專利名稱：Ic卡式自動啟閉熱計量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種主要用于測量供暖狀況的儀表，屬于一種利用流量、溫度進行測量的測試儀器。
隨著市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)居民的住房已由統(tǒng)一的福利分房逐步轉(zhuǎn)化為購買商品房，這就給管理商品房的物業(yè)管理公司對商品房的取暖收費造成困難，往往因戶主有其它住所或租借給別人長期不在而無法收費。但若用戶交費后室內(nèi)溫度仍較低，用戶無法對供暖方在經(jīng)濟上有所制約，也會給用戶造成生活上的不便。
本實用新型的目的是設(shè)計一種IC卡式自動啟閉熱計量表，其結(jié)構(gòu)合理，安裝方便，能夠公平地解決供暖方及用戶之間收費及供暖問題，保護雙方利益。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表主要由表體、表蓋、閥芯、流量信號傳感器、溫度信號傳感器、葉輪、水道、減速器、微電機、控制電路板、IC卡座、顯示屏及電源構(gòu)成，表體由隔離層分為上、下兩腔體，表蓋將表體封蓋住，上腔體兩側(cè)分別帶有進口及出口，水道將進口及出口連接在一起，在靠近進口處安裝有控制水道導(dǎo)通的閥芯，閥芯后帶有溫度信號傳感器，溫度信號傳感器與下腔體內(nèi)的控制電路板連接，葉輪安裝在水道內(nèi)，葉輪上帶有流量信號傳感器，流量信號傳感器通過導(dǎo)線與下腔體內(nèi)控制電路板連接，微電機通過減速器與閥芯配合連接，微電機由控制電路板控制；下腔體內(nèi)安裝有控制電路板、電源IC卡座及室溫傳感器，室溫傳感器位于計量表下腔，另一與控制電路板連接的溫度信號傳感器位于表體外的供熱管道的出水管路中，室溫傳感器及出水管路中的溫度信號傳感器通過導(dǎo)線與控制電路板連接，顯示屏及IC卡座的接口位于表體表面。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的葉輪上的流量信號傳感器由磁塊及干簧管構(gòu)成，磁塊位于與葉輪同轉(zhuǎn)的葉輪軸上，干簧管位于軸頭蓋上，干簧管通過導(dǎo)線與下腔體內(nèi)的控制電路板連接。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的閥芯為二位二通閥芯或二位三通閥芯。
為方便顯示工作狀態(tài)，本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的顯示屏上還帶有指示燈。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的控制電路主要由電源電路、溫度信號處理電路、流量信號處理電路、IC卡輸入電路、閥芯控制電路、微處理器及顯示器構(gòu)成，溫度信號處理電路、流量信號處理電路、閥芯控制電路、IC卡輸入電路、電源電路及顯示器均與微處理器連接，電源電路提供控制電路工作電源，同時受控于微處理器。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的電路中還帶有顯示電路，顯示電路與微處理器連接。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表在應(yīng)用時，與室內(nèi)供暖管路相連接，該計量表安裝于進水管路中，而感應(yīng)出水溫度的溫度信號傳感器安裝于出水管路中，供暖液體可流經(jīng)計量表后進入室內(nèi)暖氣。在未插入IC卡給初值時，閥芯關(guān)閉，使供暖液體不能進入室內(nèi)，此時不供暖。當(dāng)插入IC卡后，微處理器讀入IC卡中的數(shù)字，驅(qū)動微電機轉(zhuǎn)動，從而帶動閥芯開啟，閥芯開啟后微電機停止轉(zhuǎn)動，保持閥芯開啟狀態(tài)，此時計量表導(dǎo)通，供暖液體從計量表的進口經(jīng)過水道從出口進入室內(nèi)，同時推動水道內(nèi)的葉輪轉(zhuǎn)動，帶動葉輪軸轉(zhuǎn)動，葉輪軸的流量信號傳感器將轉(zhuǎn)動信號傳遞給控制電路板中的微處理器，與此同時溫度信號傳感器及室溫傳感器將供暖管路的進口溫度、出口溫度及室溫信號處理后傳遞給微處理器，微處理器進行數(shù)據(jù)處理后送到顯示器顯示，并與微處理器中的IC卡輸入的數(shù)據(jù)進行比較，驅(qū)動顯示電路中的指示燈顯示工作狀況。當(dāng)室溫信號或進水溫度信號低于微處理器中的設(shè)定值時，微處理器停止數(shù)據(jù)采集，即此時計量表不累計數(shù)值，只有當(dāng)室溫高于此設(shè)定值時微處理器才進行數(shù)據(jù)采集，即進行累加計數(shù)。當(dāng)所計數(shù)值等于某一設(shè)定值時，提示指示燈閃亮，當(dāng)所計數(shù)值達到IC卡輸入的數(shù)值時，微處理器發(fā)出信號，微電機帶動閥芯轉(zhuǎn)動，使閥芯關(guān)閉，切斷供暖，與此同時，提示指示燈由閃亮轉(zhuǎn)為常亮，持續(xù)一段時間后不亮了，表示停止供暖。閥芯關(guān)閉后，微電機停止轉(zhuǎn)動，直至IC卡重新輸入數(shù)據(jù)才能啟動微電機重新打開閥芯。微處理器是該計量表的控制中心。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的優(yōu)點是1，結(jié)構(gòu)合理，與暖氣管系統(tǒng)配合安裝，可有效地控制供暖收費。只有預(yù)先購買供暖數(shù)字輸入IC卡，再通過IC卡插入計量表中才能夠接通供暖系統(tǒng)，減輕管理工作；2，用戶能夠有效地維護自己的合法利益。當(dāng)室溫或進水溫度低于表中設(shè)定值時，計量表并不累計數(shù)值，因此避免了供暖方收費后不能很好地履行供暖義務(wù)的問題，減少矛盾出現(xiàn)；3，用戶可以根據(jù)自己的意愿，利用表外閥門調(diào)節(jié)室溫，減少能源的浪費。
4，該計量表既適用安裝于串聯(lián)式的暖氣供暖系統(tǒng)，又適用于安裝在并聯(lián)式的暖氣供暖系統(tǒng)中，具有廣泛的適用性。
本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表除適用于供暖系統(tǒng)中，還可以廣泛用于其它領(lǐng)域的液體熱量計量的管道控制中。


圖1是本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1的側(cè)剖視圖。
圖3是圖1的A—A視圖。
圖4是本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的控制電路方框圖。
圖5是圖4的電路圖。
圖6是圖1中閥芯串聯(lián)連接時的示意圖。
圖7是圖1中閥芯并聯(lián)連接時的示意圖。
下面根據(jù)附圖結(jié)合具體實施例對本實用新型所設(shè)計的IC卡式自動啟閉熱計量表的結(jié)構(gòu)及實施方式作進一步說明。
實施例如圖1、2、3所示的IC卡式自動啟閉熱計量表，主要由表體1、表蓋2、閥芯3、流量信號傳感器、溫度信號傳感器、葉輪4、水道5、減速器6、微電機7、控制電路板8、IC卡座9、顯示屏10及電源11構(gòu)成，表蓋2與表體1密封閉合，隔離層12將表體1分為上、下兩個腔體。在上腔體中帶有水道5，水道5將表體1兩側(cè)的進口13及出口14連接，在靠近進口13處安裝有閥芯3，閥芯3用于切斷或?qū)ㄟM口13及出口14之間的水流，在閥芯3的后部安裝有溫度信號傳感器26。閥芯3由安裝于上腔體中的微電機7經(jīng)過減速器6減速后來帶動。葉輪4安裝于水道5中，葉輪4中間安裝有葉輪軸15，葉輪軸15通過支架16安裝于上腔體中，葉輪軸15的端部安裝有磁塊17，在葉輪軸端的外部封蓋有軸頭蓋18，軸頭蓋18上安裝有干簧管19，干簧管19與磁塊17相對應(yīng)，干簧管19與磁塊17構(gòu)成流量信號傳感器。在下腔體內(nèi)安裝有控制電路板8、IC卡座9、顯示屏10及電源11，電源11為電池組?？刂齐娐钒?上布置有控制電路，上腔體中的微電機7及干簧管19通過導(dǎo)線與下腔體中控制電路板8上的控制電路連接。安裝在供暖管出水管中的溫度信號傳感器28及安裝在下腔體底部的室溫傳感器27通過導(dǎo)線與控制電路板8連接。IC卡座9及顯示屏10位于下腔體的表面板上，用于指示工作狀況的指示燈24及用于切換的按鍵20也位于下腔體表面板上。
控制電路板上所帶的控制電路如圖4、5所示，主要由電源電路、溫度信號處理電路、流量信號處理電路、IC卡輸入電路、閥芯控制電路、指示顯示電路、微處理器CPU、多路開關(guān)K、A／D轉(zhuǎn)換器及顯示器構(gòu)成。電源電路包括電源11的電池組、主電源電路、比較電壓電路，由電池組提供電路工作的9V電源及微電機7工作的6V電源。主電源電路由恒流管HL、穩(wěn)壓管WD1、WD2、WD3、VMOS管T2、負反饋放大器U1、電阻R1、R2及三極管T1連接組成；比較電壓電路由恒流管HL、穩(wěn)壓管WD3、電阻R3、R5、可變電阻R4、R6及跟隨放大器U2、U3連接組成。主電源電路提供控制電路工作電源。溫度信號處理電路由主電源提供工作電源，溫度信號處理電路包括進口溫度信號處理電路、出口溫度信號處理電路、室溫信號處理電路及多路開關(guān)K、A／D轉(zhuǎn)換器，進口溫度信號處理電路、出口溫度信號處理電路、室溫信號處理電路均與多路開關(guān)K連接，多路開關(guān)K又與A／D轉(zhuǎn)換器連接，通過A／D轉(zhuǎn)換器與微處理器CPU連接。進口溫度信號處理電路由進口溫度信號傳感器L1、運算放大器U4、電阻R7、R8、R9連接組成，傳感器L1即安裝在進口13處的溫度信號傳感器，運算放大器U4的比較電壓由電源電路中的比較電壓電路提供；出口溫度信號處理電路由出口溫度信號傳感器L2、運算放大器U5、電阻R10、R11、R12連接組成，傳感器L2即安裝在出水管路中的溫度信號傳感器28，運算放大器U5的比較電壓由電源電路中的比較電壓電路提供；室溫信號處理電路由溫度信號傳感器L3、運算放大器U6、電阻R13、R14、R15連接組成，溫度信號傳感器L3即為室溫傳感器27；流量信號處理電路即由開關(guān)K1、電阻R18連接后直接與微處理器CPU連接；開關(guān)K1即為干簧管19與磁塊17構(gòu)成的流量信號傳感器。IC卡座輸入電路主要由卡座接口K2、電阻R17連接組成，IC卡座輸入電路直接與微處理器CPU連接。IC卡座輸入電路的電源由主電源電路提供。閥芯控制電路由微電機D、三極管T3、T4、T5、T6、T7、T8、電阻R25～R32、開啟限位開關(guān)K3、關(guān)閉限位開關(guān)K4連接組成，微電機D即為控制閥芯3啟閉的微電機7，按鍵An用于切換顯示數(shù)據(jù)，按鍵An即為按鍵20。閥芯控制電路與微處理器CPU連接，微電機D由電源電路提供6V直流電。指示顯示電路由發(fā)光二極管D1、D2、D3、電阻R18～R23連接組成，指示顯示電路與微處理器CPU連接，顯示器與微處理器CPU直接連接。電路中所有控制指令均由微處理器CPU發(fā)出，并由微處理器CPU控制電路工作。
這種IC卡式自動啟閉熱計量表在使用時，安裝在各住戶的供暖管路中，用戶預(yù)先購買數(shù)值輸入IC卡中。在計量表中若無數(shù)值時，此時IC卡式自動啟閉熱計量表中的閥芯3處于將水道5阻斷狀態(tài)，供暖水不能流入住戶的供暖系統(tǒng)中，住戶不能享受供暖服務(wù)。當(dāng)用戶將帶有計數(shù)值的IC卡插入IC卡座9中時，控制電路中的IC卡輸入電路工作，將此數(shù)據(jù)輸入微處理器CPU中。微處理器CPU是該計量表的控制運算中心，微處理器CPU驅(qū)動閥芯控制電路工作，使微電機7轉(zhuǎn)動，將閥芯3開啟，使水道5導(dǎo)通，熱水流入住戶的暖氣管道中，住戶能夠得到供暖服務(wù)，與此同時微處理器CPU控制電路工作。在水流流過水道5的同時葉輪4被推動旋轉(zhuǎn)，流量信號傳感器有信號輸出，微處理器CPU不斷通過流量信號處理電路采集流量信號，通過溫度信號處理電路采集溫度信號。熱計量的數(shù)值是由W=Q·△T公式得到的，其中W為功、Q是流量、△T為進口溫度及出口溫度差值。溫度差值的實現(xiàn)是利用供暖管路的進口端及出水管中的溫度信號傳感器測出溫度信號經(jīng)放大后，由多路開關(guān)K選擇采樣通路，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換送至微處理器CPU中進行差值處理得到，與微處理器CPU中采集的流量信號相乘后進行換算得出熱計量值，顯示器通過顯示屏10顯示該值。隨著表的累計數(shù)值的增加，顯示屏10所顯示數(shù)值也隨之增加，通過按鍵20可切換成顯示計量表中所剩余值，即預(yù)購數(shù)值與所積累使用數(shù)值之差，當(dāng)此余值大于某一設(shè)定值時，指示燈24中的提示燈不亮；當(dāng)此余值小于這一設(shè)定值時，指示燈24中的提示燈閃亮；當(dāng)余值為零時，指示燈24中的提示燈亮，與此同時微處理器CPU驅(qū)動閥芯控制電路工作，使微電機7反向轉(zhuǎn)動將閥芯3關(guān)閉，切斷水道中的水流，停止供暖。提示燈亮一段時間后不亮了，表示已停止供暖。直到用戶再購買數(shù)值輸入，方能啟動供暖系統(tǒng)的供暖服務(wù)。在計量表工作的同時，其控制電路中的微處理器CPU也不斷通過室溫傳感器27采集室溫信號，當(dāng)室溫低于微處理器CPU中的設(shè)定值時，微處理器CPU的計數(shù)工作停止，說明此時供暖不足，供暖系統(tǒng)繼續(xù)工作，直至室溫達到設(shè)定值，微處理器CPU的計數(shù)工作才能繼續(xù)進行。由此可看出通過IC卡式自動啟閉熱計量表可十分方便地解決供暖服務(wù)部門與用戶之間的矛盾，保證雙方利益不受損害。
這種IC卡式自動啟閉熱計量表既適用于串聯(lián)供暖系統(tǒng)，又適合于并聯(lián)供暖系統(tǒng)。如圖6所示，其中A圖為串聯(lián)系統(tǒng)中IC卡式自動啟閉熱計量表的連接示意圖，IC卡式自動啟閉熱計量表中閥芯3為二位三通結(jié)構(gòu)，導(dǎo)通時如圖B所示，水流可通過計量表進入住戶中；關(guān)閉時如圖C所示，水流不能流入計量表內(nèi)，僅從閥芯3的上端口流進，下端口流出，流回串聯(lián)管路中，不影響其它用戶供暖。如圖7所示，其中A圖為并聯(lián)系統(tǒng)中IC卡式自動啟閉熱計量表的連接示意圖，IC卡式自動啟閉熱計量表中的閥芯3為二位二通的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)通時如圖B所示，允許水流通過，關(guān)閉時如圖C所示，水流不能通過計量表，不能進入住戶。
由此可看出這種IC卡式自動啟閉熱計量表可廣泛使用于各種建筑物中的供暖系統(tǒng)中，為控制供暖費用的收取及保障供暖服務(wù)的有效工具。
權(quán)利要求1．一種IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征是主要由表體、表蓋、閥芯、流量信號傳感器、溫度信號傳感器、葉輪、水道、減速器、微電機、控制電路板、IC卡座、顯示屏及電源構(gòu)成，表體由隔離層分為上、下兩腔體，表蓋將表體封蓋住，上腔體兩側(cè)分別帶有進口及出口，水道將進口及出口連接在一起，在靠近進口處安裝有控制水道導(dǎo)通的閥芯，閥芯后帶有溫度信號傳感器，溫度信號傳感器與下腔體內(nèi)的控制電路板連接，葉輪安裝在水道內(nèi)，葉輪上帶有流量信號傳感器，流量信號傳感器通過導(dǎo)線與下腔體內(nèi)控制電路板連接，微電機通過減速器與閥芯配合連接，微電機由控制電路板控制；下腔體內(nèi)安裝有控制電路板、電源IC卡座及室溫傳感器，室溫傳感器位于計量表下腔，另一與控制電路板連接的溫度信號傳感器位于表體外的供熱管道的出水管路中，室溫傳感器及出水管路中的溫度信號傳感器通過導(dǎo)線與控制電路板連接，顯示屏及IC卡座的接口位于表體表面。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征還在于葉輪上的流量信號傳感器由磁塊及干簧管構(gòu)成，磁塊位于與葉輪同轉(zhuǎn)的葉輪軸上，干簧管位于軸頭蓋上，干簧管通過導(dǎo)線與下腔體內(nèi)的控制電路板連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征還在于閥芯為二位二通閥芯或二位三通閥芯。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征還在于顯示屏上還帶有指示燈。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征還在于控制電路主要由電源電路、溫度信號處理電路、流量信號處理電路、IC卡輸入電路、閥芯控制電路、微處理器及顯示器構(gòu)成，溫度信號處理電路、流量信號處理電路、閥芯控制電路、IC卡輸入電路、電源電路及顯示器均與微處理器連接，電源電路提供控制電路工作電源，同時受控于微處理器。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的IC卡式自動啟閉熱計量表，其特征還在于電路中還帶有顯示電路，顯示電路與微處理器連接。
專利摘要本實用新型為測量供暖狀況的儀表。該儀表主要由表體、閥芯、流量、溫度信號傳感器、葉輪、水道、微電機、控制電路板、IC卡座、顯示屏及電源構(gòu)成,表體兩側(cè)分別帶有進口及出口,水道將進口及出口連接,在靠近進口處安裝有閥芯,葉輪安裝在水道內(nèi),葉輪上帶有流量信號傳感器,微電機與閥芯配合連接,微電機由控制電路板控制;表體下部安裝有控制電路板、電源及IC卡座,顯示屏及IC卡座插口位于表體表面。該儀器可有效地控制供暖收費。
文檔編號G01K17/16GK2414408SQ0020034
公開日2001年1月10日 申請日期2000年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月10日
發(fā)明者李鐵城 申請人:李鐵城