專利名稱：多用戶煤氣計(jì)量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種居民住宅中使用的多用戶煤氣計(jì)量表，屬于計(jì)量?jī)x表。
目前，已沿用了多年的通用煤氣表，是一種純機(jī)械式裝置，它是在密封殼體內(nèi)有充排氣室，室內(nèi)有氣囊機(jī)械連桿和活動(dòng)閥門，機(jī)械連桿帶動(dòng)主傳動(dòng)軸，主傳動(dòng)軸在顯示窗內(nèi)帶動(dòng)一組齒輪和一組刻有數(shù)碼的輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為煤氣流量計(jì)數(shù)。它的缺點(diǎn)是讀數(shù)模糊，且必須逐門入戶抄表，不適于直接用計(jì)算機(jī)集中管理。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能適應(yīng)現(xiàn)代化管理的新型煤氣計(jì)量表，不進(jìn)入用戶就能檢測(cè)出每戶的煤氣用量，而且能集中做數(shù)據(jù)處理，便于實(shí)現(xiàn)與中心計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，解決了煤氣使用中的現(xiàn)代化管理。
本實(shí)用新型在構(gòu)造上由兩部分組成即安裝在各戶煤氣管道上的煤氣流量探測(cè)頭和裝在戶外的多用戶數(shù)據(jù)采集處理顯示器；兩者用電纜連接。
煤氣流量探測(cè)頭用原通用煤氣表改造而成。首先將通用煤氣表顯示窗打開，將原來的機(jī)械數(shù)顯機(jī)構(gòu)拆掉保留原主傳動(dòng)軸，主傳動(dòng)軸通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，盤上鑲有小磁鐵；然后在顯示窗內(nèi)裝上焊有霍爾開關(guān)，集成電路，電阻，電容等元件的線路板，霍爾開關(guān)要與轉(zhuǎn)盤上小磁鐵的位置對(duì)應(yīng)，線路板用輸出電纜接至數(shù)據(jù)采集處理顯示器的輸入端上；最后固定上顯示窗罩。
多用戶煤氣數(shù)據(jù)采集處理顯示器又由兩部分組成1．?dāng)?shù)據(jù)采集及整形電路的構(gòu)造是電纜信號(hào)檢測(cè)器(2)的M端與脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的CL端相連；脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的Q輸出端與脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸入A端相連；同時(shí)脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的另一輸入端B與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸出端T相連；脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸出端Y又通進(jìn)二極管D與數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸入端FAFB相連；同時(shí)還通過延時(shí)電阻R與數(shù)據(jù)脈沖暫存器(3)的清零入口Rs相連；最后，數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸出端YF與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．3端相連。
2．?dāng)?shù)據(jù)處理及顯示電路的構(gòu)造是定時(shí)脈沖發(fā)生器(7)的輸出端tJ與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的3．2端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．6時(shí)基輸出端與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸入端tIN相連；數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸出端YF與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的數(shù)據(jù)入口P3．3端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端分別和8位LED顯示器(9)的數(shù)據(jù)入口INA，INB和CLK相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的動(dòng)態(tài)顯示控制信號(hào)輸出口P1．0～P1．7分別與8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器(9)的輸入口Z1A～Z8A端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端還與RS-232通訊接口(11)相連；此外，供電切換及復(fù)位保護(hù)器(10)的VR出端還分別與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的tR入端和單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的R／V入端相連。
通過以上基本電路可以按需要構(gòu)成兩個(gè)用戶以上的煤氣計(jì)量系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是，能在室外對(duì)多個(gè)用戶的煤氣用量進(jìn)行抄表。
下面以16個(gè)用戶的煤氣計(jì)量表為例，詳細(xì)說明實(shí)施例。


圖1是本實(shí)施例數(shù)據(jù)采集處理顯示器的電路原理圖。
圖例說明1-煤氣流量探測(cè)頭E1～E16；2-電纜信號(hào)檢測(cè)器X1～X16；3-脈沖數(shù)據(jù)暫存器I1～I(xiàn)16；4-脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)O1～O16；5-采集開關(guān)時(shí)序控制器；6-脈沖數(shù)據(jù)綜合整形器；7-時(shí)基脈沖產(chǎn)生器；8-單片機(jī)應(yīng)用單元；9-8位LED顯示器；10-供電切換及復(fù)位保護(hù)器；11-RS-232通訊接口；12-自動(dòng)抄表器。
圖2是本實(shí)施例的煤氣流量探測(cè)頭構(gòu)造圖。
圖例說明21-充排氣室；22-顯示窗；23-主傳動(dòng)軸；24-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤；25-小磁鋼；26-霍爾開關(guān)；27-印制電路板；28-輸出電纜；29-發(fā)光管。
圖3是煤氣流量探測(cè)頭的電路原理圖。
首先根據(jù)圖2圖3來說明煤氣流量探測(cè)頭的傳動(dòng)構(gòu)造和電路原理在密封殼體內(nèi)有充排氣室(21)，(21)內(nèi)有充排氣囊。機(jī)械連桿和活動(dòng)閥門；機(jī)械連桿通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸(23)，(23)在顯示窗(22)內(nèi)通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)鑲有小磁鐵(25)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)；顯示窗(22)內(nèi)的線路板(27)上焊接有霍爾開關(guān)HK(26)、和由R1、R2、R3，三極度管BG1，集成電路CD4017組成的脈沖計(jì)數(shù)顯示電路、D1發(fā)光管(29)，以及由R4、R5、C1、C2、C3、Dz組成的脈沖輸出電路；然后通過接點(diǎn)，V+、E、GD接電纜(28)。(28)與裝于戶外的數(shù)據(jù)采集處理顯示器連接。
下面結(jié)合圖1再說明16用戶的煤氣數(shù)據(jù)采集處理顯示器結(jié)構(gòu)原理煤氣流量探測(cè)頭(1)通過傳輸電纜與多用戶煤氣數(shù)據(jù)處理顯示器的輸入接線端相聯(lián)即E1～E16分別通過電纜信號(hào)檢測(cè)器(2)后與脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的輸入CL1～CL16端相連；脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的輸出Q1～Q16端分別與脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸入A1～A16端相連；與此同時(shí)，脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的另一組輸入B1～B16端又分別與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸出T1～T16端相聯(lián)。脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸出Y1～Y16端分別通過二極管D1～D16匯總后與數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸入FA、FB端相聯(lián)。與此同時(shí)，脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸出Y1～Y16端分別通過延時(shí)電阻R1～R16與數(shù)據(jù)脈沖暫存器(3)的清零入口RS1～RS16端相連，以使脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)清零，并等待接收下一個(gè)數(shù)據(jù)脈沖。在時(shí)基關(guān)系上，采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)受單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的控制，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)又受時(shí)基脈沖發(fā)生器(7)的控制，它們的連接關(guān)系為定時(shí)脈沖發(fā)生器(7)的輸出tJ端與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．2端相連，而單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．6做為時(shí)基輸出端又與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸入t1N端相連。數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的整形輸出YF端與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的數(shù)據(jù)入口P3．3端相連。在分戶數(shù)據(jù)采集時(shí)，只要該戶有數(shù)據(jù)脈沖出現(xiàn)，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)即對(duì)該戶進(jìn)行加法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果送8位LED顯示器(9)進(jìn)行顯示，它們的聯(lián)接關(guān)系是單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端分別和8位LED顯示器(9)的數(shù)據(jù)入口INA，INB和CLK端相連，而單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的動(dòng)態(tài)顯示控制信號(hào)由P1．0～P1．7口輸出，分別與8位LED顯示器(9)的驅(qū)動(dòng)輸入口Z1A～Z8A端相連。為與中心計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端又與RS-232通訊接口(11)相聯(lián)，當(dāng)外加控制信號(hào)通過RS-232接口(11)加至單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．5端時(shí)，內(nèi)存數(shù)據(jù)和用戶號(hào)將順序輸至外接的“自動(dòng)抄表器”MC(12)內(nèi)。此外，供電切換及復(fù)位保護(hù)器(10)的VR出端還分別與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的tR入端和單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的R／V入端相連，用于供電切換，數(shù)據(jù)保護(hù)和程序復(fù)位。
由于采用了上述方案，本實(shí)用新型的積極效果是它可以同時(shí)檢測(cè)多至16個(gè)用戶的煤氣用量且精度較高；煤氣用數(shù)能逐戶的順序顯示，且清晰可見；能方便人工抄表，不再有扣門入戶的困擾；特別是能和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，解決了使用煤氣中的現(xiàn)代化管理。
為了便于實(shí)施，結(jié)合附圖再對(duì)其工作原理做進(jìn)一步說明煤氣流量探測(cè)頭的工作原理由圖2說明使用煤氣時(shí)，氣流在充排氣室(21)中使主傳動(dòng)軸(23)轉(zhuǎn)動(dòng)，與之連動(dòng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)也隨之旋轉(zhuǎn)，當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)上的磁鐵(25)轉(zhuǎn)至并通過電路板(27)上安裝的霍爾開關(guān)(26)下方時(shí)，霍爾開關(guān)(26)因受磁場(chǎng)作用而產(chǎn)生一電平跳變，所以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即產(chǎn)生一個(gè)脈沖，它使圖3電路中的脈沖計(jì)數(shù)器前進(jìn)一位，圖3在電路設(shè)計(jì)上使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)每轉(zhuǎn)動(dòng)5圈，即用氣量為0．05立方時(shí)，煤氣流量探測(cè)頭將輸出一個(gè)數(shù)據(jù)脈沖。為給用戶一個(gè)指示信號(hào)，圖2的顯示窗罩上還留有一個(gè)發(fā)光管的顯示孔，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)盤(24)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，即用氣為0．01立方時(shí)，發(fā)光管(29)點(diǎn)亮一次。
多用戶煤氣數(shù)據(jù)采集處理顯示器的工作原理可由圖1說明開機(jī)后在供電切換及復(fù)位保護(hù)器的控制下，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)，脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)以及時(shí)序脈沖控制器(5)將自動(dòng)接通第一號(hào)用戶的數(shù)據(jù)暫存器(3)，此時(shí)，只要01號(hào)用戶的煤氣流量探測(cè)頭有數(shù)據(jù)脈沖送入數(shù)據(jù)暫存器(3)，經(jīng)脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)采集后，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)將對(duì)該戶做運(yùn)算操作，即在該戶的原存數(shù)據(jù)上進(jìn)行加0．05立方的加法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果送8位LED顯示器(9)進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。在8位LED顯示器中，前兩位用于顯示戶號(hào)，四位用于顯示使用煤氣的立方數(shù)，后兩位為使用煤氣的小數(shù)位，顯示精度為0．01。定時(shí)脈沖發(fā)生器(7)輸出脈沖的時(shí)間間隔，即每戶的顯示停留時(shí)間為2．5秒，當(dāng)下一個(gè)定時(shí)脈沖信號(hào)到來時(shí)，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)先將01號(hào)用戶的煤氣用數(shù)存入該戶的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，然后，單片機(jī)應(yīng)用單元(8)開始運(yùn)行02號(hào)用戶的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序，并以此往復(fù)循環(huán)。若為16個(gè)用戶時(shí)，一個(gè)循環(huán)周期的時(shí)間為40秒，為此，用戶在40秒內(nèi)的用氣數(shù)據(jù)，將暫存在煤氣流量探測(cè)頭(1)和脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)內(nèi)，使整個(gè)檢測(cè)過程無任何數(shù)據(jù)的誤漏，故計(jì)量精度較高。多用戶煤氣數(shù)字顯示表上配有標(biāo)準(zhǔn)RS-232通訊接口(11)，在外加指令的控制下，按照原設(shè)程序，表內(nèi)的煤氣用量數(shù)及其戶號(hào)，將依次送入外接計(jì)算機(jī)或中間環(huán)節(jié)“自動(dòng)抄表器”MC(12)內(nèi)，為保證停電后煤氣用量數(shù)據(jù)的完整性，多用戶煤氣數(shù)字顯示表遇有停電時(shí)，供電切換及復(fù)位保護(hù)器(10)將自動(dòng)切換至直流供電并能確保48小時(shí)的斷電運(yùn)行，如果48小時(shí)后斷電仍不能恢復(fù)，將自動(dòng)切換至用戶保護(hù)位。通電后原數(shù)據(jù)繼續(xù)顯示，并自動(dòng)對(duì)備用電池充電，此外，為防止電纜故障，影響數(shù)據(jù)采集，電纜信號(hào)檢測(cè)器(2)能隨時(shí)檢測(cè)出用戶電纜的開路和短路故障，在發(fā)出報(bào)警的同時(shí)還顯示出戶號(hào)并對(duì)該戶自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)累加。
圖2中電纜信號(hào)檢測(cè)器(2)芯片為L(zhǎng)M324；脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的芯片為CD4013；脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的芯片為CD4081；采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的芯片為CD4520和CD4514；數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的芯片為CD4011；定時(shí)脈沖信號(hào)發(fā)生器(7)的芯片為CD4060；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的芯片為80C1、27C16、74HC373和CD4011；8位LED顯示器(9)的芯片為74HC164和74HC243；供電切換和復(fù)位保護(hù)器(10)的芯片為CD4060、CD4011和LM324。
權(quán)利要求1．一種居民住宅中使用的多用戶煤氣計(jì)量表，其特征是由安裝在各用戶煤氣管道上的煤氣流量探測(cè)頭和安裝在戶外的多用戶煤氣數(shù)據(jù)采集處理顯示器兩部分組成，兩者用電纜連接。
2．如權(quán)利要求1所述的多用戶煤氣計(jì)量表，其特征在于煤氣流量探測(cè)頭的構(gòu)造是在原通用煤氣表顯示窗內(nèi)的主傳動(dòng)軸上通過轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接一鑲有小磁鐵的轉(zhuǎn)盤，然后固定上焊有霍爾開關(guān)、集成電路、電阻、電容等元件的線路板，霍爾開關(guān)與轉(zhuǎn)盤上的小磁鐵對(duì)應(yīng)，并從線路板上接出輸出電纜至數(shù)據(jù)采集處理顯示器的輸入端；上述線路板上的電路是由霍爾開關(guān)HK，電阻R1、R2、R3三極管BG1，發(fā)光管D1，集成電路CD4017組成的脈沖計(jì)數(shù)顯示電路和由電阻R4、R5，電容C1、C2、C3，二極管DZ組成的脈沖輸出電路所構(gòu)成。
3．如權(quán)利要求1或2所述的多用戶煤氣計(jì)量表，其特征在于所述的多用戶煤氣數(shù)據(jù)采集處理器由以下電路構(gòu)成數(shù)據(jù)采集及整形電路數(shù)據(jù)采集及整形電路的構(gòu)造是電纜信號(hào)檢測(cè)器(2)的M端與脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的CL端相連；脈沖數(shù)據(jù)暫存器(3)的Q輸出端與脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸入A端相連；同時(shí)脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的另一輸入端B與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸出端T相連；脈沖數(shù)據(jù)采集開關(guān)(4)的輸出端Y又通進(jìn)二極管D與數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸入端FAFB相連；同時(shí)還通過延時(shí)電阻R與數(shù)據(jù)脈沖暫存器(3)的清零入口RS相連；最后，數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸出端YF與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．3端相連；數(shù)據(jù)處理及顯示電路的構(gòu)造是定時(shí)脈沖發(fā)生器(7)的輸出端tJ與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的3．2端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的P3．6時(shí)基輸出端與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)的輸入端tIN相連；數(shù)據(jù)脈沖綜合整形器(6)的輸出端YF與單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的數(shù)據(jù)入口P3．3端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端分別和8位LED顯示器(9)的數(shù)據(jù)入口INA，INB和CLK相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的動(dòng)態(tài)顯示控制信號(hào)輸出口P1．0～P1．7分別與8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器(9)的輸入口Z1A～Z8A端相連；單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的串行輸出口P3．0和P3．1端還與RS-232通訊接口(11)相連；此外，供電切換及復(fù)位保護(hù)器(10)的VR出端還分別與采集開關(guān)時(shí)序控制器(5)tR入端和單片機(jī)應(yīng)用單元(8)的R／V入端相連。
專利摘要一種居民住宅使用的多用戶煤氣計(jì)量表,它是由安裝在各戶煤氣管道上的煤氣流量探測(cè)頭和裝在戶外的多用戶數(shù)據(jù)采集處理顯示器用電纜連接而成;探測(cè)頭由帶有磁鐵的轉(zhuǎn)盤和焊有霍爾元件等集成電路的線路板構(gòu)成;多用戶數(shù)據(jù)采集處理顯示器由集成塊組成的數(shù)據(jù)采集、整形電路和數(shù)據(jù)處理、顯示電路構(gòu)成;不用逐門入戶抄表即可記錄各用戶煤氣用量,便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代化管理。
文檔編號(hào)G01F1/56GK2305656SQ9723384
公開日1999年1月27日 申請(qǐng)日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月1日
發(fā)明者王同孝, 宋禮文, 許瑞民, 許一成, 吳清收 申請(qǐng)人:山東礦院科技開發(fā)服務(wù)公司