用於智能ic卡燃氣表的帶過壓及過流保護功能的微電子控制器的製作方法

2023-11-07 01:52:52 2

專利名稱：用於智能ic卡燃氣表的帶過壓及過流保護功能的微電子控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠實時監控通過燃氣基表管道的壓力及流量，尤其是能夠識別通過燃氣管道的安全壓力和安全流量的微電子控制設備。
背景技術：
城市燃氣的輸配原理是將高壓的可燃氣體(天然氣、人工煤氣、LPG)經高一中壓調壓器、中一低壓調壓器的降壓，將低壓的燃氣輸送到用戶家裡，一旦末級調壓器故障，由於用戶端再沒有調壓設備，會造成中壓進戶，如果用戶正在使用燃氣，會發生爆燃引發事故，這種情況我們稱之為過壓。當連接用氣設備的膠皮管老化斷裂或脫落等情況發生時，會造成用戶燃氣表的通過流量大於最大額定流量，這種狀況我們稱之為過流。
目前，公知的智能型IC卡燃氣表是由基表、機電閥(電磁閥)以及微電子控制器組成，其微電子控制器只具有IC卡預收費的控制功能，而沒有對流經燃氣表的燃氣的實際壓力及流量實施實時監控，一旦發生過壓或過流後果非常嚴重。
對於燃氣計量器具的燃氣表基表來說，其工作原理是靠表中皮膜的往復運動來推動齒輪轉動達到計量目的，當通過基表的氣體壓力及流量超過最大壓力及流量時，勢必會損害皮膜，影響計量的精度。

發明內容
為了克服現有的智能IC卡燃氣表控制器不能對流經基表的氣體壓力及流量進行實時的監控，從而就不能作出正確的判斷及相應安全處理的不足，本實用新型提供一種用於智能IC卡燃氣表的帶過壓及過流保護的微電子控制器，該控制器不僅能對流經燃氣基表的氣體壓力及流量實施實時監控，而且能快速準確的作出判斷，判斷出流經管道的氣體壓力及流量是否超出燃氣基表所能承受的額定壓力及額定流量。如果發生過壓或過流，那麼微電子控制器將會發出關閉控制閥門的指令，從而切斷危險性氣源，保證用戶的用氣安全。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是一種用於智能IC卡燃氣表的帶過壓及過流保護功能的微電子控制器，其特徵在於，該控制器帶有計算單位時間過氣量的晶振，該控制器與安裝在該燃氣表的控制閥門的內壁上的一個壓力傳感器的輸出信號相連，實時地從壓力傳感器採樣得到管道壁壓力的模擬量，再經該微電子控制器通過模數A/D轉換，而且該微電子控制器從安裝在燃氣基表碼盤上的磁缸及幹黃管的配合得到脈衝信號。
其中，該微電子控制器實時地從壓力傳感器採樣得到管道壁壓力的模擬量，再經該微電子控制器通過模數A/D轉換，從而得到燃氣表的實際壓力值P，再將實際的壓力值P與燃氣表的額定壓力值P1進行比較，當P＞P1時，我們就認為管道的壓力已經過大，那麼微電子控制器將要採取過壓保護措施，即控制器會立即發出關閉燃氣表控制閥門的指令，切斷已經過壓的危險氣源，從而達到過壓保護的目的。
另外，過流保護是微電子控制器通過計算一定時間內所得到的採樣脈衝個數來判斷管道中的流量是否已經超限，如果流量超限，同樣控制器也將作出切斷氣源的過流保護措施，以確保用戶的安全用氣；其中，這裡脈衝信號的來源是靠安裝在燃氣基表碼盤上的磁缸及幹黃管的配合而得到的，即當管道中的氣體流量越大，則幹黃管的吸合頻率也就越高，即脈衝個數與氣體流量是成正比的，即Q＝CP/t，其中Q表示氣體流量，CP表示脈衝個數，t表示時間(單位為秒)。
本實用新型的有益效果是，可以在監測通過燃氣基表管道壓力及流量大小的同時，方便的區分出氣源的安全性，並採取相應的措施，結構簡單。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是壓力傳感器組件的俯視圖。
圖3是圖2所示壓力傳感器組件沿A-A的剖面圖。
圖4是帶壓力傳感器的燃氣控制閥總裝圖的俯視圖。
圖5是圖4所示燃氣控制閥沿B-B的縱剖面圖。
圖6是智能IC卡燃氣控制器的總裝圖。
圖1中1為單片機(即微處理器)部分，2為復位電路，3為控制器的閥門驅動電路部分，4為控制器的電源部分，5為IC卡電路部分，6為存儲電路部分，7為LCD液晶顯示部分，8為蜂鳴器報警電路，9為485串形通訊電路部分，10為按鍵顯示部分，11為脈衝及磁幹擾信號採樣電路部分，12為壓力採樣電路部分。
圖6中13為燃氣表的控制閥，14為鑲嵌於控制閥腹腔中的壓力傳感器，15為出氣管，16為燃氣基表，17為基表的碼盤，18為電子控制盒。以上組件經過機械裝配便形成圖6所示的帶過壓及過流保護的IC卡燃氣表。
具體實施方式
本實用新型產品是以微處理器為核心，所有的數據以及信號都經過它進行判斷處理的，以下將該實用新型控制器工作原理對照附圖加以簡略說明首先是使控制器的閥門驅動電路部分3通電，控制器進入復位電路2正常復位工作，接著是從存儲電路6中讀出剩餘氣量，微處理器1判斷剩餘氣量大小，如果等於零，則控制器不開閥門，如大於零且小於報警氣量，則控制器需使蜂鳴器報警電路8的蜂鳴器響，以提示用戶購氣，且如果沒有其他故障的情況下控制器發出控制開閥的命令給控制器的閥門驅動電路部分3打開燃氣表控制閥，然後微處理器1通過LCD液晶顯示部分7顯示出剩餘氣量以及各種錯誤狀態信息，微處理器1通過IC卡電路部分5得到用戶所購買的氣量並存儲到存儲電路部分6中，微處理器1通過485串形通訊電路部分9可以將卡表的運行狀態傳到遠程計算機端，以供遠程監控，微處理器1通過按鍵顯示部分10得到外界是否有顯示需求，如有則微處理器1通過LCD液晶顯示部分7顯示出信息。
以下著重介紹本實用新型的技術特點即其特有的過流及過壓保護的具體實施。
過流的實施是微處理器1通過脈衝及磁幹擾信號採樣電路部分11得到流量的脈衝信號，微處理器1通過其自身的定時器對脈衝信號進行處理即Q＝CP/t，其中Q表示氣體流量，CP表示脈衝個數，t表示微處理器的定時時間(單位為秒)。這樣微處理器就可得到單位時間內通過管道的脈衝數(即為氣體流過管道的流量)。以此微處理器1就可作出燃氣表是否超流量工作，如果超，則微處理器1發出關閥指令及報警信息以引起用戶注意。
過壓保護的原理及實施，微處理器1通過壓力採樣電路部分12得到管道的實際工作壓力，具體參照壓力採樣電路部分12中的壓頻探頭J2(即J2的輸出頻率是與壓力成正比的線性變化關係，即壓力升高，則J2的輸出頻率變大，反之變小)，得到管道的壓頻經過整形與基準頻率通過U03B差頻器進行差頻，從而得到管道的真正頻率輸出給微處理器1，微處理器1通過每秒得到的脈衝數即為管道的真正壓頻，然後微處理器1通過壓力與頻率的對應關係得到管道的氣體壓力，如果該壓力超過管道所允許的最大壓力時，微處理器1將發出關閉閥門的控制指令關閉閥門，並發出報警信號來提示用戶，從而達到過壓保護的目的。
權利要求1.一種用於智能IC卡燃氣表的帶過壓及過流保護功能的微電子控制器，其特徵在於該控制器帶有計算單位時間過氣量的晶振，該控制器與安裝在該燃氣表控制閥門的內壁上的一個壓力傳感器的輸出信號相連，實時地從壓力傳感器採樣得到管道壁壓力的模擬量，再經該微電子控制器通過模數A/D轉換，而且該微電子控制器從安裝在燃氣基表碼盤上的磁缸及幹黃管的配合得到脈衝信號。
專利摘要一種用於智能IC卡燃氣表的帶過壓及過流保護功能的微電子控制器，其特徵在於，該控制器用於控制燃氣表的控制閥門，該控制器帶有晶振以計算單位時間過氣量，與安裝在該燃氣表的控制閥門的內壁上的一個壓力傳感器的輸出信號相連，實時地從壓力傳感器採樣得到管道壁壓力的模擬量，再經該微電子控制器通過模數A/D轉換，以實現過壓保護；而且該微電子控制器從安裝在燃氣基表碼盤上的磁缸及幹黃管的配合得到脈衝信號，以實現過流保護。
文檔編號G05D16/20GK2746430SQ20042004205
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月15日 優先權日2004年6月15日
發明者孫宗浩, 李軍, 李玉魁 申請人:孫宗浩, 李軍, 李玉魁