专利名称：Ic卡式自动启闭热计量表的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种主要用于测量供暖状况的仪表，属于一种利用流量、温度进行测量的测试仪器。
随着市场经济的迅速发展，城镇居民的住房已由统一的福利分房逐步转化为购买商品房，这就给管理商品房的物业管理公司对商品房的取暖收费造成困难，往往因户主有其它住所或租借给别人长期不在而无法收费。但若用户交费后室内温度仍较低，用户无法对供暖方在经济上有所制约，也会给用户造成生活上的不便。
本实用新型的目的是设计一种IC卡式自动启闭热计量表，其结构合理，安装方便，能够公平地解决供暖方及用户之间收费及供暖问题，保护双方利益。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表主要由表体、表盖、阀芯、流量信号传感器、温度信号传感器、叶轮、水道、减速器、微电机、控制电路板、IC卡座、显示屏及电源构成，表体由隔离层分为上、下两腔体，表盖将表体封盖住，上腔体两侧分别带有进口及出口，水道将进口及出口连接在一起，在靠近进口处安装有控制水道导通的阀芯，阀芯后带有温度信号传感器，温度信号传感器与下腔体内的控制电路板连接，叶轮安装在水道内，叶轮上带有流量信号传感器，流量信号传感器通过导线与下腔体内控制电路板连接，微电机通过减速器与阀芯配合连接，微电机由控制电路板控制；下腔体内安装有控制电路板、电源IC卡座及室温传感器，室温传感器位于计量表下腔，另一与控制电路板连接的温度信号传感器位于表体外的供热管道的出水管路中，室温传感器及出水管路中的温度信号传感器通过导线与控制电路板连接，显示屏及IC卡座的接口位于表体表面。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的叶轮上的流量信号传感器由磁块及干簧管构成，磁块位于与叶轮同转的叶轮轴上，干簧管位于轴头盖上，干簧管通过导线与下腔体内的控制电路板连接。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的阀芯为二位二通阀芯或二位三通阀芯。
为方便显示工作状态，本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的显示屏上还带有指示灯。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的控制电路主要由电源电路、温度信号处理电路、流量信号处理电路、IC卡输入电路、阀芯控制电路、微处理器及显示器构成，温度信号处理电路、流量信号处理电路、阀芯控制电路、IC卡输入电路、电源电路及显示器均与微处理器连接，电源电路提供控制电路工作电源，同时受控于微处理器。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的电路中还带有显示电路，显示电路与微处理器连接。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表在应用时，与室内供暖管路相连接，该计量表安装于进水管路中，而感应出水温度的温度信号传感器安装于出水管路中，供暖液体可流经计量表后进入室内暖气。在未插入IC卡给初值时，阀芯关闭，使供暖液体不能进入室内，此时不供暖。当插入IC卡后，微处理器读入IC卡中的数字，驱动微电机转动，从而带动阀芯开启，阀芯开启后微电机停止转动，保持阀芯开启状态，此时计量表导通，供暖液体从计量表的进口经过水道从出口进入室内，同时推动水道内的叶轮转动，带动叶轮轴转动，叶轮轴的流量信号传感器将转动信号传递给控制电路板中的微处理器，与此同时温度信号传感器及室温传感器将供暖管路的进口温度、出口温度及室温信号处理后传递给微处理器，微处理器进行数据处理后送到显示器显示，并与微处理器中的IC卡输入的数据进行比较，驱动显示电路中的指示灯显示工作状况。当室温信号或进水温度信号低于微处理器中的设定值时，微处理器停止数据采集，即此时计量表不累计数值，只有当室温高于此设定值时微处理器才进行数据采集，即进行累加计数。当所计数值等于某一设定值时，提示指示灯闪亮，当所计数值达到IC卡输入的数值时，微处理器发出信号，微电机带动阀芯转动，使阀芯关闭，切断供暖，与此同时，提示指示灯由闪亮转为常亮，持续一段时间后不亮了，表示停止供暖。阀芯关闭后，微电机停止转动，直至IC卡重新输入数据才能启动微电机重新打开阀芯。微处理器是该计量表的控制中心。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的优点是1，结构合理，与暖气管系统配合安装，可有效地控制供暖收费。只有预先购买供暖数字输入IC卡，再通过IC卡插入计量表中才能够接通供暖系统，减轻管理工作；2，用户能够有效地维护自己的合法利益。当室温或进水温度低于表中设定值时，计量表并不累计数值，因此避免了供暖方收费后不能很好地履行供暖义务的问题，减少矛盾出现；3，用户可以根据自己的意愿，利用表外阀门调节室温，减少能源的浪费。
4，该计量表既适用安装于串联式的暖气供暖系统，又适用于安装在并联式的暖气供暖系统中，具有广泛的适用性。
本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表除适用于供暖系统中，还可以广泛用于其它领域的液体热量计量的管道控制中。
图1是本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的结构图。
图2是图1的侧剖视图。
图3是图1的A—A视图。
图4是本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的控制电路方框图。
图5是图4的电路图。
图6是图1中阀芯串联连接时的示意图。
图7是图1中阀芯并联连接时的示意图。
下面根据附图结合具体实施例对本实用新型所设计的IC卡式自动启闭热计量表的结构及实施方式作进一步说明。
实施例如图1、2、3所示的IC卡式自动启闭热计量表，主要由表体1、表盖2、阀芯3、流量信号传感器、温度信号传感器、叶轮4、水道5、减速器6、微电机7、控制电路板8、IC卡座9、显示屏10及电源11构成，表盖2与表体1密封闭合，隔离层12将表体1分为上、下两个腔体。在上腔体中带有水道5，水道5将表体1两侧的进口13及出口14连接，在靠近进口13处安装有阀芯3，阀芯3用于切断或导通进口13及出口14之间的水流，在阀芯3的后部安装有温度信号传感器26。阀芯3由安装于上腔体中的微电机7经过减速器6减速后来带动。叶轮4安装于水道5中，叶轮4中间安装有叶轮轴15，叶轮轴15通过支架16安装于上腔体中，叶轮轴15的端部安装有磁块17，在叶轮轴端的外部封盖有轴头盖18，轴头盖18上安装有干簧管19，干簧管19与磁块17相对应，干簧管19与磁块17构成流量信号传感器。在下腔体内安装有控制电路板8、IC卡座9、显示屏10及电源11，电源11为电池组。控制电路板8上布置有控制电路，上腔体中的微电机7及干簧管19通过导线与下腔体中控制电路板8上的控制电路连接。安装在供暖管出水管中的温度信号传感器28及安装在下腔体底部的室温传感器27通过导线与控制电路板8连接。IC卡座9及显示屏10位于下腔体的表面板上，用于指示工作状况的指示灯24及用于切换的按键20也位于下腔体表面板上。
控制电路板上所带的控制电路如图4、5所示，主要由电源电路、温度信号处理电路、流量信号处理电路、IC卡输入电路、阀芯控制电路、指示显示电路、微处理器CPU、多路开关K、A／D转换器及显示器构成。电源电路包括电源11的电池组、主电源电路、比较电压电路，由电池组提供电路工作的9V电源及微电机7工作的6V电源。主电源电路由恒流管HL、稳压管WD1、WD2、WD3、VMOS管T2、负反馈放大器U1、电阻R1、R2及三极管T1连接组成；比较电压电路由恒流管HL、稳压管WD3、电阻R3、R5、可变电阻R4、R6及跟随放大器U2、U3连接组成。主电源电路提供控制电路工作电源。温度信号处理电路由主电源提供工作电源，温度信号处理电路包括进口温度信号处理电路、出口温度信号处理电路、室温信号处理电路及多路开关K、A／D转换器，进口温度信号处理电路、出口温度信号处理电路、室温信号处理电路均与多路开关K连接，多路开关K又与A／D转换器连接，通过A／D转换器与微处理器CPU连接。进口温度信号处理电路由进口温度信号传感器L1、运算放大器U4、电阻R7、R8、R9连接组成，传感器L1即安装在进口13处的温度信号传感器，运算放大器U4的比较电压由电源电路中的比较电压电路提供；出口温度信号处理电路由出口温度信号传感器L2、运算放大器U5、电阻R10、R11、R12连接组成，传感器L2即安装在出水管路中的温度信号传感器28，运算放大器U5的比较电压由电源电路中的比较电压电路提供；室温信号处理电路由温度信号传感器L3、运算放大器U6、电阻R13、R14、R15连接组成，温度信号传感器L3即为室温传感器27；流量信号处理电路即由开关K1、电阻R18连接后直接与微处理器CPU连接；开关K1即为干簧管19与磁块17构成的流量信号传感器。IC卡座输入电路主要由卡座接口K2、电阻R17连接组成，IC卡座输入电路直接与微处理器CPU连接。IC卡座输入电路的电源由主电源电路提供。阀芯控制电路由微电机D、三极管T3、T4、T5、T6、T7、T8、电阻R25～R32、开启限位开关K3、关闭限位开关K4连接组成，微电机D即为控制阀芯3启闭的微电机7，按键An用于切换显示数据，按键An即为按键20。阀芯控制电路与微处理器CPU连接，微电机D由电源电路提供6V直流电。指示显示电路由发光二极管D1、D2、D3、电阻R18～R23连接组成，指示显示电路与微处理器CPU连接，显示器与微处理器CPU直接连接。电路中所有控制指令均由微处理器CPU发出，并由微处理器CPU控制电路工作。
这种IC卡式自动启闭热计量表在使用时，安装在各住户的供暖管路中，用户预先购买数值输入IC卡中。在计量表中若无数值时，此时IC卡式自动启闭热计量表中的阀芯3处于将水道5阻断状态，供暖水不能流入住户的供暖系统中，住户不能享受供暖服务。当用户将带有计数值的IC卡插入IC卡座9中时，控制电路中的IC卡输入电路工作，将此数据输入微处理器CPU中。微处理器CPU是该计量表的控制运算中心，微处理器CPU驱动阀芯控制电路工作，使微电机7转动，将阀芯3开启，使水道5导通，热水流入住户的暖气管道中，住户能够得到供暖服务，与此同时微处理器CPU控制电路工作。在水流流过水道5的同时叶轮4被推动旋转，流量信号传感器有信号输出，微处理器CPU不断通过流量信号处理电路采集流量信号，通过温度信号处理电路采集温度信号。热计量的数值是由W=Q·△T公式得到的，其中W为功、Q是流量、△T为进口温度及出口温度差值。温度差值的实现是利用供暖管路的进口端及出水管中的温度信号传感器测出温度信号经放大后，由多路开关K选择采样通路，经A／D转换器转换送至微处理器CPU中进行差值处理得到，与微处理器CPU中采集的流量信号相乘后进行换算得出热计量值，显示器通过显示屏10显示该值。随着表的累计数值的增加，显示屏10所显示数值也随之增加，通过按键20可切换成显示计量表中所剩余值，即预购数值与所积累使用数值之差，当此余值大于某一设定值时，指示灯24中的提示灯不亮；当此余值小于这一设定值时，指示灯24中的提示灯闪亮；当余值为零时，指示灯24中的提示灯亮，与此同时微处理器CPU驱动阀芯控制电路工作，使微电机7反向转动将阀芯3关闭，切断水道中的水流，停止供暖。提示灯亮一段时间后不亮了，表示已停止供暖。直到用户再购买数值输入，方能启动供暖系统的供暖服务。在计量表工作的同时，其控制电路中的微处理器CPU也不断通过室温传感器27采集室温信号，当室温低于微处理器CPU中的设定值时，微处理器CPU的计数工作停止，说明此时供暖不足，供暖系统继续工作，直至室温达到设定值，微处理器CPU的计数工作才能继续进行。由此可看出通过IC卡式自动启闭热计量表可十分方便地解决供暖服务部门与用户之间的矛盾，保证双方利益不受损害。
这种IC卡式自动启闭热计量表既适用于串联供暖系统，又适合于并联供暖系统。如图6所示，其中A图为串联系统中IC卡式自动启闭热计量表的连接示意图，IC卡式自动启闭热计量表中阀芯3为二位三通结构，导通时如图B所示，水流可通过计量表进入住户中；关闭时如图C所示，水流不能流入计量表内，仅从阀芯3的上端口流进，下端口流出，流回串联管路中，不影响其它用户供暖。如图7所示，其中A图为并联系统中IC卡式自动启闭热计量表的连接示意图，IC卡式自动启闭热计量表中的阀芯3为二位二通的结构，导通时如图B所示，允许水流通过，关闭时如图C所示，水流不能通过计量表，不能进入住户。
由此可看出这种IC卡式自动启闭热计量表可广泛使用于各种建筑物中的供暖系统中，为控制供暖费用的收取及保障供暖服务的有效工具。
权利要求1．一种IC卡式自动启闭热计量表，其特征是主要由表体、表盖、阀芯、流量信号传感器、温度信号传感器、叶轮、水道、减速器、微电机、控制电路板、IC卡座、显示屏及电源构成，表体由隔离层分为上、下两腔体，表盖将表体封盖住，上腔体两侧分别带有进口及出口，水道将进口及出口连接在一起，在靠近进口处安装有控制水道导通的阀芯，阀芯后带有温度信号传感器，温度信号传感器与下腔体内的控制电路板连接，叶轮安装在水道内，叶轮上带有流量信号传感器，流量信号传感器通过导线与下腔体内控制电路板连接，微电机通过减速器与阀芯配合连接，微电机由控制电路板控制；下腔体内安装有控制电路板、电源IC卡座及室温传感器，室温传感器位于计量表下腔，另一与控制电路板连接的温度信号传感器位于表体外的供热管道的出水管路中，室温传感器及出水管路中的温度信号传感器通过导线与控制电路板连接，显示屏及IC卡座的接口位于表体表面。
2．根据权利要求1所述的IC卡式自动启闭热计量表，其特征还在于叶轮上的流量信号传感器由磁块及干簧管构成，磁块位于与叶轮同转的叶轮轴上，干簧管位于轴头盖上，干簧管通过导线与下腔体内的控制电路板连接。
3．根据权利要求1所述的IC卡式自动启闭热计量表，其特征还在于阀芯为二位二通阀芯或二位三通阀芯。
4．根据权利要求1所述的IC卡式自动启闭热计量表，其特征还在于显示屏上还带有指示灯。
5．根据权利要求1所述的IC卡式自动启闭热计量表，其特征还在于控制电路主要由电源电路、温度信号处理电路、流量信号处理电路、IC卡输入电路、阀芯控制电路、微处理器及显示器构成，温度信号处理电路、流量信号处理电路、阀芯控制电路、IC卡输入电路、电源电路及显示器均与微处理器连接，电源电路提供控制电路工作电源，同时受控于微处理器。
6．根据权利要求5所述的IC卡式自动启闭热计量表，其特征还在于电路中还带有显示电路，显示电路与微处理器连接。
专利摘要本实用新型为测量供暖状况的仪表。该仪表主要由表体、阀芯、流量、温度信号传感器、叶轮、水道、微电机、控制电路板、IC卡座、显示屏及电源构成,表体两侧分别带有进口及出口,水道将进口及出口连接,在靠近进口处安装有阀芯,叶轮安装在水道内,叶轮上带有流量信号传感器,微电机与阀芯配合连接,微电机由控制电路板控制;表体下部安装有控制电路板、电源及IC卡座,显示屏及IC卡座插口位于表体表面。该仪器可有效地控制供暖收费。
文档编号G01K17/16GK2414408SQ0020034
公开日2001年1月10日 申请日期2000年1月10日 优先权日2000年1月10日
发明者李铁城 申请人:李铁城