安全切斷型遠控智能質(zhì)量流量燃氣表及其管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種燃氣計量裝置，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種安全切斷型遠 控智能質(zhì)量流量燃氣表及其管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著天然氣等清潔、高效能源的飛速發(fā)展，越來越多的城鎮(zhèn)居民使用天然氣，而燃 氣計量器具是天然氣用量計量結(jié)算的必備設(shè)備。目前，國內(nèi)燃氣計量基表主要為機械式燃 氣表，采用容積式計量原理，通過柔性膜片計量室方式來測量氣體的體積流量。柔性膜片易 受天然氣中水分、灰塵等的影響，基于機械推動原理的機械式燃氣表，在長期使用過程中不 可避免會出現(xiàn)機械老化現(xiàn)象，進而使得計量精度也隨之變差，可靠性不高、壽命有限。另外， 機械裝置的推動也會造成壓力損失，進而造成計量收費上的損失。
[0003] 采用容積式計量原理的計量基表，其計量精度受溫度和壓力影響較大，若溫度、壓 力不做任何修正，將產(chǎn)生計量損失，越偏北方，計量損失越大，如在濟南，壓力和溫度兩項因 素可能產(chǎn)生5 %的計量損失。在這種情況下，為保證計量準確性，必需外置溫度體積修正 裝置加以校正，而外置溫度體積修正裝置一方面影響整個計量器具的一體式結(jié)構(gòu)，進而影 響計量基表計量的準確性，另一方面，加裝的溫度體積修正裝置會增加成本。為了應對現(xiàn) 有機械式燃氣表由于機械磨損引起的計量精度不高、可靠性不高、使用壽命有限等問題，市 場上開始試用基于超聲波原理的燃氣表和基于MEMS原理的燃氣表，但這兩類產(chǎn)品存在以 下問題：一是基于超聲波原理的燃氣表是利用順流與逆流方向超聲波信號在氣體介質(zhì)中的 傳播時間差來計算氣體介質(zhì)的流速，進而計算瞬時流量、累計流量，但現(xiàn)有基于超聲波原理 的燃氣表適應性差，只能適應單一氣源，而國內(nèi)大部分用戶使用的氣源均是混合型氣源，因 此并不適用。另外，基于超聲波原理的燃氣表對流速要求高，無法處理脈動流。二是基于 MEMS原理的燃氣表是指采用MEMS流量芯片技術(shù)開發(fā)的燃氣計量裝置。MEMS是微機電系統(tǒng) (Micro-Electro-MechanicalSystems)的縮寫。MEMS對產(chǎn)品的影響不僅包括成本的降低、 而且也包括在不犧牲性能的情況下實現(xiàn)尺寸和重量的減小，因此，基于MEMS原理的燃氣表 產(chǎn)品具有一定的優(yōu)勢。但由于現(xiàn)有的基于MEMS原理的燃氣表還處于試驗階段，產(chǎn)品功能還 不完善，產(chǎn)品智能化程度不高，產(chǎn)品安全性還有待提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種安全切斷型遠控智能質(zhì)量流量燃 氣表及其管理系統(tǒng)，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中容積式計量原理的計量基表誤差較大，加裝溫 度體積校正裝置增加生產(chǎn)成本，超聲波原理計量的基表不適用于混合氣源，不能對燃氣供 給實施安全切斷等技術(shù)問題。
[0005] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明一方面提供了一種安全切斷型遠控智能質(zhì)量流量燃氣表，所述的燃氣表包 括微電腦控制器、微機電計量單元、閥控電路、燃氣使用狀態(tài)采集處理單元和通信模塊，所 述微機電計量單元依次通過信號采集單元、信號處理單元接入微電腦控制器，用于由信號 處理單元將數(shù)字質(zhì)量信息傳輸至微電腦控制器；所述微電腦控制器通過閥控電路與切斷閥 相連，用于控制切斷閥的開啟與關(guān)閉；所述微電腦控制器還與通信模塊相連接，用于由微 電腦控制器通過通信模塊與燃氣智能管理系統(tǒng)進行遠程通信，將安全切斷型遠控智能質(zhì)量 流量燃氣表的表端信息實時傳輸至燃氣智能管理系統(tǒng)，并接收燃氣智能管理系統(tǒng)下發(fā)的指 令；
[0007] 所述燃氣使用狀態(tài)采集處理單元接入微電腦控制器，且所述燃氣使用狀態(tài)采集處 理單元的采集端還接入微機電計量單元，用于由燃氣使用狀態(tài)采集處理單元采集微機電計 量單元內(nèi)部燃氣經(jīng)過的流量信息，并將其轉(zhuǎn)換為相應的電子計量脈沖信號輸入微電腦控制 器；所述微電腦控制器的內(nèi)部至少預設(shè)有與微機電計量單元對應的異常微小流量泄漏、異 常大流量與使用時間過長的異常狀態(tài)閾值范圍，用于與來自于燃氣使用狀態(tài)采集處理單元 的電子計量脈沖信號中包含的流量信息進行對比，根據(jù)對比結(jié)果判斷是否通過閥控電路關(guān) 閉切斷閥；
[0008] 所述信號處理單元中至少包括質(zhì)量流量處理模塊，所述質(zhì)量流量處理模塊分別接 入存儲模塊與微電腦控制器，用于由質(zhì)量流量處理模炔基于存儲模塊中存儲的質(zhì)量流量計 算公式，將信號采集單元采集到的數(shù)字溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字質(zhì)量信息；所述的存儲模塊還 接入微電腦控制器，用于由微電腦控制器對質(zhì)量流量計算公式中的熱傳導系數(shù)、儀表常數(shù)、 定壓比熱容進行修正。
[0009] 作為優(yōu)選，進一步的技術(shù)方案是：所述的燃氣表還包括溫度傳感器C，所述溫度傳 感器C接入微電腦控制器，用于由溫度傳感器C檢測外界環(huán)境溫度，并將當前溫度值傳輸至 微電腦控制器。
[0010] 更進一步的技術(shù)方案是：所述質(zhì)量流量處理模塊還用于根據(jù)對環(huán)境溫度以及每次 采樣的參數(shù)的誤差曲線對公式中的溫度差進行校正；所述質(zhì)量流量處理模塊與信號采集單 元之間還設(shè)有模擬信號放大模塊與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述微電腦控制器內(nèi)置有修正對 照表，通過所述修正表對質(zhì)量流量計算公式中的熱傳導系數(shù)、儀表常數(shù)、定壓比熱容進行修 正。
[0011] 更進一步的技術(shù)方案是：所述微電腦控制器還接入存儲單元，所述存儲單元中存 儲有預置氣量值，用于由微電腦控制器根據(jù)數(shù)字質(zhì)量信息對存儲單元中的預置氣量值進行 扣除，當預置氣量值為0時，由微電腦控制器通過閥控電路關(guān)閉切斷閥。
[0012] 更進一步的技術(shù)方案是：所述的燃氣表還包括欠壓保護電路、斷電保護電路、高電 壓保護電路和流量過流保護電路，欠壓保護電路、斷電保護電路、高電壓保護電路和流量過 流保護電路分別與微電腦控制器相連，用于在安全切斷型遠控智能質(zhì)量流量燃氣表使用過 程中出現(xiàn)工作電源欠壓、電源斷電或更換電池、發(fā)生高電壓、燃氣流量持續(xù)超過指定流量的 狀況時，由微電腦控制器通過閥控電路對切斷閥完成關(guān)閥的操作。
[0013] 更進一步的技術(shù)方案是：所述燃氣表中還包括傳感器檢測模塊，所述傳感器檢測 模塊通過通信接口接入微電腦控制器，用于通過外部傳感器檢測燃氣表外部環(huán)境的當前狀 態(tài)，并將對應的環(huán)境信息傳輸至傳感器檢測模塊，由微電腦控制器從傳感器檢測模塊中采 集環(huán)境信息，根據(jù)當前的環(huán)境信息判斷是否通過閥控電路關(guān)閉切斷閥；所述外部傳感器包 括地震震感器、燃氣壓力傳感器、燃氣濃度檢測報警器、復合型報警器當中的任意一種或多 種。
[0014] 更進一步的技術(shù)方案是：所述的燃氣表還包括電源檢測電路，電源檢測電路一端 與為燃氣表各模塊進行供電的供電電路相連，另一端與微電腦控制器相連，用于檢測供電 電池電壓和距離預計壽命的時間，并將電源壽命信息傳輸給微電腦控制器；所述的燃氣表 還包括顯示器和報警器，顯示器和報警器連接至微電腦控制器上，所述顯示器用于顯示計 量信息、控制信息和管理信息，所述計量信息包括氣體瞬時流量、累計氣體流量等信息，控 制信息包括閥控信息等信息，管理信息包括閥門狀態(tài)信息、充值信息等信息；所述報警器用 于完成燃氣表表端的報警操作。
[0015] 更進一步的技術(shù)方案是：所述燃氣表包括分別與電阻焊接頭密封連接的進氣管、 出氣管以及顯示器，所述顯示器安裝在燃氣表外側(cè)，進氣管內(nèi)安裝有切斷閥；所述燃氣表的 內(nèi)部還安裝有與燃氣表內(nèi)部腔體相連通的分流器，所述分流器的內(nèi)部還設(shè)有多個氣流直線 管道，所述分流器的進氣端還設(shè)有整流罩，所述分流器頂部的一個氣流直線管道作為測量 流道，所述測量流道內(nèi)安裝有微機電計量單元；所述微機電計量單元包括溫度傳感器A、溫 度傳感器B與微加熱器，所述溫度傳感器A、溫度傳感器B與微加熱器均安裝在所述測量流 道的中部附近，所述溫度傳感器A與溫度傳感器B的信號輸出端分別與信號采集單元的信 號采集端相連。
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