专利名称：管道煤气自动阀门式预收费装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管道煤气自动阀门式预收费装置，它适用于燃气供应部门实现预收费、后用气科学管理的需要，特别适用于密集居住区楼群用气的需要。
众所周知，随着我国管道煤气事业的急剧发展，管道煤气用户日益扩大，入户抄表工作便得日益困难，而且因欠收费或少收费所造成的损失，已成为我国财政支出的一大负担。为了改变收费难的现状，实现科学的管理，必需研制出一种新的设备或装置，以适应燃气部门和广大用户之需要。为此，早在业80年代初，就有人提出了自动阀门和预收费，后用气系统的构想。类似的产品亦层出不穷。这类产品的部件多采取金属投币式，或是磁卡式，或是智能IC卡式。如″投币式煤气表″(审定公告号″2086433″)、″管道煤气磁卡电脑计数器″(审定公告号″2170540″)、燃气管道磁卡锁″(公告号″1089378″)等。比较而言投币式结构简单，但体积大，用户操作不便，防伪能力差，不易计算机管理；磁卡式，磁卡本身价格便宜，但读写设备昂贵且防污能力差；智能IC卡防伪、防污能力强，但价格昂贵。所有这些产品，其综合功能无法满足燃气供应部门的要求，因而末得到推广应用。
本实用新型的发明目的，就是提供一种使用安全、功能齐全、计量准确、价格低廉、易于操作、维修方便并能满足燃气部门和用户需要的管道煤气自动阀门式预收费装置。
本实用新型所称预收费装置，其技术方案是这样实现它由控制盒(1)、电源盒(2)、电子用户卡(3)、传感器(4)和燃气表(5)以及管道等部件构成。控制盒(1)通过铜管接头(6)与燃气表(5)连接，传感气(4)置于燃气表(5)内部，传感气(4)与控制盒(1)之间采用架空线(7)连接，电源盒(2)通过一根十芯电缆(8)与控制盒(1)相连，电子用户卡(3)插入电源盒(2)的插座(12)内。其特征是，传感器(4)由燃气表(5)内的后传齿轮上铣出的一个槽(11)、红外发射二极管(13)和接收管(14)、支架(15)、支架孔(16)以及导线焊接孔(17)组成。控制盒(1)由气室(23)、阀门盖(24)、阀门顶杆(25)、密封圈(26)、传动齿轮箱(27)、电机(28)、印刷极支架(29)、可充电电池(30)、控制电路板(31)和外壳(32)组成。密封圈(26)用螺丝固定于气室(23)口，传动齿轮箱(27)和电机(28)固定于传动支架(40)上，阀门顶杆(25)安装在支架(40)的顶杆槽中，可充电电池(30)和传动支架(40)固定于控制盒(1)的底板上，控制电路板(31)安装在印刷板支架(29)上，支架(29)固定于控制盒(1)的底板上。传动齿轮箱(27)由蜗杆(41)、双联齿轮(42)和扇形齿轮(43)组成；控制电路板(31)上设置有单片机单元(33)、传感脉冲接收单元(34)、用户数据读写单元(35)、电压警戒单元(36)、电机驱动单元(37)、用气量指示灯驱动单元(38)和导线插座(39)。电源盒(2)由电源指示灯(9)、用气量指示灯(10)、印刷板(18)、电子用户卡插座(12)、变压器(19)和整流电路(20)组成；指示灯(9)、(10)设置在电源盒(2)的面板上，变压器(19)和整流电路焊接在印刷板(18)上，印刷板(18)固定在电源盒(2)的底板上。电子用户卡(3)由外壳(21)、印刷电路板(22)和串行电可擦除ROM芯片(44)组成，芯片(44)焊接在印刷电路板(22)上，印刷电路板(22)固定于外壳(21)上。传感器(4)通过支架孔(16)固定于燃气表(5)内，靠近后传齿轮一端的垂直面上，红外对管(13)、(14)插入支架(15)上，用三芯架空导线(7)分别与红外对管(13)、(14)的两个正极以及两个二极管的负极相连，并插入控制盒(1)的传感脉冲接收单元(34)。本装置的工作原理是这样当燃气表通气时，驱动后传齿轮转动，缺口槽也随之转动，当槽口面平行于红外对管的垂直面时，红外接收管就给出一个脉冲，并通过三芯架空导线传递给控制盒中的红外传感接收单元(现有的字轮显示式燃气表的后传齿轮每转动一周，即为0.01开气量，因此传感一个脉冲就代表0.01开气量)。当传感脉冲接收单元接收电脉冲信号时，单片机便将用户卡可用气量存储器内的数值减去一个最小计量单位值(0.01升)，并判断用户可用气量是否为零或小于零。若是，则发出信号给电机驱动单元，此时电机动作，电机的转动带动传动齿轮箱工作，传动齿轮箱再带动阀门顶杆朝远离阀门盖方向移动、阀门盖依靠自重和燃气压力，关闭通气道。当用户气量小于或等于3立升时，用气量指示灯驱动单元驱动指示灯亮。当电子用户卡插入电源盒时，用户卡数据读写单元读取卡内数据，由单片机判断数据的有效性、将读取的用户购买用气量累加于用户可用气量存储器内，发出开门信号依次传递给电机驱动单元、电机、传动齿轮箱，并带动阀门顶杆向接近阀门盖方向移动，从而顶开阀门盖。电源盒通常是挂在墙上的固定板上，当接通电源、市电正常时，电源指示灯亮，并由十芯电缆将整流后的低压(5至6V)直流电输送给控制盒，停电时，指示灯息灭。可充电电池在有市正常供电时，起稳压器的作用，同时被冲电；停电时，自动向装置供电。电压警戒单元用于监测装置电压，当电压降到一定值时，向单片机报警，单片机控制装置关闭阀门，并将用户可用量值写给电子用户卡。用户购气时，计算机写卡器将有关数据存入串行电可擦除ROM芯片中，再由用户将卡插入电源盒中，控制盒通过十芯电缆读取卡上数据。
本实用新型所称的预收费装置，其燃气表(5)之内的后传齿轮缺口(11)是一个宽3毫米，深3毫米的槽，槽口截面与燃气表(5)的底板垂直。本实用新型所称的预收费装置，其控制盒(1)中的密封圈(26)是由丁晴橡胶制成的波纹密封圈；电机(28)选用12V以下带灭弧装置的微型电机；单片机单元(33)由80C31芯片、27C64芯片、Rset及时钟电路实现；传感脉冲接收单元(34)由一个电阻和80C31芯片上INT1脚构成；用户数据读取单元(35)由80C31芯片的INT、P0.0、P0.1、P0.2、P0.3脚构成；电压警戒单元(36)由非门4069、二极管和一个电阻构成，输出接在80C31计数中断脚上，当系统电压为4V时，计数中断脚上电平为高值，否则产生一个低电平信号，其下跳沿对80C31产生一个中断请求；电机驱动单元(37)为功率三极管组成的双连开关；用气量指示灯驱动单元(38)为常规的三极管放大电路。电源盒(2)中的变压器其参数为220V、50Hz的交流电输入，空载输出为7V。电子用户卡(3)内的串行电可擦除ROM芯片选用90C46。
本实用新型所称的预收费装置，其控制盒(1)为长110毫米、宽140毫米、高90毫米的长方体，电源盒(2)为长80毫米、宽60毫米、高50毫米的长方体。电子用户卡为50×50×15毫米的长方体。
本实用新型所称的预收费装置，其结构为分体式，设计合理、功能齐全、计量准确、安全方便、兼顾新老用户的需要，交直流电两用，易于装拆维修、价格低廉等优点；本装置中设置了可冲电电池(四节干电池组成，采用280mA/h可冲电电池)，一旦停电，仍可维持供电35小时左右，同时可消除电源纹波和执行机构的启动与停止时产生的尖峰，起到稳压器的作用；本装置中电压警戒单元可起到对电源监督的功能；本装置借助计算机及单片机单元可实现防伪之功能；本装置工艺简单，原材料易购，容易形成批量生产。本装置可广泛地应用于燃气部门和广大燃气用户，节省人力和资源，方便用户，避免不必要的财政浪费，实现科学管理。本装置的问世为社会提供了一种新型的、较为理想的管道燃气预收费装置，将为社会和广大用户带来显著的经济效益和社会效益。
附
图1管道燃气自动阀门式预收费装置示意图。
附图2控制盒结构示意图A。
附图3控制盒结构示意图B。
附图4控制盒控制电路功能示意图。
附图5电源盒结构示意图。
附图6电子用户卡结构示意图。
附图7传感器结构示意图。
附图8单片机单元线路示意图。
附图9传感器脉冲接收单元示意图。
附图10电压警戒单元线路示意图。
附图11电机驱动单元线路示意图。
附图12用气量指示灯驱动单元线路示意图。
最佳实施例本装置结合附图1至12，其最佳实施例叙述如下用塑料或金属材料分别制作控制盒(1)、电源盒(2)、电子用户卡(3)，其形状和尺寸分别为110×140×90毫米、80×60×40毫米、50×50×15毫米的长方体；并制作传感器支架(15)，支架孔(16)和焊接孔(17)，将燃气表(5)内的后传动齿轮铣出一个宽3毫米、深3毫米的槽(11)，槽口截面与燃气表(5)底板垂直，将 3红外对管(13)、(14)插入传感器支架(15)，再将三芯导线(7)焊接其外，其中一根导线与红外对管两个正极相连，另二根分别连入两个二极管的负极，并接入主控盒(1)的传感脉冲接收单元(34)，构成传感器；将传感器(4)固定于燃气表(5)内，靠近后传齿轮一端的垂直平面上；控制盒(1)由气室(23)、阀门盖(24)、阀门顶杆(25)、波纹密封圈(26)、[密封圈(26)用螺丝固定于气室(23)口]、传动齿轮箱(27)[齿轮箱(27)由蜗杆(41)、双连齿轮(42)和扇形齿轮(43)组成]、12V以下带灭弧装置的微型电机(28)、印刷板支架(29)、可充电电池(30)[四节干电池，280mA/h]、控制电路板(31)和外壳组成；控制电路板(31)上设置有单片机单元(33)、传感脉冲接收单元(34)、用户数据读写单元(35)、电压警戒单元(36)、电机驱动单元(37)、用气量指示灯驱动单元(38)和导线插座(39)；齿轮箱(27)、电机(28)固定于传动支架(40)上，阀门顶杆(25)安装在支架(40)的顶杆槽中，可充电电池(30)和传动支架(40)固定于控制盒(1)的底板上，控制电路板(31)安装在印刷板支架(29)上，支架(29)固定于控制盒(1)的底板上；电源盒(2)由电源指示灯(9)、用气量指示灯(10)、印刷板(18)、电子用户卡插座( )、变压器(19)和整流电路(20)组成；指示灯(9)、(10)设在电源盒(2)的面板上，变压器(19)和整流电路焊接在印刷板(18)上，印刷板(18)固定在电源盒(2)的底板上；电子用户卡(3)由外壳(21)、印刷电路板(22)和串行电可擦除ROM芯片(23)组成，芯片(23焊接在印刷电路板(22)上，印刷电路板(22)固定于外壳(21)上。控制盒(1)通过铜接头(6)与燃气表(5)连接，传感器(4)与控制盒(1)之间采用三芯架空导线(7)连接，电源盒(2)通过一根十芯电缆与控制盒(1)连接，电子用户卡(3)插入电源盒(2)的插座(12)内，即构成本装置。
权利要求1.一种由控制盒(1)、电源盒(2)、电子用户卡(3)、传感器(4)和燃气表(5)构成的管道煤气自动阀门式预收费装置，控制盒(1)通过铜管接头(6)与燃气表(5)连接，传感气(4)置于燃气表(5)内部，传感气(4)与控制盒(1)之间采用架空线(7)连接，电源盒(2)通过一根十芯电缆(8)与控制盒(1)相连，电子用户卡(3)插入电源盒(2)的插座(10)内，其特征在于传感器(4)由燃气表(5)内的后传齿轮上铣出的一个槽(11)、红外发射二极管(13)和接收管(14)、支架(15)、支架孔(16)以及导线焊接孔(17)组成，控制盒(1)由气室(23)、阀门盖(24)、阀门顶杆(25)、密封圈(26)、传动齿轮箱(27)、电机(28)、印刷极支架(29)、可充电电池(30)、控制电路板(31)和外壳(32)组成，密封圈(26)用螺丝固定于气室(23)口，传动齿轮箱(27)和电机(28)固定于传动支架(40)上，阀门顶杆(25)安装在支架(40)的顶杆槽中，可充电电池(30)和传动支架(40)固定于控制盒(1)的底板上，控制电路板(31)安装在印刷板支架(29)上，支架(29)固定于控制盒(1)的底板上，传动齿轮箱(27)由蜗杆(41)、双联齿轮(42)和扇形齿轮(43)组成；控制电路板(31)上设置有单片机单元(33)、传感脉冲接收单元(34)、用户数据读写单元(35)、电压警戒单元(36)、电机驱动单元(37)、用气量指示灯驱动单元(38)和导线插座(39)。电源盒(2)由电源指示灯(9)、用气量指示灯(10)、印刷板(18)、电子用户卡插座(12)、变压器(19)和整流电路(20)组成；指示灯(9)、(10)设置在电源盒(2)的面板上，变压器(19)和整流电路焊接在印刷板(18)上，印刷板(18)固定在电源盒(2)的底板上，电子用户卡(3)由外壳(21)、印刷电路板(22)和串行电可擦除ROM芯片(44)组成，芯片(44)焊接在印刷电路板(22)上，印刷电路板(22)固定于外壳(21)上，传感器(4)通过支架孔(16)固定于燃气表(5)内，靠近后传齿轮一端的垂直面上，红外对管(13)、(14)插入支架(15)上，用三芯架空导线(7)分别与红外对管(13)、(14)的两个正极以及两个二极管的负极相连，并插入控制盒(1)的传感脉冲接收单元(34)。
2.根据权利要求1所述的预收费装置，其特征在于燃气表内后传齿轮铣出的槽是一个宽3至4毫米，深为3至4毫米的槽形，槽口截面与红外对管(13)、(14)的面均与燃气表(5)外壳底板成垂直。
3.根据权利要求1或2所述的预收费装置，其特征在于密封圈(26)是由丁晴橡胶制成的波纹密封圈；电机(28)选用12V以下带灭弧装置的微型电机；单片机单元(33)由80C31芯片、27C64芯片、Rset(复位)及时钟电路实现；传感脉冲接收单元(34)由一个电阻和80C31芯片上INT1脚构成；用户数据读取单元(35)由80C31芯片的INT、P0.0、P0.1、P0.2、P0.3脚构成；电压警戒单元(36)由非门4069，二极管和一个电阻构成，输出接在80C31计数中断脚上，当系统电压为4V时，计数中断脚上电平为高值，否则产生一个低电平信号，其下跳沿对80C31产生一个中断请求；电机驱动单元(37)为功率三极管组成的双连开关；用气量指示灯驱动单元(38)为常规的三极管放大电路。
4.根据权利要求1或2所述的预收费装置，其特征在于；控制盒(1)为长110毫米、宽140毫米、高90毫米的长方体；电源盒(2)为长80毫米、宽60毫米、高50毫米的长方体；电子用户卡(3)是长50毫米、宽50毫米、高15毫米的长方体。
专利摘要一种涉及管道煤气自动阀门式预收费装置是由控制盒、电源盒、电子用户卡、传感器、燃气表、铜接头和管道等部件构成；该装置结构为分体式，具有设计合理、功能齐全、计量准确、安全防伪、交直流电两用，使用方便、价格低廉，易于装拆维修等优点；该装置具有工艺简单，原材料易购，容易形成批量生产，可广泛地应用于燃气部门实现合理的科学管理，可满足广大的管道新老燃气用户的需要，是一种新型的、较为理想的管道燃气预收费装置。
文档编号G07F15/02GK2249926SQ95238119
公开日1997年3月19日 申请日期1995年11月29日 优先权日1995年11月29日
发明者张松林, 方辉, 姚源 申请人:张松林