安全切断型ic卡智能质量流量燃气表及其管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种燃气计量装置，更具体的说，本发明主要涉及一种安全切断型IC 卡智能质量流量燃气表及其管理系统。
【背景技术】
[0002] 随着天然气等清洁、高效能源的飞速发展，越来越多的城镇居民使用天然气，而燃 气计量器具是天然气用量计量结算的必备设备。目前，国内燃气计量基表主要为机械式燃 气表，采用容积式计量原理，通过柔性膜片计量室方式来测量气体的体积流量。柔性膜片易 受天然气中水分、灰尘等的影响，基于机械推动原理的机械式燃气表，在长期使用过程中不 可避免会出现机械老化现象，进而使得计量精度也随之变差，可靠性不高、寿命有限。另外， 机械装置的推动也会造成压力损失，进而造成计量收费上的损失。
[0003] 采用容积式计量原理的计量基表，其计量精度受温度和压力影响较大，若温度、压 力不做任何修正，将产生计量损失，越偏北方，计量损失越大，如在济南，压力和温度两项因 素可能产生5%的计量损失。在这种情况下，为保证计量准确性，必需外置温度体积修正 装置加以校正，而外置温度体积修正装置一方面影响整个计量器具的一体式结构，进而影 响计量基表计量的准确性，另一方面，加装的温度体积修正装置会增加成本。为了应对现 有机械式燃气表由于机械磨损引起的计量精度不高、可靠性不高、使用寿命有限等问题，市 场上开始试用基于超声波原理的燃气表和基于MEMS原理的燃气表，但这两类产品存在以 下问题：一是基于超声波原理的燃气表是利用顺流与逆流方向超声波信号在气体介质中的 传播时间差来计算气体介质的流速，进而计算瞬时流量、累计流量，但现有基于超声波原理 的燃气表适应性差，只能适应单一气源，而国内大部分用户使用的气源均是混合型气源，因 此并不适用。另外，基于超声波原理的燃气表对流速要求高，无法处理脉动流。二是基于 MEMS原理的燃气表是指采用MEMS流量芯片技术开发的燃气计量装置。MEMS是微机电系统 (Micro-Electro-MechanicalSystems)的缩写。MEMS对产品的影响不仅包括成本的降低、 而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小，因此，基于MEMS原理的燃气表 产品具有一定的优势。但由于现有的基于MEMS原理的燃气表还处于试验阶段，产品功能还 不完善，广品智能化程度不尚，广品安全性还有待提尚。
【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卡智能质量流量 燃气表及其管理系统，以期望解决现有技术中容积式计量原理的计量基表误差较大，加装 温度体积校正装置增加生产成本，超声波原理计量的基表不适用于混合气源，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] 本发明一方面提供了一种安全切断型IC卡智能质量流量燃气表，所述的燃气表 包括微电脑控制器、微机电计量单元、阀控电路、燃气使用状态采集处理单元和IC卡读写 电路，所述微机电计量单元依次通过信号采集单元、信号处理单元接入微电脑控制器，用于 由信号处理单元将数字质量信息传输至微电脑控制器；所述微电脑控制器通过阀控电路与 切断阀相连，用于控制切断阀的开启与关闭；所述微电脑控制器还与IC卡读写电路相连 接，用于由IC卡读写电路将IC卡的数据信息传输至微电脑控制器，微电脑控制器通过IC 卡与燃气智能管理系统进行数据传输；燃气智能管理系统通过读卡器将数据写入IC卡；
[0007] 所述燃气使用状态采集处理单元接入微电脑控制器，且所述燃气使用状态采集处 理单元的采集端还接入微机电计量单元，用于由燃气使用状态采集处理单元采集微机电计 量单元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微电脑控制 器；
[0008] 所述微电脑控制器的内部至少预设有与微机电计量单元对应的长期未使用泄漏、 异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，用于与来自于燃气使用状态采集处理单 元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阀控电路 关闭切断阀；
[0009] 所述信号处理单元中至少包括质量流量处理模块，所述质量流量处理模块分别接 入存储模块与微电脑控制器，用于由质量流量处理模炔基于存储模块中存储的质量流量计 算公式，将信号采集单元采集到的温度信号转换成数字质量信息；所述的存储模块还接入 微电脑控制器，用于由微电脑控制器对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压 比热容进行修正。
[0010] 作为优选，进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括温度传感器C，所述温度传 感器C接入微电脑控制器，用于由温度传感器C检测外界环境温度，并将当前温度值传输至 微电脑控制器。
[0011] 更进一步的技术方案是：所述质量流量处理模块还用于根据对环境温度以及每次 采样的参数的误差曲线对公式中的温度差进行校正；所述质量流量处理模块与信号采集单 元之间还设有模拟信号放大模块与A/D模数转换模块；所述微电脑控制器内置有修正对 照表，通过所述修正表对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修 正。
[0012] 更进一步的技术方案是：所述微电脑控制器还接入存储单元，所述存储单元中存 储有预置气量值，用于由微电脑控制器根据数字质量信息对存储单元中的预置气量值进行 扣除，当预置气量值为〇时，由微电脑控制器通过阀控电路关闭切断阀。
[0013] 更进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括欠压保护电路、断电保护电路、高电 压保护电路和流量过流保护电路，欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过 流保护电路分别与微电脑控制器相连，用于在安全切断型IC卡智能质量流量燃气表使用 过程中出现工作电源欠压、电源断电或更换电池、发生高电压、燃气流量持续超过指定流量 的状况时，由微电脑控制器通过阀控电路对切断阀完成关阀的操作。
[0014] 更进一步的技术方案是：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阀控电路关闭切断阀；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。
[0015] 更进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括电源检测电路，电源检测电路一端 与为燃气表各模块进行供电的供电电路相连，另一端与微电脑控制器相连，用于检测供电 电池电压和距离预计寿命的时间，并将电源寿命信息传输给微电脑控制器；所述的燃气表 还包括显示器和报警器，显示器和报警器连接至微电脑控制器上，所述显示器用于显示计 量信息、控制信息和管理信息，所述计量信息包括气体瞬时流量、累计气体流量等信息，控 制信息包括阀控信息等信息，管理信息包括阀门状态信息、充值信息等信息；所述报警器用 于完成燃气表表端的报警操作。
[0016] 更进一步的技术方案是：所述燃气表包括分别与电阻焊接头密封连接的进气管、 出气管以及显示器，所述显示器安装在燃气表外侧，进气管内安装有切断阀；所述燃气表的 内部还安装有与燃气表内部腔体相连通的分流器，所述分流器的内部还设有多个气流直线 管道，所述分流器的进气端还设有整流罩，所述分流器顶部的一个气流直线管道作为测量 流道，所述测量流道内安装有微机电计量单元；所述微机电计量单元包括温度传感器A、温 度传感器B与微加热器，所述温度传感器A