專利名稱：預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種能實(shí)現(xiàn)民用煤氣預(yù)購(gòu)用量，自動(dòng)計(jì)費(fèi)的煤氣表，屬現(xiàn)有煤氣表的改進(jìn)設(shè)計(jì)。
目前，煤氣計(jì)量收費(fèi)基本上有以下幾種方式一是普通煤氣表，人工查表、收費(fèi)，原始落后。
二是投幣煤氣表，這種表不用查表收費(fèi)，但仍需人工回收金屬幣，而且難以防止偽造金屬幣，竊用煤氣。
三是磁卡煤氣表，該表雖然解決人工收費(fèi)問(wèn)題，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而且可靠性差。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種能夠免除人工查表、人工收費(fèi)，能夠預(yù)購(gòu)用氣量，且自動(dòng)計(jì)費(fèi)的煤氣表。
本實(shí)用新型的工作原理如下本實(shí)用新型由煤氣預(yù)購(gòu)卡，自動(dòng)計(jì)費(fèi)表兩部分組成。使用時(shí)，用戶可以先到煤氣管理部門購(gòu)買一定數(shù)量的煤氣量，以密碼的形式寫入煤氣預(yù)購(gòu)卡，然后將卡插入自動(dòng)計(jì)費(fèi)表的插座上，用戶即可使用煤氣，煤氣快用完時(shí)，表就會(huì)發(fā)出聲響，提示用戶重新購(gòu)氣。煤氣全部用完時(shí)，表即自動(dòng)關(guān)斷煤氣，直至用戶重新持卡購(gòu)氣，將卡插入表內(nèi)，表重新打開(kāi)煤氣電磁閥，才能重新供氣。交流電停電時(shí)，表由備用電池自動(dòng)供電。當(dāng)備用電池容量不足時(shí)，會(huì)提示用戶及時(shí)更換電池。備用電池不能維持正常工作時(shí)，將關(guān)閉煤氣電磁閥，直至恢復(fù)供電或更換電池后才能自動(dòng)恢復(fù)供氣。


圖1為原理框圖、圖2為電原理圖、圖3為電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖參照附圖舉實(shí)施例描述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。
預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)表由煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)，自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)構(gòu)成，包括一個(gè)煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)，由下述電路部件構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)電路(1)，用于記錄煤氣預(yù)購(gòu)量和煤氣表實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)；一個(gè)靜電防護(hù)電路(2)，用于上述電路的靜電防護(hù)；上述電路安裝在印刷電路板上，裝在塑料殼內(nèi)；一個(gè)自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)，由下述電路構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)電路(5)，用于煤氣計(jì)量、計(jì)費(fèi)、從前述煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)中讀取煤氣預(yù)購(gòu)量和記錄煤氣表實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)；一個(gè)煤氣預(yù)購(gòu)卡接口電路(3)，煤氣預(yù)購(gòu)卡插座(4)，用于前述單片機(jī)電路(5)與煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)之間的電氣聯(lián)接，將單片計(jì)算機(jī)電路的輸入輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)換成煤氣預(yù)購(gòu)卡所需的讀寫控制與數(shù)據(jù)信號(hào)；一個(gè)煤氣計(jì)量傳感電路(6)，用于將隔膜式煤氣表芯的機(jī)械煤氣計(jì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用于前述單片機(jī)電路進(jìn)行煤氣計(jì)量與計(jì)費(fèi)；一個(gè)隔膜式煤氣計(jì)量裝置(13)，用于向上述煤氣計(jì)量傳感裝置提供機(jī)械煤氣計(jì)量信號(hào)；一個(gè)煤氣預(yù)購(gòu)卡到位檢測(cè)電路(7)，用于檢測(cè)煤氣預(yù)購(gòu)卡插入自動(dòng)計(jì)費(fèi)表插座是否到位，向前述單片機(jī)電路提供卡到位信號(hào)；一個(gè)電池電壓不足檢測(cè)電路(8)，用于向前述單片機(jī)電路提供一個(gè)電池電壓不足信號(hào)；一個(gè)煤氣電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(9)，用于在前述單片機(jī)電路的控制下實(shí)現(xiàn)供氣控制；一個(gè)電池盒門開(kāi)閉檢測(cè)電路(10)，用于檢測(cè)電池盒門是否打開(kāi)，向前述單片機(jī)電路提供電池盒門打開(kāi)信號(hào)；一個(gè)聲響電路(11)，在前述單片機(jī)控制下，提供需重新購(gòu)氣或更換電池信號(hào)；一個(gè)煤氣電磁閥(12)，在前述煤氣電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的控制下，實(shí)現(xiàn)供氣控制；一個(gè)電源電路(14)，用于向前述各電路提供直流電源和在交流電停電時(shí)由備用電池供電；煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)，由串行E2PROM存儲(chǔ)電路IC0、R1、R2、R3、組成的靜電防護(hù)電路、帶有引腳的印刷電路板、外殼構(gòu)成，IC1的引腳構(gòu)成煤氣預(yù)購(gòu)卡的引腳，由于某種原因，煤氣預(yù)購(gòu)卡輸入引腳所產(chǎn)生的靜電通過(guò)R1、R2、R3到GND引腳可以釋放，以保護(hù)IC0不被靜電擊穿。
單片機(jī)電路(5)，是自動(dòng)計(jì)費(fèi)表的核心，由CMOS單片機(jī)IC1、地址鎖存器IC2、程序存儲(chǔ)器IC3構(gòu)成。也可將程序存儲(chǔ)器IC3做在IC1的內(nèi)部，這樣就省去IC2、IC3。程序由初始化程序、讀寫卡程序、煤氣計(jì)量程序、防竊氣程序、電池電壓檢測(cè)處理程序等構(gòu)成，在程序的控制下，完成讀取煤氣預(yù)購(gòu)量，煤氣計(jì)量，計(jì)費(fèi)、防竊氣，在煤氣預(yù)購(gòu)卡中記錄實(shí)際用氣量。
煤氣預(yù)購(gòu)卡接口電路(3)，由IC1的P1.1，P3.0(RXD)，三態(tài)門電路IC4組成的單路數(shù)據(jù)線，變?yōu)檩斎胼敵龇謩e與卡的DO、DI相聯(lián)；P1.1提供IC4的讀寫控制信號(hào)；IC1的P1.0提供IC0的CS控制信號(hào)；IC1的P3.1(TXD)提供IC0讀寫所需的clock信號(hào)。
煤氣計(jì)量傳感電路(6)，由磁性傳感器K1、R16、C6組成的防抖動(dòng)積分電路IC6－2組成。在隔膜式煤氣計(jì)量裝置計(jì)數(shù)盤上粘一個(gè)小磁鐵塊，磁性式傳感器K1安裝在計(jì)數(shù)盤的旁邊。計(jì)數(shù)盤每轉(zhuǎn)一周，IC6－2的輸出端就產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，該信號(hào)接在IC1的T0計(jì)數(shù)端，進(jìn)行煤氣計(jì)量。
隔膜式煤氣計(jì)量裝置(13)，用于向前述煤氣計(jì)量傳感電路提供機(jī)械計(jì)量信號(hào)；煤氣預(yù)購(gòu)卡到位檢測(cè)電路(7)，由開(kāi)關(guān)K2、電阻R18構(gòu)成，該電路的輸出接在IC1的P1.3引腳上，當(dāng)煤氣預(yù)購(gòu)卡插入自動(dòng)計(jì)費(fèi)表插座時(shí)，K2閉合，通過(guò)P1.3向單片機(jī)發(fā)出卡到位信號(hào)，啟動(dòng)煤氣預(yù)購(gòu)卡讀卡程序，讀入煤氣預(yù)購(gòu)量。
電池電壓不足檢測(cè)電路(8)，由電壓比較器IC5R29與D2組成的基準(zhǔn)電壓電路、R27與R28組成的電池電壓采樣電路構(gòu)成。采樣電阻R27的一端接在備用電池正極與隔離二極管D1相聯(lián)的b點(diǎn)，IC5的輸出接在P3.2(INT0)上。當(dāng)電池電壓下降到4.95V時(shí)，IC5輸出低電平，向IC1發(fā)出電池電壓不足信號(hào)。
電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(9)，由達(dá)林頓管NPN晶體管T1、T2、T3、T6PNP晶體管T3、T4電阻R21、R22、R23、R24和IC6－5IC6－6構(gòu)成一個(gè)橋式驅(qū)動(dòng)電路。煤氣電磁閥接在橋式驅(qū)動(dòng)電路c、b間。當(dāng)P1.5輸出低電平，P1.6輸出高電平，電流由b→L→C方向流動(dòng)時(shí)，電磁閥開(kāi)啟；當(dāng)P1.5輸出高電平，P1.6輸出高電平，電流由c→L→b方向流動(dòng)時(shí)，電磁閥關(guān)閉。當(dāng)P1.5、P1.6輸出低電平時(shí)，T1、T2、T3、T4都截止，電磁閥斷電。
電池盒門開(kāi)閉檢測(cè)電路(10)，該電路由檢測(cè)開(kāi)關(guān)K3R19、IC6－3構(gòu)成，IC6－3的輸出接在IC1的INT1引腳上，當(dāng)電池盒門打開(kāi)時(shí)，K3閉合，IC6－3輸出低電平，IC1產(chǎn)生中斷，進(jìn)入防竊氣處理程序。
聲響指示電路(11)，該電路由IC6－4R20晶體管T7、蜂鳴器F構(gòu)成。當(dāng)煤氣預(yù)購(gòu)卡內(nèi)煤氣將用完時(shí)或電壓不足時(shí)，IC1的P1.4輸出高電平，蜂鳴器發(fā)聲提示。
煤氣電磁閥(12)，可以在斷電狀態(tài)下保持其開(kāi)閉狀態(tài)，其動(dòng)閥芯是由磁性材料構(gòu)成的，因而當(dāng)電流由線圈C端流向D端時(shí)，閥芯對(duì)線圈產(chǎn)生的磁力與鐵芯相斥，電磁閥關(guān)閉，斷電時(shí)由磁力和彈力保持閉狀態(tài)；當(dāng)電流由線圈d端流向c端時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁力將鐵芯吸向線圈內(nèi)，使電磁閥打開(kāi)，斷電時(shí)由磁力保持開(kāi)狀態(tài)。
電源電路(14)，由電源變壓器B、整流管D3～D6穩(wěn)壓集成電路IC6、電容C11、C12構(gòu)成，備用電池通過(guò)隔離二極管D1接在IC6的輸入端，當(dāng)交流電停電時(shí)，備用電池自動(dòng)切換投入供電。
本實(shí)用新型的主要特征是煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)由存儲(chǔ)電路低成本串行E2PROM集成電路構(gòu)成，靜電防護(hù)電路(2)由電阻R1、R2、R3構(gòu)成，全部電路安裝在一個(gè)帶有引腳的印刷電路板上，封在塑料外殼內(nèi)，靜電防護(hù)電路R1、R2、R3一端分別連在IC0的輸入引腳，另一端連到GND腳。
單片機(jī)電路(5)，由CMOS低功耗單片機(jī)IC1通過(guò)IC1的地址線、控制信號(hào)線、數(shù)據(jù)信號(hào)線與地址鎖存器IC2、程序存儲(chǔ)器IC3相連構(gòu)成。當(dāng)程序存儲(chǔ)器做在IC1的內(nèi)部時(shí)，可省去IC2、IC3；煤氣預(yù)購(gòu)卡接口電路(3)，由IC1的并行口P1的P1.1做讀寫控制信號(hào)，接在IC4－1的三態(tài)控制端，P1.1經(jīng)IC6－1反相后，接在IC4－2的三態(tài)控制端，IC4－1的輸入端與IC4－2的輸出相連，與IC1的RXD相聯(lián)構(gòu)成單路數(shù)據(jù)線變換雙路輸入輸出雙路電路，為煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)提供DO、DI信號(hào)，IC1的TXD、P1.0為煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)提供clock時(shí)鐘信號(hào)和CS選能信號(hào)；煤氣計(jì)量傳感裝置(6)，在隔膜式煤氣表計(jì)數(shù)盤上嵌入一小塊磁鐵，在其旁邊安裝一個(gè)磁性傳感器，將隔膜式煤氣計(jì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，其輸出計(jì)量信號(hào)連接在單片機(jī)IC1的一個(gè)輸入端上進(jìn)行煤氣計(jì)量計(jì)費(fèi)；煤氣電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(9)，由NPN晶體管T1、T2、T3、T6、PNP晶體管T3、T4電阻R21～R24，門電路IC6－5IC6－6組成橋式雙向電流驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。煤氣電磁閥線圈L2始端與T1、T3集電極相連，L2末端與T2、T4集電極相連，其輸入信號(hào)由單片機(jī)IC1、并行接口P1的P1.5P1.6兩個(gè)輸出端口控制，輸出O，使煤氣電磁閥打開(kāi)，P1.5、P1.6輸出O，使煤氣電磁閥關(guān)閉；電池電壓不足檢測(cè)電路(8)，電壓比較器IC5的參考端與基準(zhǔn)電壓相連，由R27、R28構(gòu)成的采樣電路與IC5的采樣端相連，采樣電阻采樣端與電池正端b相連，IC5輸出的電池電壓不足信號(hào)送給單片機(jī)IC1的一個(gè)輸入端；電池盒門開(kāi)閉檢測(cè)電路(10)，檢測(cè)開(kāi)關(guān)K3安裝在電池盒門框上，當(dāng)電池盒門打開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)K3斷開(kāi)，產(chǎn)生一個(gè)門開(kāi)信號(hào)，該電路的輸出信號(hào)連接在單片機(jī)IC1的一個(gè)輸入端口上；煤氣電磁閥(12)，該閥的動(dòng)閥芯是由永久磁鐵構(gòu)成的，電流從閥線圈始端流入時(shí)，線圈磁場(chǎng)方向與磁性閥磁極性相反，使閥芯吸入線圈內(nèi)，使閥打開(kāi)；電流從閥線圈末端流入時(shí)，產(chǎn)生的磁極性方向與閥芯的磁極性相同、磁力相斥，閥芯向底座方向運(yùn)動(dòng)，使閥關(guān)閉。斷電時(shí)，由閥芯磁力作用，保持閥門開(kāi)、閉狀態(tài)；上述自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)的全部電路安裝在一塊印刷電路板上，并有一個(gè)外殼，裝在隔膜式計(jì)量裝置的上部。煤氣電磁閥安裝在煤氣表的進(jìn)氣管上。上述電路的外殼設(shè)有鉛封，用戶無(wú)法自行改變電磁閥聯(lián)線。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)在于1、使用方便，從根本上改變了傳統(tǒng)的逐戶查表方式，實(shí)現(xiàn)煤氣收費(fèi)自動(dòng)化。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，制造成本低。
3、應(yīng)用本實(shí)用新型可對(duì)現(xiàn)有的煤氣表進(jìn)行改造，生產(chǎn)投資少。
權(quán)利要求1.一種預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)表由煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)，自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)構(gòu)成，它包括煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)由存儲(chǔ)電路(1)、靜電防護(hù)電路(2)、帶引腳的印刷電路板、外殼構(gòu)成；自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)用于煤氣計(jì)費(fèi)，從前述煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)中讀取煤氣預(yù)購(gòu)量值，控制煤氣使用，它包括一個(gè)單片計(jì)算機(jī)電路(5)，用于用氣控制、煤氣計(jì)費(fèi)，從前述煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)中讀取煤氣預(yù)購(gòu)量和記錄煤氣表實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)；一個(gè)煤氣預(yù)購(gòu)卡接口電路(3)，煤氣預(yù)購(gòu)卡插座(4)，用于前述單片計(jì)算機(jī)電路與煤氣預(yù)購(gòu)卡之間的電氣聯(lián)接，將單片計(jì)算機(jī)I/O端口的輸入輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成煤氣預(yù)購(gòu)卡所需的讀寫控制信號(hào)與數(shù)據(jù)信號(hào)；一個(gè)煤氣計(jì)量傳感電路(6)，用于將隔模式煤氣計(jì)量裝置的機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)，傳送到前述單片計(jì)算機(jī)電路進(jìn)行煤氣計(jì)費(fèi)；一個(gè)隔膜式煤氣計(jì)量裝置(13)，用于向前述煤氣計(jì)量傳感電路提供機(jī)械計(jì)量信號(hào)；一個(gè)煤氣預(yù)購(gòu)卡到位檢測(cè)電路(7)，用于檢測(cè)煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)插入自動(dòng)計(jì)費(fèi)表(B)的插座是否到位，向前述單片機(jī)電路提供一個(gè)卡到位信號(hào)；一個(gè)電池電壓不足檢測(cè)電路(8)，用于在備用電池電壓不足時(shí)，向前述單片計(jì)算機(jī)電路提供一個(gè)電池電壓不足信號(hào)，提示用戶更換電池；一個(gè)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(9)，用于在前述單片機(jī)電路的控制下，實(shí)現(xiàn)煤氣電磁閥的開(kāi)閉控制；一個(gè)電池盒門開(kāi)閉檢測(cè)電路(10)，用于檢測(cè)電池盒門是否打開(kāi)，向前述單片計(jì)算機(jī)電路提供電池盒門打開(kāi)信號(hào)；一個(gè)聲響指示電路(11)，用于在電池欠壓或需重新購(gòu)買煤氣量時(shí)，發(fā)出聲響提示，該電路由單片計(jì)算機(jī)電路的一個(gè)輸出端口控制；一個(gè)煤氣電磁閥(12)，用于煤氣供氣控制，該閥在前述煤氣電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的控制下開(kāi)閉；一個(gè)電源電路(14)，用于向前述各電路提供直流電源，交流電停電時(shí)，由備用電池供電；所述預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)表其特征在于1、煤氣預(yù)購(gòu)卡(A)由低成本的串行E2PROM集成電路組成的存儲(chǔ)電路(1)，靜電防護(hù)電路(2)，帶有引腳的印刷電路板、外殼構(gòu)成，靜電防護(hù)電路R1、R2、R3聯(lián)接在IC0的輸入引腳；2、單片計(jì)算機(jī)電路(5)，由CMOS低功耗單片計(jì)算機(jī)IC1通過(guò)IC1的地址線，控制信號(hào)線、數(shù)據(jù)線與地址鎖存器IC2，程序存儲(chǔ)器IC3相連；3、煤氣預(yù)購(gòu)卡接口電路(3)，由IC1的并行口P1的一個(gè)輸入端口提供讀寫控制信號(hào)，IC1的RXD提供讀寫數(shù)據(jù)，I/O線信號(hào)接在兩個(gè)三態(tài)門電路IC4的控制端，組成單路數(shù)據(jù)線I/O，變換雙路輸入輸出電路IC1的TXD，并行口P1的一個(gè)輸出端口分別提供卡所需clock時(shí)鐘信號(hào)和選通信號(hào)；4、煤氣計(jì)量傳感電路(6)，是在隔膜式煤氣計(jì)量裝置(13)的計(jì)數(shù)盤上嵌入一小塊磁鐵，在其旁邊安裝一個(gè)磁性傳感器，將隔膜式煤氣計(jì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將煤氣計(jì)量電信號(hào)連接到單片機(jī)電路的一個(gè)輸入端口上，進(jìn)行煤氣計(jì)量計(jì)費(fèi)；5、煤氣電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(9)，由NPN晶體管T1、T2、T5、T6PNP晶體管T3、T4，電阻R21～R24，集成電路IC6-5、IC6-6組成橋式雙向電流驅(qū)動(dòng)電路，煤氣電磁閥線圈L2始端與T1T3集電極相連，L2末端與T2T4集電極相連，其輸入信號(hào)由單片計(jì)算機(jī)IC1并行接口P1的兩個(gè)輸出端口控制，并能控制電流沿C→L2→b方向流動(dòng)，使煤氣電磁閥打開(kāi)，電流沿b→L2→c方向流動(dòng)，使煤氣電磁閥關(guān)閉；6、電池電壓不足檢測(cè)電路(8)，由電壓比較器，基準(zhǔn)電壓電路、采樣電路構(gòu)成，其輸出接在單片機(jī)電路的一個(gè)輸入端口上，向單片機(jī)電路提供電池電壓不足信號(hào)；7、電池盒門開(kāi)閉檢測(cè)電路(10)，檢測(cè)開(kāi)關(guān)K3安裝在電池盒門框上，電池盒門打開(kāi)時(shí)，向單片機(jī)IC1的一個(gè)輸入端口提供電池盒門打開(kāi)信號(hào)，8、煤氣電磁閥(12)，線圈安裝在罩形磁路內(nèi)，磁性閥芯由磁性材料構(gòu)成，安裝在線圈空腔內(nèi)，閥的開(kāi)閉由流入線圈電流的方向確定，斷電時(shí)閥的開(kāi)閉狀態(tài)由磁性閥芯的磁力和彈簧彈力保持。
專利摘要預(yù)購(gòu)煤氣自動(dòng)計(jì)費(fèi)表，由煤氣預(yù)購(gòu)卡、自動(dòng)計(jì)費(fèi)表構(gòu)成。煤氣預(yù)購(gòu)卡由低成本串行存儲(chǔ)電路、靜電防護(hù)電路構(gòu)成，自動(dòng)計(jì)費(fèi)表由單片計(jì)算機(jī)電路、煤氣計(jì)量傳感電路、隔膜式煤氣計(jì)量裝置構(gòu)成。
使用時(shí)，用戶到煤氣供氣部門購(gòu)買一定的氣量，寫入煤氣預(yù)購(gòu)卡上，將卡插入自動(dòng)計(jì)費(fèi)表的插座上，即可用氣，當(dāng)預(yù)購(gòu)氣量快用完時(shí)會(huì)給用戶提示，當(dāng)預(yù)購(gòu)氣量用完時(shí)自動(dòng)切斷氣源，可以防止竊氣。
本實(shí)用新型使用方便、可靠、工藝簡(jiǎn)單、成本低、便于普及、推廣。
文檔編號(hào)G07F15/08GK2162678SQ93204480
公開(kāi)日1994年4月20日 申請(qǐng)日期1993年3月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月3日
發(fā)明者鄭孚 申請(qǐng)人:鄭孚