Ic卡燃气计量控制装置的制作方法
专利名称：Ic卡燃气计量控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用单片微计算机作过程控制，特别是涉及单片机控制管道阀门的IC卡燃气流量控制装置。
现有技术的IC卡已有多方面的应用。中国专利93204480公开了一种预购煤气计费表技术，它由IC卡、单片计算机电路、煤气计量传感电路及隔膜式煤气计量装置构成。用户将记有煤气量的IC卡插入自动计费表的插座上，用单片机控制，当煤气量将要用完时可向用户提示，煤气量用完后自动切断气源。这种自动计费表由于使用交流电与备用电池供电，用电磁阀作开闭控制，因此不仅需消耗大量的电能，而且当市电停电时间过长而造成备用电池的电能不足时，这种自动计费表将失去作用。另外，当用户无意或恶意破坏(例如不插上交流电插头)时，自动计费表也将失去作用。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种既节省电能又防破坏的燃气计量控制装置，它可以计量和控制燃气，若用户需要还可以控制燃气使用时间，并在某种场合(例如煤气泄漏时)关闭气源，同时发出报警信号。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到设计制造一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳、紧固件以及借助紧固件固定在外壳内组成一个整体的燃气通路、电路主板、燃气计量传感器、连接导线和铅封保险。燃气通路包括进气管、出气管、煤气表芯；进气管与煤气表芯的输入端连接，煤气表芯的输出端通过一个手动储能式电磁机械控制组件通向出气管。计量传感器用胶固定在煤气表芯上。电路主板上装有单片微计算机、传感器电路、IC卡仓门状态检测电路、电池低电压报警电路、信号处理电路、IC卡电路、开阀控制电路、闭阀控制电路、电源电路。电源电路的输出端分别接上述各电路的电源端，传感器电路、IC卡状态检测电路、电池低电压报警电路的输出端与信号处理电路的输入端相接，信号处理电路的输出端则分别接至单片微计算机的输入口和复位键RESET，IC卡电路则有多线与单片微计算机连接，单片微计算机的输出还分别与开阀控制电路、闭阀控制电路连接。本实用新型的结构特点是A. 流体通路装置中还包括手动储能式电磁机械控制组件，并且通过连接导线分别与电路主板上的开阀控制电路和闭阀控制电路相连接；B. 外壳的侧面装有带连动开关的IC卡仓和电池仓，IC卡仓通过连接导线与电路主板的IC卡仓状态检测电路连接，电池仓通过连接导线与电路主板上的电源电路连接。
IC卡仓由开关、仓体、仓门、IC卡座、IC卡、连杆组成，电池仓由开关、仓体、仓门、电池、连杆组成。
当该控制器工作时，传感器在煤气表芯的数字轮上用机械方法或磁电非接触的方法取出数字轮的转动信号，该数字轮每转一周，都通过与电路主板连接的导线将一个开关信号送到电路主板上的单片计算机，单片计算机将对IC卡存数进行减1操作，并检查IC卡是否有效，若无效则发出指令，由闭阀控制电路关阀门。为了达到省电的目的，手动储能式电磁机械控制组件用一个小的控制用电磁铁来控制。在原始状态下，开阀电磁铁DCT1卡死专用手动阀门，当单片计算机输出“开”信号时，开阀电磁铁DCT1短时吸合，指示灯亮，这时可以用手将阀门手把旋转90°，与手把连接的长杆进入闭阀电磁铁DCT2的摩擦锁紧区，阀门处于开状态。有“闭”动作信号时，闭阀电磁铁DCT2短时吸合，摩擦锁紧力消失，手把在扭簧扭力及重力的作用下回复到原始位置，专用阀门关闭并被开阀电磁铁DCT1锁死，由于电磁铁没有作为动力而作为短时控制使用，故消耗的电能很少，为了更省电采用CMOS电路，信号采集及电磁铁驱动等电路在静态下都设计不耗电状态，在接收到“启动”信号后，单片微计算机才进入工作状态，但按程序检测工作一周后又回归静态，使整机静态工作电流在微安级水平，因而可采用干电池供电。
为了工作上的安全可靠，杜绝恶意破坏造成的麻烦，在外壳上可打上铅封保险丝，并在IC卡仓和电池仓门上都安装上连动开关，在打开仓门(IC卡仓或电池仓)的瞬时，连杆会压迫开关按扭，使闭阀电磁铁吸合，阀门会立即关闭。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型IC卡燃气流量控制装置的总体结构示意图；图2是本实用新型中单片计算机所用软件程序的流程图；图3是本实用新型中的线路方框图4-1和图4-2是本实用新型的电原理图；图5是本实用新型中的手动储能式电磁机械控制组件结构示意图；图6是本实用新型中的IC卡仓结构示意图；图7是本实用新型中的电池仓结构示意图。
以下结合附衅所示之最佳实施例作进一步详述本实施例是一种IC卡煤气流量控制器，如图1所示，本实用新型包括外壳1、煤气通路2、电路主板3、IC卡仓4、电池仓5、传感器6、连接导线7、紧固件8、铅封保险丝9。煤气通路装置2、电路主板3均用紧固件8固定在外壳内，IC卡仓4和电池仓5固定在外壳1的一侧。煤气通路2包括进气管21、出气管22、手动储能式电磁机械控制组件23、煤气表芯24。其中进气管21与煤气表芯24的进管连通，出气管22先连接手动储能式电磁机械控制组件23后再与煤气表芯24的出管连接。传感器6用胶固定在煤气表芯24上，并用连接导线71与电路主板3连接。如图6所示，IC卡仓4包括按扭开关41、IC卡42、IC卡座43、仓体44、按扭开关45、仓门46、连杆47，并用连接导线72与电路主板3相连接。如图7所示，电池仓5包括按扭开关51、电池52、仓体53、仓门54、按扭开关55、连杆56，并用导线73与电路主板3相连接；外壳1由正面壳11和背面壳12合拢组成，铅封保险9打在正、背面壳的合并处以免用户随意打开外壳1。图5是本实用新型中的手动储能式电磁机械控制组件23结构示意图，该组件包括阀体234、阀芯235、开阀电磁铁(DCT1)236、闭阀电磁铁(DCT2)231、衔铁232、连杆233、手柄237、扭簧238和圆孔239。阀芯235及阀体234必须用非铁磁材料制作。图示位置是组件的阀门处于开启状态的位置。它的工作过程是这样的在原始状态，即当控制阀闭合时，开阀电磁铁(DCT1)236的铁芯正卡在阀芯235长杆的圆孔239中，手柄237被锁死。当单片微计算机给出开阀指令时，开阀电磁铁(DCT1)236吸合，即铁芯被吸离圆孔239。这时，可用手转动手柄237，转90°后，阀被打开，同时，与手把连动的连杆233被送入闭阀电磁铁(DCT2)231的衔铁232的摩擦锁紧区、连杆233被锁住，阀保持开启状态。当单片计算机给出关阀指令时，闭阀电磁铁(DCT2)231导通，衔铁232被吸合，它对连杆233的锁紧摩擦力立即消失，阀芯235在扭簧238的回转作用力及连杆233的重力作用下，迅速回转90°，电磁铁236的铁芯在其内部弹力的作用下，卡入阀芯234的圆孔239，阀被关闭，手柄237被锁死。
图3是本实用新型的线路方框图，图4是本实用新型的电原理图，图中所示的集成元件均采用CMOS器件。其中方框31是传感器6的信号电路，带永久磁铁的数字轮每转一周都使继电器CK开关一次，发出信号A。方框32是IC卡仓状态检测电路，IC卡仓门46合到位时，信号检测按扭开关45即方框32中的开关K1接通，发出信号B。方框33是电池低电压报警电路，当电池电压低于某值时，V1截止，V2导通，低压报警指示灯D1亮且发出信号C。方框34是信号处理电路，将信号A、B、C处理成单片微计算机的启动信号H2，并备有信号线H1、H3接受单片计算机的查询。方框35是单片计算机系统电路，由单片机80C31、存储器27C32和锁存器74HC373组成，它在复位端RESET接收到启动信号后，按照程序流程(如图2所示)的安排，将分别检测P1.7、P3.1的电位，从而决定是进行对IC卡的减1操作还是送出F、G等开阀、关阀控制信号。方框36是IC卡电路，如图4-2所示，其五个端脚分别与单片机80C31的P1.0～P1.4连接，在IC卡中存有用户信息及用气量余额数字，方框37是开阀控制电路，当单片机发出开阀控制指合F时，单片机的P1.5在2秒钟内维持高电位“1”，三极管V3饱和导通2秒钟，指示灯D2亮，继电器J1导通，其常闭触点闭合，开阀电磁铁(DCT1)236通电吸合，这时用户可用手拧动旋转手柄23790°，连杆233被衔铁锁住，煤气通道被打开，用户可以正常使用煤气。方框38是闭阀控制电路，当单片机发出闭阀指令G时，即单片机的P1.6在0.5秒内维持高电平“1”，三极管V4饱和导通0.5秒，指示灯D3亮且继电器J2导通，其常闭触点闭合，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合衔铁232，连杆233失去了摩擦力的支持，手动储能式电磁机械控制组件23将在扭簧238扭力矩及连杆233重力作用下自动复位，关闭煤气通路。另外，当有人打开IC卡仓门46时，IC卡仓门46开启瞬时闭合按扭开关41、即方框38中的K2瞬时闭合，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，煤气通路亦将关闭。这样就可以解决有时有人故意取走IC卡或电池而使控制阀失去控制的问题。
方框39是电源电路，用四节1.5V干电池供电，取得+6V电压，并通过二极管降压取得+5V电位，用电池仓5内开关K3作电源开关。
图6是IC卡仓结构示意图，IC卡仓4由IC卡仓门46、IC卡仓体44、IC卡座43、IC卡42、IC卡仓门开启瞬时闭合按扭开关41(即方框38中的K2)、连杆47、IC卡仓门合到位按扭开关45(即方框32中的开关K1)组成。当插好IC卡42、关好仓门46后，按扭开关45(即方框32中的K1)处于闭合状态，发出信号A。当打开仓门46时，连杆47按压开关41一次，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，气路关闭。在机械结构上，必须保证在关仓门46的过程中按扭开关45先闭合，开关41后被按压。在开仓门的过程中，开关41先被按压过后按扭开关45才被打开。这里必须利用开关45的闭合在一段几毫米的行程中皆可实现的特性而将41、45两个开关的安装位置进行适当调整。
图7是电池仓结构示意图，电池仓5由电池仓门54、仓体53、电池52、电池仓门开启瞬闭合按扭开关51(即方框38中的K4)、连杆56、电池开关55(即方框39中的开关K3)组成。放好电池52、合好仓门54后，开关55闭合，本实用新型的各部分电源即接通。当打开仓门54时，连杆56按压开关51一次，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，气路关闭。在机械结构上，必须保证在关仓门54的过程中，按扭开关55先闭合，开关51后被按压过，在开仓门54的过程中，开关51先被压过后按扭开关55才被打开。这里必须利用开关55的闭合在一段行程中皆可实现的特性，而将51、55两个开关的安装位置进行适当调整。
同现有技术相比，本实用新型IC卡燃气计量控制装置具有如下优点①由于采用CMOS器件以及手动储能式电磁机械控制组件，不仅免除了用市电的麻烦，而且省电(一付电池可使用一年)。②由于采用防破坏的IC卡仓和电池仓，因此使用方便、安全可靠。③由于用电脑控制用量，燃气公司采用后可大量节省管理费用和人力，并可提前收回资金。④可根据用户的不同需要附加定时及报警等控制功能。
本实用新型所用元器件如下
二极管 D4 4148二极管 D5 4001单稳 1～4 4098继电器 J1、J2 4100晶体管 V1～V4 9013电阻 R1、R2 1兆欧电阻 R3 250千欧电阻 R4 100千欧电阻 R5～R11 1千欧与非门 YF1～4 4011电容 C1 1微法
权利要求1. 一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳(1)、紧固件(8)以及借助紧固件(8)固定在外壳(1)内组成一个整体的燃气通路(2)、电路主板(3)、燃气计量传感器(6)、连接导线(71～74)和铅封保险(9)；燃气通路(2)包括进气管(21)、出气管(22)、煤气表芯(24)；进气管(21)与煤气表芯(24)的输入端连接，煤气表芯(24)的输出端通向出气管(22)；计量传感器(6)固定在煤气表芯(24)上；电路主板(3)上装有单片微计算机(35)、传感器电路(31)、IC卡仓状态检测电路(32)、电池低电压报警电路(33)、信号处理电路(34)、IC卡电路(36)、开阀控制电路(37)、闭阀控制电路(38)、电源电路(39)；电源电路(39)的输出端分别接各电路(31)～(38)的电源端，传感器电路(31)、IC卡仓状态检测电路(32)、电池低电压报警电路(33)的输出端A、B、C与信号处理电路(34)的输入端相接，信号处理电路(34)的输出则连接至单片微计算机(35)例如P3.1口、P1.7口和复位端RESET，IC卡电路(36)则有多线与单片微计算机(5)连接，单片微计算机的输出口P1.5则通过R6与开阀控制电路(37)中V3基极连接，输出口P1.6通过R9与闭阀控制电路(38)中V4的基极连接；本实用新型的特征在于A. 燃气通路(2)中还包括手动储能式电磁机械控制组件(23)，并且通过连接导线(74)分别与电路主板(3)上的开阀控制电路(37)和闭阀控制电路(38)相连接；B. 外壳(1)装有带连动开关的IC卡仓(4)和电池仓(5)，IC卡仓(4)通过连接导线(72)与电路主板(3)的IC卡仓状态检测电路(32)连接，电池仓(5)通过连接导线(73)与电路主板(3)上的电源电路(39)连接。
2. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)包括阀体(234)、阀芯(235)、开阀电磁铁(236)、闭阀电磁铁(231)、衔铁(232)、连杆(233)、手柄(237)、扭簧(238)和圆孔(239)，阀芯(235)有导流孔的一端装在阀体(234)内框与阀体导流孔相对应位置，阀芯(235)另一端安装手柄(237)，阀芯(235)中间紧靠阀体(234)处装有扭簧(238)，开阀电磁铁(236)安装在扭簧(238)与手柄(237)之间并与阀芯(235)上的圆孔(239)位置相对应，一端可与手柄(237)连动的连杆(233)可旋转90°，连杆(233)的另一端旋转90°后与衔铁(232)相接触形成摩擦紧锁区。
3. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)的阀体(234)、阀芯(235)必须用非铁磁材料制成。
4. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)开阀时手柄被旋转后而随之变形的扭簧(238)，以其变形后的扭力矩作为闭阀的动力。
5. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)、用摩擦力定位使阀处于开启状态的长形连杆(233)，用加长的力臂以减小对定位摩擦力的要求。
6. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述IC卡仓(4)包括按扭开关(41)、IC卡(42)、IC卡座(43)、仓体(44)、按扭开关(45)、仓门(46)、连杆(47)，用连接导线(72)与电路主板(3)相连接；在关仓门(46)的过程中，按照开关(45)先闭合，开关(41)后被按压；在开仓门(46)的过程中，开关(41)先被按压过后按扭开关(45)才被打开。
7. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述电池仓(5)包括按扭开关(51)、电池(52)、仓体(53)、按扭开关(55)、仓门(54)、连杆(56)，用导线(73)与电路主板(3)相连接；在关仓门(54)的过程中，按扭开关(55)先闭合，开关(51)后被按压过；在开仓门(54)的过程中，开关(51)先被按压过后，按扭开关(55)才被打开。
专利摘要一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳1、燃气通路2、电路主板3、IC卡仓4、电池仓5、燃气计量传感器6、连接导线7、紧固件8和铅封保险9。外壳1装有手动储能式电磁机械控制组件23。这种燃气计量控制装置是电脑控制的，它可附有定时及报警控制。当使用完额定数量的燃气后可自动提示和关闭气源。本实用新型成本低、防破坏、省电(一副干电池可使用一年)，使用方便、可靠，燃气公司采用后可大量节省管理费用和人力，并可提前回收资金。
文档编号G01F15/00GK2219489SQ94244840
公开日1996年2月7日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
发明者姚贞香, 孙昌清, 严超明 申请人:姚贞香, 孙昌清, 严超明
技术领域：
本实用新型涉及应用单片微计算机作过程控制，特别是涉及单片机控制管道阀门的IC卡燃气流量控制装置。
现有技术的IC卡已有多方面的应用。中国专利93204480公开了一种预购煤气计费表技术，它由IC卡、单片计算机电路、煤气计量传感电路及隔膜式煤气计量装置构成。用户将记有煤气量的IC卡插入自动计费表的插座上，用单片机控制，当煤气量将要用完时可向用户提示，煤气量用完后自动切断气源。这种自动计费表由于使用交流电与备用电池供电，用电磁阀作开闭控制，因此不仅需消耗大量的电能，而且当市电停电时间过长而造成备用电池的电能不足时，这种自动计费表将失去作用。另外，当用户无意或恶意破坏(例如不插上交流电插头)时，自动计费表也将失去作用。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种既节省电能又防破坏的燃气计量控制装置，它可以计量和控制燃气，若用户需要还可以控制燃气使用时间，并在某种场合(例如煤气泄漏时)关闭气源，同时发出报警信号。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到设计制造一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳、紧固件以及借助紧固件固定在外壳内组成一个整体的燃气通路、电路主板、燃气计量传感器、连接导线和铅封保险。燃气通路包括进气管、出气管、煤气表芯；进气管与煤气表芯的输入端连接，煤气表芯的输出端通过一个手动储能式电磁机械控制组件通向出气管。计量传感器用胶固定在煤气表芯上。电路主板上装有单片微计算机、传感器电路、IC卡仓门状态检测电路、电池低电压报警电路、信号处理电路、IC卡电路、开阀控制电路、闭阀控制电路、电源电路。电源电路的输出端分别接上述各电路的电源端，传感器电路、IC卡状态检测电路、电池低电压报警电路的输出端与信号处理电路的输入端相接，信号处理电路的输出端则分别接至单片微计算机的输入口和复位键RESET，IC卡电路则有多线与单片微计算机连接，单片微计算机的输出还分别与开阀控制电路、闭阀控制电路连接。本实用新型的结构特点是A. 流体通路装置中还包括手动储能式电磁机械控制组件，并且通过连接导线分别与电路主板上的开阀控制电路和闭阀控制电路相连接；B. 外壳的侧面装有带连动开关的IC卡仓和电池仓，IC卡仓通过连接导线与电路主板的IC卡仓状态检测电路连接，电池仓通过连接导线与电路主板上的电源电路连接。
IC卡仓由开关、仓体、仓门、IC卡座、IC卡、连杆组成，电池仓由开关、仓体、仓门、电池、连杆组成。
当该控制器工作时，传感器在煤气表芯的数字轮上用机械方法或磁电非接触的方法取出数字轮的转动信号，该数字轮每转一周，都通过与电路主板连接的导线将一个开关信号送到电路主板上的单片计算机，单片计算机将对IC卡存数进行减1操作，并检查IC卡是否有效，若无效则发出指令，由闭阀控制电路关阀门。为了达到省电的目的，手动储能式电磁机械控制组件用一个小的控制用电磁铁来控制。在原始状态下，开阀电磁铁DCT1卡死专用手动阀门，当单片计算机输出“开”信号时，开阀电磁铁DCT1短时吸合，指示灯亮，这时可以用手将阀门手把旋转90°，与手把连接的长杆进入闭阀电磁铁DCT2的摩擦锁紧区，阀门处于开状态。有“闭”动作信号时，闭阀电磁铁DCT2短时吸合，摩擦锁紧力消失，手把在扭簧扭力及重力的作用下回复到原始位置，专用阀门关闭并被开阀电磁铁DCT1锁死，由于电磁铁没有作为动力而作为短时控制使用，故消耗的电能很少，为了更省电采用CMOS电路，信号采集及电磁铁驱动等电路在静态下都设计不耗电状态，在接收到“启动”信号后，单片微计算机才进入工作状态，但按程序检测工作一周后又回归静态，使整机静态工作电流在微安级水平，因而可采用干电池供电。
为了工作上的安全可靠，杜绝恶意破坏造成的麻烦，在外壳上可打上铅封保险丝，并在IC卡仓和电池仓门上都安装上连动开关，在打开仓门(IC卡仓或电池仓)的瞬时，连杆会压迫开关按扭，使闭阀电磁铁吸合，阀门会立即关闭。
附图的图面说明如下
图1是本实用新型IC卡燃气流量控制装置的总体结构示意图；图2是本实用新型中单片计算机所用软件程序的流程图；图3是本实用新型中的线路方框图4-1和图4-2是本实用新型的电原理图；图5是本实用新型中的手动储能式电磁机械控制组件结构示意图；图6是本实用新型中的IC卡仓结构示意图；图7是本实用新型中的电池仓结构示意图。
以下结合附衅所示之最佳实施例作进一步详述本实施例是一种IC卡煤气流量控制器，如图1所示，本实用新型包括外壳1、煤气通路2、电路主板3、IC卡仓4、电池仓5、传感器6、连接导线7、紧固件8、铅封保险丝9。煤气通路装置2、电路主板3均用紧固件8固定在外壳内，IC卡仓4和电池仓5固定在外壳1的一侧。煤气通路2包括进气管21、出气管22、手动储能式电磁机械控制组件23、煤气表芯24。其中进气管21与煤气表芯24的进管连通，出气管22先连接手动储能式电磁机械控制组件23后再与煤气表芯24的出管连接。传感器6用胶固定在煤气表芯24上，并用连接导线71与电路主板3连接。如图6所示，IC卡仓4包括按扭开关41、IC卡42、IC卡座43、仓体44、按扭开关45、仓门46、连杆47，并用连接导线72与电路主板3相连接。如图7所示，电池仓5包括按扭开关51、电池52、仓体53、仓门54、按扭开关55、连杆56，并用导线73与电路主板3相连接；外壳1由正面壳11和背面壳12合拢组成，铅封保险9打在正、背面壳的合并处以免用户随意打开外壳1。图5是本实用新型中的手动储能式电磁机械控制组件23结构示意图，该组件包括阀体234、阀芯235、开阀电磁铁(DCT1)236、闭阀电磁铁(DCT2)231、衔铁232、连杆233、手柄237、扭簧238和圆孔239。阀芯235及阀体234必须用非铁磁材料制作。图示位置是组件的阀门处于开启状态的位置。它的工作过程是这样的在原始状态，即当控制阀闭合时，开阀电磁铁(DCT1)236的铁芯正卡在阀芯235长杆的圆孔239中，手柄237被锁死。当单片微计算机给出开阀指令时，开阀电磁铁(DCT1)236吸合，即铁芯被吸离圆孔239。这时，可用手转动手柄237，转90°后，阀被打开，同时，与手把连动的连杆233被送入闭阀电磁铁(DCT2)231的衔铁232的摩擦锁紧区、连杆233被锁住，阀保持开启状态。当单片计算机给出关阀指令时，闭阀电磁铁(DCT2)231导通，衔铁232被吸合，它对连杆233的锁紧摩擦力立即消失，阀芯235在扭簧238的回转作用力及连杆233的重力作用下，迅速回转90°，电磁铁236的铁芯在其内部弹力的作用下，卡入阀芯234的圆孔239，阀被关闭，手柄237被锁死。
图3是本实用新型的线路方框图，图4是本实用新型的电原理图，图中所示的集成元件均采用CMOS器件。其中方框31是传感器6的信号电路，带永久磁铁的数字轮每转一周都使继电器CK开关一次，发出信号A。方框32是IC卡仓状态检测电路，IC卡仓门46合到位时，信号检测按扭开关45即方框32中的开关K1接通，发出信号B。方框33是电池低电压报警电路，当电池电压低于某值时，V1截止，V2导通，低压报警指示灯D1亮且发出信号C。方框34是信号处理电路，将信号A、B、C处理成单片微计算机的启动信号H2，并备有信号线H1、H3接受单片计算机的查询。方框35是单片计算机系统电路，由单片机80C31、存储器27C32和锁存器74HC373组成，它在复位端RESET接收到启动信号后，按照程序流程(如图2所示)的安排，将分别检测P1.7、P3.1的电位，从而决定是进行对IC卡的减1操作还是送出F、G等开阀、关阀控制信号。方框36是IC卡电路，如图4-2所示，其五个端脚分别与单片机80C31的P1.0～P1.4连接，在IC卡中存有用户信息及用气量余额数字，方框37是开阀控制电路，当单片机发出开阀控制指合F时，单片机的P1.5在2秒钟内维持高电位“1”，三极管V3饱和导通2秒钟，指示灯D2亮，继电器J1导通，其常闭触点闭合，开阀电磁铁(DCT1)236通电吸合，这时用户可用手拧动旋转手柄23790°，连杆233被衔铁锁住，煤气通道被打开，用户可以正常使用煤气。方框38是闭阀控制电路，当单片机发出闭阀指令G时，即单片机的P1.6在0.5秒内维持高电平“1”，三极管V4饱和导通0.5秒，指示灯D3亮且继电器J2导通，其常闭触点闭合，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合衔铁232，连杆233失去了摩擦力的支持，手动储能式电磁机械控制组件23将在扭簧238扭力矩及连杆233重力作用下自动复位，关闭煤气通路。另外，当有人打开IC卡仓门46时，IC卡仓门46开启瞬时闭合按扭开关41、即方框38中的K2瞬时闭合，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，煤气通路亦将关闭。这样就可以解决有时有人故意取走IC卡或电池而使控制阀失去控制的问题。
方框39是电源电路，用四节1.5V干电池供电，取得+6V电压，并通过二极管降压取得+5V电位，用电池仓5内开关K3作电源开关。
图6是IC卡仓结构示意图，IC卡仓4由IC卡仓门46、IC卡仓体44、IC卡座43、IC卡42、IC卡仓门开启瞬时闭合按扭开关41(即方框38中的K2)、连杆47、IC卡仓门合到位按扭开关45(即方框32中的开关K1)组成。当插好IC卡42、关好仓门46后，按扭开关45(即方框32中的K1)处于闭合状态，发出信号A。当打开仓门46时，连杆47按压开关41一次，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，气路关闭。在机械结构上，必须保证在关仓门46的过程中按扭开关45先闭合，开关41后被按压。在开仓门的过程中，开关41先被按压过后按扭开关45才被打开。这里必须利用开关45的闭合在一段几毫米的行程中皆可实现的特性而将41、45两个开关的安装位置进行适当调整。
图7是电池仓结构示意图，电池仓5由电池仓门54、仓体53、电池52、电池仓门开启瞬闭合按扭开关51(即方框38中的K4)、连杆56、电池开关55(即方框39中的开关K3)组成。放好电池52、合好仓门54后，开关55闭合，本实用新型的各部分电源即接通。当打开仓门54时，连杆56按压开关51一次，闭阀电磁铁(DCT2)231通电吸合，气路关闭。在机械结构上，必须保证在关仓门54的过程中，按扭开关55先闭合，开关51后被按压过，在开仓门54的过程中，开关51先被压过后按扭开关55才被打开。这里必须利用开关55的闭合在一段行程中皆可实现的特性，而将51、55两个开关的安装位置进行适当调整。
同现有技术相比，本实用新型IC卡燃气计量控制装置具有如下优点①由于采用CMOS器件以及手动储能式电磁机械控制组件，不仅免除了用市电的麻烦，而且省电(一付电池可使用一年)。②由于采用防破坏的IC卡仓和电池仓，因此使用方便、安全可靠。③由于用电脑控制用量，燃气公司采用后可大量节省管理费用和人力，并可提前收回资金。④可根据用户的不同需要附加定时及报警等控制功能。
本实用新型所用元器件如下
二极管 D4 4148二极管 D5 4001单稳 1～4 4098继电器 J1、J2 4100晶体管 V1～V4 9013电阻 R1、R2 1兆欧电阻 R3 250千欧电阻 R4 100千欧电阻 R5～R11 1千欧与非门 YF1～4 4011电容 C1 1微法
权利要求1. 一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳(1)、紧固件(8)以及借助紧固件(8)固定在外壳(1)内组成一个整体的燃气通路(2)、电路主板(3)、燃气计量传感器(6)、连接导线(71～74)和铅封保险(9)；燃气通路(2)包括进气管(21)、出气管(22)、煤气表芯(24)；进气管(21)与煤气表芯(24)的输入端连接，煤气表芯(24)的输出端通向出气管(22)；计量传感器(6)固定在煤气表芯(24)上；电路主板(3)上装有单片微计算机(35)、传感器电路(31)、IC卡仓状态检测电路(32)、电池低电压报警电路(33)、信号处理电路(34)、IC卡电路(36)、开阀控制电路(37)、闭阀控制电路(38)、电源电路(39)；电源电路(39)的输出端分别接各电路(31)～(38)的电源端，传感器电路(31)、IC卡仓状态检测电路(32)、电池低电压报警电路(33)的输出端A、B、C与信号处理电路(34)的输入端相接，信号处理电路(34)的输出则连接至单片微计算机(35)例如P3.1口、P1.7口和复位端RESET，IC卡电路(36)则有多线与单片微计算机(5)连接，单片微计算机的输出口P1.5则通过R6与开阀控制电路(37)中V3基极连接，输出口P1.6通过R9与闭阀控制电路(38)中V4的基极连接；本实用新型的特征在于A. 燃气通路(2)中还包括手动储能式电磁机械控制组件(23)，并且通过连接导线(74)分别与电路主板(3)上的开阀控制电路(37)和闭阀控制电路(38)相连接；B. 外壳(1)装有带连动开关的IC卡仓(4)和电池仓(5)，IC卡仓(4)通过连接导线(72)与电路主板(3)的IC卡仓状态检测电路(32)连接，电池仓(5)通过连接导线(73)与电路主板(3)上的电源电路(39)连接。
2. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)包括阀体(234)、阀芯(235)、开阀电磁铁(236)、闭阀电磁铁(231)、衔铁(232)、连杆(233)、手柄(237)、扭簧(238)和圆孔(239)，阀芯(235)有导流孔的一端装在阀体(234)内框与阀体导流孔相对应位置，阀芯(235)另一端安装手柄(237)，阀芯(235)中间紧靠阀体(234)处装有扭簧(238)，开阀电磁铁(236)安装在扭簧(238)与手柄(237)之间并与阀芯(235)上的圆孔(239)位置相对应，一端可与手柄(237)连动的连杆(233)可旋转90°，连杆(233)的另一端旋转90°后与衔铁(232)相接触形成摩擦紧锁区。
3. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)的阀体(234)、阀芯(235)必须用非铁磁材料制成。
4. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)开阀时手柄被旋转后而随之变形的扭簧(238)，以其变形后的扭力矩作为闭阀的动力。
5. 按照权利要求1和权利要求2所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述手动储能式电磁机械控制组件(23)、用摩擦力定位使阀处于开启状态的长形连杆(233)，用加长的力臂以减小对定位摩擦力的要求。
6. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述IC卡仓(4)包括按扭开关(41)、IC卡(42)、IC卡座(43)、仓体(44)、按扭开关(45)、仓门(46)、连杆(47)，用连接导线(72)与电路主板(3)相连接；在关仓门(46)的过程中，按照开关(45)先闭合，开关(41)后被按压；在开仓门(46)的过程中，开关(41)先被按压过后按扭开关(45)才被打开。
7. 按照权利要求1所述的IC卡燃气流量控制装置，其特征在于所述电池仓(5)包括按扭开关(51)、电池(52)、仓体(53)、按扭开关(55)、仓门(54)、连杆(56)，用导线(73)与电路主板(3)相连接；在关仓门(54)的过程中，按扭开关(55)先闭合，开关(51)后被按压过；在开仓门(54)的过程中，开关(51)先被按压过后，按扭开关(55)才被打开。
专利摘要一种IC卡燃气计量控制装置，包括外壳1、燃气通路2、电路主板3、IC卡仓4、电池仓5、燃气计量传感器6、连接导线7、紧固件8和铅封保险9。外壳1装有手动储能式电磁机械控制组件23。这种燃气计量控制装置是电脑控制的，它可附有定时及报警控制。当使用完额定数量的燃气后可自动提示和关闭气源。本实用新型成本低、防破坏、省电(一副干电池可使用一年)，使用方便、可靠，燃气公司采用后可大量节省管理费用和人力，并可提前回收资金。
文档编号G01F15/00GK2219489SQ94244840
公开日1996年2月7日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
发明者姚贞香, 孙昌清, 严超明 申请人:姚贞香, 孙昌清, 严超明
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