一种新型民用智能燃气表的制作方法

本发明属于燃气流量计量领域，尤其涉及一种新型民用智能燃气表。

背景技术：

燃气是家庭中不可或缺的能源形式之一，燃气表计费成为家用燃气费用结算的主要方式，随着“煤改气”工程的逐步推进和天然气用量逐年增长，燃气表的新增和更新需求在未来几年内持续旺盛。

燃气表的种类有很多，其中膜式机械燃气因其原理简单、价格低廉，一直是家用燃气表中的主导产品。然而膜式燃气表也有其固有的缺陷，例如体积大、无温度与压力补偿及微小流量不敏感，随着使用时间的推移将产生机械磨损、皮膜老化等因素而导致测量精度降低。

超声波燃气表采用时差法原理来测量燃气流速，通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速，其具有量程比大、压损小、体积小、无可动部件等优势，是近几年发展起来的新型燃气计量产品。国产超声波流量计与发达国家相比，精度和可靠性均存在一定差距，进口超声波流量计仍占有较多国内市场。

基于mems的热式燃气表采用热敏传感器检测流动的流体与热源之间热量交换来测量流体的质量流量，与超声波流量计有同样的优势。国内对热式燃气表的研发起步较晚，技术成熟度还不完善，并且天然气成分不固定，对质量流量的测量有一定影响，因此热式燃气表在全国的适用性还有待进一步研究。

燃气表的计费管理模式从人工抄表管理逐渐向物联网管理发展，主要体现在数据读取、数据采集、通信以及阀门控制技术的发展，相应的燃气表经历了机械计数、ic卡预付费、数据远传等阶段。城市智慧燃气建设对燃气表提出了更高的要求，主要体现为：1.精确的流量参数测量，包括燃气体积流量、温度、压力等参数的精确测量；2.物联网智能化管理，包括抄表管理、压力控制、管网监控、安全切断等的智能化实现。

阀门扭矩式流量测量原理是一种新型的流量测量技术，其具有量程比可调、压损小、测量和控制一体化等优势，有望成为燃气行业精准计量和智能化管理的最佳方案。

技术实现要素：

本发明的一种新型民用智能燃气表在于提供一种新型的燃气计量方式,采用阀门扭矩式流量测量原理，具有安全性高，计量准确的优势。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种新型民用智能燃气表，包括仪表外壳，所述仪表外壳内设置有流道，所述流道上安装有体积流量测量装置和调节阀；

所述体积流量测量装置包括计量阀执行器，计量阀执行器通过转轴一连接有设置在流道内的计量阀盘，计量阀盘为偏心阀盘，转轴一上连接有扭矩传感器和角度传感器；

所述调节阀包括副阀盘执行器，所述副阀盘执行器通过转轴二连接有置于流道内的副阀盘；

所述仪表外壳内还设置有控制中心，所述计量阀执行器、扭矩传感器、角度传感器、副阀盘执行器均与控制中心连接，所述控制中心上还连接有压力传感器和温度传感器。

进一步的，所述调节阀内设置有密封件。

进一步的，所述角度传感器选用光纤位移传感器。

进一步的，所述计量阀执行器选用电动执行器。

进一步的，所述控制中心选用sc51单片机控制器并具有无线传输模块。

进一步的，所述调节阀选用蝶阀。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、燃气表上安装有调节阀，使通过计量阀盘的压差恒定，这将有助于保证传感器一直处于高精度范围，同时减小计量盘上的压损。

2、计量与控制联动，可有效提高燃气使用的安全性。

3、较低的成本以及维修费用和较高的使用寿命将带来巨大的经济效益。

附图说明

图1为本实施例的整体结构示意图。

图中，1、体积流量测量装置；2、调节阀；3、控制中心；4、计量阀执行器；5、角度传感器；6、扭矩传感器；7、计量阀盘；8、副阀盘执行器；9、副阀盘；10、温度传感器；11、压力传感器；12、流道；13、仪表外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

一种新型民用智能燃气表，如图1所示，包括仪表外壳13，所述仪表外壳13内设置有流道12，所述流道12上安装有体积流量测量装置1和调节阀2；

所述体积流量测量装置1包括计量阀执行器4，计量阀执行器4通过转轴一连接有设置在流道内的计量阀盘7，计量阀盘7为偏心阀盘，转轴一上连接有扭矩传感器6和角度传感器5；

所述调节阀2包括副阀盘执行器8，所述副阀盘执行器8通过转轴二连接有置于流道12内的副阀盘9；

所述仪表外壳13内还设置有控制中心3，所述计量阀执行器4、扭矩传感器6、角度传感器5、副阀盘执行器8均与控制中心3连接，所述控制中心3上还连接有压力传感器11和温度传感器10。

其中，所述计量阀盘7、所述副阀盘9可根据流道截面形状设计各种不同的类型，可以是圆形，也可以是方形或其他形状。所述调节阀2可以是蝶阀，也可以是其它类型的调节阀，所述调节阀2内应设计密封件，可选用密封圈，在全关时应有密封功能。角度传感器5可以选用光纤位移传感器或其他原理的角度传感器；计量阀执行器4可以选用电动执行器或其他自力式弹簧实现；计量阀盘7的角度的控制可以是连续的，也可以是分挡位的；所述调节阀2可以位于所述体积流量测量装置1的上游或下游；所述流道12可以是直管道也可以是弯管；为达到更好的精度，所述扭矩传感器6的信号值应保持在全量程的靠中位值，

控制中心3选用sc51单片机控制器并具有无线传输模块，控制中心3可以控制调节阀2，使所述流道12出口压力达到或保持某一设定值，当检测到燃气泄漏或流量超过某设定值（例如300%额定流量）时，所述控制中心3通过控制所述调节阀2自动锁住仪表，切断气体流量，所述控制中心3通过有线或无线互联网向外发送和接收数据。

所述计量阀执行器4可以控制所述计量阀盘7的开度值，所述角度传感器5可以反馈所述计量阀盘7的实际开度值，所述计量阀盘7、所述扭矩传感器6、所述计量阀执行器4、所述角度传感器5共同组成体积流量测量装置1，所述副阀盘9通过转轴二和副阀盘执行器8连接，所述副阀盘执行器8可以控制所述副阀盘9的开度，所述副阀盘9、所述副阀盘执行器8共同组成调节阀2，所述温度传感器10和所述压力传感器11的导压管位于所述流道12内，用于监控燃气温度和压力，所述控制中心3根据燃气体积流量、压力、温度计算燃气的质量流量，所述计量阀执行器4、所述角度传感器10、所述扭矩传感器6、所述副阀盘执行器8、所述温度传感器10、所述压力传感器11分别通过信号线与所述控制中心3连接，所述控制中心3通过所述角度传感器5的反馈信号、所述扭矩传感器6信号、所述温度传感器10信号、所述压力传感器11信号计算出燃气的实时流量和累积流量，所述控制中心3根据所述扭矩传感器6信号或所述角度传感器5信号调节所述副阀盘9的开度，使所述扭矩传感器6的信号或所述角度传感器5信号值保持在一定范围内。

具体实施说明：

初始状态下，所述计量阀盘7和所述副阀盘9保持在某一开度。工作时，当气体从入口进入所述流道12，经过所述计量阀盘7时对其产生扭矩，扭矩大小由所述扭矩传感器6测得并发送给所述控制中心3，所述角度传感器5将此时所述计量阀盘7的开度值发送给所述控制中心3，所述控制中心3进行以下判断和操作：

（1）当此扭矩值处于最优设定范围内（程序预先设定）时，所述控制中心3根据此扭矩值和开度值计算出当前气体体积流量，然后再根据所述温度传感器10和所述压力传感器11测量值计算当前气体的质量流量；

（2）当此扭矩值低于最优设定范围下限，所述控制中心3向所述副阀盘执行器8发送命令，使所述副阀盘9向全开方向变化一定范围，重复操作步骤（1），如果所述副阀盘9达到全开状态时，仍不能使所述扭矩传感器6处于最优设定范围，所述控制中心3将通过所述计量阀执行器4关小所述计量阀盘7，再重复步骤（1）和（2）；

（3）当此扭矩值高于最优设定范围内上限，所述控制中心3向所述副阀盘执行器8发送命令，使所述副阀盘9向全关方向变化一定范围，重复操作步骤（1）；

（4）当燃气表测量的流量大于额定流量300%（可设定）或检测到燃气泄漏时，所述控制中心3发出警报，并通过所述副阀盘执行器8将所述副阀盘9全关切断流量。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。