《家用燃氣表計量常識》

2023-03-28 20:10:39 2

隨著生活水平的提高和環保意識的加強，人們日常做飯用的燃料已經從木柴、煤等資源浪費嚴重，汙染嚴重的常規能源轉變為使用天然氣和煤氣，甚至是電等清潔能源了。在這裡燃氣表就要發揮其作用了，有了它的自動累計功能，使得那些使用天然氣或管道煤氣的人家，可以方便地知道用了多少氣，以便能按照每月消耗燃氣的立方米數繳費。

從燃氣表的外面只能看到小玻璃窗裡有個帶數碼的滾輪，滾輪上也有七位數字，小數點前四位黑色，後三位紅色。用氣的時候能看到最低位的數字輪慢悠悠地轉動。當最低位從0轉到9時，它前面的那一位數字輪就轉動一下，使讀數增加一個數，這就是進位。顯然，這也是一種十進位的計數裝置，叫「滾輪計數器」。其外形如下圖。

滾輪的外表雖然是光溜溜的只有數字，實際上每一位數字的兩側都有一圈輪（有的是藏在數字輪裡邊的），相鄰的兩位旁邊還有一個小齒輪和兩個數字輪嚙合。但是小齒輪的形狀特殊，平時是打滑的，只在進位的時候帶動比它高的一位一起轉。雖然原理不算複雜，說起來卻一言難盡，而且不容易用圖形描述它的動作。這裡就不解釋其原理了。

滾輪計數器的優點很多，但它有個大缺點，就是進位的時候要同時帶動高位輪時，要克服很大的摩擦阻力。燃氣表由於推動力比較大，可以克服這個缺點。

燃氣表與古老的火車頭有著相同的原理，靠燃氣的壓力對外做功，推動滾輪計數器計數。具體怎麼做呢？把火車頭中的汽缸、活塞機構大大簡化一番，用「風箱」代替汽缸，用「薄膜」代替活塞。所謂「風箱」不過是用金屬做成的空盒子而已，盒子由兩半拼起來，中間夾一張柔軟而不透氣的薄膜。

薄膜的中間部分有金屬片夾著，是硬邦邦不能彎曲的「硬芯」，但周圍的薄膜十分柔軟，使硬芯可以在盒子裡左右運動。薄膜把盒內空間一分為二，各形成兩個「氣室」，即圖中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每個氣室都有通氣口，可經過這個口進氣或排氣。當左室的口進氣，右室的口排氣時，燃氣的壓力作用在薄膜上，使硬芯向右運動。反之，若右邊進氣，左邊出氣時，硬芯就向左運動。可見，如果把盒子看成汽缸，把薄膜和硬芯看成活塞，這不就和蒸汽機一樣了嗎？

在燃氣表裡使用了與蒸汽機相同的技術，使得薄膜和硬芯運動到最左邊或最右邊時，燃氣表可以繼續運動。具體說來，用兩套風箱和薄膜，它們的硬芯都用杆和同一根豎立著的軸相連，這個軸上有兩個曲柄，兩個曲柄也是相差90度，使得兩個硬芯的動作差半步。其中一個運動到頭時，另一個恰好在中間，永遠不會停下來。示意圖可參看下圖。

這個圖的上半部是目光平視時看到的曲軸和連杆，圖的下半部分是從上往下俯視的樣子。從這裡可以看出曲軸OC和OC'恰好相差90度。與前面的圖聯繫起來看，其實連杆AB及BC和左邊的硬芯相連，連杆A'B'及B'C'和右邊的硬芯相連。從這個圖中我們還可以清楚看到曲軸的轉動就帶動了滾輪計數器，從而把耗費的氣量累計下來。

燃氣收費是按立方米來計算的。風箱裡的薄膜每動作一次所排出的氣體體積由薄膜的面積和動作行程（也就是動作的幅度）決定。通過設計好這個體積，可以使得滾輪計數器讀數的單位正好為立方米，這樣用氣總量就可由滾輪計數器直接讀出了。