一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置的制作方法

本实用新型涉及然气的计量装置领域，尤其涉及一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置。

背景技术：

近年来，随着天然气的推广应用，其普及范围和人数得到较快发展。天然气的计量也随着天然气的广泛应用而不断发展。燃气表成为连接燃气公司和用户之间不可或缺的一环，其稳定性和准确度至关重要。同时电池也是限制燃气表进一步发展的因素之一。燃气表行业对低功耗、省电的追求从未停止过。

请参见图1，干簧管脉冲式计数器主要由机械计数器和干簧管脉冲计数电路两部分组成。干簧管脉冲式计数器D1作为燃气表的核心部件之一，其计数可靠性及计量功耗则是衡量其性能的两个重要指标。机械计数器由于其是机械制品，生命周期通常都是百万次以上，同时其字轮的转动能量来源于燃气表皮膜腔的带动，因此其可靠性是有保证的，对电能的消耗更是达到了惊人的零。而干簧管脉冲计数电路主要由干簧管脉冲式计数器D1及外围电路组成。干簧管脉冲式计数器D1是一种磁敏的特殊开关，由于操作开关体积很小，因而无需复杂的凸轮或曲柄，所以不会出现金属疲劳现象，保证了几乎无限的使用寿命，所以其可靠性是可以保证的。当然燃气表行业近二三十年来，也是一直以此作为计量使用。在正常通信计量时，由于其字轮旋转一圈，干簧管脉冲式计数器D1才吸合一次，整体功耗也是满足需求的。但是干簧管电路却有一个致命的缺点，当燃气表用气停止时，带有磁铁的字轮正好停在干簧管吸合区域时，干簧管脉冲式计数器D1吸合，会产生对地的漏电流，约为7.7uA。由于正常家庭的主要用气时间是在一日三餐的时候，当一次用气停止到下一次再用气时，通常都过了几个小时，因此整体算下来因为干簧管脉冲式计数器D1无用吸合消耗的电量也是惊人的。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置，可自动识别干簧管脉冲计量器的状态，自动切换回省电模式，自动恢复计量模式，不会产生漏电流，具有省电节能和能大幅提升燃气表使用寿命的优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置，包括一限流电阻、一干簧管脉冲计数器、一MOS管和一控制电路，所述限流电阻的第一端连接一供电电源输入端，所述干簧管脉冲计数器的第一端连接所述限流电阻的第二端和所述控制电路的一读计量脉冲数据采集端，所述干簧管脉冲计数器的第二端连接所述控制电路的一读状态监测标识采集端和所述MOS管的漏极；所述MOS管的栅极连接所述控制电路的一写控制位输出端，所述MOS管的源极连接一接地端；所述控制电路用于根据所述读计量脉冲数据采集端和所述读状态监测标识采集端的电平信号控制所述MOS 管的关断和导通，实现所述干簧管脉冲计数器省点模式和计量模式的自适应切换。

优选地，所述控制电路包括一MCU控制器，所述读计量脉冲数据采集端连接所述MCU控制器的一第一I/O控制口，所述读状态监测标识采集端连接所述MCU控制器的一第二I/O控制口，所述写控制位输出端连接所述MCU 控制器的一第三I/O控制口。

优选地，所述控制电路还包括一晶振电路，所述晶振电路连接所述MCU 控制器的时钟晶振引脚。

优选地，所述MCU控制器通过连接一电池电压输入端。

优选地，还包括一第一滤波电容，所述第一滤波电容连接于所述限流电阻的第二端和所述接地端之间。

优选地，还包括一滤波电路，所述滤波电路包括多个并联的第二滤波电容，所述第二滤波电容分别连接于所述电池电压输入端和所述接地端之间。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

MOS管、控制电路、读计量脉冲数据采集端和读状态监测标识采集端的配合实现了根据读计量脉冲数据采集端和读状态监测标识采集端的电平信号控制MOS管的关断和导通，实现干簧管脉冲计数器省点模式和计量模式的自适应切换，节约能源，自动化程度高。晶振电路用于为控制电路提供时钟。第一滤波电容和滤波电路用于滤除对应电源输入的干扰。

附图说明

图1为现有的干簧管计量电路；

图2为本实用新型实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置的主体电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例的晶振电路的电路图；

图4为本实用新型实施例的滤波电路的电路图；

图5为本实用新型实施例的自适应干簧管脉冲式计数器运行方法的流程图。

具体实施方式

下面根据附图2～图5，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本实用新型的功能、特点。

请参阅图2～图4，本实用新型实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置，包括一限流电阻R0、一干簧管脉冲计数器D1、一MOS管S1和一控制电路1，限流电阻R0的第一端连接一供电电源输入端Vin，干簧管脉冲计数器D1的第一端连接限流电阻R0的第二端和控制电路1的一读计量脉冲数据采集端2，干簧管脉冲计数器D1的第二端连接控制电路1的一读状态监测标识采集端3和MOS管S1的漏极；MOS管的栅极连接控制电路1的一写控制位输出端4，MOS管S1的源极连接一接地端GND；控制电路1用于根据读计量脉冲数据采集端2和读状态监测标识采集端3的电平信号控制MOS 管S1的关断和导通，实现干簧管脉冲计数器D1省点模式和计量模式的自适应切换。

MOS管S1、控制电路1、读计量脉冲数据采集端2和读状态监测标识采集端3的配合实现了根据读计量脉冲数据采集端2和读状态监测标识采集端3的电平信号控制MOS管S1的关断和导通，实现干簧管脉冲计数器D1省点模式和计量模式的自适应切换。

控制电路1包括一MCU控制器11，读计量脉冲数据采集端2连接MCU 控制器11的一第一I/O控制口(Input/Output输入输出口)PE2，读状态监测标识采集端3连接MCU控制器11的一第二I/O控制口(Input/Output输入输出口)PE1，写控制位输出端4连接MCU控制器11的一第三I/O控制口 (Input/Output输入输出口)PE0。

控制电路1还包括一晶振电路12，晶振电路12连接MCU控制器11的时钟晶振引脚PC14-OSC32_IN、PC15-OSC32_OUT。晶振电路12用于为控制电路1提供时钟。

本实施例中，MCU控制器11通过连接一电池电压输入端VBAT。

还包括一第一滤波电容C0，第一滤波电容C0连接于限流电阻R0的第二端和接地端GND之间。

还包括一滤波电路13，滤波电路13包括多个并联的第二滤波电容C3，第二滤波电容C3分别连接于电池电压输入端和接地端GND之间。第一滤波电容C0和滤波电路13用于滤除对应电源输入的干扰。

本实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置的工作原理如下：

1、当干簧管脉冲计数器D1正常工作时，写控制位输出端4使能，MOS 管S1导通，此时整个系统与现有的干簧管脉冲计数器电路功能一致。

2、当燃气表用气停止时，带有磁铁的字轮正好停在干簧管吸合区域时，此时MCU控制器11读取到读计量脉冲数据采集端2采集的读计量脉冲数据为低电平，读到的读状态监测标识采集端3的读状态监测标识数据也为低电平。当经过预设时间后(预设时间根据燃气表的流量及普通用户用气习惯确定，一般设置为10到30分钟)，再次读计量脉冲数据与读状态监测标识数据，当仍然读取到都为低电平时，MCU控制器11会自动识别出带有磁铁的字轮停在了干簧管的吸合区域。

3、此时MCU控制器11通过写控制位输出端4使的操作，关断MOS管 S1，再次读取读状态监测标识数据。此时读状态监测标识数据的值为高电平。虽然干簧管在磁铁的作用下仍然闭合，但是由于干簧管脉冲计数器D1到地的通路被MOS管S1断开，此时不会产生漏电流。达到了自适应的省电操作。

4、当用户下次再次使用燃气的时候，随着字轮的旋转，带磁铁的字轮会慢慢的离开干簧管脉冲计数器D1的吸合区域，干簧管脉冲计数器D1由吸合状态变化为断开状态，恢复为正常的计量。此时读状态监测标识由于干簧管脉冲计数器D1的断开，而恢复为低电平，MCU控制器11接收到此电平转换信息，重新将写控制位置高电平，MOS管S1再次导通。此时系统状态重新回到第1点，做到了自适应的从省电状态切换到正常的计量状态。

请参见图2和图5，本实用新型的一种基于本实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置的自适应干簧管脉冲式计数器运行方法，包括步骤：

S1：MCU控制器11实时获取读计量脉冲数据采集端2采集的读计量脉冲数据和读状态监测标识采集端3的读状态监测标识数据；

S2：MCU控制器11根据读计量脉冲数据和读状态监测标识数据控制 MOS管S1的关断和导通，实现对干簧管脉冲计数器D1省点模式和计量模式的自适应切换。

其中，S2步骤进一步包括步骤：

S21：当读计量脉冲数据和读状态监测标识数据都为低电平时，开始计时；

S22：当计时时间到达一预设时间时，判断此时读计量脉冲数据和读状态监测标识数据是否都为低电平，如是继续后续步骤；

S23：MCU控制器11通过写控制位输出端4控制MOS管S1关断；

S24：当读计量脉冲数据呈高电平且读状态监测标识数据呈低电平时， MCU控制器11通过写控制位输出端4控制MOS管S1导通；

S25：返回步骤S21。

本实施例的一种基于本实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置的自适应干簧管脉冲式计数器运行方法，通过对原有干簧管计量电路的优化及增加反馈控制系统，增加了一个MOS管关断电路，同时利用两个反馈控制信号(读计量脉冲数据和读状态监测标识数据)大幅度降低对干簧管脉冲计数器在非正常计量通信下的电流消耗，且处理方式为自适应，不需要额外的其它操作。另外，通过统计计算本实施例的基于本实施例的一种自适应省电干簧管脉冲式计数装置及自适应干簧管脉冲式计数器运行方法，能够节省25％的系统能耗，降低对锂电池容量的需求，在相同电池容量下，能大幅的提升燃气表的使用寿命，能更好的保障燃气表的十年锂电的方针。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。