專利名稱：信用卡預(yù)付費(fèi)電子電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電能表，特別是一種運(yùn)用電能信用卡進(jìn)行管理的電子電能表。
電子電能表與感應(yīng)式電能表相比，無論在計(jì)量精度、自身功耗以及免調(diào)校等方面所具有的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，在此基礎(chǔ)上發(fā)展而成的預(yù)付費(fèi)電子電能表從解決抄表困難、避免管理混亂、提高電力部門的資金回籠速度等也必然會(huì)產(chǎn)生積極作用。但縱觀目前已面市的預(yù)付費(fèi)電子電能表卻無一例外地采用了在電能表內(nèi)部設(shè)置一個(gè)受控于控制電路的繼電器進(jìn)行按預(yù)購電量限額供電的方法，即當(dāng)預(yù)購電量使用完畢后由相關(guān)電路控制繼電器動(dòng)作，切斷供電電源。有些電能表當(dāng)預(yù)購電量使用完畢后允許再繼續(xù)使用少量電量(如10Kwh)，再切斷電源。兩種控制方法屬于同一類型，這種利用繼電器控制供電達(dá)到預(yù)付費(fèi)管理目的的方法有以下弊端1、工業(yè)用戶一般不允許突然停電；2、民用電能表用戶因某種原因未能及時(shí)購電而被斷電會(huì)給用戶帶來諸多不便，以致造成用戶對(duì)此種管理方式的抵觸情緒；3、繼電器常閉觸點(diǎn)存在接觸電阻，造成電能表自身整體功耗增大，實(shí)測全新繼電器，工作電壓220V，負(fù)載20A時(shí)功耗為1.6W～2.5W，隨觸點(diǎn)被電弧燒蝕功耗會(huì)急劇增大，甚至燒毀釀成事故，執(zhí)行斷電操作時(shí)，吸合線圈的自保功耗一般也在1.5W左右，因此實(shí)際上造成該類型電能表自身功耗可能大于感應(yīng)式電能表，對(duì)節(jié)約能源不利；
4、繼電器為易損件，必然降低電網(wǎng)供電質(zhì)量水平，也增加了電力部門的檢修工作和維修費(fèi)用負(fù)擔(dān)，檢修不及時(shí)則可能引起事故。
本發(fā)明的目的是提供一種不再采用常規(guī)預(yù)付費(fèi)電子電能表通過對(duì)預(yù)購的可用電量進(jìn)行監(jiān)控進(jìn)而斷電的作法，而是每當(dāng)可用電量使用完畢后對(duì)用戶繼續(xù)使用的這部分透支電量另行計(jì)量，直到用戶重新購電，使電力部門通過對(duì)透支電量的另行計(jì)量管理實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)管理方式。適用于單相和三相電能表，對(duì)三相工業(yè)用表尤為適宜的一種信用卡預(yù)付費(fèi)電子電能表。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實(shí)現(xiàn)的，它包括電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內(nèi)部的電壓電流取樣器件和電子電路及工作電源構(gòu)成，其中表殼開有一可供插入電能信用卡的插槽和一個(gè)啟動(dòng)讀/寫電路進(jìn)行工作的按鍵，所說的電子電路包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、分頻電路、累計(jì)總用電量加法計(jì)量電路、可用電量計(jì)量電路、電能信用電子卡讀/寫操作電路、電量數(shù)據(jù)顯示電路、聲光報(bào)警電路等構(gòu)成，其技術(shù)解決方案在于所說的電子電路還包括透支電量加法計(jì)量電路和日歷時(shí)鐘電路。其中透支電量加法計(jì)量電路一端與分頻電路的輸出端相接，另一端與數(shù)據(jù)總線連接。日歷時(shí)鐘電路與電能信用卡讀/寫操作電路連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于撤掉了常規(guī)預(yù)付費(fèi)電子電能表中的供電控制繼電器及相關(guān)附加電路，從而不再以切斷供電電源的方式來實(shí)現(xiàn)用電量的管理，而通過對(duì)透支用電量實(shí)施計(jì)量，并利用電能信用卡實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)的管理目的。同時(shí)利用電能表內(nèi)部的電子電路及相應(yīng)的處理算法對(duì)累計(jì)總用電量、可用電量、透支用電量同時(shí)進(jìn)行計(jì)量，并且當(dāng)可用電量用完并進(jìn)入透支用電狀態(tài)后，由電能表發(fā)出提示用戶應(yīng)重新購電的聲、光報(bào)警指示。本發(fā)明還通過日歷時(shí)鐘電路對(duì)累計(jì)總用電量、可用電量及透支用電量這三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值及插卡時(shí)間寫入電能信用卡，從而幫助電力部門準(zhǔn)確掌握用戶電表的運(yùn)行狀態(tài)及最近一次的插卡時(shí)間。
下面結(jié)構(gòu)附圖對(duì)本發(fā)明加以詳述

圖1為本發(fā)明的電路方框圖；圖2為計(jì)量處理算法流程圖；圖3為電能信用卡讀/寫操作算法流程圖。
實(shí)施例本發(fā)明是由電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內(nèi)部的電壓、電流取樣器件和電子電路及工作電源構(gòu)成，其中在表殼上有一可供插入電能信用卡的插槽和一個(gè)啟動(dòng)讀/寫電路進(jìn)行工作的按鍵。下面參見圖1-3對(duì)本發(fā)明的電子電路的組成及其工作原理進(jìn)行說明。
如圖1所示電子電路包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路1、分頻電路2、累計(jì)總用電量加法計(jì)量電路3、可用電量計(jì)量電路4、透支電量加法計(jì)量電路5，電能信用電子卡讀/寫操作電路6、電能表內(nèi)部電子卡讀/寫操作電路7、電量數(shù)據(jù)顯示電路8、聲/光報(bào)警電路9、語音合成10、日歷時(shí)鐘電路11、電能信用卡12、售電管理系統(tǒng)13共同構(gòu)成。
電能表的工作原理分兩種工作狀態(tài)，第一種為計(jì)量工作狀態(tài)，如圖2所示其電信號(hào)經(jīng)電壓、電流取樣器件采集得正比于用電功能大小的電壓、電流取樣信號(hào)，送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路1經(jīng)內(nèi)部電路放大和四象限乘法器件作乘法運(yùn)算以及V/F轉(zhuǎn)換和分頻處理，當(dāng)用電量達(dá)到1/100度時(shí)，可輸出一脈寬為250MS的計(jì)量脈沖，該脈沖經(jīng)分頻電路2再分頻，當(dāng)用電量達(dá)到一度(Kwh)時(shí)，可輸出一度計(jì)度脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)送往累計(jì)總用電量計(jì)量電路3作加法累計(jì)計(jì)量，同時(shí)一度信號(hào)送往可用電量計(jì)量電路4作減一計(jì)量，該計(jì)量是隨使用過程逐漸減少的，一旦減為零即停止減一計(jì)量，并由聲/光報(bào)警電路9提示用戶已經(jīng)進(jìn)入透支電量工作狀態(tài)。同時(shí)對(duì)繼續(xù)產(chǎn)生的一度計(jì)量脈沖信號(hào)改由透支電量計(jì)量電路5進(jìn)行加法計(jì)量工作。也就是說當(dāng)可用電量使用完后，對(duì)繼續(xù)使用的這部分電量視為透支用電量。該透支計(jì)量加法電路直至電能信用卡新的購電量被讀入后才停止工作，由可用電量計(jì)量電路4進(jìn)行計(jì)量工作。至此，本電路完成了對(duì)電能表三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)量工作。每當(dāng)一度計(jì)量脈沖信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，本電路同時(shí)啟動(dòng)電能表內(nèi)部電子卡讀/寫操作電路7進(jìn)行操作，將上述三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值寫入內(nèi)部電子卡。當(dāng)供電線路停電又恢復(fù)供電時(shí)，該電路能自動(dòng)啟動(dòng)讀操作，首先恢復(fù)三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值至三個(gè)相應(yīng)的計(jì)量電路，從而繼續(xù)進(jìn)行計(jì)量工作。
電量數(shù)據(jù)顯示電路8用于對(duì)電能表動(dòng)態(tài)運(yùn)行值的顯示，其中累計(jì)總用電量用于作為核定實(shí)際總用電量的依據(jù)。聲/光報(bào)警電路9是當(dāng)可用電量為零時(shí)，由電路驅(qū)動(dòng)一發(fā)光管提示用戶已經(jīng)進(jìn)入透支用電量工作狀態(tài)。透支用電后每用0.1度電便自動(dòng)啟動(dòng)語音合成電路10將當(dāng)前已透支電量準(zhǔn)確報(bào)出，此電路同時(shí)受控于電能信用卡讀/寫操作啟動(dòng)按鍵，該按鍵除用于啟動(dòng)電能信用卡的讀/寫操作外，平時(shí)若被按動(dòng)也可使語音提示電路啟動(dòng)。當(dāng)可用電量為零時(shí)，報(bào)告透支電量，當(dāng)可用電量大于零時(shí)則報(bào)告當(dāng)前剩余電量。
日歷時(shí)鐘電路11為一常規(guī)的日歷時(shí)鐘電路，用于用戶插入電能信用卡時(shí)，向電能信用卡寫操作電路提供當(dāng)前日歷時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)。
如圖3所示電能表的另一工作狀態(tài)是當(dāng)用戶將電能信用卡插入電能表信用卡座并啟動(dòng)按鍵后，電能信用卡讀/寫操作電路6開始工作，讀取購電量數(shù)據(jù)信息。該電量經(jīng)數(shù)據(jù)總線送往可用電量計(jì)量電路4，在那里完成與原剩余可用電量相加工作，并以此作為新的可用電量繼續(xù)進(jìn)行減法計(jì)量。信用卡讀/寫操作電路還同時(shí)完成將三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值和當(dāng)前插卡時(shí)間寫回電能信用卡的工作，而且三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值的相應(yīng)計(jì)量電路和數(shù)據(jù)輸出線都與電能信用讀/寫操作電路相連。因此，在電路的控制下，三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值亦同時(shí)被寫回電能信用卡，同時(shí)被寫回的還有由日歷時(shí)鐘送出的當(dāng)前時(shí)間，(由于電力部門規(guī)定用戶在下次買電前應(yīng)再插卡一次)。故累計(jì)總用電量和最近透支量的數(shù)據(jù)就可以通過電能信用卡傳遞至電力部門，由電力部門據(jù)此進(jìn)行透支量收費(fèi)。因此只要得知用戶電能表運(yùn)行狀態(tài)和插卡時(shí)間就能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)付費(fèi)管理。
用戶購電后首次將信用卡插入電能表時(shí)，購電量數(shù)值必然大于零，經(jīng)本電路識(shí)別后，將當(dāng)前三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值寫入電能信用卡的I號(hào)存貯區(qū)，待讀/寫工作完成后，購電量存貯單元已被清零。若用戶在下次未重新購電前又再次將信用卡插入電表，此時(shí)因購電量單元數(shù)據(jù)為零，經(jīng)識(shí)別后，則將本次插卡時(shí)的最新三項(xiàng)運(yùn)行狀態(tài)值寫入電能信用卡的II號(hào)存貯區(qū)，電力部門根據(jù)I、II號(hào)存貯區(qū)的內(nèi)容判斷出用戶的插卡狀況進(jìn)行合理收費(fèi)。下面就此種方式作一簡單說明，以I號(hào)存貯區(qū)累計(jì)總用電量為W1，以II號(hào)存貯區(qū)累計(jì)總用電量為W2為例，可有如下判斷過程1、若W2大于W1，說明用戶在上次購電后至下次購電前有過再次插卡動(dòng)作。求(W2—W1)/該用戶日平均用電量之值，可得出上次購電后首次插入日期至本次購電前的最后一次插卡所經(jīng)歷的大致天數(shù)，其中該用戶日平均用電量由電力部門專用的計(jì)算機(jī)售電管理系統(tǒng)資料統(tǒng)計(jì)獲知，而上次購電后的首次插卡日期一般與該用戶上次購電日期相同，該日期在售電管理系統(tǒng)中是有記載的，這樣可得用戶購電前的最后一次實(shí)際插卡日期。
2、若W1大于W2，說明用戶上次購電后，只將電能信用卡插至電能表一次，無二次重插卡動(dòng)作，(這里排除用戶上次購電后一直未曾插卡的情況，當(dāng)購電量大于零時(shí)屬于這種情況，一般不會(huì)出現(xiàn))，若電力部門的管理規(guī)定要求用戶購電前須再插卡一次，顯然對(duì)未插卡者是可以識(shí)別的。
上述分析與判斷工作由配套的售電管理系統(tǒng)完成。
考慮最不利情況，電力部門可根據(jù)I號(hào)存貯區(qū)所示的透支用量值核收透支電費(fèi)，這會(huì)造成上次透支部份的電費(fèi)要滯后到下次買電時(shí)才能收回的情況，若用戶自覺插卡，則不會(huì)出現(xiàn)滯后收回。當(dāng)然電路中若含有日歷時(shí)鐘電路11，且規(guī)定要求用戶購電前必須插卡，則插卡日期必然準(zhǔn)確，也就達(dá)到通過電能信用卡實(shí)現(xiàn)了預(yù)付費(fèi)管理的目的。
權(quán)利要求
1.一種信用卡預(yù)付費(fèi)電子電能表，包括電能表殼、顯示裝置及裝在表殼內(nèi)部的電壓電流取樣器件和電子電路及工作電源構(gòu)成，其中表殼開有一可供插入電能信用卡的插槽和一個(gè)啟動(dòng)讀/寫電路進(jìn)行工作的按鍵，所說的電子電路包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(1)、分頻電路(2)、累計(jì)總用電量加法計(jì)量電路(3)、可用電量計(jì)量電路(4)、電能信用電子卡讀/寫操作電路(6)、電能表內(nèi)部電子卡讀/寫操作電路(7)、電量數(shù)據(jù)顯示電路(8)、聲光報(bào)警電路(9)等構(gòu)成，其特征在于所說的電子電路還包括透支電量加法計(jì)量電路(5)和日歷時(shí)鐘電路(11)，其中透支電量加法計(jì)量電路(5)的一端與分頻電路(2)的輸出端相接，另一端與數(shù)據(jù)總線連接，日歷時(shí)鐘電路(11)與電能信用卡讀/寫操作電路(6)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種信用卡預(yù)付費(fèi)電子電能表，該電能表由表殼、顯示裝置及裝在表殼內(nèi)部的電子電路等構(gòu)成。其特征是所說的電子電路除包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換、分頻、總用電量加法計(jì)量可用電量計(jì)量、信用卡讀/寫操作和表內(nèi)部讀/寫操作等電路外，主要還包括透支電量加法計(jì)量和日歷時(shí)鐘電路。通過該電路的控制，實(shí)現(xiàn)每當(dāng)可用電量使用完畢后，對(duì)繼續(xù)使用的透支電量另行計(jì)量的管理方式，并通過日歷時(shí)鐘準(zhǔn)確掌握電表的運(yùn)行狀況。從而解決了普通預(yù)付費(fèi)電能表因預(yù)購電量使用完畢切斷供電電源而給用戶帶來的諸多不便。本發(fā)明適用于單相和三相電能表，對(duì)三相工業(yè)用表尤為適宜。
文檔編號(hào)G01R22/00GK1122452SQ9510310
公開日1996年5月15日 申請(qǐng)日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月16日
發(fā)明者梁靖遠(yuǎn), 柳瑜, 歐國漢 申請(qǐng)人:廣州市海珠區(qū)華洋物資發(fā)展公司