外部供電式射頻自動溫控閥的製作方法

2023-09-22 10:33:45 4

專利名稱：外部供電式射頻自動溫控閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種溫控電動閥門，屬於電動閥門領域，還屬於熱計量產品。
背景技術：
我國人口眾多，資源相對緊缺，節約能源、減少環境汙染，成為我國國民經濟可持 續發展的關鍵。採暖系統採用單管順流式供熱系統，供暖收費按面積計算，對於不能按時繳 納熱費的用戶沒有制約控制手段，在一定程度上影響了企業的經濟效益。此外，居民供暖中 普遍存在冬季採暖耗熱量大，導致熱量浪費嚴重，部分地區甚至造成住宅用戶低溫。普通機械式熱量表作為一種供熱採暖分戶計量裝置，在實際使用中遇到難於克服 的問題一是因為供熱系統水質而造成的堵塞；二是因無收費標準而引發的收費糾紛 』三 是因僅計量無控制功能而存在的社會不節能、家庭不節支；四是因惡意欠費而存在的物業 管理部門收費難；五是工作電源不穩定導致閥門工作狀態不穩定，可靠性低。
發明內容為了解決現有供熱計量產品存在的受電源影響大、易堵塞、不節能的問題，本實用 新型提供了 一種，外部供電式射頻自動溫控閥。本實用新型所述的外部供電式射頻自動溫控閥由閥體和控制盒組成，控制盒固定 在閥體上，所述控制盒包括主控電路板、溫度傳感器、外部電源連接埠、液晶顯示器、按 鍵、射頻線圈、閥體轉動位置測試裝置、殼體和微型電機，所述微型電機位於殼體的底部，並 且與閥體的殼體固定連接，所述微型電機的輸出軸的一端與閥體中的不鏽鋼球的轉動軸固 定連接，用於驅動所述不鏽鋼球轉動；所述殼體與閥體的外殼固定連接，閥體轉動位置測試 裝置固定在殼體內，且位於微型電機的上部，微型電機的輸出軸的另一端與閥體轉動位置 測試裝置的測試轉盤的轉軸固定連接，液晶顯示器固定在殼體內的上部，並在所述殼體的 頂面與所述液晶顯示器的顯示窗對應的位置開有顯示窗口，主控電路板位於殼體內，且固 定在液晶顯示器下部，按鍵固定在主控電路板上，在殼體的頂面與所述按鍵的按鈕對應的 位置開有按鍵窗口，射頻線圈固定在殼體的側壁上，溫度傳感器的測試端位於殼體外部，並 且所述溫度傳感器通過數據線與主控電路板連接，外部電源連接埠位於殼體外部，並且 所述外部電源連接埠通過電源線與主控電路板的工作電源輸入埠連接。上述外部供電式射頻自動溫控閥的電氣連接關係為液晶顯示器的數據輸入輸出 端連接主控電路板的顯示信號輸出輸入端，該液晶顯示器作為信息輸出的顯示設備；按鍵 的信號輸出端連接主控電路板的按鍵信號輸入端，溫度傳感器的信號輸出端連接在主控電 路板的溫度信號輸入端，主控電路板的電機驅動信號輸出端連接微型電機的驅動信號輸入 端，所述主控電路板的閥體狀態信號輸入端連接閥體轉動位置測試裝置的閥體轉動位置信 號輸出端，射頻線圈的信號輸入輸出端連接主控電路板的射頻卡信號輸入輸出端。本實用新型所述的溫控閥的閥體採用靜態零功耗電動球閥具有輸出扭矩大、功耗 低、抗結垢、耐腐蝕、壓損小等特點。[0008]所述殼體的頂面開有顯示窗口和按鍵窗口，提供了可視化的人機交換界面，便於 人們觀察、了解溫控閥的工作狀態，且可以通過按鍵進行設置和查詢相關信息，控制閥體中 不鏽鋼球的開關操作。所述射頻線圈位於機殼的側壁內部，對應該側壁的外部即為讀卡區。所述射頻線 圈在主控電路板的控制下，能夠實現非接觸式讀取射頻卡片信息。即將射頻IC卡放到機 殼外部讀卡區附近，就可以進行讀去射頻IC卡內部數據的操作。通過設置不同功能的卡 (管理卡、清零卡、設置卡、區域檢測卡、用戶卡、充值卡等等)，來實現對溫控閥的參數設置、 測試等功能。由於採用射頻線圈，所以本實用新型的溫控閥是採用射頻卡作為數據載體，沒有 房間布線和室外布線，減少了節能改造成本，同時有效地保證了數據安全。所述閥體轉動位置測試裝置適用於測量閥體中不鏽鋼球的旋轉位置的裝置，一般 採用機械結構實現，該裝置能夠配合主控制電路板精確測量閥體的不鏽鋼球的位置，進而 判斷閥體的狀態，即開狀態、關狀態。所述主控電路板能夠實現的功能有1、將外接直流電源輸入的直流電壓通過電壓 轉換晶片轉換成工作電壓3. 3V。2、從溫度傳感器獲取實時室內溫度。3、根據獲取的溫度控 制微型電機旋轉，即控制閥體的開、關或者半開、半關。4、通過射頻線圈讀取外部射頻卡片 的相關信息。5、根據讀取的射頻卡片相關信息控制微型電機旋轉。6、將獲取的溫度信息、 外部射頻卡片信息在LCD液晶顯示器中顯示，還可以顯示用戶或者調試人員需要獲知的信 息，例如錯誤信息、用戶卡戶、累計供熱天數、剩餘時間、未開戶、表信息、客戶編號、供熱面 積、軟體版本號等信息。7、讀取按鍵的狀態，並根據預先設定的規則將按鍵的狀態或者多個 狀態的組合轉變成命令控制顯示信息或者微型電機的旋轉。8、還可以提供聲音提示信息。本實用新型所述的外部供電式射頻自動溫控閥內部沒有供電電源，而是提供了外 部電源連接埠，所述外部電源連接埠用於與外部供電電源連接，為溫控閥提供工作電 源。本實施方式充分考慮到我國北方地區供熱周期長，在供熱周期內溫度不均衡、浪費能源 以及工作電源不穩定等問題，將溫控閥的供電電源採用外部供電的方式，即採用外部直流 電源供電，使得溫控閥的供電電源穩定，提高工作可靠性。由於每個溫控閥的功耗很低，因 此在實際應用時，可以多個溫控閥使用同一個直流電源。例如所述外部直流電源可以採用 6V直流電源，將一個供熱單元內的所有溫控閥並聯在一塊6V/3A的外接直流電源的電源輸 出端上，這種方法大大的減小了安裝難度和節約了安裝時間，而且便於統一管理。採用本實用新型所述的溫控閥實現熱計量收費與現有採用熱計量表實現熱計量 和收費方式相比較的優點有節能現有採用的熱能計量收費方式，採用熱計量表計量用戶使用的熱量，只是 一種計量工具，不具備用戶節能操作功能，需要和散熱器溫控閥配合使用，才能產生節能效 果。本實用新型的射頻卡智能控制閥自身帶有用戶開關，用戶完全可以根據自己的需要通 過開啟或關閉實現選擇性消費，達到節能效果。收費管理現有採用的熱能計量收費方式中，熱計量表只顯示計量結果，不具備收 費和限制使用功能。本實用新型的溫控閥，採用射頻卡進行採暖預付費，用戶只有購買的使 用權限消費為0時，程序將自動關閉閥門，實現了收費和消費權限的管理。熱能提供部門通 過安裝在管理部門的專用軟體，給用戶收費充值同時完成對採暖用戶的管理和統計查詢。[0017]對供熱系統的適應性熱計量表對採暖水質有苛刻要求，特別是水系統中的雜質 易造成在流量計腔體內的淤積，使熱量表無法工作。射頻卡採暖計費控制閥對系統水質無 嚴格要求，運行安全穩定。維護使用成本熱計量的電池壽命按國家規定6年更換一次。且需要每兩年拆 下校驗一次。射頻卡採暖計費控制閥開/關四次，一個30AH的電池可用3年。時鐘誤差 +/-(10-5)，在使用壽命中無須校驗。

圖1是本實用新型所述的溫控閥的結構示意圖，圖2是圖1所示殼體SC-11的頂 面的結構示意圖，圖3是圖1所示的溫控閥的電氣連接示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一本實施方式所述的外部供電式射頻自動溫控閥由閥體SC-5和 控制盒組成，控制盒固定在閥體SC-5上，所述控制盒包括主控電路板SC-1、溫度傳感器 SC-2、外部電源連接埠 SC-4、液晶顯示器SC-6、按鍵、射頻線圈SC-9、閥體轉動位置測試 裝置SC-10、殼體SC-11和微型電機SC-12，所述微型電機SC-12位於殼體SC-11的底部，並 且與閥體SC-5的殼體固定連接，所述微型電機SC-12的輸出軸的一端與閥體SC-5中的不 鏽鋼球SC-13的轉動軸固定連接，用於驅動所述不鏽鋼球SC-13轉動；所述殼體SC-11與 閥體SC-5的外殼固定連接，閥體轉動位置測試裝置SC-10固定在殼體SC-11內，且位於微 型電機SC-12的上部，微型電機SC-12的輸出軸的另一端與閥體轉動位置測試裝置SC-10 的測試轉盤的轉軸固定連接，液晶顯示器SC-6固定在殼體SC-11內的上部，並在所述殼體 SC-11的頂面與所述液晶顯示器SC-6的顯示窗對應的位置開有顯示窗口 SC-7，主控電路板 SC-1位於殼體SC-11內，且固定在液晶顯示器SC-6下部，按鍵固定在主控電路板SC-1上， 在殼體SC-11的頂面與所述按鍵的按鈕對應的位置開有按鍵窗口 SC-8，射頻線圈SC-9固定 在殼體SC-11的側壁上，溫度傳感器SC-2的測試端位於殼體SC-11外部，並且所述溫度傳 感器SC-2通過數據線與主控電路板SC-1連接，外部電源連接埠 SC-4位於殼體SC-11外 部，並且所述外部電源連接埠 SC-4通過電源線與主控電路板SC-1的工作電源輸入埠 連接。上述外部供電式射頻自動溫控閥的電氣連接關係為液晶顯示器SC-6的數據輸 入輸出端連接主控電路板sc-l的顯示信號輸出輸入端，該液晶顯示器SC-6作為信息輸出 的顯示設備；按鍵的信號輸出端連接主控電路板SC-1的按鍵信號輸入端，溫度傳感器SC-2 的信號輸出端連接在主控電路板SC-1的溫度信號輸入端，主控電路板SC-1的電機驅動信 號輸出端連接微型電機SC-12的驅動信號輸入端，所述主控電路板SC-1的閥體狀態信號輸 入端連接閥體轉動位置測試裝置SC-10的閥體轉動位置信號輸出端，射頻線圈SC-9的信號 輸入輸出端連接主控電路板SC-1的射頻卡信號輸入輸出端。本實施方式所述的閥體SC-5可以採用納米不鏽鋼球彈性密封閥體，是「四氟襯彈 性密封」技術和高強度的納米不鏽鋼球技術，徹底解決了因管道系統結垢、腐蝕和系統水質 差造成的堵塞，以及閥門球壁間夾入雜質上起的扭力過大等問題，並具有定期洗閥功能。本實施方式中的溫度傳感器SC-2可以採用DS18B20數字溫度傳感器。該種溫度傳感器體積小，並可長距離傳輸數據，因此其可以延伸到住戶空間的任意角落。另外，該種傳 感器是12位溫度存貯，最高可精確到小數點後三位，實際中，按照四捨五入方法取整數位， 將實時測量的溫度傳送給主控制電路板SC-1。本實施方式中所述的按鍵可以由多個按鍵組成，進而實現不同的功能。例如可以 由兩個按鍵組成，開/關閥按鍵和充值/查詢按鍵，其中，開/關按鍵，在用戶對閥有充值操 作後，且有預存餘值的前提下，便可以使用此按鍵SC7進行手動開/關閥操作。充值/查詢 按鍵，當有對射頻IC卡操作時，需要按此鍵完成對射頻IC卡操作，也可以在無射頻IC卡操 作時，長按此按鍵3秒以上，進行信息查詢操作。本實施方式的主控電路板SC-1的主控晶片採用TI公司的MSP430系列單片機，該 種單片機具有超低功耗、內嵌信息存儲器、斷電數據不丟失的優點。本實施方式中的電子器件可以採用軍品電子元器件，使得本實施方式所述的溫控 閥的工作環境可以達到85°C以上，更適合於熱計量技術領域。
具體實施方式
二本實施方式所述的外部供電式射頻自動溫控閥是在具體實施方 式一所述的外部供電式射頻自動溫控閥的基礎之上，增加了電池SC-3，所述電池SC-3固定 在殼體SC-11內，電池SC-3的供電信號輸出端連接主控電路板SC-1的備用電源輸入端。本實施方式增加的電池SC-3可以在外部直流電源不能夠提供工作電源的情況 下，為溫控閥提供工作電源，維持溫控閥在斷電情況下的正常工作，有效地避免了由於外部 直流電源斷電造成閥體異常開或者關的情況，提高了溫控閥的工作可靠性。本實用新型所述的溫控閥的結構不局限於上述各個實施例所介紹情況。本實用新型在實際應用時，將外部供電式射頻自動溫控閥安裝在暖氣供水管線 上，然後將外部電源連接埠與外部直流電源連接。安裝完畢之後，採用射頻卡來設置用戶 的相關數據信息，然後在採用用戶的射頻卡進行充值數據輸入，之後，外部供電式射頻自動 溫控閥就可以正常工作了。直到外部供電式射頻自動溫控閥內預存熱費為0、或者供熱時間 滿時，停止工作。以上所述實施方式僅為本實用新型的實施例，而不限於上述實施例，對於本領域 一般技術人員而言，在不背離發明原理的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都屬於 本實用新型的構思和所附權利要求的保護範圍。
權利要求外部供電式射頻自動溫控閥，它由閥體(SC 5)和控制盒組成，控制盒位於閥體(SC 5)上，其特徵在於，所述控制盒固定在閥體(SC 5)上，所述控制盒包括主控電路板(SC 1)、溫度傳感器(SC 2)、外部電源連接埠(SC 4)、液晶顯示器(SC 6)、按鍵、射頻線圈(SC 9)、閥體轉動位置測試裝置(SC 10)、殼體(SC 11)和微型電機(SC 12)，所述微型電機(SC 12)位於殼體(SC 11)的底部，並且與閥體(SC 5)的殼體固定連接，所述微型電機(SC 12)的輸出軸的一端與閥體(SC 5)中的不鏽鋼球(SC 13)的轉動軸固定連接，用於驅動所述不鏽鋼球(SC 13)轉動；所述殼體(SC 11)與閥體(SC 5)的外殼固定連接，閥體轉動位置測試裝置(SC 10)固定在殼體(SC 11)內，且位於微型電機(SC 12)的上部，微型電機(SC 12)的輸出軸的另一端與閥體轉動位置測試裝置(SC 10)的測試轉盤的轉軸固定連接，液晶顯示器(SC 6)固定在殼體(SC 11)內的上部，並在所述殼體(SC 11)的頂面與所述液晶顯示器(SC 6)的顯示窗對應的位置開有顯示窗口(SC 7)，主控電路板(SC 1)位於殼體(SC 11)內，且固定在液晶顯示器(SC 6)下部，按鍵固定在主控電路板(SC 1)上，在殼體(SC 11)的頂面與所述按鍵的按鈕對應的位置開有按鍵窗口(SC 8)，射頻線圈(SC 9)固定在殼體(SC 11)的側壁上，溫度傳感器(SC 2)的測試端位於殼體(SC 11)外部，並且所述溫度傳感器(SC 2)通過數據線與主控電路板(SC 1)連接，外部電源連接埠(SC 4)位於殼體(SC 11)外部，並且所述外部電源連接埠(SC 4)通過電源線與主控電路板(SC 1)的工作電源輸入埠連接；上述外部供電式射頻自動溫控閥的電氣連接關係為液晶顯示器(SC 6)的數據輸入輸出端連接主控電路板(SC 1)的顯示信號輸出輸入端，按鍵的信號輸出端連接主控電路板(SC 1)的按鍵信號輸入端，溫度傳感器(SC 2)的信號輸出端連接在主控電路板(SC 1)的溫度信號輸入端，主控電路板(SC 1)的電機驅動信號輸出端連接微型電機(SC 12)的驅動信號輸入端，所述主控電路板(SC 1)的閥體狀態信號輸入端連接閥體轉動位置測試裝置(SC 10)的閥體轉動位置信號輸出端，射頻線圈(SC 9)的信號輸入輸出端連接主控電路板(SC 1)的射頻卡信號輸入輸出端。
2.根據權利要求1所述的外部供電式射頻自動溫控閥，其特徵在於，所述閥體(SC-5) 是納米不鏽鋼球彈性密封閥體。
3.根據權利要求1所述的外部供電式射頻自動溫控閥，其特徵在於所述溫度傳感器 (SC-2)是DS18B20數字溫度傳感器。
4.根據權利要求1所述的外部供電式射頻自動溫控閥，其特徵在於所述主控電路板 (SC-1)的主控晶片是TI公司的MSP430系列單片機。
5.根據權利要求1所述的外部供電式射頻自動溫控閥，所述按鍵由多個按鍵組成。
6.根據權利要求1至5中任意一項權利要求所述的外部供電式射頻自動溫控閥，其特 徵在於，它還包括電池(SC-3 )，所述電池(SC-3 )固定在殼體(SC-11)內，電池(SC-3 )的供電 信號輸出端連接主控電路板(SC-1)的備用電源輸入端。
專利摘要外部供電式射頻自動溫控閥，屬於電動閥門技術領域。它解決了現有供熱計量產品存在的受電源影響大、易堵塞、不節能的問題，本實用新型的微型電機的輸出軸的一端與閥體中的不鏽鋼球的轉動軸固定連接，用於驅動所述不鏽鋼球轉動；所述輸出軸的另一端與閥體轉動位置測試裝置的測試轉盤的轉軸固定連接，用於測試不鏽鋼球的轉動位置，所述殼體頂面開有顯示窗口和按鍵窗口，射頻線圈固定在殼體內的側壁上，用於讀取殼體外部的射頻卡片的信息，溫度傳感器的測試端位於殼體外部，用於採集外部溫度，外部電源連接埠位於殼體外部，用於連接外部供電的直流電源。所述溫控閥還可以增加用作備用電源的電池。本實用新型可應用於現有熱計量的系統中。
文檔編號F16K31/04GK201723819SQ20102027389
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者崔崇民 申請人:哈爾濱聖昌科技開發有限公司