CN209459710U - 一种家用燃气表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种家用燃气表，该家用燃气表包括：V锥流量管、MEMS压差传感器、数据采集处理板及集成显示屏，其中，燃气通过V锥流量管传输至用户端；MEMS压差传感器固定于V锥流量管上，用于检测V锥流量管两端的压力差信号，并将压力差信号转换为电压信号发送至数据采集处理板；数据采集处理板接收电压信号，并将电压信号转换为流量信息发送至集成显示屏进行显示。通过实施本实用新型的家用燃气表，其具有结构简单、安装便捷、生产成本低的特点，并且提高了燃气表的抗污染能力。

Description

一种家用燃气表

技术领域

本实用新型涉及燃气表领域，具体涉及一种家用燃气表。

背景技术

随着我国供热改革及阶梯气价的不断推进，传统的燃气表已经越来越无法满足当下人们热量计量的需求，目前的家用燃气表通常采用传统的膜式燃气表或新式的MEMS热式质量流量传感器的燃气表，其中，膜式燃气表的计量精度受温度和压力影响较大，计量读数采用传统的机械转轮，存在计量误差大等缺点；而新式的MEMS热式质量流量传感器的燃气表在一定程度上克服了膜式燃气表的计量误差大的缺陷，但是其抗污染能力差，其核心部件流管模组的加工要求和加工成本较高，在组装时存在易损坏等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的家用燃气表结构复杂、成本高、抗污染能力差、组装易损坏等缺陷，从而提出了一种家用燃气表。

本实用新型实施例提供了一种家用燃气表，包括：V锥流量管、MEMS压差传感器、数据采集处理板及集成显示屏，其中，燃气通过所述V锥流量管传输至用户端；所述MEMS压差传感器固定于所述V锥流量管上，用于检测所述V锥流量管两端的压力差信号，并将所述压力差信号转换为电压信号发送至所述数据采集处理板；所述数据采集处理板接收所述电压信号，并将所述电压信号转换为流量信息发送至所述集成显示屏进行显示。

可选地，所述MEMS压差传感器包括：第一进气孔和第二进气孔，其中，所述第一进气孔与所述V锥流量管上的前端引气管固定连接，检测所述前端引气管中气体的第一压力信号；所述第二进气孔与所述V锥流量管上的后端引气管固定连接，检测所述后端引气管中气体的第二压力信号；所述MEMS压差传感器根据所述第一压力信号和所述第二压力信号得到所述压力差信号。

可选地，所述第一进气孔和所述第二进气孔通过活接螺母分别与所述前端引气管和所述后端引气管固定连接。

可选地，所述数据采集处理板包括：前端调零电路、增益控制电路、滤波电路及流量转换电路，其中，所述前端调零电路接收所述电压信号，对所述电压信号进行调零处理，并将调零处理后的电压信号发送至增益控制电路；所述增益控制电路接收所述调零处理后的电压信号，将所述调零处理后的电压信号进行增益放大，生成放大电压信号，并将所述放大电压信号发送至所述滤波电路；所述滤波电路接收所述放大电压信号，对所述放大电压信号进行滤波处理，生成标准电压信号，并将所述标准电压信号发送至所述流量转换电路；所述流量转换电路接收所述标准电压信号，将所述标准电压信号转换为所述流量信息发送至所述集成显示屏进行显示。

可选地，所述家用燃气表还包括：燃气表箱体，所述燃气表箱体固定于所述V锥流量管上；所述MEMS压差传感器、数据采集处理板及集成显示屏设置于所述燃气表箱体的内部。

可选地，所述数据采集处理板的下表面通过螺钉固定于所述燃气表箱体中的固定螺柱上，所述集成显示屏通过螺钉固定于所述数据采集处理板上表面设置的固定螺柱上。

可选地，所述家用燃气表还包括：燃气表箱盖，所述燃气表箱盖盖合于所述燃气表箱体的上表面；所述燃气表箱盖上设置有显示屏孔，所述显示屏孔与所述集成显示屏对应设置。

可选地，所述燃气表箱盖上设置有多个按键单元，所述按键单元用于接收所述用户的按键信息，并将所述按键信息发送至所述数据采集处理板；所述数据采集处理板根据所述按键信息处理所述电压信号，生成处理信息，并将所述处理信息发送至所述集成显示屏进行显示。

可选地，所述家用燃气表还包括：电源仓，所述电源仓设置于所述燃气表箱体的内部，为所述MEMS压差传感器、数据采集处理板及集成显示屏进行供电。

可选地，所述V锥流量管的两端与所述进气管通过活接螺母连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型实施例提供了一种家用燃气表，包括：V锥流量管、MEMS压差传感器、数据采集处理板及集成显示屏，MEMS压差传感器检测通过流过V锥流量管的燃气压力差信号，并将该信号转换为电压信号，数据采集处理板根据接收的电压信号转换为对应的流量信息在燃气表的集成显示屏上进行显示，该家用燃气表结构简单、安装便捷、生产成本低，并且结合MEMS压差传感器和V锥流量管提高了燃气表的抗污染能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中家用燃气表的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中家用燃气表的另一结构示意图；

图3为本实用新型实施例中数据采集处理板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种家用燃气表，如图1所示，上述的家用燃气表包括：V锥流量管1、MEMS压差传感器2、数据采集处理板3及集成显示屏4，其中，燃气通过V锥流量管1传输至用户端；MEMS压差传感器2固定于V锥流量管1上，用于检测V锥流量管1两端的压力差信号，并将压力差信号转换为电压信号发送至数据采集处理板3；数据采集处理板3接收电压信号，并将电压信号转换为流量信息发送至集成显示屏4进行显示。在上述的V锥流量管1中的燃气流向如图1中的箭头所示。在实际应用中，燃气通过管子进入到V锥流量管1里面，V锥结构可以使流过的气体在其前后端产生一定的压差。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例提供的家用燃气表，具有结构简单、安装便捷、生产成本低的特点，并且提高了燃气表的抗污染能力。

以下将结合具体应用示例对本实用新型实施例提供的家用燃气表进行详细的说明。

具体地，在一实施例中，上述的V锥流量管1的两端与进户天然气管通过活接螺母连接。在实际应用中，所采用的V锥流量管1的管径为：DN20，其与进户天然气管子直径一致，两端配有活接螺母，可直接连接在进户天然气管子外螺纹上，当有燃气从V锥流量管1流过时，由于V锥体的作用，就产生一定的压力差。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述的MEMS压差传感器2包括：第一进气孔21和第二进气孔22，其中，第一进气孔21与V锥流量管1上的前端引气管11固定连接，检测前端引气管11中气体的第一压力信号；第二进气孔22与V锥流量管1上的后端引气管12固定连接，检测后端引气管12中气体的第二压力信号；MEMS压差传感器2根据第一压力信号和第二压力信号得到压力差信号。在实际应用中，第一进气孔21和第二进气孔22通过活接螺母分别与前端引气管11和后端引气管12固定连接。该MEMS压差传感器2是根据家用燃气流量及压差特性，定制的MEMS压差传感器2，量程满足：0～2KPa，输出电压：0～5V`，具有测量精度高，测量稳定，结构体积小等优点。

在一较佳实施例中，如图3所示，上述的数据采集处理板3包括：前端调零电路31、增益控制电路32、滤波电路33及流量转换电路34，其中，

前端调零电路31接收电压信号，对电压信号进行调零处理，并将调零处理后的电压信号发送至增益控制电路32。在实际应用中，该前端调零电路31实现对MEMS压差传感器2输入的电压信号的调零。

增益控制电路32接收调零处理后的电压信号，将调零处理后的电压信号进行增益放大，生成放大电压信号，并将放大电压信号发送至滤波电路33。在实际应用中，该增益控制电路32使得电压信号的幅度在模数转换输入的范围内。

滤波电路33接收放大电压信号，对放大电压信号进行滤波处理，生成标准电压信号，并将标准电压信号发送至流量转换电路34。在实际应用中，该滤波电路33用于滤出电压信号中所包含的噪声。

流量转换电路34接收标准电压信号，将标准电压信号转换为流量信息发送至集成显示屏4进行显示。在实际应用中，在该流量转换电路34中集成有将电压信号转换为流量信号的预设算法，例如温度补偿算法、压力校准等算法等，其将电压信号转换为用户使用的燃气流量数字显示在集成显示屏4上，供用户查看，此外，上述的集成显示屏4还用于显示一些家用燃气表的工作状态信息，例如：正常工作、故障状态、电量低等信息。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述的家用燃气表还包括：燃气表箱体5，燃气表箱体5固定于V锥流量管1上；MEMS压差传感器2、数据采集处理板3及集成显示屏4设置于燃气表箱体5的内部。该燃气表箱体5可以支撑固定其他零部件的作用，也起到对其他部件进行防护的作用。

在一较佳实施例中，如图2所示，数据采集处理板3的下表面通过螺钉固定于燃气表箱体5中的固定螺柱101上，集成显示屏4通过螺钉固定于数据采集处理板3上表面设置的固定螺柱101上。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述的家用燃气表还包括：燃气表箱盖6，燃气表箱盖6盖合于燃气表箱体5的上表面；燃气表箱盖6上设置有显示屏孔，显示屏孔与集成显示屏4对应设置。在实际应用中，上述的燃气表盖体可通过螺钉和上述的燃气表箱体5连接固定，用户可通过上述的显示屏孔看到上述集成显示屏4，从而对集成显示屏4起到保护的作用。

在一较佳实施例中，如图2所示，燃气表箱盖6上设置有多个按键单元，按键单元用于接收用户的按键信息，并将按键信息发送至数据采集处理板3；数据采集处理板3根据按键信息处理电压信号，生成处理信息，并将处理信息发送至集成显示屏4进行显示。在实际应用中，上述的按键单元包括：复位键、显示键等，具体可以根据功能需要进行设置，本实用新型并不以此为限。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述的家用燃气表还包括：电源仓7，电源仓7设置于燃气表箱体5的内部，电源仓7中安装有供应电源，为MEMS压差传感器2、数据采集处理板3及集成显示屏4进行供电。在实际应用中，上述的电源仓可以根据家用燃气表产品的需要，设计成装3节5号电池，或者锂电池等，本实用新型并不以此为限。

在实际应用中，本实用新型实施例的家用燃气表的工作原理为，燃气通过管子进入到带有V锥结构的燃气表流量管里面，由于V锥结构可以使流过的气体在其前后端产生一定的压差(下面单独介绍V锥压差原理)，定义V锥前端的气体压力表示为P1，V锥后端的压力表示为P2，这样P1和P2之间就存在一个压差△P，P1和P2分别连接MEMS压差传感器2的两个进气口，形成的压差△P被MEMS压差传感器2测量到，并转换成对应的电压信号传送给数据采集处理板3，数据采集处理板3通过采集到的电压信号，经过内部算法转换(包括温度补偿、压力校准等算法)成对应的流量值，最后把流量直观的显示在集成显示屏4上，同时数据采集处理板3还可根据需要设置数据存储以及无线通信等功能，这样就实现了MEMS压差传感器2V锥流量家用燃气表采集燃气流量的功能。

V锥流量计是一种新颖的压差式流量计，它利用V椎体在流场中产生节流效应来测量流量，可精确测量宽雷诺数范围内的各种流量条件的流体，其具有精度高、测量范围宽、抗污染、压损小等优点。

V锥流量计原理是根据在封闭管道中连续流动的流体能量守恒的伯努利方程进行测量，对于理想流体，介质的流速与压差的平方根成正比。V锥流量计的节流件为一个悬挂在管道中央的锥形体。高压P1取自锥体前流体未扰动(即未形成节流，流体未加速)的管壁；低压P2取自后锥体中央，并通过内锥支撑杆引至管外，其压差△P的平方根与流量成正比。

其流量计算公式为：

式中：Q_m-质量流量(kg/s)；

Q_v-体积流量(m³/s)

C-流出系数；

ε-可膨胀性系数；

d-节流件开孔直径，m；

β-直径比，β＝d/D，d为V锥最大截面直径，D为管内直径；

ρ₁-被测流体密度，kg/m；

Δp-压差，Pa。

通过上述各个组成部分的协同合作，本实用新型实施例的家用燃气表，具有结构简单、安装便捷、生产成本低的特点，并且提高了燃气表的抗污染能力。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种家用燃气表，其特征在于，包括：V锥流量管(1)、MEMS压差传感器(2)、数据采集处理板(3)及集成显示屏(4)，其中，

燃气通过所述V锥流量管(1)传输至用户端；

所述MEMS压差传感器(2)固定于所述V锥流量管(1)上，用于检测所述V锥流量管(1)两端的压力差信号，并将所述压力差信号转换为电压信号发送至所述数据采集处理板(3)；

所述数据采集处理板(3)接收所述电压信号，并将所述电压信号转换为流量信息发送至所述集成显示屏(4)进行显示。

2.根据权利要求1所述的家用燃气表，其特征在于，所述MEMS压差传感器(2)包括：第一进气孔(21)和第二进气孔(22)，其中，

所述第一进气孔(21)与所述V锥流量管(1)上的前端引气管(11)固定连接，检测所述前端引气管(11)中气体的第一压力信号；

所述第二进气孔(22)与所述V锥流量管(1)上的后端引气管(12)固定连接，检测所述后端引气管(12)中气体的第二压力信号；

所述MEMS压差传感器(2)根据所述第一压力信号和所述第二压力信号得到所述压力差信号。

3.根据权利要求2所述的家用燃气表，其特征在于，所述第一进气孔(21)和所述第二进气孔(22)通过活接螺母分别与所述前端引气管(11)和所述后端引气管(12)固定连接。

4.根据权利要求1所述的家用燃气表，其特征在于，所述数据采集处理板(3)包括：前端调零电路(31)、增益控制电路(32)、滤波电路(33)及流量转换电路(34)，其中，

所述前端调零电路(31)接收所述电压信号，对所述电压信号进行调零处理，并将调零处理后的电压信号发送至增益控制电路(32)；

所述增益控制电路(32)接收所述调零处理后的电压信号，将所述调零处理后的电压信号进行增益放大，生成放大电压信号，并将所述放大电压信号发送至所述滤波电路(33)；

所述滤波电路(33)接收所述放大电压信号，对所述放大电压信号进行滤波处理，生成标准电压信号，并将所述标准电压信号发送至所述流量转换电路(34)；

所述流量转换电路(34)接收所述标准电压信号，将所述标准电压信号转换为所述流量信息发送至所述集成显示屏(4)进行显示。

5.根据权利要求1所述的家用燃气表，其特征在于，还包括：

燃气表箱体(5)，所述燃气表箱体(5)固定于所述V锥流量管(1)上；

所述MEMS压差传感器(2)、数据采集处理板(3)及集成显示屏(4)设置于所述燃气表箱体(5)的内部。

6.根据权利要求5所述的家用燃气表，其特征在于，

所述数据采集处理板(3)的下表面通过螺钉固定于所述燃气表箱体(5)中的固定螺柱(101)上，

所述集成显示屏(4)通过螺钉固定于所述数据采集处理板(3)上表面设置的固定螺柱(101)上。

7.根据权利要求6所述的家用燃气表，其特征在于，还包括：

燃气表箱盖(6)，所述燃气表箱盖(6)盖合于所述燃气表箱体(5)的上表面；

所述燃气表箱盖(6)上设置有显示屏孔，所述显示屏孔与所述集成显示屏(4)对应设置。

8.根据权利要求7所述的家用燃气表，其特征在于，

所述燃气表箱盖(6)上设置有多个按键单元，所述按键单元用于接收所述用户的按键信息，并将所述按键信息发送至所述数据采集处理板(3)；

所述数据采集处理板(3)根据所述按键信息处理所述电压信号，生成处理信息，并将所述处理信息发送至所述集成显示屏(4)进行显示。

9.根据权利要求7所述的家用燃气表，其特征在于，还包括：

电源仓(7)，所述电源仓(7)设置于所述燃气表箱体(5)的内部，为所述MEMS压差传感器(2)、数据采集处理板(3)及集成显示屏(4)进行供电。

10.根据权利要求1所述的家用燃气表，其特征在于，所述V锥流量管(1)的两端与进户天然气管通过活接螺母连接。