一种阀转轮以及煤气罐的制作方法

本实用新型涉及一种阀转轮以及煤气罐。

背景技术：

目前，居民生活饮食烧菜做饭的燃料主要为煤气罐和管道煤气，其中管道煤气正在逐渐普及并替代煤气罐，管道煤气更安全稳定、环保清洁、使用方便。虽然很多城市已经普及了以天然气作为燃料的管道煤气，然而也因为管道煤气的铺设局限，仍有相当比例的小区、饭店、大排档在还未铺设管道的情况下，只能继续使用煤气罐。社会煤气罐爆炸事件频发，究其原因目前市面上煤气罐管控有以下几点隐患：

1、非法厂家煤气罐没在正规加气站加气，导致过期煤气罐仍在在市场上流通、使用，而相关监管人员也缺乏有效监控手段对过期煤气罐进行回收；

2、居民没有养成良好的用气习惯，没有在使用完成后及时关闭煤气；

3、城市高危人员利用煤气罐作为作案工具，危害社会治安。

技术实现要素：

为避免背景技术的不足之处，本实用新型提供一种阀转轮，使其可以应用在煤气罐上，实现煤气罐的定位、轨迹追踪、关闭提醒、危险情况报警等功能。

本实用新型提出的一种阀转轮，包括阀转轮本体、设置在阀转轮本体内部的电路板、与外部阀杆配合固定连接的连接件，电路板包括电源模块、微控制器模块、无线射频收发模块；电源模块用于提供电路板上的元器件电源，微控制器模块与无线射频收发模块连接，控制无线射频收发模块周期性的对外发送包括唯一识别码在内的无线信号。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的旋转检测模块，旋转检测模块用于检测阀转轮的开、关状态；当旋转检测模块检测到阀转轮的开、关状态变化时，微控制器模块控制无线射频收发模块对外发送包括开关状态信息和唯一识别码在内的无线信号。

优选的，旋转检测模块为地磁传感器或三轴陀螺仪。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的电容感应开关模块，电容感应开关模块用于实时感应触摸信号；当电容感应开关模块感应到触摸信号后，启动旋转检测模块检测阀转轮的开、关状态。

进一步的，电容感应开关模块包括感应片与电容感应芯片；电容感应芯片设置在电路板上与微控制器模块连接，感应片设置在阀转轮本体内壁处并与电容感应芯片连接。

进一步的，感应片设置在阀转轮本体内壁的侧面处，感应片呈片条状且轮廓随内壁侧面轮廓变化而变化。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的震动感应开关模块，震动感应开关模块用于实时感应震动情况；当震动感应开关模块到感应到震动情况且震动持续时间超过预定时长，则无线信号发送周期从第一周期切换至第二周期；当震动感应开关模块不再到感应到震动情况且静止时间持续超过预定时长，则无线信号发送周期重新从第二周期切换至第一周期，第一周期的时长大于第二周期。

优选的，震动感应开关模块为水银开关或滚珠震动开关或弹簧震动开关。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的三轴加速度传感器模块，三轴加速度传感器模块用于在震动感应开关模块到感应到震动情况后启动并检测阀转轮的倾斜角度；当三轴加速度传感器模块检测到倾斜角度超过预定值时，微控制器模块控制无线射频收发模块对外发送包括倾倒报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的温度检测模块，温度检测模块用于定时检测阀转轮周边的环境温度；当温度检测模块检测到温升或温度超过预定值时，微控制器模块控制无线射频收发模块对外发送包括温度报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的气压检测模块，气压检测模块用于定时检测阀转轮周边的大气压强；当气压检测模块检测到大气压强低于或高于预定值时，微控制器模块控制无线射频收发模块对外发送包括气压报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的毒气检测模块，毒气检测模块用于定时检测阀转轮周边的有毒气体情况；当毒气检测模块检测到有毒气体且浓度超过预定值时，微控制器模块控制无线射频收发模块对外发送包括毒气报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

进一步的，电路板还包括与微控制器模块连接的蜂鸣器模块，当检测到报警情况时，微控制器模块控制蜂鸣器模块发出报警声音。

本实用新型同时还提出了一种兼容现有专用于煤气罐的阀转轮，可对外发送具有特定信息的无线信号，包括阀转轮本体、设置在阀转轮本体内部的电路板、与外部阀杆配合固定连接的连接件，阀转轮本体整体呈中空的环状，包括底座和上盖；底座和上盖的材质为塑料。

进一步的，连接件包括六角螺母、扳拧护套，扳拧护套的材质为硬质金属，采用嵌件成型工艺使其与上盖接合固化。

进一步的，底座和上盖配合安装，接触部分通过超声波焊接固定并密封。

进一步的，扳拧护套外侧壁还具有增加与上盖接触面积的外延部。

进一步的，还包括防拆盖帽；上盖顶面中心具有放置六角螺母的凹槽，防拆盖帽设置于上盖顶面并覆盖六角螺母。

进一步的，盖帽主体呈圆片型，盖帽的一端面具有整体呈环形的类齿轮状凸起，凸起外径等于或大于上盖顶面凹槽内径。

本实用新型同时还提出了一种煤气罐，包括如上述任意一种的阀转轮。

本实用新型有益效果在于本实用新型阀转轮可应用在煤气罐上，对外发送包括唯一识别码、开关检测状态、环境数据以及各种危险情况报警信号在内的无线信号，配合专用的煤气罐管控系统，实现煤气罐的定位、轨迹追踪、关闭提醒、危险情况报警等功能，降低用户的使用煤气罐时的安全风险，使相关管控人员更好的对煤气罐进行管控。

附图说明

图1是本实用新型实施例产品的立体示意图。

图2是本实用新型实施例产品的结构爆炸示意图。

图3是本实用新型实施例电路板的模块示意图。

图4是本实用新型实施例的感应片和上盖的配合示意图。

图5是本实用新型实施例的上盖的剖面示意图。

图6是本实用新型实施例的基座和气压检测传感器的配合示意图。

图7是本实用新型实施例阀转轮安装在阀杆上的剖面示意图。

图8是本实用新型实施例的盖帽的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，为了使人直观的了解本实用新型产品的功能以及使用原理，在下列实施例中本实用新型的阀转轮以应用在煤气罐上举例，但不排除本实用新型的阀转轮应用在其他情况下。

实施例1，参照附图1-4，一种阀转轮，包括阀转轮本体、设置在阀转轮本体内部的电路板3、与外部阀杆9配合固定连接的连接件，电路板3包括电源模块301、微控制器模块302、无线射频收发模块303；电源模块301用于提供电路板3上的元器件电源，微控制器模块302与无线射频收发模块303连接，控制无线射频收发模块303周期性的对外发送包括唯一识别码在内的无线信号；该周期为第一周期，时间间隔优选为1小时；本实施例中为降低功耗，平时微控制器模块302处于休眠状态省电，每隔所述第一周期，则微控制器模块302自动从休眠状态进入工作状态然后对外发送无线信号。

需要知道的是，本实施例阀转轮并不是独立工作就能达到其功能的，其是一个系统中的一部分，该系统包括数据平台、固定网关及本实施例阀转轮。其中本实施例阀转轮的无线射频收发模块303优选采用840～849MHZ或919～921MHZ频率的无线信号与固定网关进行通信；固定网关接收本实施例阀转轮发送的无线信号，然后将无线信号传输至数据平台。目前申请人已经在部分城市完成了这种城市网关信号的全覆盖，网关每次接收本实施例阀转轮的无线信号，都可以记录下接收时间，并将该固定网关的编号、接收时间以及无线信号等数据转发至数据平台。由于网关的地理位置是固定的且网关的信号范围也是基本不变的，故数据平台接收到固定网关发送的数据，根据其中的唯一识别码识别该阀转轮，也即可以确定该阀转轮的大致地理位置，网关的信号范围越小，则该阀转轮的地理位置越精确。

本实施例阀转轮具备最基本、最简单的功能，即周期性的射频功能。数据平台该根据数据中的唯一识别码，就可以确定该阀转轮（也即煤气罐）的位置，以及关联的煤气罐的生产厂家、规格、外观尺寸、使用年限、年检情况等信息，使相关监管人员可以远程管控煤气罐，了解煤气罐的相关信息，对已过使用年限的煤气罐进行回收工作，杜绝有危险隐患的煤气罐在市场上流通。

实施例2，本实施例是在实施例1的基础上添加新的功能模块，具体来说电路板3还包括与微控制器模块302连接的旋转检测模块304和电容感应开关模块305；电容感应开关模块305用于实时感应触摸信号；当电容感应开关模块305感应到触摸信号后，微控制器模块302从休眠状态进入工作状态，随后启动旋转检测模块304检测阀转轮的开、关状态，电容感应开关模块305主要作用就是为了降低功耗，使旋转检测模块304由实时检测变成触发检测；当旋转检测模块304检测到阀转轮的开、关状态变化时，微控制器模块302控制无线射频收发模块303对外发送包括开关状态信息、唯一识别码在内的无线信号。

本实施例中电容感应开关模块305包括感应片305a与电容感应芯片；电容感应芯片设置在电路板3上与微控制器模块302连接，感应片305a设置在阀转轮本体内壁处并与电容感应芯片连接。优选的，感应片305a材质为铜片且设置在阀转轮本体内壁的侧面处，感应片305a呈片条状且轮廓随内壁侧面轮廓变化而变化。根据阀转轮的使用情况来看，旋转时往往是用手指接触阀转轮外壁侧面，通过摩擦力或扭力旋转阀转轮，故将电容感应开关模块305的感应片305a紧贴设置在内壁的侧面，使用时对人手触摸的感应灵敏度效果最好。

本实施例中旋转检测模块304可选地磁传感器或三轴陀螺仪。对于地磁传感器，当人手触摸阀转轮侧面时，电容感应开关模块305感应到触摸信号，随后地磁传感器启动，在阀转轮的单次旋转时间内，大约200ms，地磁传感器多次检测地磁传感器的默认方向与地磁方向（比如北极）的夹角，在旋转过程中，该夹角不停变化，最终根据转过的角度以及转动的方向判断阀转轮为开还是关状态。对于三轴陀螺仪，类似的通过水平角度的变化判断阀转轮的开关状态。

本实施例阀转轮在实施例1的基础上，增加了关闭提醒功能。本实施例阀转轮安装在煤气罐上后，用户每逢烧菜做饭打开煤气罐，阀转轮可检测到旋转打开或关闭的动作，然后对外发送数据；当数据平台在预定时间内或设定时刻未接收到相应的阀门关闭动作，则数据平台以发送短信息或APP软件信息推送等方式至用户手机提醒用户关闭煤气罐。预定时间指的是阀门打开后的一段预定时间，比如两个小时，在通常饭点时间，两个小时已经可以满足烧菜的时间，满两小时未关闭阀门则提醒用户关闭，一般针对家用煤气罐；而设定时刻指的是具体的当天时间，比如晚上22点，对街边商家以及酒店而言，烧菜往往是断断续续的，然而在晚上22点时大多数会结束营业，如果到点未关闭阀门则提醒用户关闭，一般针对商用煤气罐。预定时间和设定时刻有默认设定，但是用户也可以根据需求以发送短消息或APP软件设置等形式变更。

实施例3，本实施例是在实施例1或2的基础上添加新的功能模块，具体来说电路板3还包括与微控制器模块302连接的震动感应开关模块306和三轴加速度传感器模块307;震动感应开关模块306用于实时感应震动情况,当震动感应开关模块306到感应到震动情况且震动持续时间超过预定时长，则无线信号发送周期从第一周期切换至第二周期；当震动感应开关模块306不再到感应到震动情况且静止时间持续超过预定时长，则无线信号发送周期重新从第二周期切换至第一周期，第一周期的时长大于第二周期；三轴加速度传感器模块307用于在震动感应开关模块306到感应到震动情况后启动并检测阀转轮的倾斜角度；当三轴加速度传感器模块307检测到倾斜角度超过预定值时，微控制器模块302控制无线射频收发模块303对外发送包括倾倒报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

煤气罐通常情况下都是静止存放的，当震动感应开关模块306到感应震动情况后存在几种情况，一是误碰触到煤气罐，二是短距离的煤气罐搬动，三是更换煤气罐导致的长距离的移动搬运。前两种震动感应开关模块306感应到的震动都属于短时间性质，在一定时间内会静止，故本实施例中将煤气罐在预定时间比如1分钟内停止震动的情况，则认定为非搬运情况，阀转轮仍处于普通模式下按照第一周期的1小时间隔发送无线信号；如果震动时间一直持续，则认定为搬运情况，阀转轮切换至运动模式按照第二周期设定的时间间隔发送无线信号，本实施例中第二周期的间隔优选7秒。

本实施例中震动感应开关模块306可以是水银开关或滚珠震动开关或弹簧震动开关，优选滚珠震动开关；滚珠震动开关的震动感应灵敏，即使煤气罐处在一辆在较好路面状况上行驶中的搬运车辆，也能感应到轻微的震动情况。

本实施例阀转轮在实施例1的基础上，增加了移动轨迹追踪功能。煤气罐搬运移动时随着的时间、位置的变化，接收该阀转轮无线信号的固定网关也发生变动，根据不同固定网关前后顺序的变动就可以大致得出煤气罐的移动轨迹。如果正规充气点安装信号范围较小的特殊编号固定网关，这样数据平台根据搬运的煤气罐的最终停止地点，就可以知道煤气罐是否到正规的充气点充气；根据大数据分析，如果很多煤气罐的最终停止地点汇集在某一固定网关位置，而该位置又没有特殊编号固定网关，则可以判定该固定网关的信号覆盖范围内有非法充气点，需通知相关监管人员取缔该非法充气点。

同时本实施例阀转轮在实施例1的基础上，还增加了倾倒报警功能。对于三轴加速度传感器，当三轴加速度传感器处于水平静置的状态，在X、Y、Z的Z轴方向会一直存在重力g，如果煤气罐倾倒，则阀转轮也会随着倾倒，此时重力的方向就不在Z轴方向了，如果重力的方向与Z轴方向的夹角超过一定值，则可认定为煤气罐为倾倒。在使用中如果发生意外情况比如使煤气罐倾倒，这属于严重的安全隐患，需要有人及时将煤气罐扶正。考虑到煤气罐倾倒必然伴随着煤气罐的震动，故可在震动感应开关模块306感应到震动情况时，启动三轴加速度传感器检测煤气罐是否倾倒。

实施例4，本实施例是在上述实施例的基础上添加新的功能模块，具体来说电路板3还包括与微控制器模块302连接的温度检测模块308、气压检测模块309、毒气检测模块310中的一种或几种；温度检测模块308用于检测阀转轮周边的环境温度；气压检测模块309用于检测阀转轮周边的大气压强；毒气检测模块310用于检测阀转轮周边的有毒气体情况，本实施例中该有毒气体优选为一氧化碳气体。

本实施例阀转轮在实施例1的基础上，增加了环境检测及报警功能。这几种模块按照第三周期设定的时间间隔启动检测，第三周期的间隔优选1分钟，如果检测后周边环境没问题，则记录环境数据并将数据存储在微控制器模块302中；当信号发射第一周期来临时，微控制器模块302控制无线射频收发模块303对外发送包括一个第一周期内积累的环境数据、唯一识别码在内的无线信号；

如果温度检测模块308检测到温升或温度超过预定值，或气压检测模块309检测到大气压强低于或高于预定值，或毒气检测模块310检测到有毒气体且超过预定值，则微控制器模块302控制无线射频收发模块303对外发送包括相应的报警信号、唯一识别码在内的无线信号。

优选的，本实施例中电路板3还包括与微控制器模块302连接的蜂鸣器模块311，当检测到报警情况时，微控制器模块302控制蜂鸣器模块311发出报警声音，提醒煤气罐附近的用户。

实施例5，参照附图5-8，本实施例为一种安装在煤气罐上的阀转轮，侧重阀转轮的结构部分，具体的，一种阀转轮，可对外发送具有特定信息的无线信号，包括阀转轮本体、设置在阀转轮本体内部的电路板3、与外部阀杆9配合固定连接的连接件，阀转轮本体整体呈中空的环状，包括底座2和上盖1，底座2和上盖1的材质为塑料；连接件包括六角螺母5、扳拧护套4，扳拧护套4采用嵌件成型工艺使其与上盖1接合固化。

由于本实施例阀转轮内相比现有煤气罐阀转轮多了发送无线信号的功能，使得阀转轮本体材质由硬质金属变为塑料，否则会影响信号。在测试中发现本实施例阀转轮按照现有煤气罐阀转轮安装在煤气罐上后，经过长时间多次旋转开关测试，发现与煤气罐阀杆9扳拧部位901配合连接的阀转轮配合部位存在相当程度的磨损。分析原因，是因为所用的塑料材质的硬度远不如硬质金属，而且由于配合原因以及制造误差，阀杆9的扳拧部与对应的阀转轮的配合部会存在一定空隙，这种空隙的存在使得阀转轮转动时，与阀杆9扳拧部位901的接触并非面接触，故而会产生磨损。

本实施例阀转轮通过采用硬质金属的扳拧护套4与阀杆9扳拧部位901配合安装，扳拧护套4采用嵌件成型工艺使其与上盖1接合固化，接合固化后扳拧护套4外侧面与上盖1之间不存在空隙，也就不会再磨损上盖1，而扳拧护套4本身又是硬质金属不怕与阀杆9接触磨损。

扳拧护套4外侧壁还具有增加与上盖1接触面积的外延部401。

为了防止本实施例阀转轮因进水导致电路板3短路，底座2和上盖1配合安装，接触部分通过超声波焊接固定并密封。

本实施例中，由于已经将阀转轮做密封防水处理，如果再加一个需要连通外界检测外界气压的气压检测模块，就可能将密封效果破坏。为了维持密封效果，本实施例底座2上设有配合固定气压检测模块形状的安装区，安装区上设有通孔供气压检测模块的探头连通外界，安装区与气压检测模块之间通过粘接固定，胶水凝固后即可达到防水效果。

为了防止被人徒手拆卸，本实施例阀转轮还包括防拆盖帽6，上盖1顶面中心具有放置六角螺母5的凹槽，防拆盖帽6设置于上盖1顶面并覆盖六角螺母5。

进一步的，防拆盖帽6主体呈圆片型，防拆盖帽6的一端面具有整体呈环形的类齿轮状凸起601，凸起601外径等于或大于上盖1顶面凹槽内径；安装时，防拆盖帽6的凸起601直接装入凹槽处，通过两者之间额过盈配合固定。圆片防拆盖帽6的另一端可印制一些信息，比如二维码、厂家名称等。

实施例6，一种煤气罐，包括如以上任意一项实施例的阀转轮。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。