一种高精度微型容积式气体流量计的制作方法

1.本发明涉及一种燃气表技术领域，具体是一种高精度微型容积式气体流量计。


背景技术：

2.燃气是气体燃料的总称，它能燃烧而放出热量，供居民和工业企业使用，燃气的种类很多，主要有天然气、人工燃气、液化石油气和沼气、煤制气；我国配送的燃气主要包括煤气、液化石油气和天然气三种。我国的燃气供应从上世纪90年代起有了大幅增长。其中，人工煤气供应量经过1990年的大幅增长后，由于其污染较大、毒性较强等缺点，处于较为缓慢的增长阶段；液化石油气受到石油价格上涨的影响，供应量维持稳定；产生相同热值的天然气价格相对汽油和柴油而言，便宜30％－50％，具有明显的经济性，同时国家日益重视环境保护，市场对清洁能源需求持续增长，作为清洁、高效、便宜的能源，天然气消费获得快速发展。对于居民使用的燃气来说，为了更好地对燃气使用量进行监测，需要使用到燃气表。
3.但是现有的燃气表存在一些缺陷，其只能查看实时燃气使用流量，而无法对各个时间段的燃气流量情况进行展示，不便于对燃气各个时间段使用情况进行全面的了解。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高精度微型容积式气体流量计，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高精度微型容积式气体流量计，包括燃气表本体和智能计量系统，其特征在于：所述燃气表本体包括有壳体和盖子，所述壳体的一端设置有进气管，且壳体的另一端设置有排气管，所述壳体的内部设置有计量室，所述计量室的内部转动连接有一对腰轮，所述腰轮同轴安装有一对驱动齿轮，所述盖子的内部固定安装有印刷电路板，且盖子上开设有通孔，所述印刷电路板上固定安装有屏幕显示器；所述智能计量系统包括有mcu控制器、数据接收模块、计算模块、时间模块、图表生成模块、反馈模块、存储模块、传输模块、电源模块和提取模块，所述数据接收模块包括有接收单元一和接收单元二。
7.作为本发明进一步的方案：所述进气管和排气管与计量室均连通，一对所述腰轮交错设置，且一对所述腰轮与计量室的内壁实现无接触密封。
8.作为本发明再进一步的方案：一对所述驱动齿轮分别处于壳体的外部，且一对所述驱动齿轮啮合连接。
9.作为本发明再进一步的方案：所述数据接收模块的输出端与计算模块的输入端连接，所述计算模块的输出端与mcu控制器的输入端连接，所述时间模块的输出端与mcu控制器的输入端连接，所述mcu控制器的输出端与图表生成模块的输入端连接，所述图表生成模块的输出端与反馈模块的输入端连接，所述反馈模块的输出端与mcu控制器的输入端连接，所述mcu控制器的输出端与传输模块的输入端连接，所述传输模块的输出端与屏幕显示器的输入端连接，所述屏幕显示器的输入端与提取模块的输出端连接，所述提取模块的输出
端与mcu控制器的输入端连接，所述mcu控制器与存储模块连接。
10.作为本发明再进一步的方案：所述mcu控制器、数据接收模块、计算模块、时间模块、图表生成模块、反馈模块、存储模块、传输模块、电源模块和提取模块均固定安装在印刷电路板上，所述电源模块采用电池供电和外部供电，且电源模块用于为mcu控制器、数据接收模块、计算模块、时间模块、图表生成模块、反馈模块、存储模块、传输模块和提取模块提供电能。
11.作为本发明再进一步的方案：所述接收单元一用于接收腰轮转动的圈数和转速，所述接收单元二用于接收电源模块的电池容量信息。
12.作为本发明再进一步的方案：所述计算模块用于计算实时燃气流量及余额，且计算模块用于计算电源模块的电池百分比容量，所述时间模块为北京时间，所述图表生成模块用于以时间为x轴燃气流量为y轴生成折线图。
13.作为本发明再进一步的方案：所述燃气表本体的最小流量为0.6m3/h，最大流量为 6m3/h，所述燃气表本体的计量精度误差为
±
2％，所述燃气表本体的工作压力不高于 0.2kpa，且燃气表本体的工作温度为-20-40℃。
14.作为本发明再进一步的方案：所述智能计量系统采用rs485外部接口。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1、该燃气表质量的质量较高，所能监测的流量范围较大，能够承受较大的工作压力和工作温度，密封性较好，使用寿命较长；
17.2、该燃气表结构简单、精度高、安装方便，通过燃气流经带动一对腰轮和一对驱动齿轮转动，即可根据计量室的有效容积快速准确地计算出燃气流经的体积和流量；
18.3、通过mcu控制器、数据接收模块、计算模块、时间模块、图表生成模块、反馈模块、存储模块、传输模块、电源模块和提取模块组成的智能计量系统，既能方便使用者掌握燃气使用的实时流量和电池实时百分比，又能对各个时间段的燃气流量情况进行提取展示，方便对燃气使用情况进行全面的了解。
附图说明
19.图1为一种高精度微型容积式气体流量计的结构示意图。
20.图2为一种高精度微型容积式气体流量计中拆卸盖子的结构示意图。
21.图3为一种高精度微型容积式气体流量计中壳体内部的结构示意图。
22.图4为一种高精度微型容积式气体流量计工作的四个状态图。
23.图5为一种高精度微型容积式气体流量计中智能计量系统的系统框图。
24.图中标记：1、壳体；2、进气管；3、排气管；4、盖子；5、通孔；6、屏幕显示器； 7、印刷电路板；8、计量室；9、腰轮；10、驱动齿轮；11、mcu控制器；12、数据接收模块；13、计算模块；14、时间模块；15、图表生成模块；16、反馈模块；17、存储模块； 18、传输模块；19、电源模块；20、提取模块；21、接收单元一；22、接收单元二。
具体实施方式
25.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下将结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以
解释本发明，并不用于限定本发明。
26.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
27.需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有说明书特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
29.请参阅图1～4，本发明一些实施例中，一种高精度微型容积式气体流量计，包括燃气表本体和智能计量系统，燃气表本体包括有壳体1和盖子4，壳体1的一端设置有进气管 2，且壳体1的另一端设置有排气管3，壳体1的内部设置有计量室8，计量室8的内部转动连接有一对腰轮9，腰轮9同轴安装有一对驱动齿轮10，盖子4的内部固定安装有印刷电路板7，且盖子4上开设有通孔5，印刷电路板7上固定安装有屏幕显示器6。
30.本发明一些实施例中，进气管2和排气管3与计量室8均连通，一对腰轮9交错设置，且一对腰轮9与计量室8的内壁实现无接触密封，一对驱动齿轮10分别处于壳体1的外部，且一对驱动齿轮10啮合连接，驱动齿轮10消磁后加上磁杆，用于给霍尔传感器采样形成脉冲，燃气表本体的最小流量为0.6m3/h，最大流量为6m3/h，燃气表本体的计量精度误差为
±
2％，燃气表本体的工作压力不高于0.2kpa，且燃气表本体的工作温度为-20-40℃，燃气表本体的体积为计量室8长宽高乘积，采用腰型腔体可以在0.010m3的情况下微量气体带动腰轮9转动，并能计量。
31.本发明一些实施例中，腰轮流量计的设计工作原理可以从图4中1-4中的4个过程来分析；首先在结构上，由腰轮9的外轮边和流量计壳体1的内壁面可以组成其有一定容积的计量室8，当有流体通过流量计时，在流量计进出口流体差压的作用下，两腰轮9将此压差推动下旋转，图4流程1中，该计量室内所充满的气体是腰轮9从进口连续气体中分隔而成的单个体积，从腰轮99受力分析可以看出，此时腰轮9y1为主动轮.而腰轮9y2所受气体压力相互平衡，不产生旋转力，所以为从动轮，由腰轮9y1带动腰轮9y2旋转到图 4流程2所示位置时，将计量室中的气体排向流量计出口，从腰,9受力分析可以看出，此时两个腰轮9上都产生沿图中箭头方向的旋转力，使两腰轮9旋转到图4流程3的位置，此时与流程3的状态相反，由腰轮9y1与和壳体形成一封闭的计量室8，该计量室8内所充满的气体是腰轮9从进口连续气体中分隔而成的另一单个体积，而且从腰轮9受力分析可以看出，此时腰轮9y2为主动轮，而腰轮9y1所受气体压力相互平衡，不产生旋转力，所以为从动轮，由腰轮9y2带动以旋转到图4流程4所示位置时，将计量,8中的气体又排向流量计出口，与流程2的状态一样，此时两个腰轮上都产生沿图中箭头方向的旋转力，使两腰轮继续旋转到图4流程1位置。到此时两腰轮9共旋转了180
°
，有两个计量室8 的气体被排向流量计出口，随着腰轮9从状态1到状态4继续旋转，就不断有气体被分隔并从进口送到出口，同时利用互成45
°
角的两对腰轮9结构,可以大大减小运行中的振动噪声。
32.本发明一些实施例中，智能计量系统包括有mcu控制器11、数据接收模块12、计算模块13、时间模块14、图表生成模块15、反馈模块16、存储模块17、传输模块18、电源模块19和提取模块20，数据接收模块12包括有接收单元一21和接收单元二22，智能计量系统采用rs485外部接口，数据接收模块12的输出端与计算模块13的输入端连接，计算模块13的输出端与mcu控制器11的输入端连接，时间模块14的输出端与mcu控制器11的输入端连接，mcu控制器11的输出端与图表生成模块15的输入端连接，图表生成模块15的输出端与反馈模块16的输入端连接，反馈模块16的输出端与mcu控制器11的输入端连接，mcu控制器11的输出端与传输模块18的输入端连接，传输模块18的输出端与屏幕显示器6的输入端连接，屏幕显示器6的输入端与提取模块20的输出端连接，提取模块20的输出端与mcu控制器11的输入端连接，mcu控制器11与存储模块17连接， mcu控制器11、数据接收模块12、计算模块13、时间模块14、图表生成模块15、反馈模块16、存储模块17、传输模块18、电源模块19和提取模块20均固定安装在印刷电路板 7上，电源模块19采用电池供电和外部供电，且电源模块19用于为mcu控制器11、数据接收模块12、计算模块13、时间模块14、图表生成模块15、反馈模块16、存储模块17、传输模块18和提取模块20提供电能，将mcu控制器11、数据接收模块12、计算模块13、时间模块14、图表生成模块15、反馈模块16、存储模块17、传输模块18、电源模块19、提取模块20和屏幕显示器6集成在印刷电路板7上，既能方便整个智能计量系统的管理和使用，极大增加了智能计量系统的响应速度，又减少了占用空间。
33.本发明一些实施例中，接收单元一21用于接收腰轮9转动的圈数和转速，接收单元二22用于接收电源模块19的电池容量信息，计算模块13用于计算实时燃气流量及余额，且计算模块13用于计算电源模块19的电池百分比容量，时间模块14为北京时间，图表生成模块15用于以时间为x轴燃气流量为y轴生成折线图，每当腰轮9转动一周，即可通过计算模块13计算出四倍计量室8的有效实时容积的气体，且通过计算模块13可计算出电源模块19的电池百分比容量，通过图表生成模块15能够将各个时间段的燃气流量进行制图统计，从而方便使用者掌握燃气使用的实时流量和具体时间段的流量。
34.本发明的工作原理是：在使用过程中，首先将进气管2和排气管3与燃气管连接，当使用燃气时，然后流经计量室8，通过一对驱动齿轮10使一对腰轮9转动，当腰轮9转动一周，则输出四倍计量室8有效容积的气体燃气，腰轮9转动角速度与流量成线性关系，利用磁铁感应原理，通过旋转的腰轮9驱动顶端导磁体周期性地改变磁阻，使磁场也发生相应变化，从而在线圈两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，接收单元一21通过霍尔传感器接收到腰轮9转动的圈数，将圈数信息和转速传递给计算模块13,计算模块 13对实时流量进行计算，此刻接收单元二22将电源模块19的电池现有容量传递给计算模块13,计算模块13将电源模块19的电池百分比容量进行计算，计算模块13将实时流量和电池百分比容量传递给mcu控制器11，与此同时时间模块14将此刻时间传递给mcu控制器11，mcu控制器11将此刻时间的实时流量和电池百分比容量通过传输模块18传递给屏幕显示器6进行显示，与此同时mcu控制器11将每个时间的实时流量和电池百分比容量传递给图表生成模块15，图表生成模块15以时间为x轴，燃气流量为y轴生成折线图，并通过反馈模块16和mcu控制器11反馈至存储模块17内进行储存，当需要对某个时间段的燃气使用情况进行了解时，只需要通过屏幕显示器6选择对应时间段，提取模块20 将提取信息传递给mcu控制器11,mcu控制器11将存储模块17内储存的对应时间的燃气使用流量通过传输模块18传输给屏幕显示器6，
即可进行观察；最后可通过rs485外部接口将燃气使用情况上报到服务器管理端。
35.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。