一种防止盗气的超声波燃气表的制作方法

本实用新型涉及燃气计量领域，具体地，涉及一种防止盗气的超声波燃气表。

背景技术：

目前，采用超声波检测技术用于检测燃气的瞬时流量被广泛用于燃气介质流量计量，而在燃气计量中超声波燃气表、燃气超声流量计等都是用于超声波检测技术原理进行计量。为防止偷盗气现象发生，超声波检测技术采用高频次模式测量，目前的电磁阀的开关无法达到该高频次的切换，但在实际使用过程中，高频次测量非常耗电，计量装置不可能频繁更换电池，由于该局限性超声波检测是无法一直处于高频次模式下工作，因此，超声波检测的工作原理为定时的高频次的检测模式测量。

超声波燃气表以固定的时间周期利用超声波检测技术检测气道内燃气的瞬时流量，超声波燃气表采用时差法进行流量测量，流体通过燃气表，声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同样的传播距离就有不同的传播时间。超声波燃气表利用声波在燃气中顺流传播时间和逆流传播时间的差值来测量燃气的流速，然后再乘上管道内壁的截面积，即为超声波燃气表瞬时流量。

目前市场上已经出现，针对上述超声波检测的工作原理发生的盗气行为，例如，超声波燃气表每间隔2秒测量一次，不良用户为达到盗气目的，根据超声波燃气表差时检测的规律，在燃气流动的管路中加装电磁阀，并且控制电磁阀以相同的时间周期同步进行开关动作，即当超声波燃气表开始对瞬时流量进行测量时，电磁阀瞬间关闭，使测得的流量远远小于实际的流量值；当超声波燃气表结束对瞬时流量的检测时，电磁阀打开，满足管路正常通气的压力要求和流量要求；经过时间的累积，超声波燃气表的累积流量会远远的小于实际的用气流量，达到盗气的目的，给燃气公司的正常计量带来巨大的影响，同时对燃气表的生产厂商提出了新的挑战。

因此，急需要开发一种可防止盗气的超声波燃气表。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种防止盗气的超声波燃气表，防止不良用户根据传统超声波燃气表的工作原理，在燃气管路中安装电磁阀达到盗气目的行为。

为实现上述目的，本实用新型提供一种防止盗气的超声波燃气表，包括：壳体、超声波测量模组、连接气道和控制板；

其中，所述超声波测量模组、所述连接气道设置于所述壳体内；

所述壳体内部为封闭式腔室，所述壳体上设有进气口和出气口，所述进气口与所述封闭式腔室连通；

所述超声波测量模组包括气道和换能器；

所述气道的进气口与所述封闭式腔室连通，出气口与所述连接气道的进气口连通，所述连接气道的出气口与所述壳体的所述出气口连通，燃气由所述壳体的所述进气口进入，经过所述气道和所述连接气道，从所述壳体的所述出气口流出；

所述超声波测量模组包括频率控制部件和换能器，所述频率控制部件输出端与所述换能器的输入端连接，所述频率控制部件输出用于控制所述换能器检测频次的第一检测频率控制信号和第二检测频率控制信号，所述第二检测频率控制信号的检测频次高于所述第一检测频率控制信号，所述第二检测频率控制信号的检测频次高于电磁阀开关的切换频次；

所述控制板的输入端与所述换能器的输出端连接，用于分别采集所述换能器在所述第一检测频率控制信号、所述第二检测频率控制信号下的检测数据；

所述控制板的输出端与所述频率控制部件的输入端连接，用于控制切换所述频率控制部件输出所述第一检测频次控制信号或所述第二检测频次控制信号。

优选地，所述超声波测量模组的数量为一个或多个。

优选地，还包括报警装置，所述报警装置的输入端与所述控制板的输出端连接，通过报警信号提示用户出现盗气行为。

优选地，还包括压力传感器，其输出端与所述控制板的输入端连接，用于采集管路压力。

优选地，还包括定时器，其输出端与所述控制板的输入端连接，用于定时检测用户是否有盗气行为。

优选地，所述连接气道的形状为l形部件或直线形部件。

与现有技术相比，本实用新型具有如下至少一种的有益效果：

本实用新型上述超声燃气表，可检测出管路中是否安装了以盗气为目的电磁阀，防止针对超声波检测原理发生的盗气行为。

本实用新型上述超声燃气表中，控制板分别获取换能器在频率控制部件输出第一检测频率控制信号、第二检测频率控制信号下检测数据；当频率控制部件输出第二检测频率控制信号，换能器则采用较高频次进行检测，其检测频次可达到125-200毫秒测量一次；此时超声燃气表在第二检测模式下检测燃气的瞬时流量；一般的电磁阀开关在正常情况无法达到0.1-0.2秒切换一次，电磁阀是无法在第二检测模式下进行盗气，因此，超声燃气表在第二检测模式下的检测结果是非常准确；当频率控制部件输出第一检测频率控制信号，换能器则采用较低频次进行检测，其检测频次可以为2-3秒测量一次；此时超声波燃气表在第一检测模式下检测燃气的瞬时流量。在正常工作情况下，超声波燃气表在第一检测模式、第二检测模式下的测量误差不超过1％，控制板将两者的差值与设定阈值进行比较，可判断出用户是否存在盗气行为。

本实用新型上述超声波燃气表，可能包括一个或多个超声波测量模组。当超声波燃气表包括多个超声波测量模组时，两次测量值可能来源于不同的模组，从而提高对盗气行为判断的效率和科学性。

进一步，通过定时器、压力传感器，具有预判、查询、针对性强等优点。

进一步，通过报警器，发出盗气的报警提示。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型一优选实施例中超声波燃气表的结构示意图；

图2是本实用新型一优选实施例中超声波燃气表的结构示意图；

图3是本实用新型一优选实施例中超声波燃气表的内部模块结构示意图；

图4是本发明一优选实施例中超声波测时模组、控制板的电路原理图；

图中标记分别表示为：1为壳体、2为控制板、3为频率控制部件、4为换能器、5为超声波测量模组、6为连接气道、101为进气口、102为出气口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

参照图1、图2所示，为本实用新型一实施例防止盗气的超声波燃气表的结构示意图，图中包括壳体1、超声波测量模组5、连接气道6和控制板2；其中，超声波测量模组5、连接气道6设置于壳体1内，壳体1上设有进气口101和出气口102，壳体1内部为封闭式腔室，进气口102与封闭式腔室连通。

超声波测量模组包括气道和换能器4。气道进气口与封闭式腔室连通，气道出气口与壳体1的出气口102连通，如图1、图2中箭头指示方向为燃气进出壳体1的流向，燃气由壳体1的进气口101进入，经过气道和连接气道6，从壳体1的出气口102流出。连接气道6进气口与超声波测量模组的气道出气口的内径尺寸相匹配；连接气道6出气口与壳体1的出气口102的内径尺寸相匹配。该换能器4的探头设置于气道内，用于检测燃气传播时间。

连接气道6的形状可以为l形部件或直线形部件。参照图1所示，连接气道6的形状为l形部件。参照图2所示，连接气道6的形状为直线形部件。

参照图3所示，超声波测量模组包括频率控制部件3和换能器4，频率控制部件3输出端与换能器4的输入端连接，频率控制部件3输出用于控制换能器4检测频次的第一检测频率控制信号和第二检测频率控制信号，第二检测频率控制信号的检测频次高于第一检测频率控制信号，第二检测频率控制信号的检测频次高于电磁阀开关的切换频次。

当频率控制部件3输出第二检测频率控制信号，换能器4则采用较高频次进行检测，其检测频次可达到125-200毫秒测量一次；此时超声燃气表在第二检测模式下检测燃气的瞬时流量；一般的电磁阀开关在正常情况无法达到0.1-0.2秒切换一次，电磁阀是无法在第二检测模式下进行盗气，因此，超声燃气表在第二检测模式下的检测结果是非常准确。当频率控制部件3输出第一检测频率控制信号，换能器4则采用较低频次进行检测，其检测频次可以为2-3秒测量一次；此时超声波燃气表在第一检测模式下检测燃气的瞬时流量。在正常工作情况下(即未出现盗气行为的情况下)，超声波燃气表在第一检测模式、第二检测模式下的测量误差不超过1％。

控制板2的输入端与换能器4的输出端连接，用于分别采集换能器4在第一检测频率控制信号、第二检测频率控制信号的检测数据。

控制板2分别获取换能器4在频率控制部件3输出第一检测频率控制信号、第二检测频率控制信号时检测数据后，将两者的差值与设定阈值进行比较，在正常情况下(即未出现盗气行为的情况下)，两者的误差可控制在1％以内，当两者的差值大于设定阈值时，判断为用户出现盗气行为；当两者的差值小于设定阈值时，判断为用户未出现盗气行为。

控制板2的输出端与频率控制部件3的输入端连接，用于控制切换频率控制部件3输出第一检测频率控制信号或第二检测频率控制信号。在具体实施的过程中，超声波燃气表可以由一个或多个超声波测量模组5组成。超声波燃气表包括一个超声波测量模组5，控制板2首先获取换能器4在频率控制部件3输出第一检测频率控制信号的测量数据，然后控制频率控制部件3输出第二检测频率控制信号，获取换能器4在第二检测频率控制信号时检测数据。这两部分的检测数据也可以同时获取，超声波燃气表由多个超声波测量模组5组成，控制板2可控制不同的超声波测量模组5，使其同时工作在不同的工作模式。

在其他部分优选实施例中，超声波测量模组5的数量为两个，其中一个超声波测时模组的频率控制部件3向换能器4输出第一检测频率控制信号，即超声波燃气表在第一检测模式下检测燃气的瞬时流量，该检测频次可以为2-3秒测量一次。另一个超声波测时模组的频率控制部件3向换能器4输出第二检测频率控制信号，即超声波燃气同时在第二检测模式下检测燃气的瞬时流量，该检测频次可以为125-200毫秒测量一次。

参照图4所示，包括两个超声波测量模组的硬件电路；其中一超声波测量模组的电路包括接线端子jp1和电阻r29-r33，电阻r29与电源vcc连接，电阻r30与mcu的串口发送io口连接，电阻r32与mcu的串口时钟io口连接，电阻r33与mcu的串口接收io连接，电阻r31为串口接收io的上拉电阻，与电源vcc连接。另一个超声波测量模组的电路包括接线端子jp2和电阻r35-r39，其中电阻r35与电源vcc连接，电阻r36与mcu的串口发送io口连接，电阻r38与mcu的串口时钟io口连接，电阻r39与mcu的串口接收io连接，电阻r37为串口接收io的上拉电阻，与电源vcc连接。

在其他部分优选实施例中，超声波燃气表还包括报警装置，报警装置的输入端与控制板2的输出端连接，通过报警信号提示用户出现盗气行为。该报警装置可以采用现有技术中声音报警装置、灯光报警装置或远程输出报警信息装置等，实现报警功能。

在其他部分优选实施例中，超声波燃气表还包括压力传感器，其输出端与控制板2的输入端连接，用于采集管路压力。采用压力传感器可在检测用户是否出现盗气行为的步骤之前，先通过管路中的压力波动或震感判断是否有疑似盗气行为，通过该判断结果触发控制板2的检测功能。在具体实施过程中，可以通过压力传感器检测气道1内燃气压力波动超过一定范围；预先检测管路中是否存在疑似盗气行为，若判断为具有疑似盗气行为，触发控制板2进行检测用户是否出现盗气行为。

在其他部分优选实施例中，超声波燃气表还包括定时器，其输出端与控制板2的输入端连接，用于定时检测用户是否有盗气行为。控制板2定时获取换能器4在频率控制部件3输出第一检测频率控制信号、第二检测频率控制信号下的检测数据后，并将两者的差值与设定阈值进行比较，判断用户是否未出现盗气行为，实现定时检测的功能。实现了自动化定时功能，可起到定时查询的作用。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。