暖通管路系统的制作方法

本实用新型涉及管路系统，特别涉及一种暖通管路系统。

背景技术：

在北方的日常生活中，为了抄表方便，水表出户集中安装已经是一种普遍现象。在寒冷的冬季，从自来水厂接到用户水表的自来水管是具有全面的保温措施的，水管中的水温基本能维持在5~7摄氏度左右，而对于水表的防冻保温措施，相对来说还是一个比较薄弱的环节。一旦户外水表箱保温措施不到位，用户就无法正常使用自来水。

目前，防冻水表箱的主流设计是将箱体采用保温材料制成，这样可以将水表箱体内部与外部隔离，保持箱体内部热量不向外散发，从而达到防冻效果。

但是这类的防冻水表箱的防冻效果比较局限，无法主动得到热量维持箱内温度，一般自来水管内的水在-4摄氏度结冰，如果水表箱长期处于温度很低的环境下，箱内水温度会下降到-4摄氏度以下，甚至更低，从而出现水表、水管结冰现象，因此存在一定的改进之处。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种暖通管路系统，能使得水表箱处于保温状态中，能有效防止水表箱中的水表及管路出现结冰现象。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种暖通管路系统，包括水表箱、以及集中设于水表箱中的若干水表，还包括：

暖通管道，其具有出口端和入口端，其入口端连接于市政暖气管道，其出口端连接于且水表箱且与水表箱内部相互连通；

电磁阀，其设于暖通管道上；

温度检测部，用于检测水表的温度情况以输出相应的温度检测值；

多谐振荡部，其耦接于温度检测部以接收温度检测值，并输出与温度检测部相对应的振荡频率；

频率解码部，其具有对应于温度检测值的中心频率，且其耦接于多谐振荡部以接收振荡频率，并将振荡频率与中心频率进行比较，以根据比较结果输出相应的温度检测信号；

开关电路，其耦接于频率解码部以接收温度检测信号，并输出相应的开关信号；

继电器，其常开触点串接在电磁阀的供电回路上，其线圈耦接于开关电路以接收开关信号并响应于开关信号以控制其常开触点的通断。

通过上述技术方案，在北方基本都铺设了暖气管道，暖通管道将水表箱和暖气管道连接在一起，并通过电磁阀进行隔断；

若温度检测部检测到水表的温度变化，将使得多谐振荡部输出的振荡频率相应发生变化，其中，温度警戒值为水表结冰温度的下限值，且温度警戒值与频率解码部的中心频率相对应，在水表的温度达到温度警戒值时，将使得振荡频率的频率落在中心频率的频率上，即两者频率相同，此时，频率解码部将输出相应的温度检测信号至开关电路，开关电路控制继电器动作以导通电磁阀的供电回路，以将暖气管道中的暖气通过暖通管道输入到水表箱中，使得水表箱的温度上升并处于保温状态中，避免水表箱的温度下降到-4摄氏度以下，以防止水表箱中的水表及管路出现结冰现象。

优选的，所述多谐振荡部为555多谐振荡器。

通过上述技术方案，555芯片成本低，性能可靠，通过外接电阻和电容能够很方便地构成多谐振荡器，而且电路结构简单，便于后期进行维护与维修。

优选的，所述频率解码部上耦接有用于调节中心频率大小的调节部。

通过上述技术方案，调节部能够调节频率解码部的中心频率，以适应不同要求的温度警戒值。

优选的，所述频率解码部包括解码器、反相器、第三电容、第四电容、第五电容：

解码器，其一脚耦接至第四电容后接地，其二脚耦接至第五电容后接地，其三脚耦接于多谐振荡部的输出端，其四脚耦接于电压Vcc，其五脚耦接于调节部后耦接于第三电容的一端，其六脚耦接至第三电容后接地，其七脚接地，其八脚耦接至反相器后耦接于开关电路的输入端。

通过上述技术方案，通过上述连接方式构成了选频电路，能够快速对特定频率的振荡频率进行识别，且电路结构稳定性高，易于实现。

优选的，所述开关电路包括：

第二电阻，其一端耦接于反相器的输出端；

第三电阻，其一端耦接于第二电阻的另一端，其另一端接地；

NPN型三极管，其基极耦接于第二电阻和第三电阻之间的连接点上，其集电极耦接于继电器的线圈后耦接电压Vcc，其发射极接地；

二极管，其两端反并联在继电器的线圈两端。

通过上述技术方案，二极管作为续流二极管，能在继电器的线圈断电时释放掉其中残留的电流，上述元器件成本低，性能可靠，而且电路结构简单，便于后期进行维护与维修。

优选的，该暖通管路系统还包括：

流量检测装置，用于检测水表的管路中是否有流量以输出相应的流量检测信号；

与门电路，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接于频率解码部以接收温度检测信号，其第二输入端耦接于流量检测装置以接收流量检测信号，并从其输出端输出相应的逻辑门信号至开关电路的输入端以控制继电器常开触点的通断。

通过上述技术方案，在水表的管路中有流量时，水表及管路不易结冰冻上，通过流量检测装置检测水表的管路中的流量情况，在水表的温度过低且水表的管路中没有流量时，开关电路控制继电器动作以导通电磁阀的供电回路，从而在一定程度上避免了暖气的浪费，提高暖气的利用率。

优选的，所述流量检测装置包括：

流量传感器，其设置在水表的管路上，用于检测水表管路中的流量情况以输出相应的流量检测值；

采样放大电路，其具有输入端和输出端，其输入端耦接于流量传感器用以接收流量检测值并将流量检测值进行差分放大处理；

微控制器，其耦接于采样放大电路以接收流量检测值，并输出相应的流量检测信号至与门电路的第二输入端。

通过上述技术方案，流量传感器用来检测水表的管路中的流量情况，在管路中有流量时，通过微控制器输出低电平的流量检测信号至与门电路的第二输入端；在管路中无流量时，通过微控制器输出高电平的流量检测信号至与门电路的第二输入端。

优选的，所述开关电路包括：

第六电阻，其一端耦接于与门电路的输出端；

第七电阻，其一端耦接于第六电阻的另一端，其另一端接地；

NPN型三极管，其基极耦接于第六电阻和第七电阻之间的连接点上，其集电极耦接于继电器的线圈后耦接电压Vcc，其发射极接地；

二极管，其两端反并联在继电器的线圈两端。

通过上述技术方案，二极管作为续流二极管，能在继电器的线圈断电时释放掉其中残留的电流，上述元器件成本低，性能可靠，而且电路结构简单，便于后期进行维护与维修。

优选的，采样放大电路包括：

第六电容，其一端连接流量传感器，另一端接地；

第四电阻，其一端连接第六电容的一端；

第七电容，其一端连接第四电阻的另一端，其另一端接地；

第六电阻，其一端连接第四电阻的另一端，其另一端接地；

第五电阻，其一端连接第四电阻的另一端；

比较器，其同相端连接第五电阻的另一端；

第七电阻，其一端连接比较器的反相端；

第八电阻，其一端连接第七电阻的另一端，其另一端连接于微控制器的输入端；

比较器的输出端连接第七电阻与第八电阻之间的结点上。

通过上述技术方案，采样电路能将流量传感器检测到的流量检测值进行差分放大处理，处理后的流量检测值可以有效抑制共模信号，提高其抗干扰能力。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

在水表的温度达到温度警戒值时，暖气管道中的暖气通过暖通管道输入到水表箱中，使水表箱中的温度上升并处于保温状态中，避免水表箱的温度下降到-4摄氏度以下，以防止水表箱中的水表及管路出现结冰现象。

附图说明

图1为暖通管路系统的系统框图；

图2为实施例一和实施例二的电路示意图；

图3为温度检测部、多谐振荡部、频率解码部的电路图；

图4为实施例一中开关电路的电路图；

图5为流量检测装置的电路图；

图6为实施例二中开关电路的电路图。

附图标记：1、水表箱；2、水表；3、管路；4、自来水管道；5、暖通管道；51、出口端；52、入口端；6、暖气管道；7、电磁阀；100、温度检测部；200、开关电路；300、调节部；400、流量检测装置；410、流量传感器；420、采样放大电路；430、微控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一，结合图1和图2所示：

一种暖通管路系统，包括水表箱1、以及若干水表2，若干水表2集中设置在水表箱1中，每个水表2均通过管路3连接在市政自来水管道4上以分别运输到用户家中；在本实施例中，该暖通管路3系统还包括：

暖通管道5，其具有出口端51和入口端52，其入口端52连接于市政暖气管道6，其出口端51连接于且水表箱1且与水表箱1内部相互连通；

电磁阀7，其设于暖通管道5上；

温度检测部100，用于检测水表2的温度情况以输出相应的温度检测值；

多谐振荡部，其耦接于温度检测部100以接收温度检测值，并输出与温度检测部100相对应的振荡频率；

频率解码部，其具有对应于温度检测值的中心频率，且其耦接于多谐振荡部以接收振荡频率，并将振荡频率与中心频率进行比较，以根据比较结果输出相应的温度检测信号Vg；

开关电路200，其耦接于频率解码部以接收温度检测信号Vg，并输出相应的开关信号；

继电器KM1，其常开触点KM1-1串接在电磁阀7的供电回路上，其线圈耦接于开关电路200以接收开关信号并响应于开关信号以控制其常开触点KM1-1的通断。

在北方基本铺设了暖气管道6，本系统通过暖通管道5与暖气管道6相连接，在水表2的温度过低时，通过电磁阀7控制暖通管道5的通断，能使得暖气管道6中的暖气传输进入到水表箱1中，以提高水表箱1内部的温度并处于恒温状态中，以避免水表2、管路3在温度过低时结冰而影响用户的用水。

该温度检测部100、多谐振荡部以及频率解码部构成温度检测装置，该温度检测装置设置有多个，并分别设置在每个水表2上，用来检测每个水表2的温度，在其中任一水表2的温度达到温度警戒值时，都将打开电磁阀7在水表箱1中通入暖气。

温度检测部100本实施例优选采用温敏电阻RL。

如图3所示，多谐振荡部为555多谐振荡器；555多谐振荡器包括555芯片、电阻R1、电容C1和电容C2；电阻R1的一端耦接于电压Vcc，另一端耦接于温敏电阻RL的一端，温敏电阻RL的另一端通过电容C1接地；555芯片的七脚耦接于电阻R1和温敏电阻RL之间的结点上，555芯片的六脚和二脚均耦接于温敏电阻RL和电容C1之间的结点，555芯片的四脚和八脚均耦接于电压Vcc，555芯片的一脚接地，555芯片的五脚耦接于电容C2的一端，电容C2的另一端接地；555芯片的三脚输出振荡频率至频率解码部的输入端。

按下开关S，接通电源后，电容C1被充电，当电容C1上的节点电压上升到电压Vcc的三分之二时，555芯片的三脚将输出低电平，同时其内部的放电三极管导通；此时电容C1通过光敏电阻RG和放电三极管放电，使电容C1的节点电压下降；当电容C1上的节点电压下降到电压Vcc的三分之一时，555芯片的三脚电压翻转为高电平，当电容C1上的节点电压上升到电压Vcc的三分之二时，555芯片的三脚又翻转为低电平，如此周而复始；于是，在555芯片的三脚就得到一个周期性的矩形波，其振荡频率f=1.43/[（R1+2RL）C1]。

本实施例优选采用负系数的温敏电阻RL，根据其特性，当水表2的温度下降时，温敏电阻RL的阻值增大，根据振荡频率的关系式可得，振荡频率的频率降低；反之，当水表2的温度上升时，温敏电阻RL的阻值降低，振荡频率的频率将随之增大。

频率解码部上耦接有用于调节中心频率大小的调节部300；频率解码部包括解码器、反相器U1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5：解码器，其一脚耦接至第四电容C4后接地，其二脚耦接至第五电容C5后接地，其三脚耦接于多谐振荡部的输出端，其四脚耦接于电压Vcc，其五脚耦接于调节部300后耦接于第三电容C3的一端，其六脚耦接至第三电容C3后接地，其七脚接地，其八脚耦接至反相器U1后耦接于开关电路200的输入端。

解码器的型号为LM567。

解码器的五脚和六脚用于提供输出波形，八脚为解码器的主要输出口，五脚和六脚外接的可变电阻RP1及第三电容C3决定了解码器的中心频率(f0=1/1.1RC)，公式中的R代表可变电阻RP1的有效电阻值，C代表第三电容C3的电容值，因此可通过调节可变电阻RP1的阻值来调节频率解码器的中心频率大小；解码器的中心频率对应于温度警戒值。

其中，解码器的二脚对连接的第五电容C5为相位比较器输出的低通滤波器，一脚连接的第四电容C4为正交相位检波器的输出滤波，其中第四电容C4的电容值应不小于第五电容C5的两倍；解码器的三脚为信号输入端，用于接收振荡频率；当解码器所接收到的振荡频率的频率正好落在其中心频率时，解码器的八脚将输出低电平的温度检测信号Vg至反相器U1，经过反相器U1后输出高电平的温度检测信号Vg至开关电路200；反之，解码器的八脚将输出高电平的温度检测信号Vg至开关电路200。

如图4所示，开关电路200包括：第二电阻R2，其一端耦接于反相器U1的输出端；第三电阻R3，其一端耦接于第二电阻R2的另一端，其另一端接地；NPN型三极管Q1，其基极耦接于第二电阻R2和第三电阻R3之间的连接点上，其集电极耦接于继电器KM1的线圈后耦接电压Vcc，其发射极接地；二极管D1，其两端反并联在继电器KM1的线圈两端。

工作过程：

温度检测部100实时检测水表2的温度以使得多谐振荡部输出相应的振荡频率，通过调节部300调节频率解码部的中心频率，使得中心频率与温度警戒值相对应，在水表2的温度降低到温度警戒值时，多谐振荡部输出的振荡频率落在频率解码部的中心频率上，使得频率解码部输出高电平的温度检测信号Vg至三极管Q1的基极，三极管Q1导通，继电器KM1的线圈得电，吸和其常开触点KM1-1以导通电磁阀7的供电回路，使得暖气管道6中的暖气输送到水表箱1中，使得水表箱1能保持恒温状态。

实施例二，基于实施例一的基础上，结合图1和图2所示：

该暖通管路3系统还包括：

流量检测装置400，用于检测水表2的管路3中是否有流量以输出相应的流量检测信号Vj；

与门电路Y1，其具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接于频率解码部以接收温度检测信号Vg，其第二输入端耦接于流量检测装置400以接收流量检测信号Vj，并从其输出端输出相应的逻辑门信号至开关电路200的输入端以控制继电器KM1常开触点KM1-1的通断。

该流量检测装置400设置有多个，并分别设置在每个水表2的管路3上，用来检测每个水表2的管路3的流量情况。

如图5所示，流量检测装置400包括：流量传感器410，其设置在水表2的管路3上，用于检测水表2管路3中的流量情况以输出相应的流量检测值；采样放大电路420，其具有输入端和输出端，其输入端耦接于流量传感器410用以接收流量检测值并将流量检测值进行差分放大处理；微控制器430，其耦接于采样放大电路420以接收流量检测值，并输出相应的流量检测信号Vj至与门电路Y1的第二输入端。

采样放大电路420包括：第六电容C6，其一端连接流量传感器410，另一端接地；第四电阻R4，其一端连接第六电容C6的一端；第七电容C7，其一端连接第四电阻R4的另一端，其另一端接地；第六电阻R6，其一端连接第四电阻R4的另一端，其另一端接地；第五电阻R5，其一端连接第四电阻R4的另一端；比较器N1，其同相端连接第五电阻R5的另一端；第七电阻R7，其一端连接比较器N1的反相端；第八电阻R8，其一端连接第七电阻R7的另一端，其另一端连接于微控制器430的输入端；比较器N1的输出端连接第七电阻R7与第八电阻R8之间的结点上。

如图6所示，开关电路200包括：第二电阻R2，其一端耦接于与门电路Y1的输出端；第三电阻R3，其一端耦接于第二电阻R2的另一端，其另一端接地；NPN型三极管Q1，其基极耦接于第二电阻R2和第三电阻R3之间的连接点上，其集电极耦接于继电器KM1的线圈后耦接电压Vcc，其发射极接地；二极管D1，其两端反并联在继电器KM1的线圈两端。

工作过程：

在水表2的温度降低到温度警戒值时，多谐振荡部输出的振荡频率落在频率解码部的中心频率上，使得频率解码部输出高电平的温度检测信号Vg至与门电路Y1的第一输入端；

当流量传感器410检测到水表2的管路3内有水流动时（用户在用水），流量传感器410将该流量检测值输送到微控制器430中，微控制器430接收到该流量检测值，微控制器430输出低电平的流量检测信号Vj至与门电路Y1的第二输入端，与门电路Y1从其输出端输出低电平的逻辑门信号至三极管Q1的基极，使得三极管Q1截止，继电器KM1不动作；

当流量传感器410检测到水表2的管路3内水没有流动时，流量传感器410将该流量检测值输送到微控制器430中，微控制器430接收该流量检测值，微控制器430输出高电平的流量检测信号Vj至与门电路Y1的第二输入端 ，与门电路Y1从其输出端输出高电平的逻辑门信号至三极管Q1的基极，使得三极管Q1导通，继电器KM1动作以导通电磁阀75的供电回路，使暖气管道6中暖气能进入到水表箱1中。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。