专利名称：计量器具防作弊自动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防止对计量器具作弊的产品，是计量器具防作弊技术领域内的创造。
目前，计量器具上的防作弊装置都较简单，是在计量器具外壳的壳体盖上(如电度表)或计量关键部件上(如石油加油机的计量器上)加封“铅封”，以防止作弊者改变计量参数来达到作弊的目的。但随着技术的进步，作弊技术也在不断地提高，伪造“铅封”已很容易，这样，鉴别“铅封”真伪难度大且找不到其它作弊证据，给计量器具行政管理部门以法管理带来很大困难。即使查出假“铅封”或查出破坏“铅封”，但作弊已经得逞，作弊者因作弊已获得一笔非法收入。因而，致使目前对计量器具的作弊活动很猖獗，已成为急待解决的问题。
本发明就是要设计一种可以防止对计量器具作弊的产品，以此来遏制社会上对计量器具作弊的歪风。
为实现上述目的，本发明采取如下的技术方案本技术方案总的构思是用一个“计量关键件包装壳”将计量器具的计量关键部件(指计量器、计量传感器、模数转换器、计数器、单片机等一切影响计量参数及显示结果准确性的部件)进行一体封闭性包装。只要作弊者无法打开、破损这个包装壳，就无法改变计量关键件的机械构造、线路构造，计量参数、显示结果，就达不到作弊的目的，所以本防作弊装置把“关键件包装壳”破损，壳体盖被打开，环境温度超限都认定为作弊行为来处理。为使本防作弊自动装置不受破坏，这个装置各部件也放进“关键件包装壳”内。
本防作弊自动装置由关键件包装壳、感知作弊的器件、指令并执行强迫计量工作启停的器件以及记录作弊信息的器件组成。以便当感知到有作弊行为时就能立即强迫计量器具处于不能工作的状态，并记录作弊的证据，以此来防止作弊得逞，并向执法部门提供作弊的证据。
为使计量器具防作弊自动装置具有以上的功能，本装置应有以下的机械构造在“计量关键包装壳”内包装着计量器具的计量关键件和本装置的“判别作弊及控制器件”、“控制计量工作启停(常停型)执行器件”、“作弊信息记录器件”、“环境温度被侵扰传感器”、“壳体破损传感器”电路部分、“壳体盖被打开传感器”电路部分，“直流电源”；在包装壳体上装置着“壳体破损传感器”敏感元器件、“壳体盖被打开传感器”敏感元器件和密码锁。
为使计量器具防作弊自动装置有上述功能，本装置需有以下的线路构造环境被侵扰、壳体破损、壳体盖被打开等三种防作弊传感器的信号输出端分别与“判别作弊及控制器件”的各输入端相连，“判别作弊及控制器件”的输出端(或双向端口)与“控制计量工作启停(常停型)执行器件”输入端、“作弊信息记录器件”输入端相连，“控制计量工作启停(常停型)执行器件”的两输出端串接在由计量关键件组成的计量工作工程链之中，“直流电源”分别与各用电器件、电路相连，壳体里层的屏蔽层与“直流电源”的“地”端相连。
现将上述各种部件的具体功能、具体构造、具体电路作详细说明“计量关键件包装壳”是指包装计量关键部件的壳体。对于体积小的计量器具，此壳体可以代替计量器具的外包装壳而使二者合二为一。对于体积大的计量器具，“计量关键件包装壳”设置在计量器具外包装壳里面。若计量关键件分布集中，此包装壳可做成一个腔体。若计量关键件分布分散，此包装壳可做成多个腔体，各腔体之间用管状壳连结，使各腔体、管状壳连结成为一体封闭性包装。为修理、校验需要，可在腔体上开一个或者多个口，每个口装一个壳体盖。此包装壳所有部分(包括腔体、管状壳、壳体盖)都是三层外层为硬质保护层，里层为屏蔽层，中间为装置“壳体破损传感器”敏感元、器件的敏感夹层。
“环境温度被侵扰传感器”是指有如下功能的传感器；当传感器周围的环境温度超出所允许的上限或下限温度时，传感器就输出与环境温度不超上、下限时输出的电位信号相反电位的作弊报警信号。在成熟技术中，这种功能的传感器很多。现列举二例(1)TC620型温度控制器。因为超上、下限温度信号都是作弊报警信号，最好在“6”、“7”端上接一或门电路，或门输出端即作弊报警信号输出端。(2)多接点玻璃水银温度计及接点接触电流放大电路。环境温度对计量参数影响不大的计量器具的防作弊自动装置可以不用此传感器。
“壳体破损传感器”是指有如下功能的传感器当壳体被凿孔、裂开、破碎时，传感器就输出与壳体未破损时输出的电位信号相反电位的作弊报警信号。这种传感器的敏感元件都装置在壳体上。成熟技术中有这样功能的传感器很多，现列举二例(1)气敏传感器。在本技术方案中使用的特点是将壳体的中间敏感夹层(壳体盖的夹层与腔体的夹层用软管相连)做成封闭性夹层，夹层内装气敏元件和还原性气体。(2)电路断开传感器。这里使用的特点是将壳体的敏感夹层用硬质绝缘材料做成，传感器电路由一个输入端电位跳变可引起输出端电位跳变的逻辑电路和一个输入电路(例如一个电阻分压电路)组成。将输入电路的一段导线拉长编织、交错、充塞在绝缘层的每一角落作为敏感元件。调制输入电路参数，使之在敏感导线未断时，给逻辑电路输入端一个确定电位(高电位或低电位)而在敏感导线断开后，此输入电位可以跳变为相反的电位。此外，也可以选用光纤断开式光纤传感器(其用法与电路断开传感器相同)。
“壳体盖被打开传感器”是指在壳体盖被打开(或虽未打开，但已执行了打开壳件盖的部分程序)就会发生报警信号的传感器。在成熟技术中有此功能的传感器很多，现列举二例(1)电容式位移传感器。这里使用的特点是在壳体盖开启处一边，和对应不动的腔体口沿处各装一块电容极板，二电容极板间隔着绝缘介质。(2)压电式压力传感器，这里使用的特点是在壳体盖开启处和它对应的腔口沿放置压电元件，并用螺栓紧固、压紧压电元件。此外，像电感式等多种位移传感器都可以被选用。
“判别作弊及控制器件”是指具有可判断是否有作弊报警信号，并能输出与判断结果相对应的指令信号的元器件。即在上述三种防作弊传感器全未发出作弊报警信号时，输出使计量工作启动运行的电位信号指令。而在防作弊传感器中有一个有作弊报警信号时，该电路输出与原先相反的电位信号指令。有以上功能的器件可分两种(1)由数字电路组成的自动控制电路(如各种门电路都可)。(2)单片机。(此单片机可以与计量用单片机合二为一)。
为了防止作弊者偷换本防作弊自动装置的单片机，每一个这样的单片机都有一个固化到单片机内、可供查询的、独有的身份密码。
“控制计量工作启停(常停型)执行器件”是指执行“判别作弊及控制器件”输出的控制信号，来控制计量工作启动运行或停止工作的器件。所谓“常停型”是指有如下特点的器件在本执行器件未接电源时，处于使计量工作停止的状态，接电源，“判别作弊及控制器件”向本执行器发出“启动运行”的电位信号时，本执行器件才由“常停状态”转为使计量工作可正常工作状态。当本执行器件的输入端收到控制停止计量工作的电位信号，就会立即切断计量程序工程链，来强迫计量器具处于不能工作状态。根据上述功能的要求，“控制计量工作启停(常停型)执行器件”可以是一个舌簧触点式继电器、固态继电器SSR，也可以选用开关电路。
“作弊信息记录器件”是指可以记录、提供作弊证据的器件。在已有技术中可选用两种(1)和数字电路组成的“判别作弊及控制器件”配套用的是继电器的两输出端、低耐压晶体管、高电压电源组成的封闭串联电路。(2)和选用单片机为“判别作弊及控制器件”配套的，可选用非易失存储器。非易失存储器按单片机的指令将作弊时间、种类以序存储，长期保存，供查询。
为防止作弊者将作弊信息记录器件偷换掉，消灭作弊证据，每一个防作弊装置的“作弊信息记录器件”都编有自己独有、可供查询的身份密码。如果用的是非易存储器，在此存储器中存储自己独有、可供查询的密码。如果用的晶体管(或保险丝管)作为作弊证据，可在晶体管(或保险丝管)上附设如下的密码器在一块用绝缘树脂铸成的平板里，包裹着记录用的晶体管(或保险丝管)及编密码用的二板管、导线，使之成一体。树脂板的两面各有10个电接点，两面对应配对，分别组成10对电接点。每一对电接点由二板管或者导线连结(也可以空着不连结)，用万表量测每一对电接点，就会是二极管正向、反向、短路、断路四状态中的一个状态。这样将十对的状态排列起来，实际上是一个十位四进制数码。而这样的数码总共有1048576个。因而，每一个记录器件都可以选择其中的一个数码作为自己独有的、可供查对的身份数码。为了使这些数码成为密码，树脂板两面的电接点排列顺序不同并且是无规则的，需测知密码的检查人员需根据每一密码器附带的、独有的配对图，才能找到配成某一对电接点的两个位置，无“配对图”的作弊者是无法测知的。
选用单片机作为“判别作弊及控制电路”的防作弊装置，要在单片机软件中增加一个有作弊报警信号就能够自动锁闭程序流程并发出控制信号的程序密码锁软件。内容是在非易失存储器中开一特定空间，供存放临时存储(可擦除)作弊报警记录。在程序流程中增加“作弊报警信号有否”，“解码信号有否”两个判断程序，一个“解码密码对否”的检查程序和“临存报警记录”、“擦除临存报警记录”等两个处理程序。这些程序的连结关系是“作弊报警信号有否”的入口与“初始化”出口连结，其“否”出口与其它程序入口相连，“有”出口与“临存报警记录”入口连结。而“临存报警记录”的出口与“解码信号有否”的入口连。“解码信号有否”的“否”出口与“输出控制信号”程序相连，“有”出口与“解码密码对否”的入口连，“解码密码对否”的“否”出口与“输出控制信号”程序相连，“对”出口与“擦除临存报警记录”的入口连，而“擦除临存报警记录”的出口与“初始化”的入口连。在解码时，解码密码是从系统串行口送入的。
密码锁和直流电源已为大家所熟知，不必赘述。
从以上的叙述看，计量关键件包装壳是本防作弊自动装置的主要防作弊屏障，打不开，打不破包装壳就无法对计量关键件动手脚，无法达到作弊的目的，而要打开壳体盖，破损包装壳件，或者侵扰环境温度超上、下限，本防作弊装置都会立即强行迫使计量器具停止计量工作使作弊者不能得逞。并且记录下作弊的证据。作弊者想偷换单片机或者作弊信息记录器件又不可能。因此，本防作弊自动装置不但可以阻止作弊者作弊得逞，而且给计量管理行政部门处理作弊者提供了证据，因此说本技术方案的实施，对打击、严惩对计量器具的作弊犯罪活动会起到重要的作用。
以下结合附图对本技术方案作进一步的说明
图1是计量器具防作弊自动装置的机械构造示意图。
图2是计量器具防作弊自动装置的线路构造图。
图3是实施例之一的小型电子秤(选“或非门”为判别作弊及控制器件)防作弊自动装置电路原理图。
图4是实施例之二的小型电子秤(选单片机为判别作弊及控制器件)防作弊自动装置电路原理图。
图中[1]是计量关键件包装壳。[1.1]是计量关键件包装壳外皮的硬质保护层。[1.2]是计量关键件包装壳里层的屏蔽层。[1.3]是计量关键件包装壳中层的壳体破损传感器敏感夹层。[2]是壳体破损传感器电路部分。[3]是壳体盖。[4.1]壳体盖被打开传感器电路部分。[4.2]壳体盖被打开传感器敏感元器件。[5]是判别作弊及控制器件。[6]是环境温度被侵扰传感器。[7]是控制计量工作启停(常停型)执行器件。[8]是作弊信息记录器件。[9]是直流电源。[10]是计量关键件。[11]是计量器具非计量关键件。[12]是计量器外壳。[13]壳体盖螺栓。[14]是密码锁。
根据以上的介绍，就能很容易设计出适应各种计量器具防作弊需求求的实施方案。下面，通过介结两个典型的实施例，具体说明实施的最好方式实施例1小型电子秤(选或非门为“判别作弊及控制器件”)防作弊自动的装置。
本实施例的“计量关键包装壳”，因小型电子秤的体积小，最好可与秤的包装壳合二为一，且只做一个腔体，在底部开口装置壳体盖。
“壳体盖被打开传感器”选用压电式压力传感器，压电元件[4.2]选用石英晶体压电元件，电路[4.1]由电荷放大器、滤波电路，电压放大器，双限比较器和一个反相器组成。其电路参数调制方法是调整双限比较器输入分压电阻确定门限电压(此为对外保密的数字)。最好从A2输出端引一细导线从壳体上一小孔拉出壳外，盖上壳体盖后，用螺栓逐渐压紧压电元件，使细导线端的电压逐渐升至门限电压之间为止。之后，将细导线拉断至壳体之内。
“环境温度被侵扰传感器”[6]选用TC620XEPA型温度控制器。按照一般小型电子秤对温度范围要求，最好调整RSL使低限温度为-10℃。调整RSH使高限温度为40℃。
“壳体破损传感器”选用“电路断开传感器”，其敏感元件[1.3]最好用导线编织、充塞绝缘层为敏感夹层。传感器电路部分[2]是一个反相器与两个分压电阻组成。
“判别作弊及控制器件”[5]选用一只“或非门电路”。利用或非门的逻辑功能完成判别作弊行为有无和发出控制信号的任务。
“控制计量工作启停(常停型)执行器件”[7]选用固态继电器SSR，本实施例是最好将SSR输出端C接在电子秤低通滤波电路输出端，输出端D接在电子秤A/D转换器7135的IN+端，以便完成接通或切断计量工程链的任务。
“作弊信息记录器件”[8]最好选用SSR输出端C、D。二极管SBD20A(击穿电压15V)，30V直流电源组成封闭串联电路。其独有身份密码设置如以上所述。
防作弊自动装置的电源可与计量器具用同一直流电源。
为更安全起见，可在壳体盖上加密码锁(也可以不用)。
实施例2，小型电子秤(选单片机为“判别作弊及控制器件”)防作弊自动装置。
本实施例除“判别作弊及控制器件”、“作弊信息记录器件”外，其余各部件均与实施例1相同，不再赘述。
本实施例的“判别作弊及控制器件”选用8031单片机，并在单片机上固化有自己独有的，可供查询的身份密码和程序密码锁软件。
本实施例的“作弊信息记录器件”最好选用电擦除，断电可保存所存储数据的只读存储器E2PROM，这种非易失存储器的型号选用2816A，每一这样的存储器都存储有自己独有的可供查询的身份密码。
权利要求
1.一种安装在计量器具上用于防止对计量器具作弊的防作弊装置，其特征是用包装、保护计量关键件和本装置各部件的包装壳，与可感知此包装壳被打开、被破损、环境温度超限等作弊行为的器件、指令并执行强迫计量工作启停的器件及记录作弊证据的器件共同构成的计量器具防作弊自动装置。
2.权利要求1所述的计量器具防作弊自动装置，其机械构造特征是在“计量关键件包装壳”内，包装着计量器具的计量关键件和本防作弊自动装置的“判别作弊及控制器件”、“常停型控制计量工作启停执行器件”、“作弊信息记录器件”、“环境温度被侵扰传感器”、“壳体破损传感器”电路部分、“壳体盖被打开传感器”电路部分、“直流电源”，在计量关键件包装壳体上装置“壳体破损传感器”敏感元、器件部分、“壳体盖被打开传感器”敏感元、器件部分和密码锁。
3.权利要求1所述的计量器具防作弊自动装置，其线路构造特征是环境被侵扰、壳体破损、壳体盖被打开等三种传感器的信号输出端分别与“判别作弊及控制器件”的各输入端相连，“判别作弊及控制器件”的输出端或双向端口与“常停型控制计量工作启停执行器件”输入端、“作弊信息记录器件”输入端相连，“常停型控制计量工作启停执行器件”的两输出端串接在由计量关键件组成的计量工作工程链之中，直流电源分别与本防作弊自动装置的各用电器件相连，屏蔽层与直流电源“地”端相连。
4.权利要求3所述的判别作弊及控制器件，其特征是采用数字电路组成的自动控制电路。
5.权利要求3所述的判别作弊及控制器件，其特征是采用的是单片机。
6.权利要求3所述的作弊信息记录器件，其特征是每一个都是携带着自己独有的、可供查询的身份密码的“作弊信息记录器件”。
7.权利要求3所述的单片机，其特征是每一个都有一个固化到单片机内，可供查询、独有的身份密码。
8.权利要求3所述的单片机，其特征是其内固化有收到作弊报警信号就能锁闭程序流程，收到解码信号后方能解除锁闭的程序密码锁软件。
全文摘要
计量器具防作弊自动装置是用于防止对计量器具作弊得逞的产品。是计量器具防作弊技术领域内的创新。它要解决的主要技术问题是设法让作弊者无法接触到计量关键件。无法改变其构造、计量参数和正确显示结果,否则就强迫计量器具处于不能工作状态,并记录下作弊证据。它的主要技术特征是由计量关键件包装壳,对作弊行为感知部件,因而强迫计量器具处于不能工作状态的部件和记录作弊证据部件组成的。
文档编号G06F17/00GK1327207SQ0110886
公开日2001年12月19日 申请日期2001年3月2日 优先权日2000年6月4日
发明者杨世勋 申请人:杨世勋