安全切断型ic卡智能燃气表的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种安全切断型IC卡智能燃气表，属一种燃气表，包括基表体，基表体上有燃气进口与燃气出口，燃气进口上安装切断阀，燃气表还包括信号采集处理电路与安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，信号采集处理电路接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，切断阀通过切断阀控制电路接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器；通过信号采集处理电路实时采集流经基表体的燃气量，及时将其传输至安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，在检测到基表体输出出现小流量泄漏、异常大流量等异常状态时，能够及时关闭基表体上的切断阀，并进行报警，避免燃气泄漏过量造成燃烧或者爆炸现象，保护人们生命和财产安全。
【专利说明】安全切断型IC卡智能燃气表
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃气表，更具体的说，本发明主要涉及一种安全切断型IC卡智能燃气表。
【背景技术】
[0002]目前,各燃气公司大多都使用IC卡膜式燃气表和IC卡智能燃气表及其售气管理系统进行业务管理，IC卡膜式燃气表以IC卡作为媒体，实现预付费及相关管理的基本功能，IC卡智能燃气表在IC卡膜式燃气表的基础上作了功能提升，保证了计量准确性与阀控可靠性，然而所使用的IC卡智能燃气表对燃气使用过程中出现的有关燃气使用安全的异常状态却没有有效、可靠的技术手段进行安全性管理，燃气在使用过程中出现异常状态时，可能产生泄漏、着火、爆炸等情况，不利于燃气公司的安全管理，同时也给人们的生命及财产安全带来极大的隐患。在燃气发生小流量泄漏时，现有的IC卡智能燃气表没有相关的检测手段来判断这种漏气现象，没有有效的预设机制进行阀门的安全关闭及采取图像和声音报警，燃气的泄漏无法得到有效处理。IC卡智能燃气表本身设置有最大流量值，但是，现有的IC卡智能燃气表没有异常大流量管道安全切断管理及相关的报警机制，当出现向灶具的输气管道断裂或者脱落时，燃气的异常大流量泄漏无法得到及时关断，燃气散布到用户的厨房空间中，产生燃气与空气的混合物，很快会到达燃气爆炸的浓度时，存在发生爆炸及火灾的重大危险。
[0003]在人们的日常生活中，往往存在无人的情况下，灶具持续对烹调用具进行加热，在到达一定时间段长度时，灶具上的烹调用具着火燃烧，现有的IC卡智能燃气表不具备安全切断功能，不能对正常使用燃气的时间段的长度进行限制，这种情况下，可能引发火灾，产生重大的安全事故。因此有必要针对上述问题，对现有IC卡智能燃气表做进一步的改进，在实现正常计量、预付费及相关管理的同时，实现异常状态的信息的有效采集，并能及时的对输出燃气进行切断并实现报警功能，杜绝火灾及爆炸等危险事故的产生，利于燃气公司的相关管理与安全控制，利于用户更加安全的使用燃气。
【发明内容】
[0004]本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种安全切断型IC卡智能燃气表，以期望解决现有技术中燃气使用出现异常状态时，燃气表不能准确采集异常状态信息，不能对燃气供给实施安全切断等技术问题。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]本发明所提供的一种安全切断型IC卡智能燃气表，包括基表体与IC卡信息交换模块，所述基表体上设有燃气进口与燃气出口，所述燃气进口上安装有切断阀，其特征在于:所述燃气表还包括信号采集处理电路与安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路与IC卡信息交换模块均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路的采集端接入基表体的机械计数装置，所述切断阀通过切断阀控制电路接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器；
[0007]用于由所述信号采集处理电路采集基表体内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号，输入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器；
[0008]所述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器的内部至少预设有与基表体对应的小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，用于与来自于信号采集处理电路的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，根据对比结果判断是否通过切断阀控制电路关闭切断阀。
[0009]作为优选，进一步的技术方案是:所述小流量泄漏的异常状态为流经基表体的燃气流量大于机械计数装置的始动流量，并小于燃气用具点火流量的一半，且持续时间超过了预设值。
[0010]所述异常大流量的异常状态为在预设的单位时间内，流经基表体的燃气流量超过了最大流量预设值的预设倍数。
[0011]所述使用时间过长的异常状态为流经基表体的燃气流量在燃气正常使用流量的范围内，但持续时间超过了预设值；所述燃气正常使用流量为流经基表体的燃气流量大于基表体的最小流量、大于或等于燃气用具的点火流量、小于异常大流量，且持续时间未超过预设值；所述基表体的最小流量为流经基表体且能够使机械计数装置准确计数的最小流量值。
[0012]所述燃气表中还包括传感器检测模块，所述传感器检测模块通过通信接口接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过切断阀控制电路关闭切断阀；所述外部传感器包括地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器、复合型报警器当中的任意一种或多种。
[0013]更进一步的技术方案是:所述燃气表中还包括欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路，所述欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于在燃气表使用过程中出现欠压、断电及磁干扰时，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制对应的电路完成关阀、报警及状态恢复的操作。
[0014]更进一步的技术方案是:所述燃气表中还包括液晶屏与蜂鸣器，所述液晶屏与蜂鸣器也接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，且至少用于辅助安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器完成报警的操作。
[0015]更进一步的技术方案是:所述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器还通过扣数电路与计数干簧管连接，所述的计数干簧管至少为两个，且呈平直定位安装在配套的定位槽中，用于由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制扣数信号，通过计数干簧管对来自于IC卡信息交换模块的燃气充值量进行扣除；所述计数干簧管通过机械计数与电子计数相结合的方式计数，其中电子计数为通过安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制液晶显示电路向连接的液晶显示屏传送数据信号；
[0016]所述的安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器中设有两次扣数时间间隔的最大值与最小值。[0017]再进一步的技术方案是:所述切断阀包括外壳体，所述外壳体的内部还安装有内壳体，所述内壳体中安装有电动机，齿轮减速箱、齿轮减速箱顶盖及阀杆，所述阀杆的其中一端上设有密封帽，另一端上设置有连接孔，所述齿轮减速箱中安装有输入齿轮、输出齿轮与主动齿轮，所述电动机的输出轴与输入齿轮动力连接，输入齿轮通过多级传动齿轮与输出齿轮动力连接，用于通过多个传动齿轮将输入齿轮的动力增大后传输至输出齿轮，所述输出齿轮还通过传动轴与主动齿轮动力连接，所述齿轮减速箱顶盖上安装有棘齿双连齿轮与不完整齿轮，所述棘齿双连齿轮分别与主动齿轮、不完整齿轮相啮合，所述不完整齿轮上设有偏心柱，所述偏心柱插入阀杆端部的连接孔；所述齿轮减速箱顶盖上还安装有锁块，所述锁块与棘齿双连齿轮相卡合，用于限制棘齿双连齿轮逆向转动；所述锁块与不完整齿轮上还均安装有复位装置。
[0018]还进一步的技术方案是:所述电动机密封安装在内壳体的内部，且齿轮减速箱与齿轮减速箱顶盖，通过密封圈静密封安装；所述传动轴与主动齿轮密封连接；所述电动机在内壳体的内部通过密封圈静密封安装；所述电动机的输出轴伸入齿轮减速箱，且电动机的输出轴与齿轮减速箱之间设有密封圈，并进行动密封安装；所述传动轴通过密封圈增力密封安装在齿轮减速箱顶盖上，并与主动齿轮动力连接；所述棘齿双连齿轮由在齿轮上方固定安装棘齿轮构成，所述锁块与棘齿轮相卡合，齿轮分别与不完整齿轮和主动齿轮相啮合；所述棘齿轮上的棘齿朝逆时针方向倾斜，用于在与锁块相卡合后，仅可朝顺时针的方向转动；所述锁块与不完整齿轮上安装的复位装置是扭力弹簧，用于使锁块保持与棘齿双连齿轮相卡合的状态，使不完整齿轮在非啮合的状态下自动复位。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:通过信号采集处理电路实时采集流经基表体的燃气量，并及时将其传输至安全切断型IC卡智能燃气表表终端微电脑控制器，在检测到基表体输出出现小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长等异常状态时，能够及时关闭基表体上的切断阀，并可通过液晶屏、蜂鸣器进行报警，避免燃气泄漏过量，造成燃烧或者爆炸现象，保护人们生命和财产安全；同时，安全切断型IC卡智能燃气表表终端微电脑控制器配合由外部接入的各类传感器，使得燃气表使用环境的实时情况也可成为安全切断型IC卡智能燃气表表终端微电脑控制器关阀操作的触发条件之一；并且本发明所提供的一种安全切断型IC卡智能燃气表结构简单，适于工业化生产，易于推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为用于说明本发明一个实施例的燃气状态采集处理框图；
[0021]图2为用于说明本发明另一个实施例的结构示意框图；
[0022]图3为用于说明本发明再一个实施例中切断阀的整体结构示意图；
[0023]图4为用于说明本发明再一个实施例中齿轮减速箱第一拆分面结构示意图；
[0024]图5为用于说明本发明再一个实施例中齿轮减速箱第二拆分面结构示意图；
[0025]图6为用于说明本发明再一实施例中主动齿轮与传动轴减速箱增力动密封的结构示意图；
[0026]图7为用于说明本发明另一个实施例中的安全切断型IC卡智能燃气表管理系统组成框图。【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0028]参考图1所示，本发明的一个实施例是一种安全切断型IC卡智能燃气表，包括基表体与IC卡信息交换模块，所述基表体上设有燃气进口与燃气出口，所述燃气进口上安装有切断阀，所述燃气表还包括信号采集处理电路与安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路与IC卡信息交换模块均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路的采集端接入基表体的机械计数装置，所述切断阀通过切断阀控制电路接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器；
[0029]上述燃气表结构的作用是:由信号采集处理电路采集基表体内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号输入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器；
[0030]而在上述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器的内部至少预设有与基表体对应的小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，也可称之为图1中所示的燃气异常状态监测机制；其作用是与来自于信号采集处理电路的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，判断是否出现燃气异常使用状态，进一步判断出时属于哪一种异常状态，并根据对比结果决定是否通过切断阀控制电路关闭切断阀。
[0031]在本实施例中，利用信号采集处理电路实时采集流经基表体的燃气量，并及时将其传输至安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，在检测到基表体输出出现小流量泄漏、异常大流量及使用时间过长等异常状态时，能够及时关闭基表体上的切断阀，还可选择通过液晶屏、蜂鸣器进行报警，避免燃气泄漏过量，造成燃烧或者爆炸现象，保护人们生命和财产的安全。
[0032]由上述实施例可知，本发明中的燃气表是以容积式机械计量技术为基础(即上述所称的基表体)，通过信号采集处理技术、安全切断阀技术及IC卡数据交换技术、微电脑控制器通过干簧管扣数计费技术的有机结合，实现阀控、异常状态报警等安全切断功能的燃气表。
[0033]正如上述实施例中所提到的，信号采集处理电路实时采集流经基表体中的燃气量，其目的为判断基表体的燃气输出是否存在异常的情况，对于该异常情况，发明人针对现有IC卡智能燃气表使用的异常情况汇总，结合用户的使用习惯进行了分析，大致总结了基表体最常出现的三种异常情况，即上述的燃气小流量泄漏、燃气异常大流量与燃气使用时间过长，而在本发明中，对于前述三种情况的定义如下:
[0034]小流量泄漏的异常状态是指流经基表体的燃气流量大于基表体的始动流量，并小于燃气用具点火流量的一半，且持续时间超过了预设值。其中始动流量是指流经基表体的燃气流量能使基表体进行计数的流量下限值；燃气用具的点火流量是指能够维持燃气灶具(一般指用于家用的燃气灶具)燃烧的流量下限值。
[0035]异常大流量的异常状态是指在即定的单位时间内，流经基表体的燃气流量超过了最大流量预设值的预设倍数，这里的预设倍数，一般指燃气表生产厂家设定的表端最大流量的制定倍数；其中最大流量是指燃气表能实现准确计数的规定流量上限，该值由燃气表厂商按照相关技术标准设定。
[0036]使用时间过长的异常状态是指流经基表体的燃气流量在燃气正常使用流量的阈值范围内，但持续时间超过了预设值；所述燃气正常使用流量为流经基表体的燃气流量大于基表体的最小流量、大于或等于燃气用具的点火流量、小于异常大流量、且持续时间未超过预设值；所述基表体的最小流量为流经基表体且能够使基表体准确计数的最小流量值。
[0037]参考图2所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，出于安全性方面的考虑，发明人还发现即便基表体中流经的燃气未出现上述的异常情况，但如燃气表安装的外部环境不适宜使用燃气的话，仍然易出现安全事故，因此为使燃气表在保证基表体在非异常状态下使用的情况下，可将外部环境中的部分参数也作为触发安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器进行关断切断阀的条件；具体为在燃气表中增设传感器检测模块，并将传感器检测模块通过通信接口接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过切断阀控制电路关闭切断阀；而前述的外部传感器可根据燃气表的使用场所与地区进行选择，确定使用一种或多种；例如地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器，又或是复合型报警器等等。
[0038]上述的传感器检测模块是指连接外部传感器的检测装置，用于将外部传感器传递过来的信号转换成开关量输出信号，并可将开关量输出信号传递到安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器。
[0039]更进一步的，发明人还参考现有技术，对于具有终端微电脑控制器的燃气表在使用时可能出现的其他问题采用如下的技术手段予以解决:在燃气表中增设欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路，所述欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于在燃气表使用过程中出现欠压、断电及磁干扰时，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制对应的电路完成关阀、报警及状态恢复的操作。
[0040]另外，在上述异常情况触发安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，使其执行关闭切断阀的操作后，为及时提醒用户知晓，还可在燃气表上设计报警的功能；因此在本实施例中再在燃气表中增设液晶屏与蜂鸣器，并将液晶屏与蜂鸣器也接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，且至少用于辅助安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器完成报警的操作，即当燃气表出现上述任意一种异常状态时，在进行关阀的同时，还通过蜂鸣器与液晶屏进行声光报警。
[0041]同时发明人还参考现有IC卡智能燃气表预付费扣数计费的实现方式，将上述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器通过扣数电路与计数干簧管连接，并将计数干簧管设置为至少两个，且呈平直定位安装在配套的定位槽中，最好再在定位槽中安装电路板，用于由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制扣数信号，通过计数干簧管对来自于IC卡信息交换模块的燃气充值量进行扣除；所述计数干簧管通过机械计数与电子计数相结合的方式计数，其中电子计数为通过安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制液晶显示电路向连接的液晶显示屏传送数据信号；再在安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器中设置两次扣数时间间隔的最大值与最小值。
[0042]而为便于使用，减少燃气表在实际使用中可能存在的长待机计量失真的情形，在上述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器中还设置有最大待机时间值，通过IC卡智能燃气表终端微电脑控制器初始化来克服前述失真的问题；同时IC卡智能燃气表终端微电脑控制器中还设置有时钟可控制器，IC卡智能燃气表终端微电脑控制器还可借助于时钟可控制器计时控制电阀控制电路向机电阀发送控制信号。
[0043]上述与IC卡信息交换模块进行信息交互的是可以是存储器卡、逻辑加密卡与CPU卡当中的任意一种。
[0044]进一步的，发明人经过试验还发现，除上述列举的异常情形外，切断阀本身所存在的安全隐患也将严重影响燃气表使用的安全性，例如为切断阀提供动力的电源电流过大，易产生电火花；如燃气发生泄漏，安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器检测到该异常状态进行关阀时，控制切断阀关闭，在切断阀关闭的过程中，一旦因电流过大而产生电火花则容易点燃燃气甚至发生爆炸；另一方面，切断阀在关闭后的密封性高低也将决定燃气表关阀后是否能处于完全安全的状态；
[0045]参考图3、图4及图5所示，基于上述实际情况，发明人还对上述实施例中的切断阀结构做了进一步的改进，该切断阀用于在接收到IC卡智能燃气表终端微电脑控制器的指令时进行安全开关阀。
[0046]而切断阀的具体结构为本发明用于解决技术问题更加优选的另一个实施例，其中包括外壳体，并且在外壳体的内部安装有内壳体4，在内壳体4中安装有作为切断阀的动力部件的电动机1，以及齿轮减速箱2、齿轮减速箱顶盖7及阀杆3，其中阀杆3的其中一端上设有密封帽31，另一端上设置有连接孔32。前述的齿轮减速箱2中需要安装输入齿轮21、输出齿轮22与主动齿轮23，将电动机I的输出轴与输入齿轮21动力连接，输入齿轮21通过多级传动齿轮24与输出齿轮22动力连接，用于通过多级传动齿轮24将输入齿轮21的动力增大后传输至输出齿轮22，输出齿轮22还通过传动轴25与主动齿轮23动力连接；
[0047]在此基础之上，前述的齿轮减速箱顶盖7上需安装棘齿双连齿轮26与不完整齿轮27，所述棘齿双连齿轮26分别与主动齿轮23、不完整齿轮27相啮合，所述不完整齿轮27上设有偏心柱271，所述偏心柱271插入阀杆3端部的连接孔32，所述齿轮减速箱顶盖7上还安装有锁块28，所述锁块28与棘齿双连齿轮26相卡合，用于限制棘齿双连齿轮26逆向转动；所述锁块28与不完整齿轮27上还均安装有复位装置29。
[0048]在本实施例中，电动机I带动输入齿轮21转动，输入齿轮21通过与其啮合的多级传动齿轮24将电动机I输出轴的扭矩放大，进而传递至输出齿轮22，输出齿轮将扭矩通过传动轴25传递至主动齿轮23，由于主动齿轮23带动棘齿双连齿轮26转动，进而由棘齿双连齿轮26带动不完整齿轮27转动，当不完整齿轮27转动时，偏心柱271则可带动阀杆3前后移动，为保证偏心柱271环向运动施加给阀杆3的力使其发生直线位移，可将阀杆3端部的连接孔32设置为条形孔，使偏心柱271可在条形孔中移动，与棘齿双连齿轮26相卡合的锁块28可在不完整齿轮27旋转到无齿的部分时，防止其在复位装置的作用下反向转动，进而与不完整齿轮27形成卡合，使阀杆3保持当前的状态。
[0049]通过齿轮逐级传动的方式，将电动机I输出轴的扭矩放大，从而降低开关阀时所需的使动力，进而降低开关阀所需电流。在实际应用中，可将电动机I的输出动力可控制在一个较小的范围内，使驱动电动机I运行的电源电流及电压也可得到降低，实现小电流切断，防止电流过大产生电火花，带来上述的安全隐患，进一步提高了燃气表的安全性与可靠性。[0050]在本发明的另一实施例中，为防止天然气对切断阀内部的线路造成腐蚀，最好将上述电动机I密封安装在内壳体4的内部，且在齿轮减速箱2上增设顶盖，且顶盖与齿轮减速箱2密封安装；所述传动轴25与主动齿轮23密封连接。更进一步的，参考图6所示，发明人认为防止燃气对电动机内部造成腐蚀更加优选的技术方案为在前述手段的基础上，将电动机I在内壳体4的内部通过密封圈5静密封安装；将电动机I的输出轴伸入齿轮减速箱2，且电动机I的输出轴与齿轮减速箱2之间设有密封圈；所述传动轴25通过密封圈5增力密封安装在齿轮减速箱2的顶盖上，并与主动齿轮23动力连接。
[0051]正如上述所提到的，棘齿双连齿轮26正是利用了棘齿轮结构的原理，使其锁块28相配合，并将棘齿轮上的棘齿设置为朝逆时针方向倾斜，实现其与锁块之间“顺时针旋转通过，逆时针旋转卡合的”目的，然而与棘齿轮固定为一体的齿轮则受到棘齿轮的约束，当其分别与不完整齿轮27和主动齿轮23相啮合时，即与不完整齿轮27形成正向传动，反向卡合，进而防止不完整齿轮27反向转动。
[0052]参考图5所示，在发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，为使上述的锁块28与不完整齿轮27在电动机I停止运行后可顺利复位，可采用扭力弹簧作为锁块28与不完整齿轮27上安装的复位装置29，用于使锁块28保持与棘齿双连齿轮26相卡合的状态，使不完整齿轮27在非啮合的状态下自动复位。
[0053]参考图4及图5所示，本发明上述实施例中的双向无堵转齿轮传动燃气表专用切断阀的开阀过程为:当电动机I的输出轴逆时针转动并通过输入齿轮21、传动齿轮24及输出齿轮22将扭矩传递至主动齿轮23，主动齿轮23通过棘齿双连齿轮26上的齿轮带动不完整齿轮27逆时针旋转，不完整齿轮27上的偏心柱带动阀杆3缩回，此时阀杆3起始端的密封帽31离开切断阀上的进气口 6，即切断阀打开；当不完整齿轮27逆时针旋转到无齿的位置时即实现不完整齿轮27从棘齿双连齿轮26上卸载，此时虽然主动齿轮23还在带动棘齿双连齿轮26朝顺时针方向转动，但棘齿双连齿轮26的齿轮上的齿未与不完整齿轮27上的齿相啮合，即在电动机I的输出轴持续逆时针转动时，不完整齿轮27始终保持在该状态，即阀杆3起始端的密封帽31始终远离进气口 6，即切断阀阀呈开启状态。当电动机I停止转动时，不完整齿轮27上安装的扭力弹簧带动其顺时针转动与棘齿双连齿轮26的齿轮相啮合，而棘齿双连齿轮26上固定的逆时针方向的棘齿轮在锁块28的作用下锁紧，使得不完整齿轮27上安装的复位扭力弹簧不能继续使不完整齿轮27转动，即锁块28锁住棘齿轮进而锁住棘齿双连齿轮26，棘齿双连齿轮26锁住不完整齿轮27，使阀杆3不能伸出，进而使阀门保持开启状态。
[0054]同样，根据图4及图5所示，本发明上述实施例的双向无堵转齿轮传动燃气表专用切断阀的关阀过程为:当电动机I顺时针转动并通过输入齿轮21、传动齿轮24及输出齿轮22将扭矩传递至主动齿轮23，主动齿轮23也顺时针旋转，此时由于棘齿双连齿轮26被锁块28锁住，在主动齿轮23顺时针旋转力的作用下，棘齿双连齿轮26通过下方安装的衬板随主动齿轮23轴旋转并脱离与不完整齿轮27的啮合实现解锁，不完整齿轮27在扭簧力的作用下顺时针转动，其上方的偏心柱随不完整齿轮27转动而推动阀杆3关闭阀门；而在前述过程中锁块28也通过衬板随棘齿轮双连齿轮绕主动齿轮23轴旋转，当锁块28碰到齿轮减速箱2的内侧面时，脱开棘齿双连齿轮26的棘齿轮实现卸载，使关阀无堵转，电动机I的输出轴停止转动后，在扭簧力的作用下使锁块28复位，在电动机I的下次启动逆时针转动前，机电阀始终保持关闭状态。
[0055]上述结构的切断阀在泄漏量上保证安全性包括内泄漏量和外泄漏量的有效控制，而内泄漏量控制通过上述切断阀的两个静密封和一个动密封实现极小泄漏，保证切断阀体内的气体泄漏到电动机腔体里的泄漏量符合安全性要求。
[0056]本发明旨在实现IC卡智能燃气表异常状态的报警功能，并及时的对输出燃气进行安全切断，杜绝火灾及爆炸等危险事故的产生，同时具备欠压提示、断电数据恢复、防磁干扰等功能，利于用户更加安全的使用燃气表，燃气公司更好的开展安全管理工作，减少危险事故的发生。
[0057]参考图7所示，通过上述的IC卡信息交换模块，主站售气管理系统完成与安全切断型智能燃气表之间的数据交换。该售气管理系统中至少包括以下模块:
[0058]业务管理模块:用于实现开户，发卡，缴费，退费，换表，过户，销户拆表以及黑名单管理的功能；
[0059]IC卡管理模块:用于实现工具卡制作，补卡，IC卡修复的功能；
[0060]系统设置模块:用于实现设置管理员，菜单设置，密码设置，发票格式设置，串口设置的功能。
[0061]基础数据模块:用于实现站点设置，区域设置，表类型设置，缴费类型设置，生产厂家设置的功能；
[0062]再结合图2所示，在安全切断型IC卡智能燃气表组成的系统中，燃气公司通过IC卡作为媒体，实现预付费及相关管理。IC卡具有存储数据功能，可以在售气管理系统端获取数据后，使数据具有离线特性，通过IC卡信息交换模块将数据传送到安全切断型IC卡智能燃气表中，从而实现数据交换。燃气公司通过该方式实现所有安全切断型IC卡智能燃气表
的统一管理。
[0063]上述技术方案中包含了本实施例中所有的输入异常状态时，安全切断型IC卡智能燃气表从获取异常状态信号到处理异常状态的全部过程，安全切断型IC卡智能燃气表在检测到发生异常状态信号时，及时的对切断阀实施关闭，同时通过液晶屏进行显示，并通过蜂鸣器报警，在所有异常状态消除时，可通过异常状态恢复电路恢复到正常状态。
[0064]安全切断型IC卡智能燃气表通过上述对异常状态的处理方式避免了多种因素造成的燃气用气安全问题，能在最大程度上减少燃气引起的火灾、爆炸等重大安全事故的发生，通过安全切断型IC卡智能燃气表，利于燃气公司燃气安全管理工作，用户能更加安全的使用燃气表，保障人们财产及生命安全。
[0065]在本发明中，通过使用安全切断型IC卡智能燃气表，能够在检测到有燃气未充分燃烧，产生有毒气体达到一定的浓度时，切断燃气供应，并通过液晶屏显示及声音报警，用户可采取相应的措施，避免出现呼吸管道不适、中毒现象。
[0066]通过使用安全切断型IC卡智能燃气表，能够在外部供气压力过低时，切断燃气供给，防止因供气压力过低造成燃气设备断火及漏气现象，使用户更加安全规范的使用燃气设备。
[0067]通过使用安全切断型IC卡智能燃气表，能够使用外接的地震震感器在地震发生时，及时的切断供气，避免因管道破裂或者脱落带来的燃气泄漏事故。
[0068]通过使用安全切断型IC卡智能燃气表，在出现电池欠压状态时，提示用户更换电池，保证燃气表各项功能的正常使用，在出现磁干扰状态时，能实时的通过切断阀关闭燃气输出，防磁恶意的磁干扰造成燃气表计量的不准确，在断电状态时，能够及时的保存相关操作记录和数据，防止数据的丢失。
[0069]安全切断型IC卡智能燃气表能够在发生切断阀关闭，液晶屏显示报警信息、蜂鸣器发出报警信号时，能够通过中断电池供电，重新上电后，燃气表在相关的异常状态解除后，进行自检，恢复在正常使用的状态。
[0070]安全切断型IC卡智能燃气表除了具备常规IC卡智能燃气表的精确计量、可靠阀控、预付费及通过IC卡信息交换模块进行相关管理外，还具备了燃气使用异常状态的监测报警功能，并能及时的对输出燃气进行安全、可靠的切断，杜绝火灾及爆炸等危险事故的产生，利于燃气公司的相关管理与安全控制，利于用户更加安全的使用燃气。
[0071]除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0072]尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1.一种安全切断型IC卡智能燃气表，包括基表体与IC卡信息交换模块，所述基表体上设有燃气进口与燃气出口，所述燃气进口上安装有切断阀，其特征在于:所述燃气表还包括信号采集处理电路与安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路与IC卡信息交换模块均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，所述信号采集处理电路的采集端接入基表体的机械计数装置，所述切断阀通过切断阀控制电路接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器； 用于由所述信号采集处理电路采集基表体内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号，输入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器； 所述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器的内部至少预设有与基表体对应的小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，用于与来自于信号采集处理电路的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，根据对比结果判断是否通过切断阀控制电路关闭切断阀。
2.根据权利要求1所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述小流量泄漏的异常状态为流经基表体的燃气流量大于机械计数装置的始动流量，并小于燃气用具点火流量的一半，且持续时间超过了预设值。
3.根据权利要求1所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述异常大流量的异常状态为在预设的单位时间内，流经基表体的燃气流量超过了最大流量预设值的预设倍数。
4.根据权利要求2或3所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述使用时间过长的异常状态为流经基表体的燃气流量在燃气正常使用流量的范围内，但持续时间超过了预设值；所述燃气正常使用流量为流经基表体的燃气流量大于基表体的最小流量、大于或等于燃气用具的点火流量、小于异常大流量，且持续时间未超过预设值；所述基表体的最小流量为流经基表体且能够使机械计数装置准确计数的最小流量值。
5.根据权利要求1所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述燃气表中还包括传感器检测模块，所述传感器检测模块通过通信接口接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过切断阀控制电路关闭切断阀；所述外部传感器包括地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器、复合型报警器当中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1或5所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述燃气表中还包括欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路，所述欠压保护电路、断电保护电路、防磁干扰电路与状态恢复电路均分别接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，用于在燃气表使用过程中出现欠压、断电及磁干扰时，由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制对应的电路完成关阀、报警及状态恢复的操作。
7.根据权利要求6所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述燃气表中还包括液晶屏与蜂鸣器，所述液晶屏与蜂鸣器也接入安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器，且至少用于辅助安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器完成报警的操作。
8.根据权利要求1或7述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器还通过扣数电路与计数干簧管连接，所述的计数干簧管至少为两个，且呈平直定位安装在配套的定位槽中，用于由安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制扣数信号，通过计数干簧管对来自于IC卡信息交换模块的燃气充值量进行扣除；所述计数干簧管通过机械计数与电子计数相结合的方式计数，其中电子计数为通过安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器控制液晶显示电路向连接的液晶显示屏传送数据信号； 所述的安全切断型IC卡智能燃气表终端微电脑控制器中设有两次扣数时间间隔的最大值与最小值。
9.根据权利要求1所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述切断阀包括外壳体，所述外壳体的内部还安装有内壳体(4 ),所述内壳体(4 )中安装有电动机(I)，齿轮减速箱(2)、齿轮减速箱顶盖(7)及阀杆(3)，所述阀杆(3)的其中一端上设有密封帽(31)，另一端上设置有连接孔(32)，所述齿轮减速箱(2)中安装有输入齿轮(21)、输出齿轮(22)与主动齿轮(23)，所述电动机(I)的输出轴与输入齿轮(21)动力连接，输入齿轮(21)通过多级传动齿轮(24)与输出齿轮(22)动力连接，用于通过多个传动齿轮(24)将输入齿轮(21)的动力增大后传输至输出齿轮(22 )，所述输出齿轮(22 )还通过传动轴(25 )与主动齿轮(23)动力连接，所述齿轮减速箱顶盖(7)上安装有棘齿双连齿轮(26)与不完整齿轮(27),所述棘齿双连齿轮(26)分别与主动齿轮(23)、不完整齿轮(27)相啮合，所述不完整齿轮(27 )上设有偏心柱(271)，所述偏心柱(271)插入阀杆(3 )端部的连接孔(32 );所述齿轮减速箱顶盖(7 )上还安装有锁块(28 )，所述锁块(28 )与棘齿双连齿轮(26 )相卡合，用于限制棘齿双连齿轮(26)逆向转动；所述锁块(28)与不完整齿轮(27)上还均安装有复位装置(29)。`
10.根据权利要求8所述的安全切断型IC卡智能燃气表，其特征在于:所述电动机(I)密封安装在内壳体(4)的内部，且齿轮减速箱(2)与齿轮减速箱顶盖(7)，通过密封圈静密封安装；所述传动轴(25)与主动齿轮(23)密封连接； 所述电动机(I)在内壳体(4)的内部通过密封圈静密封安装； 所述电动机(I)的输出轴伸入齿轮减速箱(2)，且电动机(I)的输出轴与齿轮减速箱(2)之间设有密封圈，并进行动密封安装；所述传动轴(25)通过密封圈(5)增力密封安装在齿轮减速箱顶盖(7)上，并与主动齿轮(23)动力连接； 所述棘齿双连齿轮(26)由在齿轮上方固定安装棘齿轮构成，所述锁块(28)与棘齿轮相卡合，齿轮分别与不完整齿轮(27)和主动齿轮(23)相啮合； 所述棘齿轮上的棘齿朝逆时针方向倾斜，用于在与锁块(28)相卡合后，仅可朝顺时针的方向转动； 所述锁块(28)与不完整齿轮(27)上安装的复位装置(29)是扭力弹簧，用于使锁块(28)保持与棘齿双连齿轮(26)相卡合的状态，使不完整齿轮(27)在非啮合的状态下自动复位。
【文档编号】G07F15/06GK103745535SQ201410033790
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】邵泽华, 权亚强, 向海堂, 吴岳飞 申请人:成都秦川科技发展有限公司