一种基于无磁技术的燃气计量装置的制作方法

本发明涉及燃气计量领域，更具体的说，它涉及燃气计量装置。

背景技术

膜式燃气表的指示装置输出信号为机械信号，要实现无线抄表和表头预付费需首先应将机械信号转换为电子信号。远传表采用的是磁敏组件组成的脉冲发生器，在机械指示器0.01m3字轮上安装一永磁铁，两只干簧继电器呈180°夹角安装其附近，字轮每旋状一周，每只干簧管被吸合至少一次，由此产生一个计数脉冲，表示一个脉冲体积当量0.1m3。在电源不间断的情况下，机械、电子记录的累积流量是一致的。

干簧管是一种磁敏开关，是干簧继电器和接触开关的主要部件，可以作为传感器使用，用于计数、限位等。由于干簧管静态功耗几乎为零，使用寿命长，在电池供电的低功耗智能水表中占有明显的优势，智能燃气表的磁敏元件主要用干簧管。在传统的机械燃气表中加装干簧管和磁铁，当磁铁靠近干簧管时，干簧管闭合；当磁铁离开时，干簧管打开，从而输出计量脉冲信号。计量的准确性和脉冲数量的准确性有关，当遇到磁铁退磁、机械振动、外界信号干扰等情况时，都会使干簧管打开和关闭受影响，从而影响燃气表的计量误差。

干簧管转换装置容易受外界电磁干扰影响。因此，需要一种抗干扰能力强，信号稳定的燃气计量装置。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种结构简单合理，使用方便，抗干扰能力强的基于无磁技术的燃气计量装置。

本发明的技术方案如下：一种基于无磁技术的燃气计量装置，包括传感器模块，信号放大电路，处理器模块，存储器模块，输出模块，电源；所述传感器模块包括一级传感器模块，二级传感器模块，测定相关参数；所述信号放大电路放大传感器模块的信号，并输送到处理器模块；所述处理器模块处理信号，并把结果输出到输出模块及存储器模块；所述电源为其他部分提供电力；

所述一级传感器模块测量计量设备机械转动从而实现计量功能，具有一级功耗，包括主线圈，次级线圈，信号整形器，钢片，反相器；所述主线圈分布在外侧，次级线圈包括第一次级线圈，第二次级线圈，第三次级线圈，第四次级线圈，信号整形器包括第一信号整形器，第二信号整形器，第三信号整形器，第四信号整形器；每一个次级线圈的形状为四分之一圆，四个次级线圈呈现中间相连的x形结构，封闭在主线圈内部，构成一个圆形；所述第一次级线圈，第二次级线圈，第三次级线圈，第四次级线圈的输出端分别与第一信号整形器，第二信号整形器，第三信号整形器，第四信号整形器相连；所述钢片为半圆形，设置在四个次级线圈之间；所述第一信号整形器和第三信号整形器的输出端相连，第二信号整形器与第四信号整形器的输出端相连，并最终连接到反相器，输出阻抗变换驱动信号；所述二级传感器模块具有二级功耗，包括温度压力传感器模块，远程无线通讯模块，数据计量和处理模块；

所述处理器模块包括一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元，中央处理器，rtc时钟芯片；所述一级传感器信号处理单元与一级传感器模块电性相连，接收一级传感器模块的模拟信号，转化为数字信号，并控制一级传感器模块的工作频率和强度；所述二级传感器信号处理单元与二级传感器模块相连，接收二级传感器模块的模拟信号，并转化为数字信号；所述一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元接收到的信号均经过信号放大电路的处理；所述一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元与中央处理器电性相连，并受其控制；所述中央处理器包括功耗管理单元，分析单元；所述功耗管理单元与分析单元电性相连，并受其控制；所述分析单元与存储器模块电性相连；所述分析单元与rtc时钟芯片电性相连，并控制rtc时钟芯片；

所述输出模块包括显示屏，呼吸灯；所述显示屏和呼吸灯相互独立，并与rtc时钟芯片电性相连，并受其控制；所述显示屏采用oled屏幕，呼吸灯采用led灯；

所述电源包括内置电源，外部电源；所述内置电源集成在处理器模块内，为一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元，中央处理器，rtc时钟芯片供电；所述外部电源设置在输出模块内，同时为输出模块和传感器模块提供电力。

进一步的，所述处理器模块还包括防拆装置；所述防拆装置包括金属网格，过载电路；金属网格包覆在处理器模块外侧，金属网格与内置电源电性相连；过载电路与外部电源电性相连；所述过载电路包括开关s，第一电阻r1，第二电阻r2，第三电阻r3，第一二极管d1，第二二极管d2，第三二极管d3，电容c，整流模块d，三极管v；所述开关s一端连接外部电源，另一端与第一电阻r1相连；第一电阻r1另一端同时与第二电阻r2，第一二极管d1正极相连；所述第一二极管d1负极同时与电容c一端，三极管v基极相连，第二电阻r2另一端与第二二极管d2正极相连；所述电容c的另一端与第二二极管负极相连，并最终接到整流模块d的ac端；所述三极管v的发射极接地，集电极与整流模块d的ac端相连；整流模块d的v+端与第三二极管d3正极相连，v-端接地；所述第三二极管d3负极与第三电阻r3相连，第三电阻r3另一端与处理器模块相连。

进一步的，可以被布置燃气表计量设备；所述信号放大电路为常规的信号放大电路。

进一步的，所述二级传感器模块的二级功耗低于一级传感器模块的一级功耗。

本发明相比现有技术优点在于：

1.本发明一级传感器模块采用抗磁场干扰设计，避免在使用时因为受到强磁场干扰而失去准确性，气量数据的测定更加准确。

2.本发明的传感器模块相对传统转换精度更高，可以实现微小气量泄露报警功能。

3.本发明处理器模块具有光学过滤算法，硬件可靠性高，避免使用过程中应硬件损坏造成计量不准。

附图说明

图1为本发明一种基于无磁技术的燃气计量装置线圈物理结构示意图；

图2为本发明一种基于无磁技术的燃气计量装置示意性方框图；

图3为本发明一种基于无磁技术的燃气计量装置一级传感器模块结构框图；

图4为本发明一种基于无磁技术的燃气计量装置过载电路图。

附图标记：主线圈1，第一次级线圈2，第二次级线圈3，第三次级线圈4，第四次级线圈5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，一种基于无磁技术的燃气计量装置，包括传感器模块，信号放大电路，处理器模块，存储器模块，输出模块，电源。所述传感器模块包括一级传感器模块，二级传感器模块，测定相关参数，一级传感器模块用于直接测定机械齿轮转动周数，二级传感器模块测定影响燃气计量因素和所处的位置。二级传感器模块能帮助补偿气量数据。所述信号放大电路放大传感器模块的信号，并输送到处理器模块，传感器模块的信号过滤后会被削弱，因此需要进行加强。所述处理器模块处理信号，并把结果输出到输出模块及存储器模块。

所述一级传感器模块测量燃气表齿轮转动周数，具有一级功耗，包括主线圈1，次级线圈，信号整形器，钢片，反相器。所述主线圈1分布在外侧，次级线圈包括第一次级线圈2，第二次级线圈3，第三次级线圈4，第四次级线圈5，信号整形器包括第一信号整形器，第二信号整形器，第三信号整形器，第四信号整形器。四个信号整形器分别布置在四个次级线圈外侧。每一个次级线圈的形状为四分之一圆，四个次级线圈呈现中间相连的x形结构，封闭在主线圈1内部，构成一个圆形。所述第一次级线圈2，第二次级线圈3，第三次级线圈4，第四次级线圈5的输出端分别与第一信号整形器，第二信号整形器，第三信号整形器，第四信号整形器相连。所述信号整形器能够梳理一级传感器模块的信号，过滤杂波。所述钢片为半圆形，设置在四个次级线圈之间；所述第一信号整形器和第三信号整形器的输出端相连，第二信号整形器与第四信号整形器的输出端相连，并最终连接到反相器，输出阻抗变换驱动信号。所述主线圈1在一个工作周期中发一次脉冲，四个次级线圈呈现中间相连的x结构，因反射的钢片是半圆形结构，处在不同位置时四个次级线圈感应到的信号是不同的，阻抗变换部分左右两两相连通过一个反相器连接到同一个阻抗变换驱动信号上，这样的结果是一个周期中左右的阻抗变换分布在上下两个半周中，上下臂又各自两两相连，这样的结构实际上将一个检测周期划分成四个检测时间段，最终进入检测部分的信号可以有效反应钢片所在的位置信息。所述一级传感器模块可以对抗磁场干扰。强磁分为静磁和交变电磁场，静磁场不在线圈和钢片上产生电流，因此不会干扰整个系统，交变电磁场可以在线圈中产生电流，因次级线圈同向一端是相连的并且浮空的，因此在每个次级线圈中产生的电流是互相抵消的，因此不对次级线圈产生干扰，对主线圈1的干扰因主线圈1和内部电路是通过电容驱动的，因此也可以说是隔离的，不会对内部电路产生影响。

所述二级传感器模块具有二级功耗，包括温度压力传感器模块，远程无线通讯模块，数据计量和处理模块。所述二级传感器模块的二级功耗低于一级传感器模块的一级功耗。温度压力传感器模块测量气量温度压力，以补偿计量数据信息。所述生理传感器模块包括湿度传感器，运动传感器模块包括加速度计，远程无线通讯模块将采集的数据信息传回系统终端，从而实现数据分析及监控功能。数据计量和处理模块可以实现表上阶梯功能以及预付费相关功能。

所述处理器模块包括一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元，中央处理器，rtc时钟芯片。所述一级传感器信号处理单元与一级传感器模块电性相连，接收一级传感器模块的模拟信号，转化为数字信号，并控制一级传感器模块的工作频率和强度。所述二级传感器信号处理单元与二级传感器模块相连，接收二级传感器模块的模拟信号，并转化为数字信号；所述一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元接收到的信号均经过信号放大电路的处理。所述一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元与中央处理器电性相连，并受其控制。所述中央处理器包括功耗管理单元，分析单元；所述功耗管理单元与分析单元电性相连，并受其控制；所述分析单元接收到来自一级传感器信号处理单元和二级传感器信号处理单元的信号后，首先根据二级传感器信号处理单元的数据进行分析，得出用气数据，从而实现预付费，安全用气监控等功能。所述分析单元将最终用气数据输送到无线传输模块，最终传回后台监控系统。所述分析单元与存储器模块电性相连，并把数据输送到存储器模块。所述分析单元与rtc时钟芯片电性相连，并控制rtc时钟芯片。所述分析单元还包括有光学过滤算法，能智能筛选环境的红外光，避免环境红外光影响燃气计量。

所述输出模块包括显示屏，呼吸灯；所述显示屏和呼吸灯相互独立，并与rtc时钟芯片电性相连，并受其控制；所述显示屏采用oled屏幕，呼吸灯采用led灯。所述呼吸灯可以起到提示用户的作用。显示屏可以显示表上计量相关数据信息以及表头运行参数。

所述电源包括内置电源，外部电源。所述内置电源集成在处理器模块内，为一级传感器信号处理单元，二级传感器信号处理单元，中央处理器，rtc时钟芯片供电；所述外部电源设置在输出模块内，同时为输出模块和传感器模块提供电力。

作为优选的，可以替代原有机械齿轮计量设备；所述信号放大电路为常规的信号放大电路。所述处理器模块还包括防拆装置。所述防拆装置包括金属网格，过载电路；金属网格包覆在处理器模块外侧，金属网格与内置电源电性相连；过载电路与外部电源电性相连。所述处理器模块还包括防拆装置；所述防拆装置包括金属网格，过载电路；金属网格包覆在处理器模块外侧，金属网格与内置电源电性相连；过载电路与外部电源电性相连；所述过载电路包括开关s，第一电阻r1，第二电阻r2，第三电阻r3，第一二极管d1，第二二极管d2，第三二极管d3，电容c，整流模块d，三极管v；所述开关s一端连接外部电源，另一端与第一电阻r1相连；第一电阻r1另一端同时与第二电阻r2，第一二极管d1正极相连；所述第一二极管d1负极同时与电容c一端，三极管v基极相连，第二电阻r2另一端与第二二极管d2正极相连；所述电容c的另一端与第二二极管负极相连，并最终接到整流模块d的ac端；所述三极管v的发射极接地，集电极与整流模块d的ac端相连；整流模块d的v+端与第三二极管d3正极相连，v-端接地；所述第三二极管d3负极与第三电阻r3相连，第三电阻r3另一端与处理器模块相连。其中，开关s处于常闭状态，该电路可实现非门功能，正常状态下外部电源输出电信号，经过非门输出的是无异常信号；当有人想要暴力拆解时，金属网格一旦卸下，开关s断开，电信号消失，处理器模块接受到的是来自电容c的反向电压，立刻导致内置电源失效，过载电路启动，烧毁处理器模块。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。