专利名称：用电控制收费电表的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种用电控制收费电表。属于电器仪表类。
目前电力市场上多数采用感应式电度表，该表存在以下问题每月来人查表，再来人收款，费工；有的实行先交款，开收据，用电未得到控制，不交款仍能用电；电网供电有计划，用户用电无计划，随意增加用电量，会造成电网供电不足，有的也可造成用电事故；有的用户在电度表前，电度表上，用电器零线接大地等多种方法窃电，电费流失严重。
本实用新型的目的，是公开一种以感应式电度表为母体，增加少量元器件构成用电控制收费电表，就可实现用电控制，节约用电，防止窃电。
本实用新型的任务是以如下方式完成的它以感应式电度表(5)为母体，加控制电路、特制的电币、表箱构成用电控制收费电表。表箱(1)前门(13)上开有累计字轮(6)的观察口(15)，控制电路计数器的显示器观察口(18)，投币口(58)，箱内与投币口对应安装的电币滑道(21)，箱内安装有电度表(5)，控制电路板(7)，盛币箱(12)，通过接插件(8)和导线(9)使前门的电器与控制电路板(7)电连接。它以购买特制的电币向本实用新型投放，不投电币，购的电量用完，用电器的零线接大地等窃电和超限量用电，自动停止供电。电币投入，磁敏开关(23)产生的信号送入计数器(29)，电量存计入计数器(29)中，电度表转动，另一个磁敏开关(42)产生的0.1度电的信号送入计数器(26)中，其进位信号对应1度电，该信号送入电币值计数器(27、28)。电币值为50度或100度，当计数器(27、28)计满电币值时，计数器(28)借位信号对计数器(29)减1，当计数器(29)为零时，停止供电，若通过零线窃电，火线上互感器(46)的输出电压高于零线上互感器(43)的输出电压，停止供电，互感器(46)的输出电压高于限用电量给定电压，停止供电。计数器的显示器显示用电状况，提示用户购买电币。
本实用新型表箱加锁，电度表和控制电路都置于表箱中，防止在电度表上窃电，进表箱的供电线加保护管，防电度表前窃电。电度表的累计量，购电量，计数器的显示器显示值三者不相符，可鉴别窃电方式。使用该实用新型用电得到控制，电度表累计量为真实用电量，可使电费不流失。采用用电控制收费电表，购买的电币投入表中，自动供电，购买的电量用完，停止供电，不用查表及时收回电费，防窃电，使电费不流失，限制用电量以利于供电分配和电网运行。利用感应式电度表，承系原计量体系，同时使控制电路简单，降低成本，对现有计量进行改造提供一种可能。
以下结合附图对本实用新型做详细描述
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型原理框图；图3是本实用新型电路图；图4是本实用新型电币结构示意图；图5是本实用新型电币滑道结构示意图；图6是本实用新型的感应电度表信号输出器件安装示意图；图7是本实用新型电流互感器基本结构示意图。
在图1中，电表箱进线孔(2、3)，供电线(50)，供电线(50)经穿墙管时，可不设孔(2)，表箱固定孔(4)用于固定表箱，电度表(5)，电度表累计字轮(6)，控制器电路板(7)，接插件(8)，电器连接线(9)，交-直电源(10)，后备电池组(11)，盛电币箱(12)，在电表箱的前门(13)上设有锁(14)，累计字轮(6)的观察口(15)，电源指示灯(17)，二进制显示器(31、32、33)的观察口(18)，二进制显示器的安装板(20)，电币滑道(21)，电币滑道出口下缘的簿利刃(22)，磁敏开关(23)，通过接插件(8)和导线(9)使前门上的电器与控制电路板(7)电连接。
在图2中，(24)为计数器(26、27、28、29)的人工复原电路，按动复原电路(24)后，计数器(26、27、28、29)相对应的显示器(31、32、33)显示值皆为零，计数器(29)为零，判零电路(34)输出高电平，电路(35)输出亦为高电平，驱动电路(36)输出低电平，继电器(37)吸合，将其常闭接点(38)拉开，可控硅(39)停止供电。电币(25)投入后，经过磁敏开关(23)，磁敏开关(23)产生的正脉冲对计数器(29)加1，计数器(29)不为零，电路(34)输出低电平，电路(35)亦输出低电平，驱动电路(36)截止，继电器(37)释放，其常闭接点(38)闭合，可控硅(39)开始供电，继续投电币不影响供电。电度表(5)运行后，电度表(5)的减速齿轮(40)的孔(61)中安装的永磁薄片(41)经过磁敏开关(42)时，磁敏开关(42)产生的正脉冲经计数器(26)分频后得到1度电进位信号，该进位信号经十进计数器(27)、五进计数器(28)计满电币值后，计数器(28)输出信号经借位电路(30)对计数器(29)减1，当计数器(29)为零时，电路(34)输出高电平，电路(35)输出亦为高电平，驱动电路(36)导通，继电器(37)吸合，其常闭接点(38)路拉开，可控硅(39)停止供电。在图2中，(43)为供电零线上电流互感器，次级绕组输出电压经整流滤波电路(44)，其输出电压为Vo，供电火线上的电流互感器(46)的次级绕组输出电压经整流滤波电路(47)后，其输出电压为VH。正常用电时Vo＞VH，当通过零线窃电时VH＞Vo，电压比较器(45)输出高电平，电路(35)输出高电平，驱动电路(36)导通，使继电器(37)吸合，其常闭接点(38)被拉开，可控硅(39)停止供电。(48)为限电量电压给定器，输出电压为Va，在另一个电压比较器(49)上，当VH＞VS时，电压比较器(49)输出高电平，此电平经电路(35、37、38)使可控硅(39)停止供电，若不限用电量，将VS调到最大值。通过零线窃电或超限电量用电，停止供电后，电流互感器(46或46)的次级输出电压为0伏，Vo或VH开始衰减，当Vo或VH接近0伏时，电压比较器(45或49)输出低电平，电路(35)输出低电平，驱动电路(36)截止，继电器(37)释放，常闭接点(38)闭合，可控硅(39)开始供电，如果不排除停止供电因素，再停止供电，如此反复，使用户无法用电。图2中，(50)为表箱供电线，(51)为供电线(50)的保护管，(52)为保护管箱内端头锁定销钉，(53)为空气开关或闸刀开关，用户可以操作。
在图3中，当电币值为100度时，计数器(26、27)采用双十进计数器CD4520组件，当电币值为50度时，计数器(28)由任意进制计数器组件C216构成。
计数器(29)采用16进制可逆计数器组件CD40193，其中的“十”、“一”一端输入正脉冲，另一端为低电平，因此计数器(28)的借位信号经电路(30)形成正的窄脉冲，以防投电币时“一”输入端为高电平，致投电币无效，计数器CD40193的数据予理端J1 J2 J3 J4 PS接地，不进行数据予置操作。根据需要可将计数器(26、27、28、29)及电路((30、34、35)集成为一块专用电路。二进制显示器(31、32、33)由发光二极管2EF611和电阻为10KΩ1/8瓦的RL电阻排构成。断零电路(34)和电路(35)采用4输入端或非门组件CD4002B。驱动电路(36)采用三极管3DG6D。二极管D1，采用1N4001。继电器(37)选用密封航空用的1RC-M1型继电器，其中两常闭接点并联为(38)。双向可控硅(39)选用SMZD44或SMZG44，双向可控硅触发电路中的电阻R1参数为1W，6KΩKΩ的金属膜电阻。磁敏开关(23、42)选用CS6851。整流滤波电路(44、47)的整流桥选用RB156，其中电容器为电解电容器，电容量为1000μF，耐压大于15伏。电压比较器(45、49)采用LM538。交直流电源(10)的输出功率为1.5瓦，输出交流电压为9伏，稳压器采用三端集成稳压器7806。后备电池组采用4只5号可充电电池。
在图4中，用不变形塑料压铸成圆片形的电币(25)，电币中央有一个永磁塑料圆片(54)，永磁圆片的磁强度为6000～8000高斯，此值对用电户保密，在电币的正面有二条沟槽(56)，背面有一条沟槽(57)，沟槽(56、57)与投币口(58)的凸部相对应。为防电币伪造，随意启动供电，电币面上还应有电币面值、电力部门徽标等图案、制造发行时间、发行单位、电币编号等。
在图5中，电币滑道(21)由3个直段构成的折线形滑道，(58)为滑道入口，(59)为滑道出口，在出口(59)下缘安装薄利刃(22)，在滑道出口延长侧面安装磁敏开关(23)，磁敏开关的中心距薄利刃外缘距离等于电币直径。电币正常投入时，电币在出口处被抛出，永磁薄片(54)经过磁敏开关(23)时，磁敏开关(23)产生的正脉冲对计数器(29)加1。电币和滑道之间间隙很小，如果作弊用细丝系电币按正常方式投入时，磁敏开关(23)仍能产生正脉冲，对计数器(29)加1，电币落出滑道，反拉电币时，所系细丝被薄利刃(22)割断，投币只能一次有效。被系电币慢慢下放，电币在出口不是被抛出，电币中的永磁薄片(54)不经过磁敏开关(23)就下落，磁敏开关(23)不产生正脉冲，投币无效，折线形电币滑道，防用矩形薄磁条使磁敏开关(23)产生正脉冲，启动供电。
在图6中，永磁薄片(41)安装于电度表(5)的减速齿轮(40)的孔(61)中，减速齿轮转一周，永磁薄片(41)经过磁敏开关(42)一次，磁敏开关产生的正脉冲信号，对应0.1度电，该信号经连接导线(62)对计数器(26)进行加1，从而实现了电度表和控制电路的连接。(63)为减速齿轮安装基座，(64)为磁敏开关(42)安装支架。
在图7中，电流互感器(43、46)是由低频高导磁率的E型铁芯(65)，初级绕组(66)，次级绕组(67)构成，H为次级绕组的中间抽头。零线上互感器(43)次级由F、V二端输出，经整流滤波电路(44)后，输出电压为Vo；火线上互感器(46)次级由F、H二端输出，经整流滤波电路(47)输出电压为VH。电流互感器可以两种方式制造，将限电量分成等级和限电量为2000W～2500W，生产一个规格的互感器，对此限电量以下用电量都能进行控制。电流互感器(43.46)的初级绕组(66)为5匝、交流供电波动为+10％～+15％、电压比较器的电源电压为+6伏、互感器输出电压为VOmax≤+4.5伏和VHmax≤+4伏、铁芯(65)能满足互感器输出功率达到0.5瓦的小型E型的钢片，其导磁率为7000--8000高斯，次级绕组(67)匝数被确定为76匝，中间抽头H由66匝处抽出。
权利要求1.以感应式电度表(5)为母体加控制电路、特制的电币、表箱构成的用电控制收费电表，其特征是在前门(13)上安装有电度表(5)的累计字轮(6)的观察口(15)、控制电路显示器观察口(18)、投币口(58)、与投币口(58)对应的内侧安装电币滑道(21)，表箱(1)内安装电度表(5)、控制电路板(7)、盛币箱(12)、通过接插件(8)和导线(9)使前门的电器与控制电路板(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的用电控制收费电表，其特征是用不变形塑料压铸成园片形的电币(25)的中间有一个充磁塑料园片(54)，充磁强度可选在6000--8000高斯，在电币正面有两条沟槽(56)，背面有一条沟槽(57)。
3.根据权利要求1所述的用电控制收费电表，其特征是电币滑道(21)由3个直段构成折线形滑道，在滑道出口(59)下缘安装薄利刃(22)，在滑道(21)出口延长侧面安装磁敏开关(23)。
4.根据权利要求1所述的用电控制收费电表，其特征是电流互感器(43、46)是由低频、高导磁率的E型铁芯(65)、初级绕组(66)、次级绕组(67)构成，次级绕组上有中间抽头。
5.根据权利要求4所述的用电控制收费电表，其特征是电流互感器初级绕组(66)为5匝、供电波动为+20％、电压比较器电源为+6V，次级绕组匝数应满足VOmax≤+4.5VVHmax≤+4V
专利摘要本实用新型公开了一种用电控制收费电表。属于电器仪表类。它以感应电度表为母体，加控制电路、特制电币、表箱构成。特别是在门上设有电度表字轮和控制电路显示器观察口、投币口、电币滑道，箱内装有控制电路板，通过导线与门上的电器电连接。投币一次有效，投币后自动供电。加有防护，防表前、表上窃电，用户线上加互感器防电器接大地窃电。窃电、购电量用完、超限量用电，停止供电。保持原计量体系，适用单户单相用电计量、控制。
文档编号G07F15/04GK2245239SQ95221140
公开日1997年1月15日 申请日期1995年8月30日 优先权日1995年8月30日
发明者韩国武 申请人:韩国武, 陶志清, 姚俊德