专利名称：磁卡式燃气表的制作方法
技术领域：
本实用新型——磁卡式燃气表，属机电磁一体化控制装置。
燃气表作为一种燃气流量的测量装置广泛应用于管道燃气工程中。但是，现有的燃气表由于没有控制功能，只是一种单纯用于计量的装置，其记录的燃气量只能用人工定期抄录方式进行统计，燃气公司只能实施先供气后收费，这就需要大量抄表员挨家挨户地进行抄表，而燃气表普遍安装在厨房内，往往还因用户不在家进不了门，因此十分不方便。就用户而言，经常要受抄表员的打扰，抄表员抄表后，用户每月都要拿着交费单去燃气公司排队交费，也非常不便。
本实用新型的目的就是为了克服现有燃气表存在的没有控制功能、只是单纯计量燃气量，记录的燃气量只能人工抄录，致使燃气公司和用户均不方便等缺点研制一种除可测量燃气流量外，还具有智能控制功能，通过磁卡开启燃气阀、达到预定燃气用量前自动报警，达到燃气用量后自动关闭燃气阀的磁卡式燃气表。这就使得燃气公司可实施先收费后供气的办法，而且不再需要抄表员，避免抄表员对用户的打扰，对燃气公司和用户都非常方便。
本实用新型通过下述技术方案来实现磁卡式燃气表由燃气表1和控制部分组成，其中，燃气表1由现有通用燃气计量表出气管上串接安装可控制燃气流通的燃气阀2并在燃气计量表的计数轮上安装能测取燃气用量的数据传感器构成；控制部分由控制器3、磁卡数据识别电路4、开阀电磁铁组件5、关阀电磁铁组件6、磁卡读／写装置7、电源电池盒8、指示器9、报警器10等共同组成，其相互连接关系是以控制器3为核心的电气连接方式，其中，磁卡读／写装置7通过数据线连接到磁卡数据识别电路并再连接到控制器3，而磁卡读／写装置7通过状态信号线连接到控制器3的输入端，控制器3通过读或写命令信号线连接到数据识别电路4，燃气表1开阀电磁铁组件5，电池盒电源8分别通过其传感器信号线、电磁阀状态检测线、电池电压检测线连接到控制器3的输入端，控制器3的驱动输出端分别直接连到开阀电磁铁组件5、关阀电磁铁组件6、指示器9、报警器10的输入端，而且控制部分通过与数据传感器及燃气阀2电气连接来控制燃气表1的开启和关闭。磁卡式燃气表的控制部分方框图如
图1所示。其工作原理如下未插磁卡前，燃气阀2关闭而不供气。当用户打开磁卡读写装置7的防尘门时，磁卡盒门状态开关接通，并把接通信号送到控制器3，使控制器3各状态复位，并置磁卡数据识别电路4为读卡状态”。当插入磁卡时，磁卡读写装置7的红外光信号接收器和读写磁头便向磁卡数据识别电路输入同步／定时信号、密码信号、气量信号，当它识别输入信号合法时，便将输入的规定气量寄存在控制器3内，同时，控制器3置磁卡数据识别电路4为“写卡状态”，并输出开阀信号，开阀指示灯亮；当用户将磁卡抽出时，原记录于磁卡的数据被“抹掉(磁卡作废)，然后控制器3才驱动开阀电磁铁吸合，允许用户通过开阀电磁铁组件5中的开阀杆手动启动燃气阀，当燃气阀被正确打开时，开阀电磁铁组件中的开阀状态开关接通，开阀电磁线圈电流便自动切断，开阀指示灯熄灭，正常供应燃气；燃气阀开启后，用户用气量便通过安装在燃气表1计数轮上的数据传感器送到控制器3计数，当计数值接近磁卡规定的用气量时，控制器3便控制气量报警器发出用气量接近用完的呼叫声。当用气量达到规定气量时，控制器便输出关闭脉冲信号，驱动关阀电磁铁组件6中的关阀电磁铁吸合，停止供应燃气。同时清除控制器3中的气量计数器；此外，当用户打开磁卡读写装置7的防尘门并使门状态开关接通而准备插入磁卡时，控制器3首先通过电压监测电路检测电池盒内干电池电压，若电压不足时，便会发出电压不足信号，使电压指示灯亮，并拒绝执行磁卡数据识别的各种操作，待用户更换新电池后，再重新输入磁卡数据为防止用气过程中用户企图打开电池盒门取出电池来偷气作弊，在电池盒内装有一个门状态开关，只要电池盒门未关紧或被打开，门状态开关便向控制器3输出电池盒门未关闭信号，控制器3便输出关阀信号，停止供气，只有当装有电池的电池盒门关紧，才会重新执行开阀操作、恢复供气。
其中，燃气阀结构示意图如图2所示，它有阀门入气口11、出气口12、阀门内腔13、皮阀14、压力弹簧15、阀门主轴16、调节螺丝17、压力环18、20，弹力橡胶膜19等共同组成，其相互位置和连接关系为入气口11、出气口12、阀门内腔13均与出气管道为同一钢体，入气口11位于出气管道下端管内壁，出气口12位于出气管上端，阀门内腔13前端与入气口11相通其中端与出气口12相通，其末端与调节螺丝17为螺纹连接，阀门主轴16前端安装皮阀14，该轴16套装于阀门内腔13内的压力弹簧15中，以便将阀门主轴16推向阀腔最前端并利用皮阀14将气路封闭，阀门主轴16的尾端穿过调节螺丝并与其活动配合地伸出到阀腔外，并穿过安装在阀腔外的弹力橡胶膜19，且利用压力环18、20将阀腔及阀腔内的阀门主轴部分密封以防泄气，阀门主轴16穿过弹力橡胶膜外的尾端开设有上、下两个方向相反的槽，两槽口分别与关阀电磁铁组件6和开阀电磁铁组件5相配合。其简单工作原理为当磁卡输入合法，开阀电磁铁组件5可将阀门主轴16向外拉动，直至入气口11和出气口12燃气流通，关阀电磁铁组件6的卡杆坎入主轴上槽口内，便可靠地供气。当燃气用量达到规定气量时，关闭电磁铁组件6可将卡杆吸动，使卡杆退出槽口，主轴自动弹入阀腔内，将入气口堵住，停止供气。
在控制部分中磁卡数据识别电路4的电路方框如图3所示，它由同步／定时整形电路21、顺序计数器22、数据选择器23、模拟电子开关24、密码设定电路25、密码判别电路26、写信号发生与控制器27、放大器28、气量控制门29等共同组成，其相互之间为电气连接。其工作原理为当磁卡读写装置7的防尘门被打开准备插磁卡时，磁卡盒门状开关接通，输出门状态开关信号送至控制器3，控制器3便启动磁卡数据识别电路的电源，使顺序计数器22数据选择23等复位，同时置模拟电子开关24为“读卡状态”，当插入磁卡时磁卡读写装置通过红外光接收器及磁头分别输出同步／定时脉冲和记载在磁卡上的密码及气量数据信号，其中同步／定时脉冲通过整形电路21整形后送到顺序计数器22和密码判别电路26，在顺序计数器的控制下，通过数据选择器23将密码设定电路25设定的密码逐位送到密码判别电路26的一输入端，与此同时，从磁卡读出的密码通过模拟电子开关24送到放大器28放大后，再送到密码判别电路26的另一输入端，若有一位密码判别为不符合，密码判别电路26即输出一位非法信号清除顺序计数器22为“0”，顺序计数器22的进位端输出为“0”(即为不合法)；若所有位密码均判别为符合，密码判别电路26便不会送出非法信号，磁卡上的全部数据输入结束后，顺序计数器22的进位输出端输出为“1”(即为合法)，该合法信号送到气量控制门输入端，使磁卡上的气量数据可送到控制器3，然后控制器3置模拟电子开关24为“写卡”状态。当抽出磁卡时，在经整形电路整形后的同步／定时信号及合法信号的控制下，写信号发生与控制器27便可通过模拟电子开关24将磁卡上的密码和气量数据修改使磁卡变为废卡，不能再用；控制器3的控制电路方框图如图4所示，它由防抖动／整形电路30、气量计数器31、气量控制器32、电压监测电路33、电压低指示驱动器34、电压低指示灯35、气量报警信号处理器36、扬声器报警驱动器37、扬声器38、合法状态寄存器39、关阀控制逻辑电路40、关阀驱动器41、关阀电磁铁42、异常处理电路43、开阀控制逻辑门44、开阀驱动器45、开阀电磁铁46、开阀指示驱动器47、开阀指示灯48等共同电气连接组成，其工作原理如下当打开磁卡读写装置的防尘门准备插入磁卡时磁卡盒门状态检测信号使合法状态寄存器39和气量计数器31复位，并通过电压监测电路33检测电压是否正常，若不正常，则通过电压低指示驱动器34驱动电压低指示灯亮并关闭磁卡数据识别电路4；若电压正常，则可插卡，若磁卡输入合法，磁卡数据识别电路4输出合法信号和规定气量信号输给控制器的合法状态寄存器39和气量控制器32，开阀控制逻辑电路44输出开阀指示信号并通过开阀指示驱动器47使开阀指示灯48亮，同时它也输出开阀电磁线圈驱动信号并通过开阀驱动器45使开阀电磁铁46吸合，此时，关阀控制逻辑电路40关闭不工作，用户便可手动开阀杆开启阀门，直至开状态开关检测到阀门已正确开启后，开阀控制逻辑电路44便停止提供开阀电磁线圈电流、熄灭开阀指示灯48，表示已可供燃气。用户使用燃气，气量计数器31就会计数，记忆在气量控制器32中的气量数据将控制气量计数器的计数长度，当计数值接近规定气量时，气量报警信号处理器输出接近用完信号并通过扬声器驱动器37使扬声器3发出报警声，当计数值进一步达到规定气量时，气量控制器32输出信号关闭开阀控制逻辑电路44并清除气量计数气器31，同时，开启关阀控制逻辑电路40，关阀控制逻辑电路40输出关阀电磁线圈驱动信号，并通过关阀驱动器41使关阀电磁铁42吸合、停止供气。图中，开阀状态检测信号用于判断各电磁铁是否正确动作，以决定是否向电磁线圈提供驱动电流；电池盒门状态检测信号用于判断电池盒门是否紧闭，若门被打开或关得不紧，异常处理电路43便控制关阀控制逻辑电路40输出关阀控制信号，若电池盒门重新关紧，异常处理电路43便控制开阀逻辑电路44输出开阀控制信号，用户可重新开启燃气阀门；磁卡插入状态信号用于判断磁卡是否已从磁卡盒内抽出，若磁卡还未抽出，异常处理电路43便控制开、关阀控制逻辑电路44、40，不执行开阀供气操作。
开阀电磁铁组件5的结构示意图如图5所示，它安装在燃气阀外的阀门主轴16尾端下槽口上方，其由电磁铁挂钩49、开阀电磁铁衔铁块50、固定支架51、拉伸弹簧52、开阀电磁线圈骨架53、开阀杆54、开阀状态开关等组成，其相互连接关系为电磁铁挂钩49与电磁铁衔块50为同一钢体，衔铁块50的一端支撑于电磁线圈骨架53，其另一端向下悬挂于阀门主轴16上方，电磁线圈骨架53与开阀杆54为同一钢体，可在固定支架51上沿阀门主轴方向自由滑动，阀门状态开关安装于固定支架51；拉伸弹簧52装于电磁线圈骨架53两边与固定支架51之间；其工作原理为若不拉动开阀杆54，电磁线圈骨架总是处于靠近燃气阀一端，电磁铁挂钩总停留于燃气阀关闭状态的阀门主轴尾端下槽口位置，由于电磁铁线圈无驱动电流，即控制器3未有合法信号，任凭用户拉动开阀杆54都不可能把燃气阀打开；当磁卡输入被判为合法，控制器3便给开阀电磁线圈输送驱动电流，使衔铁块50吸合，电磁铁挂钩49向上移动并嵌入阀门主轴16的下槽口内，此时，若拉动开阀杆54，便可打开燃气阀。同时关阀电磁铁组件6中的卡杆自动卡入阀门主轴16的上槽口内，并通过开阀状态开关向控制器3输出开阀正确信号，控制器3便切断输给开阀电磁线圈的电流，关闭开阀指示灯，此时，燃气阀已被打开，电磁铁挂钩49自动脱离阀门主轴16的下槽口，并与开阀电磁线圈骨架53及开阀杆54一起自动回复到原来位置；关阀电磁铁组件6的结构示意图如图6所示，它由关阀电磁铁衔铁55、关阀电磁线圈骨架56、固定轴57、扭力弹簧58、卡杆59等组成，其相互位置和相互连接关系为卡杆59安装于固定轴57并与轴松动配合，其一端位于燃气阀开阀状态时阀门主轴16尾端上槽口位置，其另一端卡在关阀电磁铁衔铁55上方，扭力弹簧58套进固定轴57，其一端插入轴芯内，其另一端压在卡杆59靠阀门主轴16一方，使卡杆59压在阀门主轴16上，电磁铁衔铁55一端支撑在关阀电磁线圈骨架56上，其另一端嵌入卡杆59槽内；其工作原理为当电磁铁线圈无吸合电流时，电磁铁衔铁处于自由状态，在开阀操作时，由于扭力弹簧58的作用，卡杆59自动卡入阀门主轴的上槽口内，维持开阀状态当用气量达到规定气量时，控制器3便向电磁线圈输送驱动电流，使电铁衔铁55吸合，并拨动卡杆59使卡杆脱离阀门主轴16的上槽口，阀门主轴16自动弹回到关闭燃气阀的状态，实现关阀操作。因此，其关键特征还在于开关阀门的控制执行机构包括开、关阀门电磁铁组件5、6，它们位于燃气阀外，能手动开阀和自动关阀，其中开阀电磁线圈位于阀门主轴16上方，开阀电磁铁衔铁50与电磁铁联为一体并悬挂在阀门主轴16上，只要电磁线圈有驱动电流，开阀电磁铁衔铁块50便与电磁铁吸合，电磁铁挂钩自动嵌入阀门主轴16的槽口内，利用开阀杆54将阀门主轴16往阀腔外拉动，而关阀电磁铁组件6中的卡杆59位于阀门开阀状态时的另一槽口上，并在开阀到正确位置时，便自动嵌入该槽口内若关阀电磁线圈有驱动电流时，关阀电磁铁衔铁55吸合并带动卡杆59离开阀门主轴16的槽口，实现自动关阀。
磁卡读写装置7包括带有磁卡盒门状态开关的防尘门和磁卡读写装置内部结构，其内部结构示意图如图7，它由壳体60、红外光接收器61、红外光发射管62、读写磁头63、磁头支架64、磁头调整块65、定位梢66、扭力弹簧67、固定轴68、压轮及其支架69、弹簧片70等共同组成，其相互位置和相互连接关系为红外光接收器61装于壳体60内底左前部槽内，该槽上方壳体内侧安装红外光发射管62，读写磁头63固装于磁头支架64前端，磁头支架64与壳体左侧面平行，磁头支架另一端支撑于与其垂直并固定在壳体内两侧面的固定轴68上，磁头支架64与固定轴68为自由转动配合，定位梢66安装在磁头支架64靠近磁头处，定位梢66穿过磁头调整块65，扭力弹簧67套在固定轴67并压在磁头支架64上，多个压轮安装在压轮支架并均与壳体内底面接触，弹簧片70装于壳体60内右侧并紧贴内底面边沿，调整调整块可使磁头固定在精确位置上，靠扭力弹簧可使磁头轻轻贴紧在壳体内底面，多个压轮用于确保磁卡插入时，磁卡能紧贴底平面又有流畅手感，弹簧片70确保磁卡插入时磁卡左边能紧贴壳体左侧面，以保证读写磁卡精度；磁卡度写装置的关键特征在于磁卡盒内装有红外光发射、接收器以判断磁卡的插入和抽出并产生同步定时信号；采用普通家用录音机磁头读写磁卡数据；用定位梢、调整块、压轮和弹簧片确保插卡时的磁卡读写精度。
指示器9包括由开阀指示驱动器47和开阀指示灯48组成的开阀指示器以及低电压指示驱动器34和低电压指示灯35组成低电压指示器；报警器10由扬声器驱动器37和扬声器38组成。
本实用新型与现有燃气表相比有如下的优点和有益效果(1)本实用新型将磁卡技术应用到燃气表上，使燃气表除可测量燃气用量外，还具有智能控制功能，使燃气公司可实施先收费后供气的计划管理，而且不再需要抄表员，免去抄表员对燃气用户的打扰；(2)现有的磁卡及其相应配套的磁卡读写装置，一般都采用调频记录方式和高娇顽力磁性材料，需要动力拖动机构和专用磁头，因此，不仅成本高、价格昂贵，而且防爆性差，限制了磁卡及其装置的推动应用。本实用新型采用调幅数据记录方式和低娇顽力磁性材料作为数据载体，并选用廉价的家用录音机磁头读写磁卡数据并无需拖动机构，使成本大为降低，有利于广泛推广应用到千家万户；(3)由于本实用新型采用定量磁卡和一次性读写的人工插卡输入方式避免磁卡数据反复修改及由此带来的高成本设计问题；(4)由于本实用新型采用全封闭式燃气阀及密封开关，采用低压干电池供电的低功耗控制器，避免了使用交流电供电及由此带来的不安全性，因此具有高度的密封性、防爆性，确保了使用安全可靠；(4)由于采用一表一密码和电池盒自动保护，有效防止伪造磁卡或窃气(5)本实用新型完全克服了现有燃气表只能单纯计量用气量且必须人工操录，使燃气公司和用户均不方便的缺点，用户不再受抄表员的打扰和排队交费。
下面对说明书附图进一步说明如下图1为磁卡式燃气表控制部分方框图；图2为燃气阀结构示意图，图中11为阀门入气口、12为出气口、13为阀门内腔、14为皮阀、16为阀门主轴、15为压力弹簧、17为调节螺丝，18、20为压力环、19为弹力橡胶膜、5为开阀电磁铁组件、6为关阀电磁铁组件；图3为磁卡数据识别电路方框图；图4为控制电路方框图；图5为开阀电磁铁组件结构示意图，图中，16为阀门主轴、49为电磁铁挂钩、50为开阀电磁铁衔铁块、51为固定支架、52为拉伸弹簧、53为开阀电磁线圈骨架、54为开阀杆；图6为关阀电磁铁组件结构示意图，图中55为关阀电磁铁衔铁、56为关阀电磁线圈骨架、57为固定轴、58为扭力弹簧、59为卡杆；图7为磁卡读写装置内部结构示意图，图中60为壳体、61为红外光接收器、62为红外光发射管、63为读写磁头、64为磁头支架、65为磁头调整块、66为定位梢、67为扭力弹簧、68为固定轴、69为压轮及支架、70为弹簧片；图8为分体式磁卡燃气表外形结构示意图，图中，1为燃气表、71为传感器管道、72为开阀按钮、73为出气管、48为开阀指示灯、74为入气管、35为低电压指示灯、75为带电池盒门状态开关的电池盒门、76为磁卡盒防尘门、77为控制部分；图9～图14为本磁卡式燃气表实施例电路原理图，其中，图9～图12为控制电路原理图，图13～图14为磁卡数据识别电路原理图，而其中图9为主控器电路原理图，图10为主控器外围电路原理图，图11为定量计数器电路原理图，图12为电压检测及复位电路原理图，图13为磁卡数据读出电路原理图，图14是磁头信号放大器电路原理图，图9的A、B、C、D分别与图13的A、B、C、D及图12的B、D相对应连接，图9的E、F、G分别与图10的E、F、G相对应连接，图9的RESET、CLK、25M、30M、40M端口与图11的RESET、CLK、25M、30M、35M、40M端口相对应连接，图10的H与13的H相连接。
本实用新型实施方式可采用合体式或分体式，为了便于生产和推广，采用分体式较好，下面以分体式实施方式为例加以说明。图8为分体式磁卡燃气表外形结构示意图，它包括燃气表1、传感器管道71、开阀旋钮72、出气管73、开阀指示灯48、入气管74、低电压指示灯35、带电池盒门状态开关的电池盒门75、磁卡盒防尘门76、控制部分77，其中燃气表1采用目前市场上广泛使用的B级燃气表，从燃气表壳体外的计数轮中安装一个干簧传感器，并通过传感器管道71将用气量数据输送到燃气表控制部分77内，控制部分内有一个两头攻M30螺纹的入气管74和一个两头攻M30螺纹并中间带有燃气阀的出气管73、控制部分与燃气表1是通过入气管74与燃气表1的入气口，出气管73与燃气表1的出气口分别相连的方法固定在一起，控制部分77内包括了图1所示各方框电路板与组件，安装在控制部分面板上的有用于拉动开阀杆的开阀按钮72、开阀指示灯48、低电压指示灯35、带电池盒门状态开关的电池盒门75带磁卡盒门状态开关的磁卡盒防尘门76。本实用新型控制部分的电路形式可用多种基本电路形式，本实施例中采用图9～图14所示电路形式，其中，图9～图12为控制电路，图13～图14为磁卡数据识别电路，图9的A、B、C、D分别与图13中的A、B、C、D及图12的B、D相对应连接，图9的E、F、G分别与图10的E、F、G相对应连接，图9的RESET、CLK、25M、30M、35M、40M端口分别与图11的RESET、CLK、25M、30M、35M、40M端口相对应连接，图10的H与图13的H相连接。图中S1、S2、S3分别为电池盒门、开阀状态检测及计数轮传感器开关；R2、R3、C2、C3、U3A组成防抖／整形电路30；U9、U10组成16位气量计数器31；U3C、U3D、U3E、U3F、U11、U12C、U12D、U13、U14、U15、U16、U17、U18、U19、U5A、U6A、U1、R1、C1、C4、U48构成气量控制器32；U4A为合法状态寄存器39；U2B、U3B组成异常处理电路43；U20、R11～R16、C11、R20、C10组成电压监测电路33；R17、Q5组成电压低指示器驱动器34；D5为电压低指示灯35；U5B、U5D、U6B组成气量报警信号处理器36；U6C、U6D、U2C、U2D组成关阀控制逻辑电路40；U7为开阀控制逻辑电路44；D1、C6、R8～R10、D4、Q3、Q4组成关阀驱动器41；V1为关阀电磁铁；U8B、R5、R7、Q1、Q2、D3组成开阀驱动器45；V2为开阀电磁铁；U8、C、R6组成开阀指示驱动器47；D2为开阀指示灯48；C7、R4、U8B组成限时扬声器报警驱动器37；V01CE为音响(扬声器)芯片；U21、R18、R19、C8、C9、组成复位电路，上述各电路的逻辑方框图如图4所示。图13～图14为磁卡数据识别电路的电路原理图，其中，图14为磁头信号放大器29；红外光组件和磁头H1安装在磁卡读写装置内；R21～R23、R30、C12、C19、D6、Q6、U22D、U24D组成同步／定时整形电路21、U23为模拟电子开关24；U24C、U25B、U30、R24～R26、C13～C15组成写信号发生与控制器27；U30C、R28、R29、R36、JP1、JP2组成密码设定电路25；U28、U29组成数据选择器23；U27B、U22A、U22B、U22C、U30A、U30F、U25D、U27A组成密码判别电路26；U25C为气量控制门29；磁卡数据识别电路的电路方框图如图3所示。在上述本实施例电路中，电压监测电路33和低电压指示灯D5由二级电压比较器和电压低指示驱动电路34组成，第一级电压比较器U20B用于监测电源电压，其正输入端接电源，电源电压经电阻R13、R14分压后接到负输入端，由于电压比较器两输入端存在静态压差，当电源电压下降时，由于分压比不同、正输入端与负输入端间的压差会减小，小到一定数值后，电压比较器将翻转。第二级电压比较时U20A连接成反相工作方式，使其输出满足后继电路的逻辑相位要求，能用于关闭磁卡数据识别电路。为驱动电压指示灯，使用一个NPN型晶体管提供驱动电流。电压监测电路33只在打开磁卡盒门时独立投入工作，电压报警值应能确保在一个规定燃气用量过程中都有足以关闭燃气阀的电源电压；复位电路中，U21A在插磁卡加电VDD时首先复位，当磁卡前边沿插入到磁卡数据识别组件的红外光发射处，信号D输出阶跃信号，使U21A置位，U21B为一单稳态触发器，当U21A置位时，U21B输出一复位脉冲使整个电路复位。VCC为常供电电源，VDD为只在插入磁卡时才加供电；为降低功耗和成本，本实施例的控制器3采用时序与组合逻辑电路组成的型号为CRB－01的专用集成IC模块。我们只要按图9～图14所示电路绘制印刷电路板并筛选相应元器件进行组装，并按上述说明书所述的相互连接关系进行电气连接和机械安装，便能较好地实施本实用新型。
权利要求1.一种磁卡式燃气表，其特征在于它由燃气表(1)与控制部分组成，其中，燃气表(1)由通用燃气计量表出气管上安装可控燃气流通的燃气阀(2)、并在燃气计量表的计数轮上安装能测取燃气用量的数据传感构成；控制部分由控制器(3)、磁卡数据识别电路(4)、开阀电磁铁组件(5)、关阀电磁铁组件(6)、磁卡读/写装置(7)电池合电源(8)、指示器(9)、报警器(10)等共同组成，其相互连接关系是以控制器(3)为核心的电气连接方式，其中，磁卡读/写装置(7)通过数据线连接到磁卡数据识别电路并再连接到控制器(3)，而磁卡读/写装置(7)通过状态信号线连接到控制器(3)的输入端，控制器(3)通过读或写命令信号线连接到数据识别电路(4)，燃气表(1)开阀电磁铁组件(5)、电磁盒电源(8)分别通过其传感器信号线、电磁阀状态检测线电池电压检测线连接到控制器(3)的输入端，控制器(3)的驱动输出端分别直接连接到开阀电磁铁组件(5)、关阀电磁铁组件(6)、指示器(9)、报警器(10)的输入端，而且控制部分通过与数据传感器及燃气阀(2)电气连接来控制燃气表(1)的开启和关闭。
2.按权利要求1所述的磁卡式燃气表，其特征在于所述的燃气阀(2)由阀门入口(11)、出气口(12)、阀门内腔(13)、皮阀(14)、压力弹簧(15)、阀门主轴(16)、调节螺丝(17)、压力环(18)、(20)，弹力橡胶膜(19)等共同组成，其相互位置和连接关系为入气口(11)、出气口(12)、阀门内腔(13)均与出气管道为同一钢体，入气管(11)位于出气管道下端管内壁，出气口(12)位于出气管上端，阀门内腔(13)前端与入气口(11)相通，其中端与出气口(12)相通，其末端与调节螺丝为螺纹连接，阀门主轴(16)前端安装皮阀(14)阀门主轴(16)套装于阀门内腔(13)内的压力弹簧(15)中，以便将阀门主轴(16)推向阀腔最前端并利用皮阀(14)将气路封闭，阀门主轴(16)的尾端穿过调节螺丝并与其活动配合地伸出到阀腔外，并穿过安装在阀腔外的弹力橡胶膜(19)，且利用压力环(18)、(20)将阀腔及阀腔内的阀门主轴部分密封以防泄气，阀门主轴(16)穿过弹力橡胶膜外的尾端开设有上、下两个方向相反的槽，两槽口分别与关阀电磁铁组件(6)和开阀电磁铁组件(5)相配合。
3.按权利要求1所述的磁卡式燃气表，其特征在于所述的磁卡数据识别电路(4)由同步／定时整形电路(21)、顺序计数器(22)、数据选择器(23)、模拟电子开关(24)、密码设定电路(25)、密码判别电路(26)、写信号发生与控制器(27)、放大器(28)、气量控制门(29)等共同组成，其相互之间为电气连接。
4.按权利要求1所述的磁卡式燃气表，其特征在于所述的控制器(3)的控制电路由防抖／整形电路(30)、气量计数器(31)、气量控制器(32)、电压监测电路(33)、电压低指示驱动器(34)、电压低指示灯(35)、气量报警信号处理器(36)、扬声器报警驱动器(37)、扬声器(38)、合法状态寄存器(39)、关阀控制逻辑电路(40)、关阀驱动器(41)、关阀电磁铁(42)、异常处理电路(43)、开阀控制逻辑电路(44)、开阀驱动器(45)、开阀电磁铁(46)、开阀指示驱动器(47)、开阀指示灯(48)等共同电气连接组成，控制器(3)可采用时序与组合逻辑组成的CRB－01专用集成IC模块。
5.按权利要求1所述的磁卡式燃气表，其特征在于所述的开阀电磁铁组件(5)安装在燃气阀(2)外的阀门主轴(16)尾端下槽口上方，它由电磁铁挂钩(49)、开阀电磁铁衔铁块(50)、固定支架(51)、拉伸弹簧(52)、开阀电磁线圈骨架(53)、开阀杆(54)、开阀状态开关等共同组成，其相互连接关系为电磁铁挂钩(49)与电磁铁衔铁块(50)为同一钢体，衔铁块(50)的一端支撑于电磁线圈骨架(53)，其另一端向下悬挂于阀门主轴(16)上方，电磁线圈骨架(53)与开阀杆(54)为同一钢体，可在固定支架(51)上沿阀门主轴方向自由滑动，阀门状态开关安装于固定支架(51)拉伸弹簧(52)装于电磁线圈骨架(53)两边与固定支架(51)之间；所述的关阀电磁铁组件(6)由关阀电磁铁衔铁(55)、关阀电磁线圈骨架(56)、固定轴(57)、扭力弹簧(58)、卡杆(59)等共同组成，其相互位置和相互连接关系为卡杆(59)安装于固定轴(57)并与轴松动配合，其一端位于燃气阀开阀状态时阀门主轴(16)尾端上槽口位置，其另一端卡在关阀电磁铁衔铁(55)上方，扭力弹簧(58)套进固定轴(57)其一端插入轴芯内，其另一端压在卡杆(59)靠阀门主轴一方，使卡杆(59)压在阀门主轴(16)上，电磁铁衔铁(55)一端支撑在关阀电磁线圈骨架(56)上，其另一端嵌入卡杆(59)槽内；它们的关键在于开、关阀门的控制执行机构包括开、关阀电磁铁组件(5)、(6)，它们位于燃气阀(2)外，能手动开阀和自动关阀，其中，开阀电磁线圈位于阀门主轴(16)上，电磁铁衔铁块(50)与电磁铁联为一体并悬挂在阀门主轴(16)上，只要电磁线圈有驱动电流，开阀电磁铁衔铁块(50)便与电磁铁吸合，电磁铁挂钩自动嵌入主轴(16)的槽口内，利用开阀杆(54)将阀门主轴(16)往阀腔外拉动，而关阀电磁铁组件(6)中的卡杆(59)位于阀门开阀状态时的另一槽口上，并在开阀到正确位置时便自动嵌入该槽口内，若关阀电磁线圈有驱动电流时，关阀电磁铁衔铁(55)吸合并带动卡杆(59)离开阀门主轴(16)的槽口，实现自动关阀。
6.按权利要求1所述的磁卡式燃气表，其特征在于所述的磁卡读写装置包括带有磁卡盒门状态开关的防尘门和磁卡读写装置内部结构，它由壳体(60)、红外光接收器(61)、红外光发射管(62)、读写磁头(63)、磁头支架(64)、磁头调整块(65)、定位梢(66)、扭力弹簧(67)、固定轴(68)、压轮及其支架(69)、弹簧片(70)等共同组成，其相互位置和相互连接关系为红外光接收器(61)装于壳体(60)内底左前部槽内，该槽上方壳体内侧面安装红外光发射管(62)、读写磁头(63)固装于磁头支架(64)前端，磁头支架(64)与壳体左侧面平行，磁头支架(64)另一端支撑在与其垂直并固定在壳体内两侧面的固定轴(68)上，磁头支架(64)与固定轴(68)为自由转动配合，定位梢(66)安装在磁头支架(64)靠近磁头处，定位梢(66)穿过磁头调整块(65)，扭力弹簧(67)套在固定轴(68)并压在磁头支架(64)上，多个压轮安装在压轮支架并均与壳体底面接触，弹簧片(70)装于壳体内右侧并紧贴内底面边沿，其关键特征在于磁卡盒内装有红外光发射、接收器以判断磁卡的插入和抽出并产生同步定时信号，采用普通家用录音机磁头读写磁卡数据，用定位梢、调整块、压轮和弹簧片确保插卡的磁卡读写精度。
专利摘要本实用新型是磁卡数据控制开、关燃气阀的磁卡式燃气表，它由燃气表和控制部分组成，燃气表由普通燃气计量表加装燃气阀和数据传感器构成，控制部分由控制器、磁卡数据识别电路，开、关阀电磁铁组件，磁卡读写装置、电池盒电源、指示器、报警器等共同组成，其相互间为电气连接。本实用新型除测量燃气用量外，还有智能控制功能，可实行先收费后供气，对燃气公司和用户均很方便它不仅成本低，还具有高度密封性、防爆性，使用安全可靠，同时有电压偏低指示和用气将完报警功能。
文档编号G07F15/10GK2192915SQ9321450
公开日1995年3月22日 申请日期1993年5月22日 优先权日1993年5月22日
发明者郑启伦, 冯建农, 陈国栋, 黄贯光, 曹汇坚, 欧国华 申请人:华南理工大学