CN2176549Y

CN2176549Y - 自动计费式节能电度表

Info

Publication number: CN2176549Y
Application number: CN 93235340
Authority: CN
Inventors: 肖胜前
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2003-12-30

Abstract

本实用新型包括现有产品电度表取样表(12， 13)和新设计的计费卡读入控制表(1至11)两部分。控制表是以单片机为基础，配以适合的硬件和软件，用户必须先向供电部门购买作为计费卡的按所缴电费写有相应用电限额的可擦去只读存贮器，并将卡插入插座方可供电。该表对用户用电和电能计费实行智能化控制和管理，省去了靠人工抄表收费的繁杂手续。其结构简单，体积小，成本低。节能、过压保护和消弧等回路的采用，使得空载能耗小，使用安全可靠。

Description

本实用新型涉及一种用来测量电能的专用的计费仪表，也属于一种用于电网络的数字数据处理装置，特别是一种自动计费式节能电度表。

现有的电度表都是用户先用电，后由供电管理部门定期派人抄表和收费，这样要消耗大量人力，工作效率低，而且还产生拖欠电费现象，特别是对于那些供电紧张需要限量使用的地区，无法实现用电的计划管理。为此，目前国内已开始了自动计费式电度表的研制，比如公告号为CN2132992Y的《磁卡式电能表》，就是设计较为成功的一种。然而美中不足的是，该表包含有结构甚为复杂的磁卡读入控制部分（即读卡机），以至体积较大和制造成本太高。此外，现有电度表在空载运行时具有一定的消耗，而在我国电力供应不足的情况下，这是一种浪费。前述《磁卡式电能表》，对电表空载运行的耗电问题也未加以解决。

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的，乃是提供一种无需人工抄表而必须预缴电费方可限量用电的自动计费式节能电度表，同时使得其结构简单和在空载时耗电较低。

参见图1本实用新型电原理方框图，这种自动计费式节能电度表的设计方案如下。它由现有普通电度表取样表（12，13）和新设计的计费卡读入控制表（1至11）两大部分组合而成，计费卡读入控制表（1至11）具有直流电源（1），直流电源（1）的输出端与干簧管（2）的一端和报警电路（6）的电源端相接，干簧管（2）的另一端与单片计算机IC₁及外围电路（5）的电源端相连后再通过插接元件JP（3）而与作为计费卡使用的可擦去只读存贮器IC₂（4）的电源端相接，可擦去只读存贮器IC₂（4）的信号接口通过插接元件JP（3）与单片计算机JC₁及外围电路（5）的信号接口相连，报警电路（6）的控制端接在单片计算机IC₁及外围电路（5）的一个控制接口，单片计算机IC₁及外围电路（5）的另一个控制接口和过压保护取样电路（7）的输出端共同与含有控制继电器的动作执行回路（8）的控制端相连，动作执行回路（8）的控制输出端与具有对动作执行回路（8）中的控制继电器的常闭触头进行消弧的作用的消弧回路（11）的控制端相接，节能取样回路（9）的输出端与含有电度表取样表（12，13）中的电压线圈L的节能回路（10）的控制端相连。再同时参见图2，在普通电度表取样表（12，13）的某个计数转盘上固定有永磁块（14）而形成转盘采样器（13），前述干簧管（1）固接在普通电度表取样表（12，13）的壳体（15）上且与转盘采样器（13）的边沿相靠近。

具有上述电路结构的本实用新型在具体使用时，应将直流电源（1）、过压保护取样回路（7）、动作执行回路（8）、节能取样回路（9）及节能回路（10）接入用户的220V电源进户线上，同时将动作执行回路（8）中控制继电器的常闭触头串接在220V电源进线与普通电度表取样表（12，13）的供电端A、B之间。而作为用电计费卡的可擦去只读存贮器IC₂（4），上面写有用户的密码和用电限额（即所缴电费能提供的用电量），用电限额是通过双重数据加密之后写入的，因此，用户必须先向供电管理部门购买这种专用的计费卡，然后将计费卡插接在本实用新型的插接元件JP（3）上方可用电。

在220V电源送电后，普通电度表采样表（12，13）的计数转盘转动。固定在某计数转盘上的永磁块（14）若是固定在1／10位数的盘上（即每转一圈为1度），则本装置即以每1度为一单位计数供电。当转盘采样器（13）的永磁块（14）转到靠近干簧管（2）处，便使干簧管（2）吸合，于是直流电源（1）给单片计算机IC₁及外围电路（5）和可擦去只读存贮器IC₂接通电源，IC₁开始工作，它通过其接口检查作为用电计费卡的IC₂（4）的状况。如果IC₂（4）未插入插接元件JP（3），则IC₁通过其控制接口输出信号给动作执行回路（8），使电路（8）控制其所含继电器通电，从而断开串接在电源进线与普通电度表取样表（12，13）供电端A、B之间的继电器常闭触头，使普通电度表取样表（12，13）的供电回路断开，并且动作执行回路（8）还控制消弧电路（11）给断开时的常闭触头进行消弧。如若IC₂（4）已插入插接元件JP（3），则IC₁检查IC₂的密码是否符合设定的密码，如不符合，则同样是断开普通电度表取样表（12，13）的供电回路；如果密码符合，则IC₁继续从IC₂中读取用电数额并判断该读数是否为“D”，如为“0”则同样发出关断信号，供普通电度表取样表（12，13）的供电回路关断，用户不能用电，如不为“0”则将该数减“1”并写回到IC₂上数据位记录下来。若供电回路处于关断状态而用电计费卡IC₂上的密码对，卡上用电额也不为“0”则只需操作动作执行回路（8）中所含的复位按钮，就可接通供电回路。当永磁块（14）随着计数转盘的转动而离开干簧管（2）所处的位置后，则干簧管（2）断开，直流电源（1）也就停止给IC₁和IC₂供电。而一旦永磁块（14）又转至靠近干簧管（2）时，干簧管（2）又吸合，单片机IC₁又开始工作，进行计费操作。在IC₁读到用电计费卡IC₂中的用电数只剩最后一个单位时，单片计算机IC₁及外围电路（5）发出信号控制报警电路（6）报警。此时可将用电计费卡IC₂拔下，使报警停止，同时可插上新的用电计费卡继续用电。如用电计费卡上用电数额全部用完，则不仅报警电路（6）报警，而且单片计算机IC₁及外围电路（5）中的外围电路也作出相应指示。在本表无负载时，节能取样回路（9）无信号输出，使得节能回路（10）中的普通电度表取样表（12，13）的电压线圈L断路而无电流流过，电压线圈L不消耗电能而达到了节能的目的。而当负载接通时，节能取样回路（9）输出信号使节能回路（10）中的电压线圈L接通而有电流流过，使电表起动，开始电能计数。当电网上产生过电压时，过压保护取样电路（7）发出信号给动作执行回路（8），以断开普通电度表取样表（12，13）的供电回路，等排除故障后，通过操作动作执行回路（8）中所含的复位按钮，使可将供电回路重新接通。

本实用新型运用微电脑技术，将现有普通电度表取样表与用电计费卡读入控制表结合在一起，对用户用电和电能计量实现了智能化控制和管理，这就省去了目前靠人工抄表收费的繁杂手续，并且还可对供电紧张的地区实现限量供电的计划管理。由于实行先收费后用电，也避免了用户拖欠电费。节能回路、过压保护回路和消弧回路的设计应用，大大降低了电度表的空载损耗，同时加强了使用中的安全可靠性。该表只需将用电计费卡插入插接元件就可读取数据和计费，比较前述的那种《磁卡式电能表》采用磁卡、磁卡定速传动和读、抹磁头的结构形式，不仅结构简单，而且体积缩小，成本大为降低。新增加的计费卡读入控制表可装设在现有普通电度表取样表的壳体内部（将壳体适当增大），以使整体结构紧凑，也可单独安装在另外一个壳体内。

下面结合附图和实施例对本实用新型加以进一步说明。

图1为本实用新型的电原理方框图；

图2为电度表取样表及其转盘采样器（13）与干簧管（2）的装接示意图；

图3为图1方框图中计费卡读入控制表（1，11）的一种具体电路的实施例。

参见图3，直流电源（1）由变压器B、二极管D₁至D₄、集成稳压块IC₃、电容C₁与C₂、3V电源E及可控硅SCR₅组成；插接元件（3）包括互相插接的插头JP₂和插座JP₁；单片计算机IC₁及外围电路（5）包括单片机IC₁、二极管D₅与D₆、发光二极管LED₁、电阻R₁至R₆及电容C₃；报警电路（6）由可控硅SCR₁、蜂鸣器SP及发光二极管LED₂组成；过压保护取样回路（7）由电流互感器H₁和H₂、二极管D₇至D₁₄、电位器W及电容C₄与C₅组成；动作执行回路（8）由控制继电器J₁与J₂、二极管D₁₅至D₁₈、可控硅SCR₂、复位开关K、电阻R₈与R₉及电容C₆至C₉组成；节能取样回路（9）由电流互感器H₃、二极管D₁₉至D₂₂、电阻R₁₀与R₁₁及电容C₁₀与C₁₁组成；节能回路（10）由二极管D₂₃至D₂₆、可控硅SCR₄及普通电度表取样表（12，13）的电压线圈L组成；消弧回路（11）由可控硅SCR₃、熔断器RD、电阻R₁₂与R₁₃及继电器J₂的常闭触头J_2－3和继电器J₁的常闭触头J_1－1组成。IC₃的输出端与干簧管（2）的一端、SCR₁的阳极及SCR₅的阴极相连，SCR₁的阴极通过JP₁和JP₂与SP的一端相接，SCR₁的控制极与D₆的阴极相连，H₁和H₂分别装在两根电源进线上，作为过压取样输出端的W、R₇及C₅的相连点与K的一端相连，而K的另一端与D₅的阴极相连后再与SCR₂的控制极接于一点，作为节能取样输出端的R₁₀、R₁₁及C₁₁的相连点与SCR₄的控制极相连，J_2－1与R₁₂串联后并接在SCR₃的控制极与一主极之间，熔断器RD与SCR₃串联后又并接在J_1－1两端之间。

在图3中，单片机IC₁通过接口RAD来检查用电计费卡IC₂的状况，通过接口RB₆来控制SCR₂的开通或关断，从而控制J₁与J₂得电和释放，通过接口RB₅来控制SCR₁的开通和关断，从而控制SP和LED₁的声光报警，通过接口RB₄来控制LED₁的发光闪烁，从而提示IC₂上的用电数额全部用完。3V电源E在平时不使用，只有当停电且干簧管（2）接通时才使用，其作用是使单片机在停电时不致发生误动作，以避免用户损失。

在本表无负载时，互感器H₃未感应到电压，SCR₄因控制极无信号而处于截止状态，电压线圈L不通过电流而达到节能目的。而当负载接通时，互感器H₃感应到电压，SCR₄导通，L流过电流，电表起动而开始电能计数。当电网上电压发生变化，通过互感器H₁和H₂感应，使SCR₂导通，J₁得电而断开J_1－1，J₂由于C₂的作用而延迟通电，J_2－1也断开。当J₁－1断开时，其两端电荷经SCR₃和J_2－1释放，以消去电弧。

Claims

1、一种用于电网络的数字数据处理的自动计费式节能电度表，包括现有产品普通电度表取样表(12，13)，其特征在于，它还包括有新设计的计费卡读入控制表(1至11)，并且：

A)计费卡读入控制表(1至11)具有直流电源(1)，直流电源(1)的输出端与干簧管(2)的一端和报警电路(6)的电源端相接，干簧管(2)的另一端与单片计算机IC₁及外围电路(5)的电源端相连后再通过插接元件JP(3)而与作为计费卡使用的可擦去只读存贮器IC₂(4)的电源端相接，可擦去只读存贮器IC₂(4)的信号接口通过插接元件JP(3)与单片计算机IC₁及外围电路(5)的信号接口相连，报警电路(6)的控制端接在单片计算机IC₁及外围电路(5)的一个控制接口，单片计算机IC₁及外围电路(5)的另一个控制接口和过压保护取样电路(7)的输出端共同与含有控制继电器的动作执行回路(8)的控制端相连，动作执行回路(8)的控制输出端与具有对动作执行回路(8)中的控制继电器的常闭触头进行消弧的作用的消弧回路(11)的控制端相接，节能取样回路(9)的输出端与含有电度表取样表(12，13)中的电压线圈L的节能回路(1)的控制端相连；

B)在普通电度表取样表(12，13)的某个计数转盘上固定有永磁块(14)而形成转盘采样器(13)，前述干簧管(1)固接在普通电度表取样表(12，13)的壳体(15)上且与转盘采样器(13)的边沿相靠近。

2、根据权利要求1所述的自动计费式节能电度表，其特征在于，直流电源（1）由变压器B、二极管D₁至D₄、集成稳压块IC₃、电容C₁与C₂、3V电源E及可控硅SCR₅组成；插接元件（3）包括互相插接的插头JP₂和插座JP₁；单片计算机IC₁及外围电路（5）包括单片机IC₁、二极管D₅与D₆、发光二极管LED₁、电阻R₁至R₆及电容C₃；报警电路（6）由可控硅SCR₁、蜂鸣器SP及发光二极管LED₂组成；过压保护取样回路（7）由电流互感器H₁和H₂、二极管D₇至D₁₄、电位器W及电容C₄与C₅组成，动作执行回路（8）由控制继电器J₁与J₂、二极管D₁₅至D₁₈、可控硅SCR₂、复位开关K、电阻R₈与R₉及电容C₆至C₉组成；节能取样回路（9）由电流互感器H₃、二极管D₁₉至D₂₂、电阻R₁₀与R₁₁及电容C₁₀与C₁₁组成；节能回路（10）由二极管D₂₃至D₂₆、可控硅SCR₄及普通电度表取样表（12，13）的电压线圈L组成；消弧回路（11）由可控硅SCR₃、熔断器RD、电阻R₁₂与R₁₃及继电器J₂的常闭触头J_2－1和继电器J₁的常闭触头J_1－1组成。