专利名称：无源燃气表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及物理流量等的计量计数，是一种气流计量器具，具体地说，是一种无源燃气表。
背景技术：
在我国城镇，燃气的使用已十分普遍，而所用的燃气表具也在不断地进步中，如预付费燃气表就正在逐步推广之中。但现有的预付费燃气表却在实际使用中存在不少的问题，最主要的就是当需要加气时，如果用户仍在用气，则会造成计量上的误差，使得被用的气量不能被有效地计量出来，积少成多，就造成了燃气供应单位的巨大经济损失。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种使用安全可靠，计量精确，尤其克服了现有预付费燃气表都存在的加气时计量会出现计量误差的问题的无源燃气表。
本实用新型的技术解决方案是一种无源燃气表，有表壳，表壳上有进出气阀门，进出气阀门与装于表壳中的用气计量机构连接，其特征是用气计量机构与数值显示机构相连接，在用气计量机构与数值显示机构间装有加用气误差消除机构。
本实用新型中所述的加用气误差消除机构具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端。具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构采用行星轮机构。行星轮机构采用WW型行星轮机构，其中有行星轮保持架，行星轮保持架一侧装有与加气电机输出轴连接的输入齿轮，另一侧装有与用气计量机构中的换算字轮连接的输出齿轮，输入齿轮与行星轮啮合，输出齿轮与行星齿轮啮合，输入齿轮还与计数字轮连接。输入齿轮与加气电机轴间，及与计数字轮间均接有过渡齿轮。具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构还可采用光电输入监测机构。光电输入监测机构中有存储器件，存储器件接有至少两个光电传感器，其中一个光电传感器装于加气电机处，另一个位于用气计量端或用气出口或出气阀门处。还有一个光电传感器装于加气齿轮处。存储器件采用EPROM存储器，其有掉电信号传感信号输入端。存储器件还有外部通讯输入输出接口。存储器件还接有过压保护电路。
本实用新型的有益效果为结构新颖独特，设计巧妙合理，使用安全可靠，计量精确，尤其克服了现有预付费燃气表都存在的加气时计量会出现计量误差的问题。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明
图1为本实用新型的一种无源燃气表的结构示意图；图2为本实用新型的无源燃气表中使用的行星轮加用气误差消除机构的结构示意图；图3为本实用新型的无源燃气表中使用的光电输入监测加用气误差消除机构的电路图。
具体实施方式
图1、图2共同描述了本实用新型的一个实施例，图中包括齿轮1～10、12～19、24～27；带齿轮计数尾轮11；行星轮系17；换算字轮20；控制尾轮(个位)21；控制头轮(百位)22；加气电机23；丝杆螺母副28；控制支点29；阀门30；计数字轮31；计数进位轮(换算轮)32；光电计数器33。及输出齿轮A；输入齿轮B；行星齿轮C；行星轮保持架D；行星轮E等。
在该例中，有表壳，表壳上有进出气阀门30，进出气阀门30与装于表壳中的用气计量机构连接，用气计量机构与数值显示机构相连接，在用气计量机构与数值显示机构间装有加用气误差消除机构17，加用气误差消除机构17具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端。所述的具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构17采用行星轮机构。行星轮机构采用WW型行星轮机构，其中有行星轮保持架34，行星轮保持架34一侧装有与加气电机23输出轴连接的输入齿轮35，另一侧装有与用气计量机构中的换算字轮20连接的输出齿轮36，输入齿轮35与行星轮37啮合，输出齿轮36与行星齿轮38啮合，输入齿轮35还与计数字轮31连接。输入齿轮35与加气电机23轴间，及与计数字31轮间均接有过渡齿轮。
工作原理(1)用气原理当用户在打开煤气用气的时候，燃气表的计量结构开始工作，带动齿轮1旋转，齿轮1传递到齿轮2，然后依次传递到齿轮11。
齿轮1一边带动总计量字轮的第一级字轮旋转，计量用户用气的累加值；同时一边又传递到齿轮12、齿轮13、齿轮15，通过行星轮系17传递到齿轮8、齿轮19，齿轮19带动控制字轮20旋转，实控制字轮20通过计数进位轮(换算轮32)计量用户的用气量，实现用户购气量的递减，但显示的是用户的剩余气量。
控制字轮21旋转带动齿轮26、齿轮27旋转。使丝杆螺母副28实现左移，当控制字轮21的数值显示为“0”的时候，表示用户购气量用完，“丝杆螺母副28回到了最左端，其上的拨杆带动铰链机构旋转，铰链机构脱开阀门30，阀门在弹簧的作用下关闭。达到了关闭燃气表的作用。
(2)加气原理(A)未使用煤气时加气。
在用户购买好煤气后，将卡插入燃气表外接查卡处。通过电路的处理，电机23开始转动，带动齿轮24、齿轮25转动。然后在传递到齿轮16、齿轮4通过行星轮系7传递到齿轮8、齿轮19，齿轮19带动控制字轮20旋转，实控制字轮20通过计数进位轮(换算轮32)计量用户的购气量，实现用户购气量的递增，如原先还有剩余气量，将在原有的基础上继续累加。
控制字轮21旋转带动齿轮26、齿轮27旋转，使丝杆螺母副28实现右移，这时丝杆螺母副28移动的距离就是购气量的多少，在丝杆螺母副28开始移动时，拨杆带动铰链机构旋转，铰链机构顶住阀门30，阀门打开。当控制字轮21、控制字轮22的数值显示就是用户购气量。如原先还有剩余气量，将在原有的基础上继续累加。
(B)使用煤气中的加气在用户购买好煤气后，将卡插入燃气表外接查卡处，通过电路的处理，电机23开始转动，带动齿轮24、齿轮25转动，然后在传递到齿轮16、齿轮14由于在使用煤气，燃气表的计量结构工作，带动齿轮1旋转，齿轮1传递到齿轮2，然后依次传递到齿轮1，齿轮1一边带动总计量字轮的第一级字轮旋转，计量用户用气的累加值；同时一边又传递到齿轮12、齿轮13、齿轮15；齿轮14和齿轮15通过行星轮系17的处理，在加气中扣除当时正在使用用气量，计算后的值输出到齿轮18、齿轮19，齿轮19带动控制字轮20旋转，实控制字轮20通过计数进位轮(换算轮32)计量用户的购气量，实现用户购气量的递增。其数值将在原有的基础上继续累加。
(C)用户购气量的确定方法在加气的过程中，与电机同时运转的还有一个光电计数器33，光电计数器3采集的信号，通过电路换算，当到达购气量值时，电路停止电机转动，停止加气，表示加气完成。
3、其他说明(1)虽然燃气表实现了购气的存储，但是其存储方式很特殊，不需要电路，不存在失电后数据的丢失问题，只要不破坏数据存储的物理结构，数据就是相对安全。
(2)燃气表内部并不带有电源，电机运转所需要的电源来源于加气中的外接卡上，读卡需要装3节1.5伏电池。
说明图中齿轮旋转方向扬途图中箭头所示方向，即人正面沿箭头方向看行星轮系。
1、行星轮系是一个特殊的齿轮变速机构，种类很多，该图示是其中一种结构形式，为WW型行星轮系。
2、其工作特点允许单、双动力输入，合成后得到一个运动。该图示中齿轮12，齿轮16动力的2个输入源，齿轮18是合成后的最终输出源。
3、条件一当齿轮16固定不转，根据设计要求，齿轮12顺时针旋转，带动齿轮13这时针旋转，齿轮15顺时针旋转，通过双联齿轮传到B输入齿轮，B输入齿轮旋向与齿轮15一样顺时针旋，然后带动E行星轮迹时针旋转，由于齿轮16固定不转，保持架也不转动；E行星轮带动C行星轮逆时针旋，C行星轮带动A输出齿轮逆时针旋转，最后传递到齿轮18，齿轮18是道时针旋转。(这是用气过程的传递方式)4、条件二当齿轮12固定不转，根据设计要求，齿轮16逆时针旋转，带动齿轮14顺时针旋转，齿轮14带动D行星轮保持架顺时针旋转，由于齿轮12固定不转，B输入齿轮也不转动，D行星轮保持架带动E行星和C行星轮轮顺时针旋转，由于A输出齿轮齿数大于B输入齿轮齿数，当保持架顺时针旋时，中间存在一个速度差异，B输入齿轮也会转动，最后传递到齿轮18，齿轮18是顺时针旋转。(这是加气过程的传递方式)5、条件三当齿轮16和齿轮12按设计要求都按各自的方向旋转时，B输入齿轮顺时针转动，D行星轮保持架顺时针旋转，由于设计上要求齿轮12的转速远低于齿轮16的转速，即D行星轮保持架顺时针旋转速度远大于B输入齿轮旋转速度，根据行星轮结构特点，齿轮18最终的到的是一个顺时针旋转方向。其运转速度是一个合成速度，低于条件二的输出速度。(这是在用气中的加气过程)图3描述了本实用新型的另一种具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构。其采用的是光电输入监测机构。光电输入监测机构中有存储器件U1(628A)，存储器件U1接有至少两个光电传感器，其中一个光电传感器装于加气电机处，另一个位于用气计量端或用气出口或出气阀门处。还有一个光电传感器装于加气齿轮处。存储器件U1采用EPROM存储器，其有掉电信号传感信号输入端。存储器件U1还有外部通讯输入输出接口。存储器件还接有过压保护电路。
电路说明ANONLOG电源电压输入端，由芯片内部比较器实现电池电压过低的判断。
DRIVER1光电驱动1，齿轮传动光电传感器驱动输出1(加气部分)。
DRIVER2光电驱动2，齿轮传动光电传感器驱动输出2(加气部分)。
DRIVER3光电驱动3，齿轮传动光电传感器驱动输出1(加气中计量部分)。
DRIVER4电机驱动控制端，数据转存卡插入时，符合条件进行加气操作时，电机驱动输出。
光电输出1和光电输出2为进行加气操作时，驱动发光二极管点亮；其中一个传感器为电机转动传感器，即监视电机是否运转；另一个传感器为监视加气齿轮是否转动。
光电传感器3为在进行加气操作时，驱动发光二极管点亮；目的是为了在加气操作过程中，用户在用气时气量数值的计量。
LED1加气操作运行中。
LED2电池电压过低。
LED3电源指示灯。
INTE1光电传感信号输入1；
INTE2光电传感信号输入2；INTE3光电传感信号输入3；Q2，R4单向电源电压输入。Q1，R3，D1，F1过压保护电路。
光电传感信号输入的实现是利用芯片本身的POC中断功能进行识别。
DETECTOR掉电信号传感电路信号输入，实现掉电时信号输入对电路参数的保存。
RXD&TXD外部通讯输入输出接口。
VREF芯片内部比较器电压参考源。
掉电信号输入，可保证在电机运行过程中，突然掉电情况下数据的安全。
外部通讯输入输出接口，可应用于1、网络通讯时远程数据的输入或命令执行。
2、外部数据存储卡数据的读出与清除。
硬件与软件实现机理功能实现1、同时在同一接口上可实现对EEPROM存储器数据的读/写；2、加气时使用光电传感器进行识别；3、欠电压功能的实现由控制器本身功能实现；4、掉电检测功能由控制器本身功能实现；5、加气过程中的计量行为处理功能。
工作原理当接口端上电后，由软件实现用户数据存储卡与网络通信端口的识别。若为用户数据存储卡，则在数据存储卡插入电路接口中后，整个电路得电工作，并读取指定地址内的数据，并加以处理/判断。如为合法用户与合法加气数据，将数据读出后写入控制器存储器，并擦除用户数据存储卡中的数据。由已读入的加气数据，启动电机进行加气，根据外接光电传感器的传感数据进行处理，如果用户存储卡在加气工作未完成时，未加气量数据将在下一次上电后继续进行。
若为网络端口时，只要接收到上位机的合法的数据，即将数据保存在控制器的存储器中，并启动电机进行加气操作，如果此时电源被切断时，未加气量数据将在下一次上电后继续进行。
用户在加气过程中用气时，由机械结构实现主付齿轮的分离，并由DRIVER3与INTE3实现用气量量值的计数，并从现有的气量中扣除。
特点1、动态的数据加密技术防止非法攻击；2、多点状态指示器；3、发现电气故障自动保护，并报警；4、本机正常计量时不需电源支持；5、网络售气功能。
功能实现1、网络由专用485通信芯片实现；2、同时在同一接口上可实现对EEPROM存储器数据的读/写；3、加气时使用光电传感器进行识别；4、欠电压功能的实现由控制器本身功能实现；5、掉电检测功能由控制器本身功能实现；工作原理当接口端上电后，由软件实现用户数据存储卡与网络通信端口的识别。若为用户数据存储卡，则在数据存储卡插入电路接口中后，整个电路得电工作，并读取指定地址内的数据，并加以处理/判断。如为合法用户与合法加气数据，将数据读出后写入控制器存储器，并擦除用户数据存储卡中的数据。由已读入的加气数据，启动电机进行加气，根据外接光电传感器的传感数据进行处理，如果用户存储卡在加气工作未完成时，未加气量数据将在下一次上电后继续进行。
若为网络端口时，只要接收到上位机的合法的数据，即将数据保存在控制器的存储器中，并启动电机进行加气操作，如果此时电源被切断时，未加气量数据将在下一次上电后继续进行。
特点1、动态的数据加密技术防止非法攻击；2、多点状态指示器；3、发现电气故障自动保护，并报警；4、本机正常计量时不需电源支持；5、网络售气功能。
功能实现
1、实现对EEPROM存储器数据的读/写；2、加气时使用光电传感器进行识别；3、欠电压功能的实现由控制器本身功能实现；4、掉电检测功能由控制器本身功能实现；工作原理在数据存储卡插入电路接口中后，整个电路得电工作，并读取指定地址内的数据，并加以处理/判断。如为合法用户与合法加气数据，将数据读出后写入控制器存储器，并擦除用户数据存储卡中的数据。由已读入的加气数据，启动电机进行加气，根据外接光电传感器的传感数据进行处理，如果用户存储卡在加气工作未完成时，未加气量数据将在下一次上电后继续进行。
在图3中，还有晶体管Q3、Q4，电阻R1、R2、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2、C3等元气件。
权利要求1.一种无源燃气表，有表壳，表壳上有进出气阀门，进出气阀门与装于表壳中的用气计量机构连接，其特征是用气计量机构与数值显示机构相连接，在用气计量机构与数值显示机构间装有加用气误差消除机构。
2.根据权利要求1所述的无源燃气表，其特征是加用气误差消除机构具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端。
3.根据权利要求2所述的无源燃气表，其特征是具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构采用行星轮机构。
4.根据权利要求3所述的无源燃气表，其特征是行星轮机构采用WW型行星轮机构，其中有行星轮保持架，行星轮保持架一侧装有与加气电机输出轴连接的输入齿轮，另一侧装有与用气计量机构中的换算字轮连接的输出齿轮，输入齿轮与行星轮啮合，输出齿轮与行星齿轮啮合，输入齿轮还与计数字轮连接。
5.根据权利要求2所述的无源燃气表，其特征是具有至少两个同时且互不干扰的连续输入端的加用气误差消除机构采用光电输入监测机构。
6.根据权利要求5所述的无源燃气表，其特征是光电输入监测机构中有存储器件，存储器件接有至少两个光电传感器，其中一个光电传感器装于加气电机处，另一个位于用气计量端或用气出口或出气阀门处。
7.根据权利要求6所述的无源燃气表，其特征是还有一个光电传感器装于加气齿轮处。
8.根据权利要求6或7所述的无源燃气表，其特征是存储器件采用EPROM存储器，其有掉电信号传感信号输入端。
9.根据权利要求6或7所述的无源燃气表，其特征是存储器件还有外部通讯输入输出接口。
10.根据权利要求6或7所述的无源燃气表，其特征是存储器件还接有过压保护电路。
专利摘要本实用新型公开了一种无源燃气表，有表壳，表壳上有进出气阀门，进出气阀门与装于表壳中的用气计量机构连接，其特征是用气计量机构与数值显示机构相连接，在用气计量机构与数值显示机构间装有加用气误差消除机构。其有益效果为结构新颖独特，设计巧妙合理，使用安全可靠，计量精确，尤其克服了现有预付费燃气表都存在的加气时计量会出现计量误差的问题。
文档编号G01F15/07GK2729648SQ20042007954
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月13日 优先权日2004年9月13日
发明者赵军 申请人:赵军