专利名称：用于采暖计费表的智能阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于采暖计费表的智能阀，其可应用于采用热水集中供暖的串联式或并联式供热管网采暖智能管理的智能采暖计费表。
二背景技术：
现有的采暖计费表包括以热量为计费单位的采暖计费表，其阀门主要存在以下缺点1、采用有线控制方式，安装困难，成本高，用户难以接受；2、阀门采用摆式三通阀，电池驱动摆式三通阀时产生的扭转力矩小，电池电压低时无法带动三通阀。阀门开关时运动阻力大，开关难以到位，并且阀门开关时受供热压力的大小影响很大，直接影响使用效果。
三、实用新型内容本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种用于采暖计费表的智能阀，其采用无线遥控技术实现计费表主表对智能阀开关的遥控，可实现独立通断功能，具有旋转阻力小，容易开关的特点，并且安装使用方便，可靠性高。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种用于采暖计费表的智能阀，其特殊之处在于包括单片机，单片机上连有无线遥控接收电路，计费表主表通过无线方式控制相应的智能阀。
上述无线遥控接收电路包括与智能阀的单片机连接的解码器，解码器上连有射频接收模块，射频接收模块上连有天线。
上述智能阀包括与单片机连接的阀门开关控制电路，电机与阀门开关控制电路连接，机械传动系统与阀门开关到位检测电路连接，阀门开关到位检测电路并与单片机连接。
上述机械传动系统包括与电机连接的球形三通阀，球形三通阀与电机通过减速机构连接，减速机构采用减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构。
上述球形三通阀与电子线路和器件之间通过隔热垫隔离。
上述智能阀的单片机上连有安全控制电路，报警指示灯电路和电池欠压检测电路。
上述智能阀的单片机包括系统工作时钟，系统应用软件，电池供电电路，对外接口电路。
上述智能阀分为两部分，由三通阀的转动轴使其相互连接，上部安装以单片机为核心的智能阀的控制电路、电机及传动系统、电池盒等，并用塑料盒封装，下部为球形三通阀以及三通阀与供暖管路的连接件。
上述电池盒的盖子上带有固定螺钉。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下1、本实用新型采用无线遥控技术实现计费表主表对智能阀开关的遥控，用户开关智能阀取暖，只需按动主表上的控制按键，通过无线遥控信号对智能阀进行开关阀门的动作，能自动完成对采暖用户的收费、计费过程，对未交费用户能自动切断供暖，通过无线遥控信号对智能阀进行开关阀门的动作，能自动完成对采暖用户的收费、计费过程，对未交费用户能自动切断供暖，彻底解决了采暖收费难的问题，安装时无须再走明线，安装使用方便，节约采暖费用。同时，由于收发遥控信号采用地址编码技术，编码地址可达53万个，所以同一地区的用户地址码不会出现重复，使产品工作安全可靠；2、本实用新型采用独特的智能化球形三通阀以及减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构，可实现独立通断功能，即某一用户对智能阀的开关动作不会影响其他用户的正常采暖。即使是旧式串联供热管网，也仅需在散热器进口与出口之间加一根旁通管，就可实现独立通断。所以本实用新型尤其适合旧房串联式供热管网改造使用。另外，球形三通阀具有旋转阻力小，容易开关的特点。减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构，使电机作用在三通阀上的扭转力矩大大增加，电机的功率更容易带动三通阀的开关；3、本实用新型与摆式三通阀相比，开关阀门所需的扭矩大小与热管路中热水压力关系很小，可靠性高；4、本实用新型采用了低功耗CMOS电路器件、单片机的低功耗休眠状态与唤醒状态交替、对较大电流工作的器件实行单片机控制加电等措施，使智能阀的等待工作状态时的电流≤20μA；
图1为本实用新型的工作状态参考图；图2为本实用新型中智能阀的工作原理框图；图3为本实用新型中智能阀的电路原理图；图4为本实用新型中智能阀的系统工作流程图。
五具体实施方式
参见图1，智能阀安装在供热管道上，控制管道的开断，计费主表通过无线遥控信号对智能阀进行开关阀门的动作，能自动完成对采暖用户的收费、计费过程，对未交费用户能自动切断供暖，通过无线遥控信号对智能阀进行开关阀门的动作，能自动完成对采暖用户的收费、计费过程，对未交费用户能自动切断供暖。智能阀分为两部分，由三通阀的转动轴使其相互连接，上部安装以单片机为核心的智能阀的控制电路、电机及传动系统、电池盒等，并用一塑料盒封装。下部为球形三通阀以及三通阀与供暖管路的连接件，与控制电路、电机及传动系统分离，并用石棉垫隔离，使上部元器件不直接受高温的影响，工作稳定可靠。球形三通阀具有旋转阻力小，容易开关的特点。减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构，使电机作用在三通阀上的扭转力矩大大增加，电机的功率更容易带动三通阀的开关。智能阀的上部还包括电池盒，电池盒的盖子上带一个专用固定螺钉，其作用是在更换电池时，卸下螺钉微动开关就动作，单片机立即关闭会引起自动关阀，以确保智能阀工作的安全，防止盗暖。另外，智能阀的两个连接螺帽上设有铝封，用于防止盗暖。智能阀的顶部电路封装塑料盒上有两个铝封，防止用户自行拆开。
参见图2、图3，智能阀包括单片机101，单片机101上连有无线遥控接收电路102，无线遥控接收电路102包括与智能阀的单片机101连接的解码器，解码器上连有射频接收模块，射频接收模块上连有天线。智能阀还包括与单片机101连接的阀门开关控制电路103，电机105与阀门开关控制电路103连接，机械传动系统104与阀门开关到位检测电路106连接，阀门开关到位检测电路106并与单片机101连接。机械传动系统104包括与电机105连接的球形三通阀，球形三通阀与电机105通过减速机构连接，减速机构采用减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构。球形三通阀与电子线路和器件之间通过隔热垫隔离。智能阀的单片机101上还连有安全控制电路107，报警指示灯电路和电池欠压检测电路108。
其中，单片机101为采用CMOS工艺制造的低功耗单片机，包括系统工作时钟，系统应用软件，电池供电电路，对外接口电路，具有低功耗的耗电模式(耗电＜3μA)，内部具有程序存储器的保密位，可对程序加密，加密后程序不能读出拷贝。无线遥控接收电路中的射频接收模块的输入端接收来自智能采暖计费表主表发来的开关阀门遥控信号，包括开关指令数据及地址编码数据，射频接收模块的输出端将输入信号放大整形输出至解码器。解码器采用CMOS工艺的低功耗编码电路，有12位三套地址，可提供531441种地址编码，解码器将射频接收模块输出信号进行解码，如果编码地址相同则解码输出有效VT＝1，这时输出的数据码D0才能作控制开关阀门的控制数据，如果编码地址不同，则VT＝0，这时数据D0也无效。解码器的输出信号VT、D0到单片机的两个输入端口，VT＝1、D0＝0，单片机控制关阀；VT＝1、D0＝1，单片机控制开阀；VT＝0、D0＝X，单片机不控制。
另外，阀门开关控制电路103包括电机正反转控制电路，电机正反转控制电路由电子线路及继电器组成，并由单片机输出端口控制，智能阀接收到计费表传来的无线遥控指令后，执行相应开关阀门的动作，电机正转为开阀，电机反转为关阀。通过电机的转动，并经过由减速齿轮与蜗轮、蜗杆构成的减速装置减速后，大大增加了扭矩，带动三通阀的螺杆完成开关阀门的动作。为了有效控制对应于三通阀的开关的电机的正反转，要求三通阀正好开到位或关到位时，立即停止电机转动，为此专门设置了阀门开关到位检测电路106，由两个微动开关分别检测和控制开到位和关到位。当电机105正转时，三通阀开阀开始，当阀门打开到完全开启状态时，微动开关闭合，发低电平给单片机101，由单片机101立即控制电机105停止转动。当电机105反转时，另一微动开关以同样方式控制关到位，停止电机105反转。采用微动开关控制三通阀开关到位，可以避免电机105出现很大的堵转电流，如果用时间控制或硬件卡住都会出现近1安培的堵转电流，不仅损害电机，而且耗电很大。安全控制电路107可检测更换电池，一旦更换电池，检测电路通过探测微动开关位置状态给单片机101，由单片机101控制自动关阀，保证更换电池后阀门处于关闭状态。电池欠压检测电路108检测当电池电压降到3.5V以下时，就有一高电平输出至单片机101，由单片机101控制关阀，并以灯光报警。报警指示灯电路包括一个LED灯，内有两种颜色，可同时报警两种状态。需要报警的状态包括阀门开关到位的告警，智能阀接收到计费表发来的有效开关阀门信号时告警。
参见图4，智能阀在程序控制下完成接收信号、阀门开关、报警等各项操作。
权利要求1.一种用于采暖计费表的智能阀，其特征在于包括单片机(101)，单片机(101)上连有无线遥控接收电路(102)，计费表主表通过无线方式控制相应的智能阀。
2.根据权利要求1所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于所述无线遥控接收电路(102)包括与智能阀的单片机(101)连接的解码器，解码器上连有射频接收模块，射频接收模块上连有天线。
3.根据权利要求2所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于所述智能阀包括与单片机(101)连接的阀门开关控制电路(103)，电机(105)与阀门开关控制电路(103)连接，机械传动系统(104)与阀门开关到位检测电路(106)连接，阀门开关到位检测电路(106)并与单片机(101)连接。
4.根据权利要求3所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于机械传动系统(104)包括与电机(105)连接的球形三通阀，球形三通阀与电机通过减速机构连接，减速机构采用减速齿轮与蜗轮、蜗杆相结合的减速机构。
5.根据权利要求4所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于球形三通阀与电子线路和器件之间通过隔热垫隔离。
6.根据权利要求5所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于智能阀的单片机(101)上连有安全控制电路(107)，报警指示灯电路和电池欠压检测电路(108)。
7.根据权利要求6所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于智能阀的单片机(101)包括系统工作时钟，系统应用软件，电池供电电路，对外接口电路。
8.根据权利要求7所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于智能阀分为两部分，由三通阀的转动轴使其相互连接，上部安装以单片机为核心的智能阀的控制电路、电机及传动系统、电池盒，并用塑料盒封装，下部为球形三通阀以及三通阀与供暖管路的连接件。
9.根据权利要求8所述的用于采暖计费表的智能阀，其特征在于电池盒的盖子上带有固定螺钉。
专利摘要本实用新型涉及一种用于采暖计费表的智能阀，其采用无线遥控技术实现计费表主表对智能阀开关的遥控，可实现独立通断功能，具有旋转阻力小，容易开关的特点，并且安装使用方便，可靠性高。本实用新型包括单片机，单片机上连有无线遥控接收电路，计费表主表通过无线方式控制相应的智能阀，无线遥控接收电路包括与智能阀的单片机连接的解码器，解码器上连有射频接收模块，射频接收模块上连有天线，智能阀还包括与单片机连接的阀门开关控制电路，电机与阀门开关控制电路连接，机械传动系统与阀门开关到位检测电路连接，阀门开关到位检测电路并与单片机连接。
文档编号F16K31/02GK2634225SQ0321902
公开日2004年8月18日 申请日期2003年6月5日 优先权日2003年6月5日
发明者王建军, 陈载群 申请人:西安中元电子有限公司