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专利名称：燃气保安装置及其方法
技术领域：
本发明涉及燃气供给通路中使用的燃气保安装置及其方法。
但是，上述现有的燃气保安装置具有以下的倾向。
(1)在最初设置燃气表时需要将燃气管内的空气排出。目前的做法是通过观察燃烧器具的燃烧状态判断排气是否结束。因此，在确认到排气结束、并且关上燃气开关之前，施工人员眼光不能离开，作业效率容易变低。
(2)排气结束之前，保安功能就可能工作，将断路阀关上。在这样的情况下，施工人员每次都需要重复进行使断路阀重新打开的操作，作业效率容易变低。
在本发明的燃气保安装置中，一对或更多的超声波换能器相隔一定的距离上设置在燃气通路内。控制测定单元从一对超声波换能器中的一个上发出超声波、在另一个上接收超声波并测定出超声波的传播时间。燃气浓度显示单元根据传播时间数据进行燃气浓度判定，并通过指示器显示出来。
另外，保安控制电路读入所述传播时间数据，计算出燃气的流量，其计算结果被用于保安监视。
本发明的燃气保安方法包括以下步骤(a)测定出相隔一定的距离上设置在燃气通路内的一对超声波换能器之间的超声波传播时间，(b)根据测定出的超声波传播时间，显示出燃气的浓度。
另外，在上述的燃气保安方法中，将一对超声波换能器之间两个方向上的超声波传播时间的平均值作为超声波传播时间。这样，可以更正确的求出燃气的浓度。
从整体上来说，本实施例是通过以下的操作过程来判定排气是否完成的。
(1)在燃气被使用时，各种燃气的因种类不同而不同的固有超声波传播速度中掺入了流速成分，故超声波的传播时间是不一样的。因此，相对于燃气的流向在正、负2个方向上测定出超声波的传播时间，并将正、负2个方向的平均传播时间作为传播时间数据，这样可以将燃气的流速成分抵消掉。
(2)根据由燃气种类确定的密度和传播时间的相关关系式从传播时间数据计算出燃气密度，再将结果在显示单元中显示出来。
(3)在排气操作方式期间，使保安功能停止，停止断路功能。
(4)一旦传播时间变得不随时间发生变化(或者连续处于规定的范围内)，则可以看成燃气的浓度已经稳定。因此，可以认为燃气中的大气成分已经被完全置换干净，可以判定为排气已经结束。此时，可以从传播时间根据上面(2)中所述的关系求得燃气的密度亦即燃气浓度。
(5)当判定排气已经结束时，自动地使保安功能重新起作用(亦即解除排气操作方式)，关上断路阀，进入待机状态。
下面通过附图来描述本发明的实施例。


图1示出了本发明的燃气保安装置的一个实施例的结构图。图1中，从控制测定电路1的振荡输出端(OUT)输出的电信号在用于进行发送的超声波换能器2(2A)处被变换成超声波，并被发射到燃气通路3内的超声波中。相隔一定距离L设置的用于进行接收的超声波换能器2(2B)再将接收到的超声波变换成电信号，送回控制测定电路1的接收输入端(IN)中。
控制测定电路1输出从发送出电信号到再次接收到它之间的时间T-DATA。T-DATA也可以说是对超声波在燃气通路3内传播距离L所需的传播时间T进行计测得到的计测数据。
另外，超声波换能器2(2A，2B)可以可逆地进行发射、接送操作，由切换装置7进行连接切换，相对于燃气的流动方向在正、负2个方向上测定出超声波的传播时间。
控制测定电路1在排气操作方式期间将传播时间的平均时间作为计测数据T-DATA来输出。通过这样求出正、负2方向上的超声波的传播时间的平均值，可以使燃气的流速成分抵消掉。这样一来，可以将燃气流速的影响造成的传播时间中的变化消除掉。
另外，在进行流量计测的正常操作方式期间，控制测定电路1输出的是带有燃气流速成份的测定数据T-DATA值，从而可以求出燃气的流速。
保安控制电路5根据输入的计测数据T-DATA计算出燃气的流量，其结果用于保安监视。
燃气浓度显示单元4由超声波的传播时间(T-DATA)和燃气浓度的相关关系式计算出燃气浓度，并将其结果显示出来。
保安控制电路5读入计测数据信号T-DATA，计算出燃气的流量。保安控制电路5在根据其结果检测到燃气的使用量异常地增大的场合及燃气在远离通常的使用状态的时间被使用时，驱动断路装置6切断燃气通路3。
另外，燃气浓度显示单元4设有指示器8，该指示器8如图2所示具有能详细地显示出燃气浓度的多个发光二极管8a～8e。燃气浓度显示单元4中包括电阻14a～14e、晶体管16a～16e以及电源12。发光二极管8a～8e分别与电阻14a～14e和晶体管16a～16e相连接，由电源12供给的电流驱动。
另外，燃气浓度显示单元4还包含译码器9。但是，译码器9也可以设置在燃气浓度显示单元4之外，或者设置成与指示器相连接。
计测数据信号T-DATA被送入译码器9中。随着T-DATA增大亦即超声波的传播时间变长，译码器9使指示器中发光二极管以从8a到8e的顺序依次点亮。
气体的分子量和超声波的传播时间成反比例关系。因此，分子量比大气大的高密度液化石油气的场合下，随着排气的进行，传播时间将变长。反过来，分子量比大气小的低密度都市燃气的场合下，随着排气的进行，传播时间将变短。
因此，对于密度比大气低的气种，可以将计测数据信号T-DATA进行倒相处理(图中未示出)后再输入译码器9中。这样一来，无论是哪种燃气，随着排气的进行，发光二极管都将以8a～8e的顺序点亮。由于通常燃气的种类是预先知道的，可以先与大气分子量比较，对燃气的种类进行分类，再判断要不要进行倒相处理。
保安控制电路5包括用作操作方式设定装置的开关51和燃气浓度判定单元52。
在对排气是否完成进行判断时，由于燃气浓度的绝对值判定中很容易带有误差，因此只有当以一定的时间间隔测定出的燃气浓度数据(即等价的T-DATA)连续地为设定好的范围内的值时，燃气浓度判定单元52才判定燃气中的大气成分已经被完全地置换干净，排气已经结束。
在正常操作模式下，当瞬时流量或(一定时间内的)流过流量超过预先设定的值时，保安功能将被启动，断路装置将发生动作。因此，在正常操作方式下进行排气时，在排气完成前切断装置6有可能发生动作，每次动作时都需要重复对切断装置6实行使其恢复打开的操作。为避免这一情况的发生，保安控制电路5设有开关51，作为选择排气操作方式的操作方式操作单元。在排气操作方式被选择时，保安功能将被停止。
如果选择了排气操作方式后忘记了解除，保安功能便一直被停止，作为燃气保安装置来说，这样的状态是不希望出现的。为避免这一情况的出现，在判定前述的排气已经结束时将自动地从排气操作方式恢复成正常操作方式，使断路装置6动作，关断燃气通路，进入待机状态。
纵上所述，如果采用本发明的话，由于燃气浓度在燃气浓度显示单元中被显示了出来，故施工人员可以把握排气的进展程度。
另外，当判定燃气浓度已经达到规定的标准状态时，自动地进入正常操作方式，这样能够避免忘记解除排气操作方式的情况。
而且，由于排气结束时会将断路阀自动关闭，可以起到不必在燃烧器具的旁边一直等到排气结束的作用。
权利要求
1.一种燃气保安装置，其特征在于包括以规定的间隔设置在燃气通路中的至少一对的超声波换能器；从所述的至少一对的超声波换能器中的一个发射出超声波，在另一个上接收所述超声波，测定出所述超声波的传播时间，并作为传播时间数据加以输出的控制测定单元；和根据所述传播时间数据显示出燃气浓度的燃气浓度显示单元。
2.如权利要求1所述的燃气保安装置，其特征在于包括所述控制测定单元相对于燃气的流动方向测定出正、负2个方向上的所述超声波的传播时间，并将所述正、负2个方向上的传播时间的平均时间作为传播时间数据加以输出。
3.如权利要求1或2所述的燃气保安装置，其特征在于包括所述燃气浓度显示单元将所述传播时间数据与所述燃气的标准传播时间进行比较，计算出燃气浓度，并且显示出来。
4.如权利要求1或2所述的燃气保安装置，其特征在于还包括燃气浓度判定单元，所述测定控制单元以一定的时间间隔测定所述超声波的传播时间，并输出所述的传播时间数据，所述燃气浓度判定单元在所述传播时间数据的值连续地处于规定的范围内时，判定所述燃气的浓度已经达到了规定的标准状态。
5.如权利要求1或2所述的燃气保安装置，其特征在于还包括用于设定/解除用于排出所述燃气通路内的空气的排气操作方式的操作方式设定单元，和使所述燃气通路断路的断路装置，当所述操作方式设定单元被设定成所述排气操作方式、进行排气的过程中，所述断路装置不会切断所述燃气通路。
6.如权利要求5中所述的燃气保安装置，其特征在于所述操作方式设定单元在被设定为排气操作方式期间，所述传播时间数据的值达到规定的范围时，所述操作方式设定单元将所述排气操作方式解除，所述断路装置将所述燃气通路切断。
7.如权利要求5中所述的燃气保安装置，其特征在于在所述操作方式设定单元被设定为所述的排气操作方式期间，所述传播时间数据的值连续地达到所定的范围时，所述操作方式设定单元将所述排气操作方式解除，所述遮断装置将所述燃气通路切断。
8.一种燃气保安方法，其特征在于包括以下步骤(a)测定以规定的间隔设置在燃气通路内的一对超声波换能器之间的超声波传播时间，和(b)根据上面测定出的超声波传播时间显示出燃气浓度。
9.如权利要求8所述的燃气保安方法，其特征在于所述超声波传播时间为所述的一对超声波换能器间的两个方向上的所述超声波传播时间的平均值。
10.如权利要求8或9所述的燃气保安方法，其特征在于还包括以下步骤(c)设定用于排除空气的排气操作方式，(d)在设定步骤(c)的排气操作方式、使所述燃气通路内的空气排除的过程中，所述燃气通路的切断被禁止。
11.如权利要求10所述的燃气保安方法，其特征在于还包括以下步骤(e)当所述超声波传播时间连续处于规定的范围内时，判定所述排气操作已经完成，(f)当步骤(e)中判定所述排气操作已经完成时，解除所述排气操作方式，将所述燃气通路切断。
全文摘要
本发明为根据燃气浓度数据判断排气是否完成的的燃气保安装置及其方法。其中，燃气通路内中以规定的间隔设置有至少一对的超声波换能器。控制测定单元从一对超声波换能器中的一个上发射出超声波，在另一个上接收超声波，测定超声波的传播时间，并作为传播时间数据加以输出。燃气浓度显示单元根据传播时间数据进行燃气的浓度显示。另外，本发明的燃气保安方法为，测定出以规定的间隔设置在燃气通路内中的一对超声波换能器之间的超声波传播时间；再根据测定出的超声波传播时间，显示出燃气浓度。
文档编号G01N29/00GK1469077SQ0314908
公开日2004年1月21日 申请日期2003年6月26日 优先权日2002年7月1日
发明者德南敬雄, 新村纪夫, 夫 申请人:松下电器产业株式会社