基于光传递的燃气泄漏保护的膜式燃气表的制作方法

本实用新型涉及燃气表泄漏保护领域，具体是一种基于光传递的燃气泄漏保护的膜式燃气表。

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燃气泄漏进行保护，是赋予燃气表的一项新的重要的使命。

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、断电关阀等，没有实现对燃气泄漏进行保护，无法在末端可靠保护。仅有少量的燃气表具有燃气泄漏保护功能，但采用的是将燃气泄漏报警器的报警电信号直接引入表具，这种方式存在的风险是当报警电信号线出现故障时，会出现电火花，从而引发燃气爆炸事故，而且当非法利用报警电信号线将高电压输入表具，就会造成表具损坏。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于光传递的燃气泄漏保护的膜式燃气表，避免了燃气表内出现电火花，从而引发燃气爆炸事故。

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：基于光传递的燃气泄漏保护的膜式燃气表，包括电机转换模块、基于光传递的燃气泄露检测单元、微处理器、电机阀控制模块、数据存储器、IC卡接口单元和辅助电源，其中所述电机转换模块和基于光传递的燃气泄露检测单元分别与微处理器的输入端连接，电机转换模块将燃气表字轮的运动转换为电脉冲信号输入微处理器，基于光传递的燃气泄露检测单元接收光信号并转换为电信号输入微处理器；所述电机阀控制模块和IC卡接口单元分别与微处理器的输出端连接，通过电机阀控制模块输出控制信号控制燃气表内置电机阀打开或关闭；微处理器数据接口与数据存储器连接辅助电源给各模块供电。

在以上结构的基础上，本实用新型还包括与微处理器连接的无线通信单元，与微处理器连接的人-机接口单元。

在本实用新型的具体实施方案中，所述基于光传递的燃气泄露检测单元包括光-电转换模块和不可见光检测单元，光-电转换模块将燃气泄露报警器发出的报警电信号转换为光信号，不可见光检测单元设置于燃气表内的暗室内，将检测到的所述光信号转换为电信号输入微处理器。光-电转换模块设置于燃气表外部。

本发明是在实现燃气表计量功能的基础上，将燃气泄漏报警器输出的报警电信号，转换成光信号，光信号输入到表具内部，表具内部的光信号检测单元实时检测报警光信号，一旦信号有效，就实施可靠有效的关阀断气保护。这种设计避免了表具内部电路与外部设备发生直接电连接，避免了利用高压等手段非法破坏表具的可能性。

附图说明

本实用新型的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本实用新型的原理框图；

图2为基于光传递的燃气泄露检测单元的原理框图；

图中：1-人-机接口单元；2-电机转换模块；3-基于光传递的燃气泄露检测单元；4-无线通信单元；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-辅助电源；3.1-光-电转换模块；3.2-不可见光检测单元。

具体实施方式

参见图1，基于光传递的燃气泄漏保护的膜式燃气表包括人-机接口单元1、电机转换模块2、基于光传递的燃气泄露检测单元3、无线通信单元4、微处理器5、数据存储器6、电机阀控制模块7、IC卡接口单元8和辅助电源9，其中所述电机转换模块2和基于光传递的燃气泄露检测单元3分别与微处理器5的输入端连接，所述电机阀控制模块7和IC卡接口单元8分别与微处理器5的输出端连接，辅助电源9给各模块供电。微处理器5分别与无线通信单元4、数据存储器6和人-机接口单元1连接。

下面对各模块功能分别进行介绍：

1、微处理器5：采用超低功耗微处理器具有多种低功耗工作模式，如Wait、Low power run、Low power wait、Active-hatl with full RTC、Halt等；如采用MSP430系列微处理器、STM8L系列或STM32系列等微处理器等。

2、机电转换模块：利用干簧管或霍尔传感器感应燃气表字轮的运动，将字轮的运动转换成电脉冲信号。

3、数据存储器：利用低功耗的EEPROM存储器，存储燃气表工作所需的参数和异常事件信息。

4、电机阀控制模块：控制燃气表内置电机阀的打开或关闭。

5、IC卡接口单元：实现与IC卡的访问。

6、无线通信单元：利用LoRa扩频通信方式、GPRS或NB-IoT等通信方式，实现表具与服务器进行无线通信。

7、基于光传递的燃气泄漏检测单元：利用不可见光检测电路，接收不可见光，转换成电信号，送入到微处理器进行故障判断。

8、辅助电源：采用干电池和锂电池同时供电，通过LDO进行降压变换，供电给整个电路。

参见图2基于光传递的燃气泄露检测单元3包括光-电转换模块3.1和不可见光检测单元3.2，光-电转换模块3.1将燃气泄露报警器发出的报警电信号转换为光信号，不可见光检测单元3.2设置于燃气表内的暗室内，将检测到的所述光信号转换为电信号输入微处理器5。光-电转换模块3.1设置于燃气表外部。光-电转换模块3.1和不可见光检测单元3.2均可采用亿光的光发射器件和光接收器件实现。

燃气泄漏报警器是独立于燃气表的设备，安装于燃气使用环境中，当用气环境中出现了可燃气体浓度较高时，燃气泄漏报警器立即报警，同时输出报警电信号（如输出12V电压），以通知下游设备进行相应处理。而传统的燃气表是将燃气泄漏报警器的报警电信号直接引入燃气表内部，通过电压变换后输入表内的微处理器，这样就会出现非法利用电连接线将高电压引入表具内，利用高电压破坏表具内部电路，从而达到非法用气的目的。

本实用新型通过以上方案则避免电信号直接引入表具内，而是将燃气泄漏报警器的输出电信号转换成光信号再进入表内。本功能主要由电-光转换模块、光暗室和不可见光检测单元等组成。燃气泄漏报警器在检测到燃气泄漏后，发出报警电信号，电信号进入电-光转换模块，转换成不可见光，不可见光在光暗室内传递到不可见光检测单元，检测单元接收到不可见光后，转换成电信号，再送入微处理器的输入端口。微处理器检测到输入信号的变化后，进行去抖动处理确认报警信号有效时，立即通过电机阀控制模块关闭表具内置阀，切断表具供气，防止进一步燃气泄漏，导致更大事故的发生。