CN112033490B - 复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法 - Google Patents

复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法，包括天然气表，天然气表设有壳体，壳体内设有薄膜驱动机构、叶轮，还包括复合调整计量装置，复合调整计量装置包括计算显示装置，计算显示装置连接有霍尔传感器、压力检测装置、第一温度检测传感器，叶轮固设有磁铁块，叶轮通过磁铁块给霍尔传感器信号，霍尔传感器记录天然气体积用量V1，压力检测装置、第一温度检测传感器分别用于检测天然气实际压力P1和实际温度T1，计算显示装置换算成体积用量V2。还包括数据集中器，数据集中器与天然气表无线连接将体积用量V2发送给电脑系统。本发明根据天然气的实际压力和实际温度调整计量数据，使天然气表的检测数据更加准确。

Description

复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及天然气计量技术领域，特别是涉及一种复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法。
背景技术
现有家庭管道天然气的额定压力一般为2000PA，市政管道中压一般是经楼栋调压箱调压之后，一般在1500～3000PA之间波动，由于燃气公司计算家用天然气价格是以体积用量进行计算的，供气压力设置越高，供销差越大，对燃气公司不利；供气压力设置越低，对家庭用户不利，压力过小，还会导致烹饪时间过长，耗气量反而增加。
并且，由于整栋楼层均采用一根较粗的集中管道与天然气公司的管道进行连接，当多数居民同时用气时，家庭供气端的压力较低，会向下波动，当少数居民同时用气时，家庭供气端的压力较高，会向上波动。
除此之外，天然气的实际用气量还跟温度有很大的关系，供气温度越高，相同压力下实际用气量越少，对客户不利；供气温度越低，实际用气量越多。
特别是在一些北方地区，比如我国的东北或西伯利亚，冬天往往零下30-40度，夏天温度往往能升到30度以上，如果以额定压力和体积消耗量来计算天然气的消耗量，与实际用气量的差别是很大的。
现有的天然气表通常包括壳体，所述壳体内设置有计量机芯，所述计量机芯又设置有薄膜驱动机构、叶轮、传动机构；所述壳体的外壁设置有透明的计量视窗；所述计量视窗内设置有齿轮调速机构，机械式计数器，齿轮调速机构与传动机构相连接，把体积信号传递给机械式计数器。
现有天然气表的抄表方式是由燃气公司的抄表员到小区内挨家挨户敲门，进入室内进行抄表，抄表员的劳动强度大，有时候住户还不在家，不能抄表。
现有技术的缺陷是：由于燃气公司计算家用天然气价格是以体积用量进行计算的，受上述压力因素和温度因素波动的影响较大，造成居民的体积用气量与实际用气量存在较大的差异，使天然气的用气量计费不够精准，且抄表员采用人工方式抄表，劳动强度大。
发明内容
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法，能够根据天然气的实际压力和实际温度调整计量数据，使天然气表的检测数据更加准确，且能降低现有抄表员的劳动强度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种复合调整型无线天然气计量系统，包括至少一个天然气表，所述天然气表设置有壳体，所述壳体内设置有薄膜驱动机构、叶轮，薄膜驱动机构驱动叶轮旋转，所述壳体的外壁设置有透明的计量视窗；其关键在于，天然气表还设置复合调整计量装置，所述复合调整计量装置包括计算显示装置，所述计算显示装置包括第一微处理器和数码显示器；第一微处理器连接有霍尔传感器以及压力检测装置、第一温度检测传感器，所述叶轮的圆周固设有磁铁块，叶轮旋转通过磁铁块给霍尔传感器施加信号，霍尔传感器用于测量叶轮的转动圈数发送给第一微处理器，第一微处理器将其转换成天然气的体积用量V1，压力检测装置、第一温度检测传感器设置于壳体上分别用于检测壳体内的天然气实际压力P1和实际温度T1，第一微处理器获取体积用量V1和天然气实际压力P1以及实际温度T1，将其换算成标准天然气压力P0和标准温度T0时的体积用量V2，第一微处理器计算总体积消耗量并通过数码显示器显示总体积消耗量；第一微处理器还连接有第一无线通讯模块；
还包括数据集中器，数据集中器与天然气表无线连接获取总体积消耗量；数据集中器还将总体积消耗量无线发送给燃气公司电脑系统。
与总体积消耗量一起无线发送给燃气公司电脑系统的还有用户的住房号以及天然气表号。
该总体积消耗量等于原有的天然气体积消耗量加上体积用量V2，同时第一微处理器存储该总体积消耗量，便于下一次累计计算天然气的总体积消耗量。
上述结构设置的效果为：
薄膜驱动机构驱动叶轮旋转，叶轮每转一周，磁铁块靠近霍尔传感器一次，霍尔传感器输出一次体积用量信号；霍尔传感器用于输出叶轮的转数信号，相当于记录天然气的体积用量V1。霍尔传感器将转动圈数发送给微处理器，微处理器内预存有叶轮转动一圈所通过的天然气体积量，乘以叶轮的转动圈数即得体积用量V1。
第一微处理器通过霍尔传感器直接获取叶轮的转动信号；省去了现有天然气表复杂的传动机构和齿轮调速机构，使天然气的体积信号获取结构更加简单。
第一微处理器通过霍尔传感器获取天然气的体积用量V1，通过压力检测装置获取天然气实际压力P1，比如3000PA，通过第一温度传感器获取天然气实际温度T1，比如-30度，然后换算成标准天然气压力P0，比如2000PA和标准天然气温度T0，比如20度时的体积用量V2，通过数码显示器显示总体积消耗量。这样，天然气表能够根据天然气的实际压力和实际温度调整计量数据，使天然气表的检测数据更加准确。
所述壳体的外壁设置有透明的计量视窗；计算显示装置设置于计量视窗内，方便读取显示器上的读数。
数据集中器可设置在居民区的房屋外壁，数据集中器与天然气表无线连接获取体积用量V2；数据集中器还将体积用量V2无线发送给燃气公司电脑系统。
数据集中器可通过电池或太阳能电池板供电。采用上述的结构设置，抄表员通过燃气公司电脑系统即可获取居民区天然气表的读数，不用每家每户上门抄表，可以减少抄表员的劳动量。
所述数据集中器设置有第二微处理器，第二微处理器连接有第二无线通讯模块与第三无线通讯模块，第二微处理器经第二无线通讯模块无线连接第一无线通讯模块，第二微处理器经第三无线通讯模块无线连接燃气公司电脑系统。
通过上述的电路结构，第二微处理器通过第二无线通讯模块可无线连接第一微处理器，数据集中器能够与天然气表无线连接获取体积用量V2；数据集中器还能够将体积用量V2无线发送给燃气公司电脑系统。
所述第一微处理器连接有第一时钟模块，第二微处理器连接有第二时钟模块。
第一微处理器获取第一时钟模块的定时信号，比如每月22号，通过第一无线通讯模块发送体积用量V2，第二微处理器获取第二时钟模块的定时信号，比如每月22号开机获取体积用量V2并发送给燃气公司电脑系统，可以节约第一无线通讯模块和数据集中器消耗的能量。
所述壳体的侧壁一体成型有凹槽，凹槽的底部向壳体的内腔的一侧延伸，凹槽的底部下缘靠近叶轮的圆周，凹槽的底部上缘远离叶轮，霍尔传感器设置于凹槽内腔的底部并靠近叶轮。
现有技术中，霍尔传感器的传统使用方式是直接置于容器中进行检测，这种方式需要开孔，引出电信号。采用上述的一体成型凹槽；凹槽的底部向壳体的内腔的一侧延伸靠近叶轮，方便霍尔传感器获取磁铁块的信号，采用了上述避免了在壳体上开孔，减少了天然气的泄漏。
所述压力检测装置包括磁压力浮动装置和磁感应位置检测装置；
磁压力浮动装置固定在壳体内并设置有随壳体内天然气压力而浮动的磁压力浮子；磁压力浮动装置靠近凹槽远离叶轮的一侧外壁，磁感应位置检测装置固定在凹槽的内腔远离叶轮的一侧内壁，磁感应位置检测装置设置有检测磁压力浮子位移的检测管，磁感应位置检测装置将磁压力浮子的位移信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器，第一微处理器将其电信号转换成天然气实际压力P1。
现有技术中的压力检测装置多采用压力传感器，通过将压力传感器设置于壳体内，通过引线从上述壳体的开孔内引出，连接第一微处理器，上述结构需要在壳体上开孔并采用密封圈，天长日久，容易造成天然气泄漏，并且压力传感器设置在壳体内，如果压力传感器发生短路，容易产生火花，影响安全。
通过上述的结构设置，磁压力浮子将壳体内天然气压力变换转换成位移信号，壳体外的磁感应位置检测装置将磁压力浮子的位移信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器，第一微处理器将其电信号转换成天然气实际压力P1。不需要在壳体上开孔，减少天然气泄漏，也更加安全。
磁压力浮动装置、检测管与霍尔传感器分别位于凹槽的上下两侧，相互分隔，减少了两者之间相互的磁信号干扰。
所述磁压力浮动装置包括可随压力伸缩的气囊，气囊的伸缩方向与凹槽的轴心方向一致，气囊中充有压力为P3的氮气，气囊的一端固定在壳体的内壁上，气囊的另一端连接有磁压力浮子，磁压力浮子由磁铁制成，在气囊中沿着气囊的伸缩方向设置有内套筒和外套筒，外套筒的一端固定在气囊的一端内壁，外套筒的另一端开口，内套筒的一端固定在气囊的另一端内壁一端并与磁压力浮子固连，内套筒的另一端插入外套筒的开口，内套筒的另一端还经复位弹簧连接外套筒的底部；
检测管靠近磁压力浮子并与磁压力浮子的移动方向一致，检测管内沿着磁压力浮子的移动方向设置有至少两个干簧开关，干簧开关连接有单片机，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器。
通过上述的结构设置，气囊中充有压力为P3的氮气，该压力P3通常可设置为一个标准大气压，当气囊外的天然气压力P1发生变化时，会导致气囊内的压力发生变化，外面天然气压力P1变大时，气囊内气体体积减小，压力变大，内套筒向外套筒内滑动，内套筒带动磁压力浮子向靠近外套筒的方向移动；外面天然气压力P1变小时，气囊内气体体积增加，压力变小；内套筒向外套筒外滑动，内套筒带动磁压力浮子向远离外套筒的方向移动；达到压力平衡。
磁压力浮子浮动时，触发检测管内的干簧开关，通过不同位置的干簧开关给单片机信号，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器，第一微处理器再将其转换成对应的压力信号。
所述第一温度传感器固定设置于凹槽的底部，所述凹槽内填充有绝热材料。
现有技术中的第一温度传感器多设置于壳体内，通过引线从上述壳体的开孔内引出，连接第一微处理器，上述结构需要在壳体上开孔并采用密封圈，天长日久，容易造成天然气泄漏，并且第一温度传感器设置在壳体内，如果第一温度传感器发生短路，容易产生火花，影响安全。如果直接设置在壳体的外壁又容易受到外界环境温度的干扰。
通过上述的结构设置，第一温度传感器设置于凹槽的底部，深入壳体的内腔，便于检测天然气的实际温度，采用绝热材料与外界环境相隔离，避免外界环境温度干扰第一温度传感器的检测数据。也不需要在壳体上开孔，减少天然气泄漏，也更加安全。
所述壳体设置有进气嘴和出气嘴，薄膜驱动机构连接所述进气嘴，所述出气嘴设置有电磁阀，所述电磁阀连接第一微处理器，当P1<P2时，P2为天然气的最小压力阈值，控制电磁阀关闭，第一微处理器还连接有蜂鸣器，第一微处理器控制蜂鸣器发出报警信号；
所述壳体外壁设置有第二温度传感器和甲烷传感器，第二温度传感器用于检测外界环境的温度，甲烷传感器用于检测外界环境的甲烷浓度，第二温度传感器和甲烷传感器连接第一微处理器；第一微处理器还根据第二温度传感器和甲烷传感器的信号控制电磁阀开关，第一微处理器连接有复位按钮。
薄膜驱动机构设置有进气口，通过进气口连接所述进气嘴，P2为天然气的最小压力阈值，比如可选1000Pa,当天然气压力小于1000Pa时，即影响做饭，又会导致天然气表的计量不够准确，通过上述结构设置，微处理器判断P1<P2时，控制电磁阀关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。
通过上述结构设置，第二温度传感器用于检测外界环境的温度，第一微处理器判断环境温度大于T3时，比如65度或70度，控制电磁阀关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。
上述结构设置的效果为，当厨房失火时，火势曼延到第二温度传感器，使第二温度传感器检测温度大于T3时，控制电磁阀关闭。
按下复位按钮，电磁阀复位打开。
甲烷传感器用于检测外界环境的甲烷浓度，当厨房内天然气管漏气，浓度升高到影响人身安全时，控制电磁阀关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。
所述电磁阀包括阀体、电磁铁，阀体与出气嘴的进口固连，所述阀体设置有进气孔，所述进气孔连通壳体的内腔，所述出气孔连通出气嘴的进口；
所述阀体内设置有阀芯，阀芯连接有阀杆，阀杆的一端连接所述阀杆，阀杆的另一端穿出阀体后连接有衔铁；所述衔铁由硅钢制成；
所述阀杆上套有回复弹簧，回复弹簧的一端与阀体的外壁连接，回复弹簧的另一端与衔铁相连接；
所述壳体外设置电磁铁，电磁铁与衔铁相对应控制所述衔铁，通过阀芯控制电磁阀的通断气，所述电磁铁设置于计量视窗内，所述电磁铁连接第一微处理器。
通过上述的结构设置，通过第一微处理器控制电磁铁通电，电磁铁即可吸引衔铁，即可通过阀芯控制电磁阀的断气，不需要在壳体的表面开孔。
按下复位按钮，第一微处理器控制电磁铁断电时，电磁铁即释放衔铁，衔铁在回复弹簧的拉动下复位，即可通过阀芯控制电磁阀通气。
所述电磁阀包括阀体、电磁铁，阀体与出气嘴的进口固连，所述阀体设置有进气孔，所述进气孔连通壳体的内腔，所述出气孔连通出气嘴的进口；
所述阀体内设置有阀芯，阀芯连接有阀杆，阀杆的一端连接所述阀杆，阀杆的另一端穿出阀体后连接有衔铁；所述衔铁由磁铁制成；
所述壳体外设置电磁铁，电磁铁与衔铁相对应控制所述衔铁，通过阀芯控制电磁阀的通断气，所述电磁铁设置于计量视窗内，所述电磁铁连接第一微处理器；
微处理器给电磁铁施加正反向电压拉拢和推开衔铁，控制阀芯动作。
通过上述的结构设置，通过第一微处理器控制电磁铁通断电，即可通过阀芯控制电磁阀的通断气，不需要在壳体的表面开孔。
所述衔铁由磁铁制成，第一微处理器给电磁铁施加正反向电压拉拢和推开衔铁，控制阀芯动作。
所述衔铁由磁铁制成，比如衔铁正对电磁铁的一端为“N”极，第一微处理器给电磁铁施加正向电压，使电磁铁正对衔铁的一端为“S”极，即可吸引衔铁，控制电磁阀关闭。
反之，按下复位按钮，第一微处理器给电磁铁施加反向电压，使电磁铁正对衔铁的一端为“N”极，即可推开衔铁，控制电磁阀打开。
上述结构，通过微处理器给电磁铁施加正反向电压拉拢和推开衔铁，电磁铁只需要短暂通电即可，节能效果较好。
一种复合调整型无线天然气计量系统的控制方法，其关键在于：包括如下步骤：
步骤A：第一微处理器通过霍尔传感器测量叶轮的转动圈数；
步骤B：第一微处理器将叶轮的转动圈数转换成天然气的体积用量V1；
步骤C：第一微处理器获取压力检测装置检测的天然气实际压力P1；微处理器再获取第一温度检测传感器检测的天然气实际温度T1；
步骤D：第一微处理器采用如下公式(1)计算体积用量V2；
步骤E：第一微处理器计算总体积消耗量并通过数码显示器显示总体积消耗量；
步骤F：第一微处理器经第一无线通讯模块将总体积消耗量发送给数据集中器。
采用上述公式可计算体积用量V2，使天然气表的计量更加精准。
所述第一微处理器通过霍尔传感器获取叶轮的转速信号，根据转速信号确定压力波动调节系数λ，根据压力波动调节系数λ调节P1；
采用采用如下公式(2)计算体积用量V2；
由于压力检测装置本身结构的关系，以及计量机芯的薄膜驱动机构和叶轮运动的影响，压力检测装置的检测值与实际压力会有一定的差异，通过上述压力波动调节系数λ调节P1，使压力的检测更加准确。压力波动调节系数λ根据压力比如2000Pa、2100Pa、2200Pa、2300Pa……,转速10转、20转、30转、40转……时，通过试验测定。
显著效果:本发明提供了一种复合调整型无线天然气计量系统及其控制方法，能够根据天然气的实际压力和实际温度调整计量数据，使天然气表的检测数据更加准确，且能降低现有抄表员的劳动强度。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为天然气表的结构图；
图3为天然气表的局部剖视图；
图4为压力检测装置、第一温度传感器和霍尔传感器组合的结构图；
图5为磁压力浮动装置的第二种结构图；
图6为磁压力浮动装置的第三种结构图；
图7为第一微处理器的电路模块图；
图8为第一微处理器的电路结构图；
图9为单片机的电路模块结构图；
图10为抗干扰电路的电路图；
图11为第二微处理器的电路结构图；
图12为物联网模块的结构图；
图13为第二时钟模块的电路图；
图14为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-图14所示，一种复合调整型无线天然气计量系统，包括至少一个天然气表10，所述天然气表10设置有壳体1，所述壳体1内设置有薄膜驱动机构2、叶轮3，薄膜驱动机构2驱动叶轮3旋转，所述壳体1的外壁设置有透明的计量视窗4；天然气表10还设置复合调整计量装置5，所述复合调整计量装置5包括计算显示装置51，所述计算显示装置51包括第一微处理器511和数码显示器512；第一微处理器511连接有霍尔传感器52以及压力检测装置53、第一温度检测传感器54，所述叶轮3的圆周固设有磁铁块31，叶轮3旋转通过磁铁块31给霍尔传感器52施加信号，霍尔传感器52用于测量叶轮3的转动圈数发送给第一微处理器511，第一微处理器511将其转换成天然气的体积用量V1，压力检测装置53、第一温度检测传感器54设置于壳体1上分别用于检测壳体1内的天然气实际压力P1和实际温度T1，第一微处理器511获取体积用量V1和天然气实际压力P1以及实际温度T1，将其换算成标准天然气压力P0和标准温度T0时的体积用量V2，第一微处理器511计算总体积消耗量并通过数码显示器512显示总体积消耗量；第一微处理器511还连接有第一无线通讯模块57；
还包括数据集中器20，数据集中器20与天然气表10无线连接获取总体积消耗量；数据集中器20还将总体积消耗量无线发送给燃气公司电脑系统30。
该总体积消耗量等于原有的天然气体积消耗量加上体积用量V2，同时第一微处理器511存储该总体积消耗量，便于下一次累计计算天然气的总体积消耗量。
所述数据集中器20设置有第二微处理器201，第二微处理器201连接有第二无线通讯模块202与第三无线通讯模块203，第二微处理器201经第二无线通讯模块202无线连接第一无线通讯模块57，第二微处理器201经第三无线通讯模块203无线连接燃气公司电脑系统30。
第二无线通讯模块202、第一无线通讯模块57可以采用WIFI模块，第三无线通讯模块203可采用GSM模块或窄带物联网模块。
所述第一微处理器511连接有第一时钟模块58，第二微处理器201连接有第二时钟模块204。
上述结构设置的效果为：薄膜驱动机构2驱动叶轮3旋转，叶轮3每转一周，磁铁块31靠近霍尔传感器52一次，霍尔传感器52输出一次体积用量信号；
第一微处理器511通过霍尔传感器52直接获取叶轮3的转动信号；省去了现有天然气表复杂的传动机构和齿轮调速机构，使天然气的体积信号获取结构更加简单。
第一微处理器511通过霍尔传感器52获取天然气的体积用量V1，通过压力检测装置53获取天然气实际压力P1，比如3000PA，通过第一温度传感器53获取天然气实际温度T1，比如-30度，然后换算成标准天然气压力P0，比如2000PA和标准天然气温度T0，比如20度时的体积用量V2，通过数码显示器512显示总体积消耗量。这样，天然气表能够根据天然气的实际压力和实际温度调整计量数据，使天然气表的检测数据更加准确。
所述壳体1的外壁设置有透明的计量视窗3；计算显示装置51设置于计量视窗3内，方便读取显示器512上的读数。
数据集中器20可设置在居民区的房屋外壁，数据集中器20与天然气表10无线连接获取体积用量V2；数据集中器20还将体积用量V2无线发送给燃气公司电脑系统30。
数据集中器20可通过电池或太阳能电池板供电。采用上述的结构设置，抄表员通过燃气公司电脑系统30即可获取居民区天然气表10的读数，不用每家每户上门抄表，可以减少抄表员的劳动量。
所述壳体1的侧壁一体成型有凹槽13，凹槽13的底部向壳体1的内腔的一侧延伸，凹槽13的底部下缘靠近叶轮3的圆周，凹槽13的底部上缘远离叶轮3，霍尔传感器52设置于凹槽13内腔的底部并靠近叶轮3。
霍尔传感器52的输出引线伸出凹槽13。
现有技术中，霍尔传感器52的传统使用方式是直接置于容器中进行检测，这种方式需要开孔，引出电信号。采用上述的一体成型凹槽13；凹槽13的底部向壳体1的内腔的一侧延伸靠近叶轮3，方便霍尔传感器52获取磁铁块31的信号，采用了上述避免了在壳体1上开孔，减少了天然气的泄漏。
所述压力检测装置53包括磁压力浮动装置531和磁感应位置检测装置532；
磁压力浮动装置531固定在壳体1内并设置有随壳体1内天然气压力而浮动的磁压力浮子5312；磁压力浮动装置531靠近凹槽13远离叶轮3的一侧外壁，磁感应位置检测装置532固定在凹槽13的内腔远离叶轮3的一侧内壁，磁感应位置检测装置532设置有检测磁压力浮子5312位移的检测管5321，磁感应位置检测装置532将磁压力浮子5312的位移信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器511，第一微处理器511将其电信号转换成天然气实际压力P1。
现有技术中的压力检测装置53多采用压力传感器，通过将压力传感器设置于壳体1内，通过引线从上述壳体1的开孔内引出，连接第一微处理器511，上述结构需要在壳体1上开孔并采用密封圈，天长日久，容易造成天然气泄漏，并且压力传感器设置在壳体1内，如果压力传感器发生短路，容易产生火花，影响安全。
通过上述的结构设置，磁压力浮子5312将壳体1内天然气压力变换转换成位移信号，壳体1外的磁感应位置检测装置532将磁压力浮子5312的位移信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器511，第一微处理器511将其电信号转换成天然气实际压力P1。不需要在壳体1上开孔，减少天然气泄漏，也更加安全。磁压力浮动装置531、检测管5321与霍尔传感器52分别位于凹槽13的上下两侧，相互分隔，减少了两者之间相互的磁信号干扰。
所述磁压力浮动装置531包括可随压力伸缩的气囊5311，气囊5311的伸缩方向与凹槽13的轴心方向一致，气囊5311中充有压力为P3的氮气，气囊5311的一端固定在壳体1的内壁上，气囊5311的另一端连接有磁压力浮子5312，磁压力浮子5312由磁铁制成，在气囊5311中沿着气囊5311的伸缩方向设置有内套筒5313和外套筒5314，外套筒5314的一端固定在气囊5311的一端内壁，外套筒5314的另一端开口，内套筒5313的一端固定在气囊5311的另一端内壁一端并与磁压力浮子5312固连，内套筒5313的另一端插入外套筒5314的开口，内套筒5313的另一端还经复位弹簧5315连接外套筒5314的底部；
检测管5321靠近磁压力浮子5312并与磁压力浮子5312的移动方向一致，检测管5321内沿着磁压力浮子5312的移动方向设置有至少两个干簧开关，干簧开关连接有单片机，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器511。
通过上述的结构设置，气囊5311中充有压力为P3的氮气，该压力P3通常可设置为一个标准大气压，当气囊5311外的天然气压力P1发生变化时，会导致气囊5311内的压力发生变化，外面天然气压力P1变大时，气囊5311内气体体积减小，压力变大，内套筒5313向外套筒5314内滑动，内套筒5313带动磁压力浮子5312向靠近外套筒5314的方向移动；外面天然气压力P1变小时，气囊5311内气体体积增加，压力变小；内套筒5313向外套筒5314外滑动，内套筒5313带动磁压力浮子5312向远离外套筒5314的方向移动；达到压力平衡。
磁压力浮子5312浮动时，触发检测管5321内的干簧开关，通过不同位置的干簧开关给单片机信号，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器511，第一微处理器511再将其转换成对应的压力信号。
如图3所示，磁压力浮子5312和磁铁块31均由C型磁铁制成，磁铁块31的开口朝向霍尔传感器52，磁力线从C型磁铁的一端穿出经过霍尔传感器52进入另一端，减小了对干簧开关的干扰。
同理，磁压力浮子5312的开口朝向干簧开关，磁力线从C型磁铁的一端穿出经过干簧开关进入另一端，减小了对霍尔传感器52的干扰。
霍尔传感器52和检测管5321之间还设置有一块由导磁钢材制成的隔板521，可以减小相互之间的干扰。
如图10所示，霍尔传感器52设置有电压输出端，该电压输出端经抗干扰电路连接第一微处理器511，所述抗干扰电路包括集成运放比较器，霍尔传感器52经集成运放比较器连接第一微处理器511，可以减小磁压力浮子5312对霍尔传感器52的干扰。所述第一温度传感器54固定设置于凹槽13的底部，所述凹槽13内填充有绝热材料541。第一温度传感器54的输出引线穿出凹槽13连接所述第一微处理器511。
现有技术中的第一温度传感器54多设置于壳体1内，通过引线从上述壳体1的开孔内引出，连接第一微处理器511，上述结构需要在壳体1上开孔并采用密封圈，天长日久，容易造成天然气泄漏，并且第一温度传感器54设置在壳体1内，如果第一温度传感器发生短路，容易产生火花，影响安全。如果直接设置在壳体1的外壁又容易受到外界环境温度的干扰。
通过上述的结构设置，第一温度传感器54设置于凹槽13的底部，深入壳体1的内腔，便于检测天然气的实际温度，采用绝热材料541与外界环境相隔离，避免外界环境温度干扰第一温度传感器54的检测数据。也不需要在壳体1上开孔，减少天然气泄漏，也更加安全。
所述壳体1设置有进气嘴11和出气嘴12，薄膜驱动机构2连接所述进气嘴11，所述出气嘴12设置有电磁阀121，所述电磁阀121连接第一微处理器511，当P1<P2时，P2为天然气的最小压力阈值，控制电磁阀121关闭，第一微处理器511还连接有蜂鸣器，第一微处理器511控制蜂鸣器发出报警信号；
所述壳体1外壁设置有第二温度传感器55和甲烷传感器56，第二温度传感器55用于检测外界环境的温度，甲烷传感器56用于检测外界环境的甲烷浓度，第二温度传感器55和甲烷传感器56连接第一微处理器511；第一微处理器511还根据第二温度传感器55和甲烷传感器56的信号控制电磁阀121开关，第一微处理器511连接有复位按钮。
薄膜驱动机构2设置有进气口，通过进气口连接所述进气嘴11，P2为天然气的最小压力阈值，比如可选1000Pa,当天然气压力小于1000Pa时，即影响做饭，又会导致天然气表的计量不够准确，通过上述结构设置，微处理器判断P1<P2时，控制电磁阀121关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。
通过上述结构设置，第二温度传感器55用于检测外界环境的温度，第一微处理器511判断环境温度大于T3时，比如65度或70度，控制电磁阀121关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。
上述结构设置的效果为，当厨房失火时，火势曼延到第二温度传感器55，使第二温度传感器55检测温度大于T3时，控制电磁阀121关闭。
按下复位按钮，电磁阀121复位打开。
甲烷传感器56用于检测外界环境的甲烷浓度，当厨房内天然气管漏气，浓度升高到影响人身安全时，控制电磁阀121关闭，微处理器还连接有蜂鸣器，微处理器控制蜂鸣器发出报警信号。甲烷传感器56可采用MP-4可燃气体甲烷传感器。
所述电磁阀121包括阀体1211、电磁铁1216，阀体1211与出气嘴12的进口固连，所述阀体1211设置有进气孔，所述进气孔连通壳体1的内腔，所述出气孔连通出气嘴12的进口；
所述阀体1211内设置有阀芯1212，阀芯1212连接有阀杆1213，阀杆1213的一端连接所述阀杆1213，阀杆1213的另一端穿出阀体1211后连接有衔铁1215；所述衔铁1215由硅钢制成；
所述阀杆1213上套有回复弹簧1214，回复弹簧1214的一端与阀体1211的外壁连接，回复弹簧1214的另一端与衔铁1215相连接；
所述壳体1外设置电磁铁1216，电磁铁1216与衔铁1215相对应控制所述衔铁1215，通过阀芯1212控制电磁阀121的通断气，所述电磁铁1216设置于计量视窗3内，所述电磁铁1216连接第一微处理器511。
通过上述的结构设置，通过第一微处理器511控制电磁铁1216通电，电磁铁1216即可吸引衔铁1215，即可通过阀芯1212控制电磁阀121的断气，不需要在壳体1的表面开孔。
按下复位按钮，第一微处理器511控制电磁铁1216断电时，电磁铁1216即释放衔铁1215，衔铁1215在回复弹簧1214的拉动下复位，即可通过阀芯1212控制电磁阀121通气。
所述电磁阀121包括阀体1211、电磁铁1216，阀体1211与出气嘴12的进口固连，所述阀体1211设置有进气孔，所述进气孔连通壳体1的内腔，所述出气孔连通出气嘴12的进口；
所述阀体1211内设置有阀芯1212，阀芯1212连接有阀杆1213，阀杆1213的一端连接所述阀杆1213，阀杆1213的另一端穿出阀体1211后连接有衔铁1215；所述衔铁1215由磁铁制成；
所述壳体1外设置电磁铁1216，电磁铁1216与衔铁1215相对应控制所述衔铁1215，通过阀芯1212控制电磁阀121的通断气，所述电磁铁1216设置于计量视窗3内，所述电磁铁1216连接第一微处理器511；
微处理器给电磁铁1216施加正反向电压拉拢和推开衔铁1215，控制阀芯1212动作。
通过上述的结构设置，通过第一微处理器511控制电磁铁1216通断电，即可通过阀芯1212控制电磁阀121的通断气，不需要在壳体1的表面开孔。
所述衔铁1215由磁铁制成，第一微处理器511给电磁铁1216施加正反向电压拉拢和推开衔铁1215，控制阀芯1212动作。
所述衔铁1215由磁铁制成，比如衔铁1215正对电磁铁1216的一端为“N”极，第一微处理器511给电磁铁1216施加正向电压，使电磁铁1216正对衔铁1215的一端为“S”极，即可吸引衔铁1215，控制电磁阀121关闭。
反之，按下复位按钮，第一微处理器511给电磁铁1216施加反向电压，使电磁铁1216正对衔铁1215的一端为“N”极，即可推开衔铁1215，控制电磁阀121打开。
上述结构，通过微处理器给电磁铁1216施加正反向电压拉拢和推开衔铁1215，电磁铁1216只需要短暂通电即可，节能效果较好。计算显示装置51设置于计量视窗3内。
如图1所示，所述壳体1的外壁设置有透明的计量视窗3；方便读取显示器512上的读数。第一微处理器511设置有电源513。
优选的，所述壳体1的外壁还设置有可以打开的防尘盖，所述防尘盖罩住计量视窗3，可以减小计量视窗3表面的油污，影响抄表员读数。
如图4-图6所示，气囊5311可由薄壁的橡胶制成；也可以由薄壁的弹性钢材制成，设置成可以伸缩的波浪形碟片。
如图4-图6所示，所述气囊5311设置有两个端板，所述气囊5311的一端固定在壳体1的内壁上，气囊5311的另一端远离壳体1的内壁；所述壳体1拉伸有凹槽13，凹槽13的方向与气囊5311的伸缩方向一致。
如图5所示，气囊5311由薄壁的橡胶制成。如图6所示，所述气囊5311设置有两个端板，其中一个端板连接壳体1的内壁，另一端板连接磁压力浮子5312，与该端板相配合的有一滑动套筒5316，滑动套筒5316设置有气孔。
如图8所示，第一微处理器511、第二微处理器201、单片机可采用STM8单片机。如图13所示，第一时钟模块和第二时钟模块结构相同。
所述壳体1可由普通碳素钢、不锈钢、铝合金等材料制成。
压力检测装置53还可以采用PT124B-210压力传感器，安装在壳体1上。霍尔传感器52可采用HG-106C霍尔传感器。
第一温度检测传感器54可采用AD590温度传感器。
一种复合调整型无线天然气计量系统的控制方法，其关键在于：包括如下步骤：
步骤A：第一微处理器511通过霍尔传感器52测量叶轮3的转动圈数；
步骤B：第一微处理器511将叶轮3的转动圈数转换成天然气的体积用量V1；
叶轮3转动一圈产生的天然气体积通过试验测定，并存储在第一微处理器511中，体积用量V1等于叶轮3的转动圈数乘以叶轮3转动一圈产生的天然气体积；
步骤C：第一微处理器511获取压力检测装置53检测的天然气实际压力P1；微处理器511再获取第一温度检测传感器54检测的天然气实际温度T1；
步骤D：第一微处理器511采用如下公式(1)计算体积用量V2；
步骤E：第一微处理器511计算总体积消耗量并通过数码显示器512显示总体积消耗量；
步骤F：第一微处理器511经第一无线通讯模块57将总体积消耗量发送给数据集中器20。采用上述公式(1)可计算体积用量V2，使天然气表的计量更加精准。
所述第一微处理器511通过霍尔传感器52获取叶轮3的转速信号，根据转速信号确定压力波动调节系数λ，根据压力波动调节系数λ调节P1；
采用采用如下公式(2)计算体积用量V2；
由于压力检测装置53本身结构的关系，以及计量机芯2的薄膜驱动机构和叶轮运动的影响，压力检测装置53的检测值与实际压力会有一定的差异，通过上述压力波动调节系数λ调节P1，使压力的检测更加准确。压力波动调节系数λ根据压力比如2000Pa、2100Pa、2200Pa、2300Pa……,转速10转、20转、30转、40转……时，通过试验测定。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种复合调整型无线天然气计量系统，包括至少一个天然气表(10)，所述天然气表(10)设置有壳体(1)，所述壳体(1)内设置有薄膜驱动机构(2)、叶轮(3)，薄膜驱动机构(2)驱动叶轮(3)旋转，所述壳体(1)的外壁设置有透明的计量视窗(4)；其特征在于，天然气表(10)还设置复合调整计量装置(5)，所述复合调整计量装置(5)包括计算显示装置(51)，所述计算显示装置(51)包括第一微处理器(511)和数码显示器(512)；第一微处理器(511)连接有霍尔传感器(52)以及压力检测装置(53)、第一温度检测传感器(54)，所述叶轮(3)的圆周固设有磁铁块(31)，叶轮(3)旋转通过磁铁块(31)给霍尔传感器(52)施加信号，霍尔传感器(52)用于测量叶轮(3)的转动圈数发送给第一微处理器(511)，第一微处理器(511)将其转换成天然气的体积用量V1，压力检测装置(53)、第一温度检测传感器(54)设置于壳体(1)上分别用于检测壳体(1)内的天然气实际压力P1和实际温度T1，第一微处理器(511)获取体积用量V1和天然气实际压力P1以及实际温度T1，将其换算成标准天然气压力P0和标准温度T0时的体积用量V2，第一微处理器(511)计算总体积消耗量并通过数码显示器(512)显示总体积消耗量；第一微处理器(511)还连接有第一无线通讯模块(57)；
还包括数据集中器(20)，数据集中器(20)与天然气表(10)无线连接获取总体积消耗量；数据集中器(20)还将总体积消耗量无线发送给燃气公司电脑系统(30)；
所述壳体(1)的侧壁一体成型有凹槽(13)，凹槽(13)的底部向壳体(1)的内腔的一侧延伸，凹槽(13)的底部下缘靠近叶轮(3)的圆周，凹槽(13)的底部上缘远离叶轮(3)，霍尔传感器(52)设置于凹槽(13)内腔的底部并靠近叶轮(3)；
所述压力检测装置(53)包括磁压力浮动装置(531)和磁感应位置检测装置(532)；
磁压力浮动装置(531)固定在壳体(1)内并设置有随壳体(1)内天然气压力而浮动的磁压力浮子(5312)；磁压力浮动装置(531)靠近凹槽(13)远离叶轮(3)的一侧外壁，磁感应位置检测装置(532)固定在凹槽(13)的内腔远离叶轮(3)的一侧内壁，磁感应位置检测装置(532)设置有检测磁压力浮子(5312)位移的检测管(5321)，磁感应位置检测装置(532)将磁压力浮子(5312)的位移信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器(511)，第一微处理器(511)将其电信号转换成天然气实际压力P1；
所述磁压力浮动装置(531)包括可随压力伸缩的气囊(5311)，气囊(5311)的伸缩方向与凹槽(13)的轴心方向一致，气囊(5311)中充有压力为P3的氮气，气囊(5311)的一端固定在壳体(1)的内壁上，气囊(5311)的另一端连接有磁压力浮子(5312)，磁压力浮子(5312)由磁铁制成，在气囊(5311)中沿着气囊(5311)的伸缩方向设置有内套筒(5313)和外套筒(5314)，外套筒(5314)的一端固定在气囊(5311)的一端内壁，外套筒(5314)的另一端开口，内套筒(5313)的一端固定在气囊(5311)的另一端内壁一端并与磁压力浮子(5312)固连，内套筒(5313)的另一端插入外套筒(5314)的开口，内套筒(5313)的另一端还经复位弹簧(5315)连接外套筒(5314)的底部；
检测管(5321)靠近磁压力浮子(5312)并与磁压力浮子(5312)的移动方向一致，检测管(5321)内沿着磁压力浮子(5312)的移动方向设置有至少两个干簧开关，干簧开关连接有单片机，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器(511)；
当气囊(5311)外的天然气压力P1发生变化时，会导致气囊(5311)内的压力发生变化，外面天然气压力P1变大时，气囊(5311)内气体体积减小，压力变大，内套筒(5313)向外套筒(5314)内滑动，内套筒(5313)带动磁压力浮子(5312)向靠近外套筒(5314)的方向移动；外面天然气压力P1变小时，气囊(5311)内气体体积增加，压力变小；内套筒(5313)向外套筒(5314)外滑动，内套筒(5313)带动磁压力浮子(5312)向远离外套筒(5314)的方向移动；达到压力平衡；
磁压力浮子(5312)浮动时，触发检测管(5321)内的干簧开关，通过不同位置的干簧开关给单片机信号，单片机将干簧开关的信号转换成相应的电信号发送给第一微处理器(511)，第一微处理器(511)再将其转换成对应的压力信号。
2.根据权利要求1所述的复合调整型无线天然气计量系统，其特征在于：所述数据集中器(20)设置有第二微处理器(201)，第二微处理器(201)连接有第二无线通讯模块(202)与第三无线通讯模块(203)，第二微处理器(201)经第二无线通讯模块(202)无线连接第一无线通讯模块(57)，第二微处理器(201)经第三无线通讯模块(203)无线连接燃气公司电脑系统(30)。
3.根据权利要求2所述的复合调整型无线天然气计量系统，其特征在于：所述第一微处理器(511)连接有第一时钟模块(58)，第二微处理器(201)连接有第二时钟模块(204)。
4.根据权利要求1所述的复合调整型无线天然气计量系统，其特征在于：所述第一温度检测传感器(54)固定设置于凹槽(13)的底部，所述凹槽(13)内填充有绝热材料(541)。
5.根据权利要求1所述的复合调整型无线天然气计量系统，其特征在于：所述壳体(1)设置有进气嘴(11)和出气嘴(12)，薄膜驱动机构(2)连接所述进气嘴(11)，所述出气嘴(12)设置有电磁阀(121)，所述电磁阀(121)连接第一微处理器(511)，当P1<P2时，P2为天然气的最小压力阈值，控制电磁阀(121)关闭，第一微处理器(511)还连接有蜂鸣器，第一微处理器(511)控制蜂鸣器发出报警信号；
所述壳体(1)外壁设置有第二温度传感器(55)和甲烷传感器(56)，第二温度传感器(55)用于检测外界环境的温度，甲烷传感器(56)用于检测外界环境的甲烷浓度，第二温度传感器(55)和甲烷传感器(56)连接第一微处理器(511)；第一微处理器(511)还根据第二温度传感器(55)和甲烷传感器(56)的信号控制电磁阀(121)开关，第一微处理器(511)连接有复位按钮。
6.根据权利要求1-5任一项所述的复合调整型无线天然气计量系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤A：第一微处理器(511)通过霍尔传感器(52)测量叶轮(3)的转动圈数；
步骤B：第一微处理器(511)将叶轮(3)的转动圈数转换成天然气的体积用量V1；
步骤C：第一微处理器(511)获取压力检测装置(53)检测的天然气实际压力P1；微处理器(511)再获取第一温度检测传感器(54)检测的天然气实际温度T1；
步骤D：第一微处理器(511)采用如下公式(1)计算体积用量V2；
步骤E：第一微处理器(511)计算总体积消耗量并通过数码显示器(512)显示总体积消耗量；
步骤F：第一微处理器(511)经第一无线通讯模块(57)将总体积消耗量发送给数据集中器(20)。
7.根据权利要求6所述的复合调整型无线天然气计量系统的控制方法，其特征在于：所述第一微处理器(511)通过霍尔传感器(52)获取叶轮(3)的转速信号，根据转速信号确定压力波动调节系数λ，根据压力波动调节系数λ调节P1；
采用如下公式(2)计算体积用量V2；
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