CN205483117U - 一种带温度压力补偿的膜式燃气表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带温度压力补偿的膜式燃气表，该燃气表包括膜式燃气表和设置在燃气表外的温度传感器、压力传感器、改造过的机械计数器、显示模块，扣费/扣气量模块，IC卡读取模块等，本实用新型客服了现有燃气表计量天然气气量没有考虑温度和压力的影响，导致燃气表数值不能反映工况的技术问题，在此基础上，将温度压力补偿的模式燃气表的结构完全公开，同时对一些结构零部件进行优化设计，使之易改造，对旧膜式燃气表的替换只需在其原先基础上进行改造即可，同时也提高了检测精度，减少燃气供应商的损失。而且结构简单，降低了生产成本。

Description

一种带温度压力补偿的膜式燃气表

技术领域

本实用新型设计燃气计量技术领域，具体为一种机电一体化的燃气表计量装置，特别是一种同时兼具温度补偿和压力补偿功能的膜式燃气表。

背景技术

我国纬度跨度大，不同地区之间的温度、压力差异很大。另外，对统一地区的不同季节，温度，压力也会有所不同。对于燃气公司来说，由于燃气的体积和温度以及压力密切相关。现如今燃气公司与居民用户的结算，几乎都是通过没有温度，压力补偿功能的燃气表计量用气量。计量结果均按照标准状态下（20℃，101.325kPa）的体积，而实际上膜式燃气表几乎都是在非标准状态下工作，由于燃气的可压缩性和膨胀性，以及温度、压力的不稳定，因此产生了计量误差。在国内大部分地区，非标准温度、压力影响的最终结果是燃气公司承担损失，对于用量较大的商业用户和居民用户，或者实际使用环境压力越高、温度越低的地区，燃气公司的损失气量更大。

在此背景下，设计出一种带温度压力补偿的燃气表就显得尤为重要，中国知识产权局2012年3月07日公开CN201120034565.3的名为“带温度压力补偿的膜式燃气表”就提到了这个概念，但上述专利是把温度和压力传感器置于表内，其缺点是生产时不利于分点加工，燃气表的生产和具有温压补偿功能的装置必须同批次加工生产，难以委托加工以节省成本，更重要的是，若要将此燃气表普及，则势必需要将现有的燃气表拆除替换，造成成本的浪费。

发明内容

本实用新型的目的是客服现有燃气表计量天然气气量没有考虑温度和压力的影响，导致燃气表数值不能反映标况的技术问题，在此基础上，将温度压力补偿的模式燃气表的结构完全公开，同时对一些结构零部件进行优化设计，使之易改造，对旧膜式燃气表的替换只需在其原先基础上进行改造即可，同时也提高了检测精度，减少燃气供应商的损失。而且结构简单，相比于国外动则上十万的燃气表，在设计上最大程度地简化，降低了生产成本。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：设计一种带温度压力补偿的膜式燃气表，包括流量采集模块、温度采集模块、压力采集模块，中央处理模块，阀门、存储模块、电源模块和显示模块等。其中，流量采集模块是将膜式燃气表输出的机械流量信号转化为电信号，本设计中，将传统燃气表的机械计数器的机械计数字轮上安装磁体，将干簧管组件与改造好的机械计数器对接，其中，干簧管组件包含两个干簧管，两个干簧管分别安装在PCB板的两个焊接面，两个干簧管分别称为计数干簧管和防盗干簧管，其中计数干簧管与机械计数轮的中轴保持一致，当计数器磁体靠近计数干簧管时，吸合计数干簧管产生一个脉冲信号，从而记录流量。为了防止外部磁性材料的干扰，因而在PCB板的另一个焊接面安装了防盗干簧管，防盗干簧管不会被计数用的磁性材料吸合，但能保证外部磁性材料吸合干簧管时一定能吸合防盗干簧管,所述外部磁性材料主要用于接收来自温度和压力传感器的数据，磁性材料的变化状态作用到防盗干簧管。

温度采集模块包含有温度传感器组件以及温度传感器螺塞，温度传感器组件包含温度传感器套筒以及安装在温度传感器套筒内的温度传感器、温度传感器PCB板和温度传感导线，温度采集模块设置于表外，通过温度传感导线与中央处理模块相连。

压力采集模块包括压力传感器组件和压力传感器套管，压力传感器组件包含压力传感器套以及安装在压力传感器套内的压力传感器、压力传感器PCB板和压盖等，压力采集模块设置于表外，通过压力传感导线与中央处理模块相连。

显示模块与电源模块与中央处理模块相连，电源模块主要是用来为显示模块、中央处理模块等供电。

阀门用于控制燃气表用气，由中央处理模块进行控制，中央处理模块从流量采集模块采集数据后，与存储模块中的客户的预购流量进行匹配，当存储模块上中有电和气量时，反馈给中央处理模块，中央处理模块就将阀门打开，当存储模块的剩余气量为0或电池电量不足或两者均发生时，就将阀门关闭，或者当中央处理模块检测到防盗干簧管被吸合时，也将阀门关闭。当有气有电、防盗干簧管不吸合的情况下，阀门就打开。

优选地，在现有的IC卡预付费膜式燃气表上增加温度补偿和压力补偿功能，表壳上设置的IC卡插口，相应的设有IC卡读取模块，IC卡读取模块读取IC卡上的购气量反馈给中央处理模块，中央处理模块还集成有扣费/扣气量模块和存储模块，与存储模块中存储的用户IC卡的金额/购气量进行匹配并传输给中央处理模块进行计算处理，中央处理模块将处理结果在显示模块上显示出来，显示模块可以显示气量单价、累计用气量、存储温度、存储压力、购气量和剩余气量和\或剩余金额等数据，所述存储模块主要用于存储气量和用户信息。

优选地，该燃气表还设置有一个来自燃气公司调度中心的供气或停止供气信号的接收装置，所述的信号控制阀门的开启和关闭；还设置有一个向燃气公司调度中心发送用户实际用气量的发送装置。

优选地，所述中央处理模块还集成有报警器和检测电源模块电压的电压检测模块，所述报警器主要用于提示电源电压过低或工况过于异常、存储金额/气量不足时做出提示等功用。

优选地，为了降低整个系统的功耗，本实用新型采用中断计数的方式，平时系统处于低功耗模式，只有当燃气表运行时，系统自动唤醒，再进行压力和温度信号的采集。

附图说明

图1是干簧管组件结构示意图

图2是压力传感器组件结构示意图

图3压力传感器套管

图4是温度传感器组件结构示意图

图5是温度传感器螺塞

图6是燃气表结构示意图

在图1到图6中包括有：

1——计数干簧管、2——PCB板、3——防盗干簧管、4——压盖、5——压力传感器PCB板、6——压力传感器、7——密封硅胶、8——密封圈、9——压力传感器套、10——压力传感导线、11——温度传感器套筒、12——温度传感器PCB板、13——温度传感器、14——温度传感导线、15——插卡口、16——显示器。

具体实施方式

本实用新型的核心思路是，通过相应的的温度和压力传感器以及相应具体的转化结构，使燃气表在不同的工作情况下，针对燃气单价进行相应的调整，为燃气公司和用户提供一种比较公平合理的燃气收费标准。

参见图1，在传统燃气表的机械计数器的机械计数字轮上安装磁体，将干簧管组件与改造好的机械计数器对接，其中干簧管组件包含两个干簧管和一个PCB板以及若干导线，两个干簧管分别安装在PCB板2的两个焊接面，两个干簧管分别称为计数干簧管1和防盗干簧管3，其中计数干簧管1与机械计数轮的中轴保持一致，在PCB板2的另一个焊接面安装了防盗干簧管3；

参见图2和图3，将密封圈8压装在压力传感器套管密封槽内，在密封圈8上均匀涂抹适量密封硅胶7，现将压力传感器6装入压力传感器套9内，然后将密封硅胶注入其内部充满其内部间隙，之后压力传感器套9内依次装入保护垫片、压力传感器PCB板5，然后旋入压力传感器压盖4并用尖嘴钳进行紧固。完成后安装压力传感器端盖，将压力传感导线10穿入护线帽及金属软管内，用螺母将软管固定在压力传感器端盖外螺纹上，之后将组装好的压力传感器组件装入套管中。

参见图4和图5，在温度传感器套筒11内依次装入温度传感器13、温度传感器密封垫及温度传感器PCB板12，然后安装温度传感器螺塞并紧固。将温度传感导线14穿入护线帽及金属软管内，用螺母将软管固定在温度传感器螺塞外螺纹上。

参见图6，表壳上设置的IC卡插卡口15和显示器16，相应的设有IC卡读取模块，IC卡读取模块读取IC卡上的购气量反馈给中央处理模块，中央处理模块还集成有扣费/扣气量模块和存储模块，与存储模块中存储的用户IC卡的金额/购气量进行匹配并传输给中央处理模块进行计算处理，中央处理模块将处理结果在显示器上显示出来，显示器16可以显示气量单价、累计用气量、存储温度、存储压力、购气量和剩余气量和\或剩余金额等数据

根据理想气体状态方程：

由公式可得，在压力相等的情况下，即，那么计量的流量和温度成正比，计量的工况温度每降低1℃，相对在标况下计量的流量减少约0.34%；反之则增加约0.34%；

由上述可知，在不考虑压力变化时，燃气量以标况为基准计算总价时，工况温度每上升1℃，燃气单价应当降低0.34%，温度每下降1℃，燃气单价应当提高0.34%；

如果在温度相等的情况下，即，那么计量的流量与压力成反比，计量的工况压力每增加1kPa，相对在标况下计量的流量减少约0.99%，反之则增加约0.99%；

由上述可知，在不考虑温度变化时，压力以标况为基准，压力每升上100kPa，燃气单价应当提高0.99%，压力每下降100kPa，燃气单价应当降低0.99%。

由上述可知，本实用新型通过在表外设置温度传感器和压力传感器实现对燃气单价的补偿。该补偿方式是在不改变燃气表自身结构的情况下，通过对测得的数据进行处理，最终得到精确的补偿结果。而这一结果是以燃气单价以及预付剩余金额向用户显示，与燃气所用体积的计量结果无关，所以不会引起用户的误解。

最后，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，但计算方式并非仅可按照实施例所述的计算式进行转化，实际工作中还可依照不同情况对计算方式进行调整、包括瞬时流量计算公式、采用补偿系数计算流量的公式等。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种带温度压力补偿的膜式燃气表，包括燃气表本体和温度传感器，流量采集模块、阀门、显示模块和机械式计数器，其特征在于：所述燃气表包括设置在表外的温度采集模块和压力采集模块，以及设置在表内的经过改造的流量采集模块，中央处理模块，阀门、存储模块模块、电源模块和显示模块；

所述的经过改造的流量采集模块是将膜式燃气表输出的机械流量信号转化为电信号，在传统燃气表的机械计数器的机械计数字轮上安装磁体，将干簧管组件与改造好的机械计数器对接，其中干簧管组件包含两个干簧管和一个PCB板以及若干导线，两个干簧管分别安装在PCB板的两个焊接面，两个干簧管分别称为计数干簧管和防盗干簧管，其中计数干簧管与机械计数轮的中轴保持一致，在PCB板的另一个焊接面安装了防盗干簧管；

流量采集模块用于将机械计数器的读数转换成数字信号传输给中央处理模块。

2.根据权利要求1所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：所述温度采集模块包含有温度传感器组件以及温度传感器螺塞，温度传感器组件包含温度传感器套筒以及安装在温度传感器套筒内的温度传感器、温度传感器PCB板和温度传感导线，温度采集模块设置于表外，通过温度传感导线与中央处理模块相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：所述压力采集模块包括压力传感器组件和压力传感器套管，压力传感器组件包含压力传感器套以及安装在压力传感器套内的压力传感器、压力传感器PCB板和压盖，压力采集模块设置于表外，通过压力传感导线与中央处理模块相连。

4.根据权利要求1所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：显示模块、集成电源模块与中央处理模块相连，电源模块主要是用于为显示模块、中央处理模块智能模块供电，显示模块可以显示气量单价、累计用气量、存储温度、存储压力、购气量、剩余气量和\或剩余金额。

5.根据权利要求1所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：表壳上设置有IC卡插卡口，相应的设有IC卡读取模块，IC卡读取模块与中央处理模块相连，中央处理模块还集成有扣费/扣气量模块和存储模块，所述存储模块主要用于存储气量和用户信息。

6.根据权利要求1所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：该燃气表还设置有一个来自燃气公司调度中心的供气或停止供气信号的接收装置，所述的信号控制阀门的开启和关闭；还设置有一个向燃气公司调度中心发送用户实际用气量的发送装置。

7.根据权利要求1所述的一种带温度压力补偿的膜式燃气表，其特征在于：所述中央处理模块还集成有报警器和检测电源模块电压的电压检测模块，所述报警器主要用于提示电源电压过低或工况过于异常、存储金额/气量不足时做出提示功用。