| 【発明の名称】 |
多目的形電力量・流量計 |
| 【発明者】 |
【氏名】野上 利明
【氏名】高野 晃久
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| 【要約】 |
【課題】広い設置スペースを必要とせず、かつ低コスト化を図って、複数の回路の電力量と複数の回路の流体量とを同時系列的に演算計量することのできる多目的形電力量・流量計を実現する。
【解決手段】電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量をパルス数に変換する流体量検出手段、前記パルス数を積算するパルス積算手段、電力量を積算する電力量積算手段、前記パルス積算手段と前記電力量積算手段とに、同一時間信号を送るタイミング制御手段を有し、かつ複数の検出手段と回路切換手段、計量手段、演算手段の構成により、設置スペースを小さくし、低コスト化が図れる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量をパルス数に変換する流体量検出手段と、前記パルス数を積算するパルス積算手段と、電力量を積算する電力量積算手段と、前記パルス積算手段と前記電力量積算手段とに同一時間信号を送るタイミング制御手段を有する多目的形電力量・流量計。
【請求項２】 電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量を計量する流体量計量手段とを備え、前記電力量と前記流体量とを同一時間軸にて所定期間の演算積算を行う演算積算処理部を有する多目的形電力量・流量計。
【請求項３】 演算積算処理部を１つの筐体に配置した請求項２記載の多目的形電力量・流量計。
【請求項４】 電圧と電流とから電力量を計量する電力計量手段と、流体量を計量する流体計量手段と、流体量をパルス数に変換する流体量検出手段と、前記パルス数を積算するパルス積算手段と、前記電力量と前記流体量とを同一時間軸にて所定期間の演算積算を行う演算積算処理部とを有し、前記演算積算処理部を１つの筐体に配置し、前記流体量検出手段を筐体の外部に配置し、前記パルス積算手段を筐体の内部に配置し、前記流体量検出手段と前記パルス積算手段とを接続する配管接続部を前記筐体壁面に設けた多目的形電力量・流量計。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の回路におけるそれぞれの電力量と気体あるいは液体等の流体量を計量する多目的形電力量・流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】生産に必要なエネルギーは、電力および液体（加圧エアー、水、ガス、あるいはガス等）が使われている。省エネルギーを実現するためには、これらの一元管理が必要である。
【０００３】特に原単位管理（生産高に対するエネルギーの消費割合のことで、エネルギー消費量を生産高で除したもの）のためには、製品を生産するために費やされた、これらのエネルギーの使用量を一元的に管理することが必要である。
【０００４】従来、複数の回路におけるそれぞれの電力量の計量を行うには、図８に示すように、各回路に電力量計を設けていた。
【０００５】図８は従来の電力量計を用いて、複数の回路を計量する場合の構成図であり、図８において、１２は従来の電力量計、１２１は電圧・電流検出手段、１２２は電力量計量手段、１２３は表示手段である。電圧・電流検出手段１２１にて検出された出力は、電力量計量手段１２２にて、電力量を求め、この求めた電力量が表示手段１２３に表示される。
【０００６】一方、複数の回路のそれぞれの流体量の計量を行うには、図９に示すように、各回路に流体量計を設けていた。
【０００７】図９は従来の流体量計を用いて、複数の回路を計量する場合の構成図であり、図９において、１３は従来の流体量計、１３１は流体量検出手段、１３２は流体量計量手段、１３３は表示手段である。流体量検出手段１３１にて検出された出力は、流体量計量手段１３２にて流体量を求め、この求めた流体量が、表示手段１３３に表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の構成では、複数の回路の電力量を計量するためには、計量する被計量回路毎に、１つ電力量計１２を設けなければならないため、電力量計を複数取り付けるための広いスペースが必要となり、また被計量回路と同数の電力量計１２が必要であり、コスト的にも大きなものとなる。
【０００９】一方、流体量を計量するためにも、被計量回路毎に、１つ流体量計１３を設けなければならないため、流体量を複数取り付けるための広いスペースが必要となり、また被計量回路と同数の流体量計１３が必要であり、コスト的にも大きなものとなる。
【００１０】また、一般的に被計量対象エネルギーは、複数の種類の構成（例えば、電力と流体加圧エアー、水、あるいはガス等）となっており、その複数の種類の被計量対象のエネルギーの時系列的な使用量の分析が、省エネルギーを実現する上で、必要不可欠であるにもかかわらず、かかる分析を実現する手段がなかった。このため、個々の被計量対象エネルギーの時系列的な計量を、個々の計量手段を用いて順次行い、さらに、相関連する被計量対象エネルギーの計量結果を解析するというように、複数の計量機器と人的作業が必要であり、きわめて繁雑となっていた。また人的作業を伴うために、間違いも発生しやすい状況であった。
【００１１】すなわち、流量が変化している状態での消費電力、すなわち、時間的な、ダイナミックな変化を測定するためには、従来は、電力計、流量計それぞれの測定器を用いて、時間変化を測定することになるが、それぞれの測定器の時間軸（開始時刻）を合致させるために、図１０に示すように両方を同時に起動させるための制御装置を準備する必要がある。あるいは、それぞれレコーダで測定したグラフを図１０に示したグラフのように、同一時間になるように重ね合わせるなどの後処理が必要、また、流量、電力量ともに、時間的な変動が多すぎると、数値が上下に振動するために、適当な平均値処理を行う必要があった。
【００１２】本発明はこれらの課題を解決するもので、電力計量手段、流体量計量手段、両者を積算する積算手段、前記積算手段に積算期間を与える時間信号制御手段を設けることによって、電力と流量を同一時間軸上に、平均化処理（一定時間による積算）を行うことによって、両者の時間的変化を測定する手段を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を解決するために、第１手段として、電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量をパルス数に変換する流体量検出手段と、前記パルス数を積算するパルス積算手段と、電力量を積算する電力量積算手段と、前記パルス積算手段と前記電力量積算手段とに同一時間信号を送るタイミング制御手段を有するものである。
【００１４】また、第２手段として、電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量を計量する流体量計量手段とを備え、前記電力量と前記流体量とを同一時間軸にて所定期間の演算積算を行う演算積算処理部を有するものである。
【００１５】また、第３手段として、第２手段において、演算積算処理部を１つの筐体に配置したものである。
【００１６】また、第４手段として、電圧と電流とから電力量を計量する電力計量手段と、流体量を計量する流体計量手段と、流体量をパルス数に変換する流体量検出手段と、前記パルス数を積算するパルス積算手段と、前記電力量と前記流体量とを同一時間軸にて所定期間の演算積算を行う演算積算処理部とを有し、前記演算積算処理部を１つの筐体に配置し、前記流体量検出手段を筐体の外部に配置し、前記パルス積算手段を筐体の内部に配置し、前記流体量検出手段と前記パルス積算手段とを接続する配管接続部を前記筐体壁面に設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】上記構成により、本発明の多目的形電力量・流量計は、電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量を計量する流体量計量手段とをそなえ、前記電力量と前記流体量とを同時系列で演算計量することができる。
【００１８】以下、本実施の形態について、図１を参照しながら、説明する。
【００１９】図１は、この発明の多目的形電力量・流量計の構成を示すブロック図である。
【００２０】図１において、１は被計量回路（回路１〜回路Ｎ）毎に設けた電圧検出手段１ａおよび電流検出手段１ｂからなる電圧電流検出手段、２は入力回路切換手段、３は電力量計量手段、４は回路毎電力量演算手段である。５は被計量回路（回路１〜回路Ｎ）毎に設けた流体量検出手段、６は流体回路切換手段、７は流体量計量手段、８は回路毎流体量演算手段である。
【００２１】切換手段９は、入力回路切換手段２と流体回路切換手段６とを切換える手段であり、電圧電流検出手段１と、流体量検出手段５との入力を切換えるものである。これにより、電圧電流検出手段１の信号か、流体量検出手段５の信号かが、それぞれ入力回路切換手段２および流体回路切換手段６を経て、この切換手段９により検出され、よって電圧電流検出手段１と、流体量検出手段５の入力の同時系列処理（同一時間軸処理を言う。以下同様）を行う。
【００２２】計量手段切換部１０は、電力量計量手段３と流体量計量手段７とを切換えるものであり、切換手段９の信号により、電力量計量手段３と流体量計量手段７との入力を切換える。これにより、電力量か流量体のいずれかの信号が、電力量計量手段３または、流体量計量手段７を経て、この計量手段切換部１０により検出され、よって電圧電流検出手段１と、流体量検出手段５の入力の同時系列処理を行う。
【００２３】演算連結部１１は、回路毎電力量演算手段４と回路毎流体量演算手段８とを連結して、演算を行うものであり、計量手段切換部１０の信号を受けて、電力量か流体量かのいずれかの信号に処理された情報が、回路毎電力量演算手段４または、回路毎流体量演算手段８を経て、この演算連結部１１により処理され、よって、電圧電流検出手段１と流体量検出手段５の入力の同時系列処理を行う。
【００２４】電力量積算手段１５は回路毎電力量演算手段４の電力量を積算する手段であり、パルス積算手段１７は、回路毎流体量演算手段８により得られた流体量をパルスとして積算する手段である。
【００２５】タイミング制御手段１６は、前記電力量積算手段１５と前記パルス積算手段１７とに同一時間信号を送る手段である。
【００２６】さらに実施の形態について、図２を参照しながら説明する。図２において、２１は電力被計量回路であり、２２は回路毎に設けた、検出部２２ａ、Ａ／Ｄ変換手段２２ｂ、および演算手段２２ｃからなる電力量計量手段である。
【００２７】電圧・電流検出部、アナログ・デジタル変換手段、演算手段などより成り、電圧と電流を入力とし、これらの位相差も検出しながら、電力値に比例したデジタル値を出力する。
【００２８】図２において、３１は流体量被計量回路であり、３２は回路毎に設けた、検出部３２ａ、Ａ／Ｄ変換手段３２ｂ、および演算手段３２ｃからなる流体量計量手段である。
【００２９】流量検出部、アナログ・デジタル変換部、演算部などより成り、測定する流量に比例したデジタル値を出力する。
【００３０】積算手段２３は、前記電力量計量手段２２にて計量された電力量、および前記流体量計量手段３２にて計量された流体量を積算する手段であり、積算期間設定手段２５により、所定期間の演算積算を行い、出力手段２４を介して、前記電力量と前記流体量に比例したデジタル値を出力する。
【００３１】図３では、それぞれの被計量回路（電力または流量）毎に、検出部、Ａ／Ｄ変換部を設けているか、アナログマルチプレクサのような信号切換手段を設けることによって、検出部、あるいはＡ／Ｄ変換部の数を減らすことも可能である。
【００３２】被計量回路が複数（回路１〜回路Ｎ）の場合の実施形態を図３に示す。構成は図２と同様である。
【００３３】流量検出部は、実施の形態として、流体流路に設けた羽根車を用いることができる。この羽根車に取り付けられたスリットを切った円板の回転に応じ、スリットを通る光の断続を電気信号に変換する、光センサーより構成することができる。 実施の形態を図４を用いて説明する。
【００３４】流路６１に設けた流量検出部６０は、羽根車６２を有し、この羽根車に取付けられた、スリット６３を切った円板６４の回転に応じ、スリット６３を通る光の断続を電気信号に変換する光センサー６５より構成することができる。
【００３５】別の実施の形態としては、超音波を用いたものとすることもできる。
【００３６】あるいは、電磁起電力を用いたこともできる。
【００３７】また、Ａ／Ｄコンバータとしては、半導体で構成された一般のＡ／Ｄコンバータを用いることができる。
【００３８】これらはいずれも、測定しようとする電力、および流量を演算可能な値、すなわちデジタルに変換する。
【００３９】積算手段２３は、前記電力量および流量を、任意時間の間積算するもので、カウンターあるいは、加算器などにより構成される。
【００４０】これら両者の積算手段の積算期間を与えるために、両者に共通の積算期間設定手段２５を有する点が本発明のポイントである。
【００４１】積算期間設定手段は、１秒あるいは０．１秒など任意の時間を発生するタイマー回路を有し、あらかじめ任意に定められた、積算期間毎に前記積算手段に信号を出力する。この積算期間の開始、終了は、手動によるスイッチ入力とすることも可能である。
【００４２】あるいは、測定した電圧または流量、あるいは積算値などが所定の値に達した時に開始又は終了とすることもできる。
【００４３】積算手段は、前記積算期間設定手段からの信号にもとづいて、その期間内の積算値（前記電力量計量手段および流量計量手段の出力の積算）を出力手段に出力する。出力手段２４は、メモリーあるいは、表示手段、あるいはパソコンへの出力インターフェイスなどより成る出力手段で、前記積算手段の出力を外部に出力するものである。
【００４４】本実施の形態により、得られた電力量・流量のグラフの例を図５に示す。
【００４５】このように、本実施の形態の多目的形電力量・流量計によれば、電力量と流体量とを同時系列で演算計量するので、電力量と流体量の時系列的な解析に有効な情報を提供することができる。また前述したように、電力量計および流量計の切換手段と演算手段とを用いることにより、小スペースかつ低コストで複数の回路の電力量と流体量とを計量することが可能となる。
【００４６】図６は本発明の実施の形態の外観図を示している。
【００４７】筐体４０の内部に図１で示した各構成手段を格納し、筐体前面部４１には、窓４２、４３、４４を設け、それぞれ電力量計量手段の出力、回路毎流体量演算手段の出力、あるいは、電力量積算装置などの出力を表示するとともに、これらあるいはその他の出力を演算処理するためのパソコン４５を筐体４０の上面に配置するための平坦部４６を設けている。また筐体４０の下部には台車４７をとりつけて、可動となっている。このように、１体に構成することによって、必要な場所で簡単に測定することができる。
【００４８】また、図７は本発明の他の実施の形態の外観を示している。
【００４９】５０は筐体で、筐体内に、図２又は図３におけるＡ／Ｄ変換部、演算部、積算手段、積算期間設定手段などを格納している。筐体表面５１に設けた窓５２、５３、５４には、演算部の出力、積算手段の出力などを表示している。本実施の形態では、流体検出部５７を筐体内に設けるのではなく、配管５８の途中に設けるようにしたものである。一般に流体は長い流路を作ると抵抗が増えて流量が減少する。このために、本実施の形態では、流体検出部は本来の配管内に配設できるように筐体から外したものである。検出部の出力である検出信号５９を筐体内のＡ／Ｄ変換部に接続する。
【００５０】この実施の形態により、流体配置の流路抵抗の増加を最小限におさえて測定することができる。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電圧と電流とから電力量を計量する電力量計量手段と、流体量を計量する流体量計量手段とをそなえ、前記電力量と前記流体量とを、同時系列で演算計量するので、電力量と流体量の時系列的な解析に有効な情報を提供するとともに、小スペースかつ低コストの多目的形電力量・流量計を提供できる。
【００５２】具体的には、下記のような効果を提供できる。
【００５３】１．電力量・流量を同一時間での演算値として、同一時間軸で出力するので、電力消費量・流体消費量のダイナミックな相関を検出することができる。
【００５４】２．積算期間を可変とするので、測定対象に合ったように、ノイズを除いた平均値的な処理を行うことができる。
【００５５】３．電力・流体消費を一元的に管理できる。
【００５６】（データをとった後、重ね合わせるなどの後処理が不要）
４．データがデジタル化されているので、データ解析・保存が容易である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月３０日（１９９９．７．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７４４５
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−４１９８５（Ｐ２００１−４１９８５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月１６日（２００１．２．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２１７１０９ |
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