專利名稱：氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體的流量記錄控制裝置，尤其是一種氣體一次流量儀表的微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置。
目前，在城市以及許多鄉鎮，已廣泛地使用管道燃氣，但是，繁雜的、至少每月一次人工收費工作，不但給供應、物業管理部門造成極大的負擔，同樣也使用戶感到麻煩，并時常因收不到有關費用而產生許多矛盾。隨著科技的發展，現在已有了一些IC卡預收費裝置應用于管道煤氣的預收費中，但是這些裝置最大的問題就是電源的問題。因為外部電源無法為其提供能量，而要切斷管路并長時間維持電路的工作，只能采用電池供電，而電池的容量有限，需要經常更換電池，否則控制系統將會癱瘓而無法達到預收費的控制目的。并且控制燃氣管路的閥門，要達到理想的控制效果，從技術上實現還很困難，目前的控制閥門成本較高，需使用較大的電源電力，結構復雜，可靠性和安全性較差，維護管理繁雜，并且這些產品均需完全取代、廢棄現有的氣表的計量裝置，這不符合我國經濟現狀，并且由于其存在功能單一，通用性、靈活性較差，安裝操作復雜，等諸多缺點而沒有得到廣泛地推廣應用。
本實用新型的主要目的就是針對現有技術之不足而提供一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其直接從機械式計量儀表上取得控制電路所需的計量信號，并接通控制電路電源，完成數據的讀寫、運算。
本實用新型的次要目的是提供一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其只有在按某一計量單位計數時(例如消耗了一立方米氣)，該裝置才在短時間(例如一秒)內工作，在其它時間處于自動關閉狀態，從而大大延長電池的使用時間，達到降低功耗的目的。
本實用新型的又一目的是提供一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其切斷管道的執行機構采用自保持式機構，采用手動方式打開閥門，釋放閥門的動作由控制電路控制，并且外力不影響內部機構的釋放動作，并且執行機構的動力亦為微功耗的。
本實用新型的再一目的是提供一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其提供控制電路中設置有外接電源掉電或電力不足時，執行機構執行切斷所用的后備電源。
本實用新型的另一目的是提供一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其掉電切斷執行機構用的后備電源可由外部電池實施充電。
本實用新型的目的是這樣實現的一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，它由裝置管道上的殼體內控制電路板和執行機構所組成。其在機械式流量儀表的計數裝置接設信號采集裝置，信號采集裝置的輸出接控制電路，控制電路的輸出接至管道切斷的執行機構；其中執行機構為自保持式機構。
所述的自保持式的執行機構的送氣手動開關的一端延伸在執行機構的殼體外，其彎折部鉸接在支架上，另一端與閥門連桿鉸接；連桿的另一端鉸接平衡桿；平衡桿的一端接閥門，另一端抵接在釋放桿的彎折部；釋放桿的一端通過復位彈簧固接在殼體上，另一端對應設有釋放開關K3，中部鉸接在支架上，中下部鉸接推桿；推桿的另一端設在電機撥桿切斷位置上，閥門活塞設在管道內，閥門活塞下可設有復位彈簧。
所述的電機的減速器上設有狀態控制裝置，狀態控制裝置可為位置開關K4以及設置在其上部的撥桿所構成，亦可為行程開關，或滑動觸點。
所述的狀態控制裝置對應有狀態指示裝置。
所述的釋放桿的一端對應設有漏氣釋放電磁鐵。
所述的控制電路的計量讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管接單片機的電源端以及復位、中斷輸入端，計量讀數延時電源開關電路與外接電源之間接有讀數開關K1；接外接電源的IC卡讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管并接單片機復位輸入端和插卡信號輸入端，IC卡插卡延時電源開關電路與外接電源之間設有插卡開關K2；單片機的輸出接存儲器，以及插卡報警器和顯示電路，并通過電機正反轉電路接至執行機構電機的輸入。
所述的控制電路還包括電源監測電路，該電路輸入接切斷電源以及切斷控制開關K3，其輸出接執行機構電機的輸入端。
所述的控制電路還包括漏氣檢測電路，該電路輸入氣敏傳感器，其輸出接執行機構釋放電磁鐵。
所述的計量讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管接單片機的復位輸入和讀數中斷輸入信號分別通過各自的延時電路接至單片機的復位端和讀數中斷輸入端，其中復位延時時間比中斷延時時間短；所述的IC卡插卡延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管并接單片機復位信號和插卡信號分別通過各自的延時電路接復位輸入端和插卡信號輸入端，其中復位延時的時間比插卡信號的延時電路的時間短。
所述的切斷電源的電池可為充電電池，其通過隔離二極管接至所述的控制電路的外接電池。
根據上述的結構可以得知，本實用新型操作實施簡便，可靠性高，充分利用了現有的機械式流體計量儀表，實現了采用先進的電子技術完成的流體計量和使用的預收費目的，其控制裝置只在短時間內工作，而在其它時間處于自動關閉狀態，從而大大延長電池的使用時間，降低了功耗，并且設置了可充電的掉電切斷電源，從而提高可靠性，該裝置安裝方便，制造成本低。
以下結合附圖和具體實施方案對本實用新型做進一步的詳細說明。
圖1為本實用新型的系統構成方框圖；圖2為本實用新型的一較佳實施例閥門、齒輪傳動執行機構結構示意圖以及控制電路原理圖；參見圖1、2，本實用新型的一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，它由裝置管道上的殼體內控制電路板和執行機構所組成。其在機械式流量儀表的計數裝置上接設信號采集裝置，信號采集裝置的輸出接控制電路，控制電路的輸出接至管道切斷的執行機構；其中執行機構為自保持式機構。
自保持式的執行機構的送氣手動開關1的一端延伸在執行機構的殼體14外，其彎折部鉸接在支架5上，另一端與閥門4連桿2鉸接；連桿2的另一端鉸接平衡桿3；平衡桿3的一端接閥門，另一端抵接在釋放桿6的彎折部；釋放桿6的一端通過復位彈簧7固接在殼體14上，另一端對應設有釋放開關K3，中部鉸接在支架上，中下部鉸接推桿8；推桿8的另一端設在電機12撥桿15切斷位置上，閥門活塞9設在管道11內，閥門活塞9下可設有復位彈簧10。當扳動送氣手動開關1后，其使連桿2向下移動，使平衡桿3到達平衡位置，閥門4向下移動，打開供氣管道11。當使用完預購的氣體用量后或因其他原因需關閉供氣管道11時，控制電路發出關閉閥門的信號后，執行機構的電機12帶動其上的狀態控制裝置，如由撥桿15和對應的位置開關K4所組成的狀態控制裝置，向左移動，撥動撥桿15向左移動，而使釋放桿6繞固定鉸接的軸轉動，這時抵觸在釋放桿6彎折部的平衡桿3不再受到阻擋，閥門4的活塞9受其下部彈簧10的作用，向上移動，而關閉了供氣管道11。這時如果即使再撥動送氣手動開關1，由于釋放桿6處于傾斜位置，平衡桿3得不到其彎折部的阻擋而無法保持壓下閥門活塞9，也就無法開通供氣管道11。因此任何手動強行打開閥門4是不能做到的，閥門4的關閉完全由控制電路的管理。
并且在電機12的減速器13上設有狀態控制裝置，狀態控制裝置可由撥桿15和位置開關K4組成，或可為行程開關，或可為滑動觸點等。狀態控制裝置對應有狀態指示裝置，可分別設A正常運行、B提前報警、C切斷管道和D電機斷電的文字或標記，來指示整個裝置所處的狀態，并及時提醒用戶注意。
釋放桿6的一端對應設有漏氣釋放電磁鐵DZ。
本實用新型可利用現有的機械式計量儀表，在計量儀表的計數器盤上安裝檢測用輕觸開關或干簧管獲得控制電路所需要的流量信號，并按某一計量單位采集流量信號。當計數器盤轉動一圈時，信號采集裝置向控制電路發出一個讀數信號。
控制電路由接外接電源DC的計量讀數延時電源開關電路IC2的輸出通過驅動晶體管T1接單片機IC4的電源端以及復位RST、中斷輸入端P32，接工作電源的IC卡讀數延時電源開關電路IC3的輸出通過驅動晶體管T2并接單片機IC4復位輸入端RST和插卡信號輸入端P33；單片機IC4的輸出接存儲器EEPROM、執行機構電機26的輸入以及插卡報警器D、Y和顯示電路IC5、IC6。單片機IC4的控制信號通過與門驅動器，再接電機12正反轉電路接至執行機構電機12的輸入，以控制電機12的正反轉，而實現對管道11的開通或關閉。
當信號采集裝置發出讀數信號后，當計數器盤有一讀數時，電源開關K1接通，計量讀數延時電源開關電路IC2得電并延時較短的時間后掉電，其輸出通過驅動晶體管T1接單片機IC4的電源端，而復位輸入RST通過電容C6和電阻R2組成的延時電路接單片機IC4的復位口線。中斷輸入P32信號通過電容C5和電阻R1構成的延時電路接至單片機IC4的P32口，其中復位延時時間比中斷延時時間短。已保證先使單片機IC4復位口線穩定后，再完成中斷讀數和計數。
當插入IC卡時，電源開關K2被接通，IC卡插卡延時電源開關電路IC3得電并延時較短的時間后掉電，其輸出通過其輸出通過驅動晶體管T2接單片機IC4的電源端，而復位輸入RST通過電容C7和電阻R3組成的延時電路接單片機IC4的復位口線。中斷輸入P33信號通過電容C8和電阻R4構成的延時電路接至單片機IC4的P32口，其中復位延時時間比中斷延時時間短。從而保證先使單片機IC4復位口線穩定后，再完成插卡數據交換和短時間的顯示工作。
這樣不論是計數還是插卡或查詢，都是使單片機IC4先上電、復位，再讀數計數或完成與卡的數據交換及顯示，而單片機以及整個控制電路的工作時間僅在IC卡讀數延時電源開關電路IC3和計量讀數延時電源開關電路IC2的延時時間內，而盡可能地實現了微功耗的節能目的。
電源監測電路IC7由三極管T6和T7組成。當電源電池的電壓低于安全工作電壓值或更換電池時，T7、T6導通使電機12轉動，這時電機12的狀態控制裝置到達掉電指示位置，其上的撥桿15推動推桿8進一步向左移動，釋放桿6的一端斷開開關K3，從而全面切斷電源，電機12停止轉動。當安裝上外接電池后，插卡回復掉電前的狀態。
漏氣檢測電路輸入接氣敏傳感器QG的輸出，當有氣體泄漏時，檢測電路有輸出，電磁鐵DZ得電，電磁鐵DZ設在執行機構的釋放桿6附近，其及時吸動釋放桿6，而切斷管道11供氣。
掉電切斷電源電路由外接電源通過隔離二極管接充電電池，這樣該內部電池可保證不斷地從外接電池得到電力，而免于經常的更換。并且在外接電池更換或出現故障時，其使三極管T6、T7導通，電機12則立即向切斷的方向轉動，而完成切斷管道11的動作。
本實用新型安裝在管道時，其信號采集裝置直接從燃氣表的計數表盤上取得流量計數信號，再通過信號線接至放置控制電路板和執行機構裝置的殼體內。信號線的保護通過線體本身的鋼索和控制電路的單片機的技術控制來完成的。
權利要求1.一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，它由裝置管道上的殼體內控制電路板和執行機構所組成，其特征在于其在機械式流量儀表的計數裝置接設信號采集裝置，信號采集裝置的輸出接控制電路，控制電路的輸出接至管道切斷的執行機構；其中執行機構為自保持式機構。
2.根據權利要求1所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的自保持式的執行機構的送氣手動開關的一端延伸在執行機構的殼體外，其彎折部鉸接在支架上，另一端與閥門連桿鉸接；連桿的另一端鉸接平衡桿；平衡桿的一端接閥門，另一端抵接在釋放桿的彎折部；釋放桿的一端通過復位彈簧固接在殼體上，另一端對應設有釋放開關K3，中部鉸接在支架上，中下部鉸接推桿；推桿的另一端設在電機撥桿切斷位置上，閥門活塞設在管道內，閥門活塞下可設有復位彈簧。
3.根據權利要求2所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的電機的減速器上設有狀態控制裝置，狀態控制裝置可為位置開關K4以及設置在其上部的撥桿所構成，亦可為行程開關，或滑動觸點。
4.根據權利要求3所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的狀態控制裝置對應有狀態指示裝置。
5.根據權利要求2所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的釋放桿的一端對應設有漏氣釋放電磁鐵。
6.根據權利要求1所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的控制電路的計量讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管接單片機的電源端以及復位、中斷輸入端，計量讀數延時電源開關電路與外接電源之間接有讀數開關K1；接外接電源的IC卡讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管并接單片機復位輸入端和插卡信號輸入端，IC卡讀數延時電源開關電路與外接電源之間設有插卡開關K2；單片機的輸出接存儲器，以及插卡報警器和顯示電路，并通過電機正反轉電路接至執行機構電機的輸入。
7.根據權利要求1所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的控制電路還包括電源監測電路，該電路輸入接切斷電源以及切斷控制開關K3，其輸出接執行機構電機的輸入端；開關K3后接有連動開關K5，開關K5與插卡開關K2并接。
8.根據權利要求1所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的控制電路還包括漏氣檢測電路，該電路輸入氣敏傳感器，其輸出接執行機構釋放電磁鐵。
9.根據權利要求6所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的計量讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管接單片機的復位輸入和讀數中斷輸入信號分別通過各自的延時電路接至單片機的復位端和讀數中斷輸入端，其中復位延時時間比中斷延時時間短；所述的IC卡讀數延時電源開關電路的輸出通過驅動晶體管并接單片機復位信號和插卡信號分別通過各自的延時電路接復位輸入端和插卡信號輸入端，其中復位延時的時間比插卡信號的延時電路的時間短。
10.根據權利要求1所述的氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置，其特征在于所述的切斷電源的電池可為充電電池，其通過隔離二極管接至所述的控制電路的外接電池。
專利摘要一種氣表微功耗預收費控制裝置及其管路切斷裝置,其在機械式流量儀表的計數裝置接設信號采集裝置,信號采集裝置的輸出接控制電路,控制電路的輸出接至管道切檢測斷的執行機構;其中執行機構為自保持式機構,并且設有掉電切斷電源以及漏氣檢測電路和切斷裝置,本實用新型操作實施簡便,可靠性高,充分利用了現有的機械式流體計量儀表,其控制裝置只在短時間內通電工作,從而大大延長電池的使用時間,降低了功耗。
文檔編號G01F1/00GK2289206SQ96244708
公開日1998年8月26日 申請日期1996年12月2日 優先權日1996年12月2日
發明者邢偉華 申請人:邢偉華