流体所流经的测量流路的上游和下游。信号发送部驱动设为信号发送侧的超声波传感器。信号接收部检测设为信号接收侧的超声波传感器所接收到的超声波信号。计时部对从一侧超声波传感器发送的超声波信号被另一侧超声波传感器接收的传播时间进行计时。流量计算部根据传播时间对被测量流体的流量进行计算。空气混入有无判断部根据计时部测量的传播时间对测量流路里有无空气混入进行判断。不正常使用判断部对燃气是否为不正常使用进行判断。报警部在不正常使用判断部做出燃气不正常使用判断时进行报警。在空气混入有无判断部检测出有空气混入时，不正常使用判断部则判定燃气被不正常使用。据此结构，在空气混入有无判断部检测出有空气混入时，不正常使用判断部就判断进行了装置被拆除、管路改造等燃气的不正常使用。由此，能迅速的防止燃气的不正常使用，不需要设定使用器具的流量变化曲线即可方便地开始使用，提高使用的便利性。

图1表示本实用新型实施例1的流量测量装置的一个例子的示意框图。图2表示本实用新型实施例1的流量测量装置的超声波信号的传播时间发生异常情况的一个例子的特性图。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图对本实用新型的一些实施例进行详细说明，并且在下述所有图中相同或相当的要素使用同一符号，而省略对其重复说明。需要指出的是，实施例并不限定本实用新型范围。(实施例1)下面结合图1对本实用新型实施例1的流量测量装置作说明。图1表示本实用新型实施例1的流量测量装置的一个例子的示意框图。(流量测量装置的结构)首先说明本实用新型的流量测量装置的结构。如图1所示，本实施例的流量测量装置包括:一对超声波传感器2和3，信号发送部4，信号接收部5，计时部6，流量计算部7，空气混入有无判断部8，不正常使用判断部9，报警部10，切换部11，测量控制部12。一对超声波传感器2和3被设置在被测量流体所流经的测量流路的上游和下游。信号发送部4驱动设为信号发送侧的超声波传感器2(或3)。信号接收部5检测设为信号接收侧的超声波传感器3 (或2)接收到的超声波信号。计时部6对从一侧超声波传感器2或3发送的超声波信号被另一侧超声波传感器3或2接收为止的传播时间进行计时。流量计算部7根据上述传播时间对被测量流体的流量进行计算。空气混入有无判断部8根据计时部6测量的传播时间对有没有向测量流路I混入空气进行判断。不正常使用判断部9用来判断燃气是否不正常使用。报警部10在判断燃气不正常使用时进行报警。切换部11切换将超声波传感器2或超声波传感器3中的一方设定为信号接收侧，另一方设定为信号发送侧。测量控制部12控制根据超声波信号进行的被测量流体的流量测量。这里，超声波传感器2和超声波传感器3被相对地设置，与被测量流体的流经的测量流路I的流路的轴成角度Φ。(流量测量装置的操作)接下来，对上述结构的流量测量装置的作动进行说明。测量控制部12控制切换部11，首先，设定超声波传感器2为信号发送侧，超声波传感器3为信号接收侧。然后，从信号发送部4发出的驱动信号输入到设置为信号发送侧的超声波传感器2，从超声波传感器2发出超声波信号。计时部6测量发出的超声波信号被接收侧的超声波传感器3接收为止的传播时间。然后，测量控制部12控制切换部11，切换将超声波传感器3设定为信号发送侧，将超声波传感器2设定为信号接收侧。于是，从信号发送部4发出的驱动信号输入到设置为信号发送侧的超声波传感器3，从超声波传感器3发出超声波信号。计时部6测量发出的超声波信号被接收侧的超声波传感器2接收为止的传播时间。另外，超声波传感器2与超声波传感器3之间的超声波信号发送接收操作重复进行规定的次数(η次)，所需时间由计时部6进行测量，这样，能提高测量精度。如上所述，测量控制部12控制切换部11，切换超声波传感器2和超声波传感器3作为信号发送侧和信号接收侧的设定，并根据上述方法测定各自设定情况下的传播时间。流量计算部I基于(公式I)计算求出流量Q。Q=S.V=S.L/2.COS Φ { ( 1/tl ) - ( l/t2 ) }...(公式 I)在(公式I)中，各记号定义如下。L是超声波传感器2与超声波传感器3间在流动方向上的有效距离。tl是从超声波传感器2到超声波传感器3的传播时间。t2是从超声波传感器3到超声波传感器2的传播时间。V是被测流体的流速。S是测量流路I的截面面积。Φ是超声波传感器2和3与测量流路I的轴所成的角度。Q是被测量流体的流量。依次反复进行这样的流量测量，随着时间对流量进行累计，测量得到累计流量。此处，在本实施例的流量测量装置中，空气混入有无判断部8持续记录当流量计算部7检测出流量为零时测量部6所测量到超声波信号的传播时间，对流量为零时的传播时间的变化进行监视。图2表示本实用新型实施例1的流量测量装置的超声波信号的传播时间发生异常的一个例子的特性图。图2的纵轴表示超声波信号的传播时间t，横轴表示测量状态下经过的时间T，示出了传播时间t的变化特性。在图2中，在使用的规定燃气中的超声波信号的传播时间t用t g表示，测量流路I里空气混入时超声波信号的传播时间t用ta表示。这里，以使用燃气的主要成分为甲烷的情况(tg < ta)进行说明。在流量测量装置(以下也有略称为装置的情况)设置及试运行确认后，随着装置开始使用，空气混入有无判断部8对应在流量为零时对传播时间t进行持续记录。如图2所示，装置开始使用后，计时部6测得在使用的燃气中的超声波信号的既定传播时间为tg的状态一直维持到时间点Tl为止。在时间点Tl，空气混入有无判断部8开始检测到传播时间t的变化。从时间点Tl到时间点T2之间为增加变动区域，空气混入有无判定部8检测到传播时间t的呈增加趋势的不规则变化。在该增加变动区域内，传播时间t示出了，管路拆除时测量流路I里混入空气所造成的随着传播时间t的不规则变化的、规定的变化方式。在时间点T2，传播时间t达到能够认定测量流路I里有空气混入的传播时间ta，空气混入有无判断部8检测出有空气混入。从时间点T2到时间点T3之间，为空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态一直持续的空气混入区域。在此空气混入区域中，空气混入有无判断部8持续地检测到有空气混入的状态超过了规定时间AT。从时间点T3到时间点T4之间，为空气混入有无判断部8持续处在判断有空气混入的状态下时，传播时间t在不规则的变动中朝向在燃气中的传播时间tg变小的降低变动区域。在时间点T4，计时部6恢复到测出的是在燃气中的传播时间tg的状态，空气混入有无判断部8检测出无空气混入。虽然图2中表示出了空气混入有无判断部8判断有空气混入时的传播时间t的阈值为测量流路I为100%充满空气时的传播时间ta的情况，但是空气混入有无判断部8判断有空气混入时的传播时间t的阈值不一定要设为测量流路100%充满空气时的值。通过设定空气混入有无判断部8判断有空气混入时的传播时间t的阈值为，测量流路I中充满空气与所使用的规定的燃气以任意混合浓度混合的混合气体时的(超声波信号传播时间)值，检测精度可以得到提高。但是这种情况下，传播时间t在达到空气混入有无判断部8判断有空气混入时的传播时间ta后，可能达到比传播时间ta更大的值。另外，在空气混入有无判断部8判断有空气混入后，判断无空气混入的传播时间t的阈值也可设为测量流路I里混入了少量空气时的传播时间tgg (ta > tgg > tg)。这样，根据传播时间t的变化，当计时部6测量到传播时间t达到能够认定测量流路I里混入空气时的传播时间ta时，空气混入有无判断部8检测出有空气混入，不正常使用判断部9判定煤气发生不正常使用。进而，不正常使用判断部9通过报警部10进行告知(用户)异常的报警。据此，空气混入有无判断部8检测出有空气混入即判定发生了燃气被不正常使用的情况。这样，在发生燃气的不正常使用时能迅速的检测到，能迅速的防止燃气的不正常使用。从在燃气中的传播时间t g变化到测量流路I里混入空气时的传播时间ta过程中的传播时间t的变化方式为上述增加变动区域中的规定的变化方式，空气混入有无判断部8检测出有空气混入时，不正常使用判断部9就会判断出燃气发生不正常使用。据此，能更可靠地检测出因故意导致的向测量流路I里混入空气的发生，能提高检测出燃气不正常使用的精度。依靠空气混入有无判断部8检测到有空气混入的状态持续规定的时间Λ T时，不正常使用判断部9会判定煤气被不正常使用。另一方面，依靠空气混入有无判断部8检测到有空气混入的状态持续比规定的时间AT短时，不正常使用判断部9不会判断燃气发生不正常使用。由此，防止燃气管路的上游存在的残留空气流过来等情况下发出的虚假报警，能够提高用户的使用方便性。另外，在本实施例中，检测到燃气不正常使用时，依靠报警部10进行燃气的不正常使用的异常报警，不仅限于装置的不正常使用的警报，还可以是向燃气提供方通报不正常使用的信息。还有，检测出燃气不正常使用时，也可通过装置配备的截断阀(未图示)截断燃气的供给。这样，通过超声波信号的传播时间t检测出燃气的不正常使用，燃气使用开始时不必事先设定预先安装在装置的下游使用的燃气器具及该燃气器具工作时产生的流量变化曲线，能很简便地开始使用燃气。进而，能够削减随着燃气开始使用进行的燃气器具的选择、输入等麻烦的步骤。这样，能提供给燃气供应者或用户使用便捷性较高的燃气供给。进而，通过装置的简化以及使用开始时步骤的削减，能够降低成本。综上所述，在空气混入有无判断部8检测出有空气混入时，不正常使用判断部9判断燃气不正常使用。由此，判断出测量流路I中有混入空气是因为用户以不正常使用燃气为目的卸下燃气表装置、或改造管路使装置设有歧管这样的不正常(使用)行为，导致管路中混入空气。由此，能够可靠地检测出燃气管路的改造的情况，迅速地防止燃气的不正常使用。并且，在本实施例的流量测量装置中，计时部6测得的传播时间t从未向测量流路I中混入空气时的传播时间t g变化到有空气混入测量流路I时的传播时间ta变化过程中的传播时间t的变化方式为规定的变化方式时，不正常使用判断部9判断发生燃气不正常使用。由此，着眼于传播时间t的变化方式，计时部6测量到的传播时间t达到测量流路I里有空气混入时的传播时间ta的中间过程为规定的变化方式时，判断燃气发生不正常使用，这样，能提闻检测精度。另外，在本实施例的流量测量装置中，依靠空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态持续规定的时间AT时，不正常使用判断部9判断燃气发生不正常使用。[0042]由此，在依靠空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态的时间比规定的时间Λ T短时，不会判断燃气发生不正常使用。综上，能防止燃气管路的上游存在的残留空气流过来时等情况下发出虚假报警，提高用户的使用便利性。(变形例)对于本实施例的流量测量装置的变形例，参照图1和图2作具体的说明。在本实施例的变形例的流量测量装置中，也可以是在空气混入有无判断部8检测出有空气混入之后又检测出无空气混入的情况下，不正常使用判断部9判断燃气不正常使用的结构。亦即，在实施例1中，空气混入有无判断部8检测出有空气混入即判断燃气不正常使用，按照本变形例，也可以是空气混入有无判断部8检测出有空气混入后又检测出无空气混入的情况下(图2所示的传播时间t的变化特性图中，在时间点T4检测到无空气混入时)，判断燃气不正常使用。像这样在测量流路I中混入空气、之后空气混入有无判断部8又检测到无空气混入的情况，则判断是因为用户以不正常使用燃气为目卸下燃气表装置、或改造管路使装置设有分路管这样不当的行为，导致管路中混入空气。空气混入有无判断部8先检测出有空气混入后又检测出无空气混入的情况，能够判断出用户改造了燃气供应管路然后再次将装置安装上去的情况。根据这样的二重判断，判断出燃气的不正常使用，因此能够可靠地检测出燃气管路的改造，可靠地防止燃气的不正常使用。并且，在图2中，说明的是空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态持续规定的时间△ T后再检测出无空气混入的情况，也可以是有空气混入的状态没有持续达到规定的时间AT就检测出无空气混入的情况下，即判断燃气发生不正常使用。从测量流路I内未混入空气时的(超声波)在燃气中的传播时间tg变化到测量流路I里混入空气时的传播时间 ta时的传播时间t的变化方式为上述增加变动区域中的规定的变化方式，空气混入有无判断部8检测出有空气混入时，不正常使用判断部9判断发生不正常使用。据此，能更可靠地检测出故意导致的向测量流路I里混入空气的发生，因此能提高检测出燃气不正常使用的精度。依靠空气混入有无判断部8，检测到有空气混入的状态持续规定的时间Λ T时，不正常使用判断部9判断煤气发生不正常使用。另一方面，依靠空气混入有无判断部8检测到有空气混入的状态持续比规定的时间AT短时，不正常使用判断部9不会判断燃气发生不正常使用。由此，防止燃气管路的上游存在的残留空气流过来等情况下发出的没用的报警，能够提高用户的使用便捷性。综上所述，在空气混入有无判断部8检测出有空气混入之后又检测出无空气混入的情况下，不正常使用判断部9判断燃气不正常使用。据此，能够可靠地检测出因为用户的不当行为对燃气管路进行的改造，可靠地防止燃气的不正常使用。在本实施例的变形例的流量测量装置中，在依靠计时部6测量的传播时间t从未向测量流路I中混入空气时的传播时间tg变化到有空气混入测量流路I时的传播时间ta的变化过程中的传播时间t的变化方式为规定的变化方式时，不正常使用判断部9判断发生燃气不正常使用。由此，着眼于传播时间t的变化方式，计时部6测量到的传播时间t达到测量流路I里有空气混入时的传播时间ta的中间过程为规定的变化方式时，判断燃气发生不正常使用，这样，能提闻检测精度。在本实施例的变形例的流量测量装置中，在依靠空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态持续规定的时间△ T时，不正常使用判断部9判断燃气发生不正常使用。由此，在依靠空气混入有无判断部8检测出有空气混入的状态的时间比规定的时间ΛΤ短时，不会判断燃气发生不正常使用，能防止并非是管路的拆除和再安装导致的空气的混入、而是燃气管路的上游存在的残留空气流过来时等情况下发出没用的报警，提高用户的使用便利性。并且，本实用新型不限于上述记载的实施例，在专利的权利要求范围所说明的范围内的可能存在不同的变换，不同的实施方式或多个的变形例各自公开的技术手段进行适当的组合所得到的实施方式也包含在本实用新型的技术的范围内。综上所述，在本实用新型的流量测量装置中，在空气混入有无判断部中根据超声波信号的传播时间，检测出测量流路里有无空气混入。因此，只要是测量流体的领域，不管被测量流体是什么都可以适用。如上述说明，本实用新型的流量测量装置包括:一对超声波传感器、信号发送部、信号接收部、计时部、流量计算部、空气混入有无判断部、不正常使用判断部、和报警部。一对超声波传感器被设置在作为燃料气体的被测量流体所流经的测量流路的上游和下游。信号发送部驱动设为信号发送侧的超声波传感器。信号接收部检测设为信号接收侧的超声波传感器所接收到的超声波信号。计时部对从一侧超声波传感器发送的超声波信号被另一侧超声波传感器接收的传播时间进行计时。流量计算部根据传播时间对被测量流体的流量进行计算。空气混入有无判断部根据计时部测量的传播时间对测量流路里有无空气混入进行判断。不正常使用判断部判断燃气是否为不正常使用。报警部在不正常使用判断部做出燃气不正常使用判断时进行报警。在 空气混入有无判断部检测出有空气混入时，不正常使用判断部则判定燃气发生了不正常使用。据此结构，空气混入有无判断部在检测出有空气混入时，不正常使用判断部就判断进行了装置被拆除、管路改造等燃气的不正常使用。由此，能迅速的防止燃气的不正常使用，不需要设定使用器具的流量变化曲线即可方便地开始使用，提高使用的便利性。在本实用新型的流量测量装置中，在依靠计时部测量的传播时间从未向测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式为规定的变化方式时，不正常使用判断部判定发生了燃气不正常使用。依靠这样的结构，着眼于从未向测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式,增加考虑达到有空气混入测量流路时的传播时间的过程中的情况，能够提高检测精度。另外，在实用新型的流量测量装置中，在依靠空气混入有无判断部检测出有空气混入的状态持续规定的时间时，不正常使用判断部则判定燃气发生了不正常使用。依靠这样的结构，即使空气混入有无判断部检测到短时间内有空气混入也不会判断为燃气不正常使用。由此，能防止燃气管路的上游存在的残留空气流过来时等情况下发出没用的报警，提高用户的使用便利性。本实用新型的流量测量装置包括:一对超声波传感器、信号发送部、信号接收部、计时部、流量计算部、空气混入有无判断部、不正常使用判断部、和报警部。一对超声波传感器被设置在作为燃料气体的被测量流体所流经的测量流路的上游和下游。信号发送部驱动设为信号发送侧的超声波传感器。信号接收部检测设为信号接收侧的超声波传感器所接收到的超声波信号。计时部对从一侧超声波传感器发送的超声波信号被另一侧超声波传感器接收的传播时间进行计时。流量计算部根据传播时间对被测量流体的流量进行计算。空气混入有无判断部根据计时部测量的传播时间对测量流路里有无空气混入进行判断。不正常使用判断部判断燃气是否为不正常使用。报警部在不正常使用判断部做出燃气不正常使用判断时进行报警。在空气混入有无判断部检测出有空气混入之后又检测出无空气混入的情况下，不正常使用判断部则判定燃气被不正常使用。依据此结构，依靠空气混入有无判断部检测出有空气混入而判断出装置的拆除，进一步地，当检测出有空气混入之后又检测出没有空气混入而判断出装置被安装，通过如上的二重判断来判断燃气的不正常使用。因此，能可靠地检测出燃气管路的改造，可靠地防止燃气的不正常使用。在本实用新型的流量测量装置中，在依靠计时部测量的传播时间从未向测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式为规定的变化方式时，不正常使用判断部判断发生燃气不正常使用。依靠这样的结构，着眼于从未向测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式,增加考虑达到有空气混入测量流路时的传播时间的过程中的情况，能够更加提高检测精度。另外，在实用新型的流量测量装置中，在依靠空气混入有无判断部检测出有空气混入的状态持续规定的时间时，不正常使用判断部则判定燃气发生了不正常使用。依靠这样的结构，即使空气混入有无判断部检测到短时间内有空气混入也不会判断为燃气不正常使用。由此，能防止燃气管路的上游存在的残留空气流过来时等情况下发出没用的报警，提高用户的使用便利性。
权利要求1.一种流量测量装置，其特征在于包括: 一对超声波传感器，设在作为燃料气体的被测流体所流经的测量流路的上游和下游； 驱动设为信号发送侧的所述超声波传感器的信号发送部； 检测设为信号接收侧的所述超声波传感器所接收到的超声波信号的信号接收部；计时部，对从一侧所述超声波传感器发出的超声波信号被另一侧所述超声波传感器接收的传播时间进行计时； 根据所述传播时间对所述被测量流体流量进行计算的流量计算部； 空气混入有无判断部，根据所述计时部测量的传播时间对所述测量流路里有无空气混入进行判断； 判断所述燃料气体不正常使用的不正常使用判断部； 报警部，在不正常使用判断部做出所述燃料气体不正常使用判断时进行报警； 在所述空气混入有无判断部检测出有空气混入时，所述不正常使用判断部判定所述燃料气体被不正常使用。
2.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于:由所述计时部测量的传播时间从未向所述测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入所述测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式为规定的变化方式时，所述不正常使用判断部判定发生了燃料气体不正常使用。
3.如权利要求1或2所述的流量测量装置，其特征在于:依靠所述空气混入有无判断部检测出有空气混入的状态持续规定的时间时，所述不正常使用判断部判定所述燃料气体发生了不正常使用。
4.一种流量测量装置，其特征在于包括: 一对超声波传感器，设置在作为燃料气体的被测流体所流经的测量流路的上游和下游； 驱动设为信号发送侧的所述超声波传感器的信号发送部； 检测设为信号接收侧的所述超声波传感器所接收到的超声波信号的信号接收部；计时部，对从一侧所述超声波传感器发送的超声波信号传到另一侧所述超声波传感器接收的传播时间进行计时； 根据所述传播时间对所述被测量流体流量进行计算的流量计算部； 空气混入有无判断部，根据所述计时部测量的传播时间对所述测量流路里有无空气混入进行判断； 判断所述燃料气体不正常使用的不正常使用判断部； 报警部，在不正常使用判断部做出所述燃料气体不正常使用判断时进行报警； 所述空气混入有无判断部检测出有空气混入之后又检测出无空气混入时，所述不正常使用判断部则判定燃料气体被不正常使用。
5.如权利要求4所述的流量测量装置，其特征在于:由所述计时部测量的传播时间从未向所述测量流路中混入空气时的传播时间变化到有空气混入所述测量流路时的传播时间变化过程中的传播时间的变化方式为规定的变化方式时，所述不正常使用判断部则判定发生了燃料气体不正常使用。
6.如权利要求4或5所述的流量测量装置，其特征在于:由所述空气混入有无判断部检测出有空气混入的状态持续规定的时间时，所述不正常使用判断部则判定所述燃料气体发生了不正 常使用。
专利摘要本实用新型公开了一种流量测量装置包括根据所述计时部测量的传播时间对所述测量流路里有无空气混入进行判断的空气混入有无判断部、和判断燃气不正常使用时进行报警的报警部。空气混入有无判断部检测出有空气混入时，不正常使用判断部则判定燃气被不正常使用，因此可防止燃气的不正常使用。
文档编号G01F15/00GK202915965SQ201220267929
公开日2013年5月1日 申请日期2012年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者藤井裕史, 竹村晃一, 渡边葵, 佐藤真人 申请人:松下电器产业株式会社