具有多种保护功能的膜式燃气表的制作方法

本实用新型涉及燃气表保护领域，具体是一种具有多种保护功能的膜式燃气表。

背景技术：

随着国家治理环境污染力度的逐渐加大，“煤改气”工程的不断深入，天然气已进入了千家万户，燃气表作为用气计量器具，也随之成了天然气的末端设备。但近年来水灾、地震、非法用气等原因造成天然气泄漏事故不断出现，并引发天然气爆炸事故，严重损害了人民群众的生命安全和利益。燃气表是天然气管道的最末端的一道闸门，如何利用这道闸门实现对各种非法用气和不安全用气行为进行保护，是赋予燃气表的一项新的重要的使命。

日本是一个地震、台风等自然灾害频发的国家，对燃气表的保护功能提出了具体的要求，以保证在应对自然灾害时避免出现二次伤害。我国现在大量使用的燃气表，主要实现了用户用气的计量，为燃气公司的收费管理提供可靠依据，仅实现了少量的保护功能，如强磁干扰、欠电关阀等，没有实现对大量非法用气和不安全用气行为进行保护，无法在末端可靠保护。

技术实现要素：

鉴于此，本发明在实现燃气表计量功能的基础上，扩展表具保护功能，实现在非法用气和不安全用气时，实施可靠有效的用气保护。

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：具有多种保护功能的膜式燃气表，包括机电转换模块、燃气泄露检测单元、倾斜检测单元、开盖检测单元、微处理器、数据存储器、电机阀控制模块、IC卡接口单元和辅助电源，其中所述机电转换模块、燃气泄露检测单元、倾斜检测单元和开盖检测单元分别与微处理器的输入端连接，微处理器与数据存储器连接，微处理器的输出控制端与电机阀控制模块连接，微处理器的数据输出端与IC卡接口单元连接，辅助电源给各模块供电。

在上述方案的基础上，还包括与所述微处理器连接的无线通信单元。还包括与所述微处理器连接的人-机接口单元。

所述辅助电源中具有电池电压保护电路和LDO降压电路，电池电压保护电路接入干电池，输出端与LDO降压电路的输入端连接。

所述机电转换模块采用干簧管、霍尔传感器或光电转换器等。

具体地，所述燃气泄露检测单元接收燃气泄漏报警器输出的报警信号。

1、通过本实用新型可以实现用气过流保护、燃气泄漏保护、表具倾斜保护、表具非法开盖保护、外电池非法使用保护、非法强磁干扰保护、长期未使用保护、长时间恒定流速保护等。

2、保护形式的可靠性与多样性：切断阀门停止通气、液晶显示故障内容、蜂鸣器鸣叫提醒、异常事件存储。

3、突出表具的适用性：机电转换模块可采用双干簧管转换方式，也可采用双霍尔传感器转换方式；电机阀控制模块可接入快关型电机阀、慢关型电机阀。

4、采用超低功耗设计方式：超低功耗微处理器的多种低功耗模式的综合运用。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为辅助电源中的电池保护结构框图；

图中：1-机电转换模块；2-燃气泄露检测单元；3-倾斜检测单元；4-开盖检测单元；5-人-机接口单元；6-微处理器；7-数据存储器；8-电机阀控制模块；9-IC卡接口单元；10-无线通信单元；11-辅助电源；12-电池电压保护电路；13-LDO降压电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1，具有多种保护功能的膜式燃气表，包括机电转换模块1、燃气泄露检测单元2、倾斜检测单元3、开盖检测单元4、人-机接口单元5、微处理器6、数据存储器7、电机阀控制模块8、IC卡接口单元9、无线通信单元10和辅助电源11，其中所述机电转换模块1、燃气泄露检测单元2、倾斜检测单元3和开盖检测单元4分别与微处理器6的输入端连接，微处理器6与数据存储器7连接，微处理器6的输出控制端与电机阀控制模块8连接，微处理器6的数据输出端与IC卡接口单元9连接，辅助电源11给各模块供电，所述微处理器6的通讯接口与无线通信单元10连接，微处理器6还与人-机接口单元5连接。

参见图2，辅助电源11中具有电池电压保护电路12和LDO降压电路13，电池电压保护电路12接入干电池，其输出端与LDO降压电路13的输入端连接，并输出过压报警信号。LDO降压电路13的电源输入端接入锂电池。

下面进一步详细描述上述方案中各模块实现的功能。

1、燃气泄漏保护：用户使用环境中安装的燃气泄漏报警器具有报警输出信号，该信号通过有线或无线的方式输入到表具，由燃气泄漏保护单元2感受到报警信号后，输入微处理器6中进行可靠性判断处理，确认为燃气泄漏报警后，立即通过电机阀控制模块8关闭表具内置阀门，切断用户用气，以免引发更大的事故，并报警提示。

2、表具倾斜保护：倾斜检测单元3设置有倾斜传感器及相应的信号处理电路，一旦表具倾斜，倾斜传感器立即发出报警信号，经信号处理电路处理后输入微处理器，进行判断处理后，立即通过电机阀控制模块8关闭表具内置阀门，切断用户用气，并报警提示。倾斜传感器可采用市售的磁性倾角传感器实现。

3、开盖保护：开盖检测单元4设置有开盖检测传感器及相应的信号处理电路，一旦表具被开盖，开盖传感器采集到信号经处理后输入微处理器，微处理器进行判断处理后，立即通过电机阀控制模块8关闭表具内置阀门，切断用户用气，并报警提示。本实用新型中的开盖传感采用霍尔传感器或微动开关等。

4、外电池非法使用保护：表具可使用3～4节AA干电池，在电池接口电路中设计有电池电压保护电路12和LDO降压电路13，当输入电压超过允许的电压时，电池电压保护电路12输出过压报警信号，立即切断供电回路，实现断电保护，以免损坏表具内部控制电路，并立即关阀，切断用户用气，避免引发爆炸事故。LDO降压电路13将干电池电压降压并稳压到微处理器和其他外围电路能工作的低电压。

5、非法强磁干扰保护：利用机电转换模块1中的双干簧管或双霍尔传感器感应计数字轮的运动，当表具正常工作时，一路传感器输出有效，而另一路输出无效，微处理器实时检测传感器的输出信号，一旦信号同时进入有效状态，则判断为非法强磁干扰，立即关阀，切断用户用气，并报警提示。

6、用气过流保护：实时检测用气流速，一旦流速持续超过表具允许的最大流速值，立即关阀，切断用户用气，并报警提示。

7、长时间恒定流速保护：实时检测用气流速，当用户以某个恒定流速用气，且持续时间过长（如2小时以上），则判断为用户用气不当（如忘记关阀），立即关阀，切断用户用气，并报警提示。上述用气流速是通过机电转换模块1采集表具字轮的运动，通过微处理器计算得到的，即微处理器捕获连续2个有效计数信号之间的时间，再通过计算得到用气流速。

8、长期未使用保护：当表具长时间（如15天）没有用气时，表具关阀，切断用户用气，避免燃气泄漏。

9、第6、7和8点保护功能都是通过微处理器6判断并作出控制实现的。

微处理器6中的各种计算和控制方式都是采用本领域技术人员常用的技术手段完成的，不是本实用新型的发明点。微处理器6可采用STM8L系列单片机或MSP430系列单片机等。