CN1548929A - 微电脑煤气表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微电脑煤气表，将控制其内部电路的微电脑控制电路板以插卡的形式设置于煤气表本体内的容置槽中，并将感测元件、电路线及电池等设置于容置槽剩余的空间中，以提高煤气表的空间利用率，而其兼具安全遮断及通讯功能，当感测元件感测到异常状况发生时，会自动启动其内部的遮断阀，阻绝煤气的进气，且其通讯功能可通过电话系统回传客户端的煤气用量，以节省人工抄表所需花费的人力，及避免人工抄表所产生的误差。

Description

微电脑煤气表

技术领域

本发明涉及一种微电脑煤气表，应用于煤气流量的计量。

背景技术

由于台湾与日本均位于太平洋地震带上，因此，发生地震的频率较其它国家还高。然而，每次地震所带来的灾害，不仅会造成地面人员、建筑物等损坏，还有可能引发煤气泄漏，而造成地震的二次伤害。

有鉴于此，日本政府特别立法通过改用微电脑煤气表，以有效防止煤气泄漏，并在1988年全面实施。1995年1月17日，日本阪神发生芮氏规模7.2级的地震，然而，煤气管线与燃气器具的损害，造成煤气大量外泄而酿成火灾，造成大量人员因而伤亡，此后，日本政府更积极推行“燃气自动紧急遮断装置”，使煤气管线在地震或是其它紧急情况发生时，能够自动遮断，以避免因为煤气外泄而酿成火灾。

台湾经济部于1998年5月26日的全国能源政策白皮书中的能源政策措施提及：在微电脑煤气表尚未普遍装设下，宜研究推广微电脑煤气表的可行做法；而1999年开始由能源会与工研院规划研发微电脑煤气表。在1999年9月21日凌晨，台湾发生了芮氏7.3级地震后，政府乃积极推动“燃气自动紧急遮断装置”的研发，并鼓励消费者加装，而标准检验局也积极规划将“燃气自动紧急遮断装置”纳入应检验的项目，以达到保护消费者生命财产安全的目的。

请参考图1所示，为日本专利JP2000-9511号所揭露的微电脑煤气表的侧视图，而其上视图请参考图2所示。此微电脑煤气表是在传统煤气表的量测室(measuring chamber)10上方加装一个控制电路模块20，此控制电路模块20上设置有遮断阀(cutoff valve)21及压力传感器22，可于紧急情况发生的时候，达到安全遮断的目的。

然而，此微电脑煤气表为了将控制电路模块20与量测室10的煤气流道区隔出来，而使得制作微电脑煤气表的模具成本及整体体积增加。而且，此控制电路模块20是将所有电路控制的元件全部制作在一个电路板上，然而，电流通过电子元件之后，这些电子元件都会发热，因此，可能会发生电路烧坏的情形。

且整个微电脑煤气表并非完全和外界隔绝，因此，会有露水进入煤气表中，然由于整个控制电路模块20的电路板是平放的，因此，很容易会有露水累积在电路板上，而影响控制电路模块20的运作，甚至会造成电路短路的情形。而且，其控制电路模块20的部份是外加于传统的煤气表之上，因此，其体积大于传统煤气表的体积，且其空间利用率较差。

而在日本专利JP2000-65620号所揭露的微电脑煤气表，其主要的目的是为解决电路板设置于量测室10上方窄小的空间中，容易因为露水累积于电路板上，而造成电路短路的缺点。此微电脑煤气表主要是将控制电路的电路板表面涂覆上具有防水功能的材料，例如：环氧树脂(epoxy resin)、硅树脂(silicon resin)，或具有同特性的树脂材料，以防止露水滴在电路板上，而造成电路短路。

然而，煤气由进口处进入到下方四个气室前，需先经过步进马达，此步进马达会增加流体的流阻，而影响整个煤气表的计量。且此微电脑煤气表是利用电磁阀作为安全遮断的遮断阀，虽然在使用上可较为省电，但是由于电磁阀内有弹簧，而弹簧用久了之后弹性系数会改变，可能会造成遮断阀关不紧的现象，而无法达到安全遮断的目的，因此其可靠度较差。

综观上述所提及的微电脑煤气表，其共同点即在传统的煤气表上另外加入一个微电脑电路的模块，而达到安全遮断及微电脑控制的目的；然而，这些微电脑煤气表仅属于外挂式的微电脑煤气表，其体积较传统的煤气表增加许多，但并无法有效地利用煤气表内的空间。

发明内容

鉴于以上现有技术的问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种微电脑煤气表，其主要的特点为：结合电子控制、安全遮断及通讯功能成为一个整表式的微电脑煤气表；然而，此微电脑煤气表的体积大小与传统的煤气表大小是相同的，相较于现有的微电脑煤气表而言，其不仅改善了煤气表内的空间利用率，亦不致发生露水累积于电路板而产生电路短路的情形。

本发明搭配通讯与网络的功能，可以对微电脑煤气表进行远程控制、计量回报以及安全警示的功能，以方便煤气公司进行客户端煤气用量的记录，且可作为往后居家保全，家庭护理监视的工作。

此微电脑煤气表将控制其内部电路的微电脑控制电路板以插卡的型式设置于煤气表本体内的容置槽中，并将感测元件、电路线及电池等设置于容置槽剩余的空间中，以提高煤气表的空间利用率。

而其亦包括有安全遮断及通讯功能，当控制电路板的感测元件感测到异常状况发生时，控制电路板会自动启动其内部的遮断阀，阻绝煤气的进气。而其通讯功能可通过电话系统回传客户端的煤气用量，以节省人工抄表所需花费的人力，及避免人工抄表所产生的误差。

为达上述目的，本发明提供一种微电脑煤气表，用以量测一煤气的流量，其包括有：一本体，至少具有一腔体以及大略平行于该腔体且不连通的一容置槽，该腔体内设置有一膜片，通过该膜片将该腔体区隔成数个气室，并可将该气室内部的气体向外推送，而该容置槽内用以容纳一控制电路板，该控制电路板至少包括有一用以感测进出该本体的该煤气压力的传感器组；一盖体，设置于该本体的上方并连通于该气室，其包括有一进气孔及一出气孔分别提供该煤气进出该气室；一遮断阀，设置于该进气孔的下方，当该控制电路板感测到一异常状况发生时，用以遮断该煤气的进气；及一计量单元，装设于该本体上，并通过该膜片的摆动，来进行该煤气流量的计量。

附图说明

图1为现有的微电脑煤气表的侧视图；

图2为现有的微电脑煤气表的上视图；

图3为本发明所研发的微电脑煤气表的结构分解图；

图4为本发明的微电脑煤气表本体的下视图；

图5为本发明的遮断阀的结构剖面图；

图6为本发明的计量单元的侧视图。

图中符号说明

10    量测室

20    控制电路板

21    遮断阀

22    压力传感器

30    本体

31    容置槽

32    腔体

33    外罩

34    锥形穿孔

40    控制电路板

50    膜片

60    盖体

61    进气孔

62    出气孔

70      遮断阀

71      步进马达

72      球形万向接头

73      垫片

80      计量单元

81      旗杆

82      翼杆

83      磁铁

90      通讯单元

100     显示单元

101     启动按键

具体实施方式

根据本发明所研发的微电脑煤气表，其立体结构分解图请参考图3所示，其包括有下列几个主要的部份：微电脑煤气表的本体30、控制电路板40、膜片50、盖体60、遮断阀70、计量单元80、通讯单元90及电源系统(图中未示)。

控制电路板40设置于本体30中，整个微电脑煤气表系统中的控制电路的部份皆制作于控制电路板40中；而通过设置于本体30两侧的腔体32外部的膜片50，将煤气进入微电脑煤气表内的空间区分为四个气室，通过膜片50的摆动，可使气室内部的煤气向外推送，以使煤气的出气能够更平均及更稳定；而盖体60设置于本体30的上方，其进气孔61及出气孔62是煤气进出此微电脑煤气表的管道。

遮断阀70设置于进气孔61的下方，当控制电路板40中的一些感测元件侦测到异常的状况时，遮断阀70会向上升起并堵住进气孔61，以阻绝煤气的进气。而此计量单元80是通过贴附于膜片50中央的磁铁，并配合控制电路板40内与其相对应的磁簧开关，当煤气进出此微电脑煤气表而造成膜片50的来回摆动时，由于磁铁靠近所产生的磁力会启动磁簧开关，并启动控制电路板40内部的流量计量逻辑单元进行煤气计量的工作。

而通讯单元90是此微电脑煤气表有别于传统煤气表的特点，煤气公司可利用电话系统并通过此通讯单元90而得到客户端的煤气用量，而不再需要靠人工抄表；而整个微电脑煤气表所需的电源，皆由电源系统所提供。

请参考图4所示，为微电脑煤气表本体30的下视图，在本体30的底部开设有一个容置槽31，此容置槽31用以置放组成控制电路板40，使控制电路板40可以插卡的形式设置于容置槽31中。当控制电路板40发生问题时，可直接将控制电路板40由容置槽31中拆下来修理，以简化维修所需的时间和成本。

而在本体30的底部设置有数个锥形穿孔34，一方面可保持整个煤气表内部的通风，使露水不致闷在容置槽31内而造成控制电路板40的短路，同时亦可防止昆虫进入本体30中。

在图4中所示的容置槽31其剖面形状为“工”字型，然而，此容置槽31的剖面可依据使用者不同的需求而设计为“一”字型、“T”字型，或是其它可作为置放微电脑控制电路板、感测元件、电源系统及其它元件的空间设计。

而此控制电路板40是用以控制整个微电脑煤气表内部的电路，例如：煤气流量的计量、煤气表内部的压力感测、驱动遮断阀70运作的电路等，都是由控制电路板40内部的电路来操控；其主要的元件包括有：磁簧开关、流量计量处理单元及传感器组等。

其中，磁簧开关和流量计量处理单元是用以感测并处理煤气流量的计算；而传感器组中包含有数个压力传感器，分别用以量测由外界管路进入微电脑煤气表的压力、微电脑煤气表进入客户端的压力及微电脑煤气表内部的压力。

量测由外界管路进入微电脑煤气表的煤气压力，是为了防止客户端房子外面的煤气管路外漏而发生压力低下的情形时，此控制电路板40会发出警告信号给客户端知道，且通过通讯单元90回传客户端压力低下的信息让煤气公司了解，并派人修理；若是经过一段时间还未处理客户端压力低下的情况时，此控制电路板40会自动驱动安全遮断机制，阻绝煤气的进气。

若是微电脑煤气表进入客户端的压力传感器突然一下子感受到客户端过量使用煤气，或是在控制电路板40的逻辑程序设定的时间内(例如：36小时)，一直有微量的煤气由微电脑煤气表流进客户端时，为防止客户端可能有人自杀，此控制电路板40也会自动驱动安全遮断机制，阻绝煤气的进气。

而传感器组中另外包括有振荡传感器，通过量测微电脑煤气表所在的位置感受到的加速度的大小，推算地震发生规模的大小，当其所感受到的振荡或是地震规模大于某一设定值时，此控制电路板40会启动安全遮断的机制，驱动进气孔61下方的遮断阀70向上升起，并堵住煤气表的进气孔61，阻绝煤气的进气，以防止因煤气大量外泄而酿成火灾，而造成地震的二次伤害。

而在本体30的两侧对称地设置有圆形的腔体32，此腔体32与容置槽31为互相平行但不相通；邻近腔体32处分别设置有一片膜片50，且本体30的外围包括有外罩33，用以将此微电脑煤气表内部区分为四个气室，通过膜片50的摆动可将四个气室内部的煤气往外推送，并可使进入微电脑煤气表的煤气出气更平均且更稳定。

而位于本体30上方的盖体60，其包含有进气孔61及出气孔62，以分别使煤气流入此微电脑煤气表及流出此微电脑煤气表。而遮断阀70是当紧急情况发生时用以遮断煤气气源，禁止煤气进入微电脑煤气表的安全装置，设置于进气孔61的下方，其结构的剖面图请参考图5所示，它是由步进马达71及连接于步进马达71上方的球形万向接头72所组成。

而为使遮断阀70启动之后，确实可以达到气密的效果，在进气孔61下方与遮断阀70启动后的接触部分设计为刀口型式，以完全阻绝煤气进入。

当振荡传感器感测到大于某一地震规模的加速度、振动，或是压力传感器感测到异常的压力分布时，此控制电路板40会启动安全遮断的机制，驱动步进马达71向上升起；而由于其上方的球形万向接头72是有弹性的，因此，它可通过垫片73自动堵住进气孔61，并与进气孔61完全密合，以阻绝煤气的进气，并达到完全防漏及安全遮断的目的。

而此微电脑煤气表用以量测煤气流量的机制是通过计量单元80来达成，其结构的侧视图请参考图6所示，它包括有旗杆81及连接于其下半部的翼杆82，旗杆81设置的位置是邻近其中一片膜片50。

而翼杆82上具有一个磁铁83，此磁铁83是贴附于膜片50的中央位置，而控制电路板40上的磁簧开关是相对应于磁铁83的位置。当膜片50因着煤气的流动(进出)而摆动时，相对应于磁铁83的磁簧开关会感受到磁铁83靠近所产生的磁力而启动，而控制电路板40会驱动流量计量处理单元进行煤气流量的计算。所以，只要膜片作动，便能正确撷取磁簧开关的脉波，达到煤气计数的功能。

目前，煤气公司是以人工抄表的方式挨家挨户去抄表，才能计算客户端每个月的煤气费，然而，此方式不仅要花费人力上的成本，且可能会有人工操作所产生的误差。因此，本发明所研发的微电脑煤气表利用一组与控制电路板40相连接的通讯单元90，通过电话系统回传客户端的控制电路板40计量的结果。

煤气公司会利用计算机定期打无响铃(no ring system)的电话到各客户端，此无响铃的电话信号会直接进到通讯单元90中，而控制电路板40会回传目前煤气的用量给煤气公司。此无响铃的电话虽然和室内电话是共享同一条信号线，然而，其系统与载波频率和一般室内电话不同，因此家里的电话是不会响的。

且此通讯单元90具有用户优先设定，若煤气公司打无响铃电话到客户端，而用户端正在使用电话时，煤气公司的电话即自动中断，可由计算机设定过几天之后再打无响铃电话到客户端回传其煤气用量。此通讯单元90亦可通过网络回传客户端的控制电路板40计量的结果。

而如果客户端不按时缴交煤气费时，煤气公司可下达命令，通过此通讯单元90启动客户端的微电脑煤气表的遮断阀70，阻绝煤气的进气。

而此微电脑煤气表的电源系统包括了二个电池，用以分别提供微电脑煤气表整个系统及步进马达所需的电量。

而在微电脑煤气表的盖体60上设置有一个显示单元100，此显示单元100可由液晶显示器或是发光二极管所组成，而其旁边设置有一个启动按键101；当用户欲了解目前煤气表的用量时，需先按下启动按键101，显示单元100才会显示目前微电脑煤气表的用量，而超过一段预设时间之后，显示单元100的字幕会自动消失，以节省电的消耗。

而本发明为能使本体30内部的空间充分地运用，特别将“工”字形的一侧边作为电路线管道，且于其上方放置步进马达，而其它的一些感测元件与电池则放置于“工”字形两侧剩余的空间，以达到良好的空间利用率。

以上所述，仅为本发明其中的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明权利要求书所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求书所涵盖。

Claims (15)

1.一种微电脑煤气表，用以量测一煤气的流量，其特征在于，包括有：

一本体，至少具有一腔体以及大略平行于该腔体且不连通的一容置槽，该腔体内设置有一膜片，通过该膜片将该腔体区隔成数个气室，并可将该气室内部的气体向外推送，而该容置槽内用以容纳一控制电路板，该控制电路板至少包括有一用以感测进出该本体的该煤气压力的传感器组；

一盖体，设置于该本体的上方并连通于该气室，其包括有一进气孔及一出气孔分别提供该煤气进出该气室；

一遮断阀，设置于该进气孔的下方，当该控制电路板感测到一异常状况发生时，用以遮断该煤气的进气；及

一计量单元，装设于该本体上，并通过该膜片的摆动，来进行该煤气流量的计量。

2.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该容置槽的剖面选自由工字型、T字型及一字型所成组合之一。

3.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该本体的底部更包括有数个圆锥穿孔，以使该本体通风。

4.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该传感器组更包括有一振荡传感器，用以感测该微电脑煤气表的振荡规模。

5.如权利要求4所述的微电脑煤气表，其特征在于，当该振荡传感器感测到的振荡规模大于一设定值时，该控制电路板会驱动该遮断阀阻绝该煤气的进气。

6.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该遮断阀包括有：

一万向接头；及

一步进马达，当该控制电路板感测到该异常状况发生时，用以带动该万向接头顶住该进气孔，而达成安全遮断。

7.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，当启动该遮断阀后，该进气孔会嵌入该遮断阀以达到气密。

8.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该异常状况是该传感器组感测到进出该微电脑煤气表的该煤气的压力大于一设定值。

9.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该异常状况是该传感器组感测到该煤气的瞬间压力变化大于一设定值。

10.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该异常状况是该传感器组感测到该煤气的压力不稳定。

11.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该计量单元包括有：

一旗杆，设置于该腔体的一侧边；

一翼杆，连接于该旗杆的下半部，其包括有一磁铁贴附于该膜片的中央；及

一磁簧开关及一流量计量逻辑单元，设置于该控制电路板；

当该膜片因着该煤气的流动而摆动时，该磁铁所产生的磁力启动该磁簧开关，而该磁簧开关启动该流量计量逻辑单元以进行计量。

12.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该微电脑煤气表更包括有一通讯单元，与该控制电路板相连接，以回传该流量计量逻辑单元所量测的该煤气计量。

13.如权利要求12所述的微电脑煤气表，其特征在于，该传感器组感测到异常的压力分布时，该控制电路板会通过该通讯单元回传异常压力讯息。

14.如权利要求1所述的微电脑煤气表，其特征在于，该微电脑煤气表更包括有一显示单元，用以显示该微电脑煤气表的煤气计量。

15.如权利要求14所述的微电脑煤气表，其特征在于，该显示单元更包括有一启动按键，当按压该启动按键时，该显示单元会显示该微电脑煤气表的煤气计量。

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