安全切斷型物聯網智能燃氣表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種安全切斷型物聯網智能燃氣表，屬一種燃氣表，包括基表體，基表體上有燃氣進口與燃氣出口，燃氣進口上安裝切斷閥，燃氣表還包括信號采集處理電路與安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，信號采集處理電路接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，切斷閥通過切斷閥控制電路接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器；通過信號采集處理電路實時采集流經基表體的燃氣量，及時將其傳輸至安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，在檢測到基表體輸出出現小流量泄漏、異常大流量等異常狀態時，能夠及時關閉基表體上的切斷閥，并進行報警，避免燃氣泄漏過量造成燃燒或者爆炸現象，保護人們生命和財產安全。
【專利說明】安全切斷型物聯網智能燃氣表
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種燃氣表，更具體的說，本實用新型主要涉及一種安全切斷型 物聯網智能燃氣表。
【背景技術】
[0002] 目前，物聯網智能燃氣表的發展還處于初級階段，其需要將遠程傳輸技術與互聯 網技術相結合使用才能完成數據交換，完成相關的遠程抄表，遠程充值，遠程控制已及燃氣 表實時連接互聯網絡等功能，然而物聯網智能燃氣表對燃氣使用過程中出現的異常狀態卻 沒有有效、可靠的實施方式進行處理，燃氣在使用過程中出現異常狀態時，可能產生泄漏、 著火、爆炸等情況，不利于燃氣公司的安全管理，同時也對人們的生命及財產安全帶來極大 的隱患。在燃氣發生小流量泄漏時，流經物聯網智能燃氣表的燃氣往往會隨之出現流速很 慢的現象，現有的物聯網智能燃氣表沒有報警切斷功能，燃氣的泄漏無法得到及時處理。
[0003] 現有物聯網智能燃氣表沒有異常大流量管道切斷管理及相關的報警機制，當燃氣 發生異常大流量泄漏時，燃氣散布到用戶的廚房空間中，產生燃氣與空氣的混合物，存在發 生爆炸及火災的重大危險。當用戶有過失，造成灶具過長時間的對烹調用具進行加熱，灶具 上的烹調用具可能著火燃燒，現有物聯網智能燃氣表沒有報警切斷功能，可能引發火災，產 生重大的安全事故。外部輸氣管道的送氣壓力因某種原因可能發生變化，現有物聯網智能 燃氣表燃氣輸入口前端沒有傳感裝置，不能實現報警切斷功能，繼續向用氣設備供氣，可能 造成用氣設備的故障，如斷火、漏氣等。
[0004] 因此有必要針對上述問題，對現有物聯網智能燃氣表做進一步的改進，實現異常 狀態的報警功能，并能及時的對輸出燃氣進行切斷，杜絕火災及爆炸等危險事故的產生，利 于燃氣公司的相關管理與安全控制，利于用戶更加安全的使用燃氣。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的之一在于針對上述不足，提供一種安全切斷型物聯網智能燃氣 表，以期望解決現有技術中燃氣使用出現異常狀態時，燃氣表不能準確采集異常狀態信息， 不能對燃氣供給實施安全切斷等技術問題。
[0006] 為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案：
[0007] 本實用新型所提供的一種安全切斷型物聯網智能燃氣表，包括基表體與數據傳輸 模塊，所述基表體上設有燃氣進口與燃氣出口，所述燃氣進口上安裝有切斷閥，其特征在 于：所述燃氣表還包括信號采集處理電路與安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制 器，所述信號采集處理電路與數據傳輸模塊均分別接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端 微電腦控制器，所述數據傳輸模塊與數據采集器相互傳輸控制信號，并通過所述數據采集 器接入互聯網，用于由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從互聯網中獲取遠 端售氣管理系統的控制指令；所述信號采集處理電路的采集端通過機電信號轉換裝置接入 基表體的機械計數裝置，所述切斷閥通過切斷閥控制電路接入安全切斷型物聯網智能燃氣 表終端微電腦控制器；
[0008] 用于由所述信號采集處理電路采集基表體內部燃氣經過的流量信息，并將其轉換 為相應的電子計量脈沖信號，輸入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器；
[0009] 所述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器的內部至少預設有與基表 體對應的小流量泄漏、異常大流量與使用時間過長的異常狀態閾值范圍，用于與來自于信 號采集處理電路的電子計量脈沖信號中包含的流量信息進行對比，根據對比結果判斷是否 通過切斷閥控制電路關閉切斷閥。
[0010] 作為優選，進一步的技術方案是：所述小流量泄漏的異常狀態為流經基表體的燃 氣流量大于機械計數裝置的始動流量，并小于燃氣用具點火流量的一半，且持續時間超過 了預設值；
[0011] 所述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器中還包括EEPR0M數據存儲 器，用于存儲遠端售氣管理系統中的充值指令。
[0012] 更進一步的技術方案是：所述異常大流量的異常狀態為在預設的單位時間內，流 經基表體的燃氣流量超過了最大流量預設值的預設倍數。
[0013] 更進一步的技術方案是：所述使用時間過長的異常狀態為流經基表體的燃氣流量 在燃氣正常使用流量的范圍內，但持續時間超過了預設值；所述燃氣正常使用流量為流經 基表體的燃氣流量大于基表體的最小流量、大于或等于燃氣用具的點火流量、小于異常大 流量，且持續時間未超過預設值；所述基表體的最小流量為流經基表體且能夠使機械計數 裝置準確計數的最小流量值。
[0014] 更進一步的技術方案是：所述燃氣表中還包括傳感器檢測模塊，所述傳感器檢測 模塊通過通信接口接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，用于通過外部傳 感器檢測燃氣表外部環境的當前狀態，并將對應的環境信息傳輸至傳感器檢測模塊，由安 全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從傳感器檢測模塊中采集環境信息，根據當 前的環境信息判斷是否通過切斷閥控制電路關閉切斷閥；所述外部傳感器包括地震震感 器、燃氣壓力傳感器、燃氣濃度檢測報警器、復合型報警器當中的任意一種或多種。
[0015] 更進一步的技術方案是：所述燃氣表中還包括欠壓保護電路、斷電保護電路、防磁 干擾電路與狀態恢復電路，所述欠壓保護電路、斷電保護電路、防磁干擾電路與狀態恢復電 路均分別接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，用于在燃氣表使用過程中 出現欠壓、斷電及磁干擾時，由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器控制對應 的電路完成關閥、報警及狀態恢復的操作；
[0016] 所述數據采集器還通過無線或有線的方式接入數據集中器，所述數據集中器接入 互聯網，通過互聯網與遠端的售氣管理系統相連接；所述數據傳輸模塊為網絡通信模塊或 總線通信模塊。
[0017] 所述數據傳輸模塊為紅外信號、超聲波信號、光電信號、微波信號、GPRS與GPS當 中任意一種封裝形式的無線傳輸模塊，或者電力載波、光纖傳輸與數據線傳輸當中任意一 種封裝形式的有線傳輸模塊。
[0018] 更進一步的技術方案是：所述燃氣表中還包括液晶屏與蜂鳴器，所述液晶屏與蜂 鳴器也接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，且至少用于輔助安全切斷型 物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器完成報警的操作；
[0019] 所述數據傳輸模塊通過USB接口與安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控 制器；所述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器還通過電子計數取樣模塊與基 表相連接，且電子計數取樣模塊中還安裝有防磁保護模塊；
[0020] 所述燃氣表中還包括1C卡信息交換模塊，所述1C卡信息交換模塊也接入安全切 斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，用于由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電 腦控制器通過1C卡信息交換模塊讀取1C卡中的充值數據；
[0021 ] 所述網絡通信模塊的接口至少為RF模塊接口、Zigbee模塊接口、WiFi模塊接口、 藍牙模塊接口、紅外線模塊接口或光纖傳輸接口、數據線傳輸接口、電力線傳輸接口當中的 任意一種；
[0022] 所述總線通信模塊的接口至少為Mbus總線接口、RS485總線接口、CAN總線接口當 中的任意一種。
[0023] 更進一步的技術方案是：所述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器還 通過電子計數取樣模塊中的計數干簧管取樣控制電路、與基表體中的計數干簧管相連接， 所述的計數干簧管至少為兩個，且呈平直定位安裝在配套的定位槽中，用于由安全切斷型 物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器控制扣數信號，通過計數干簧管對來自于數據傳輸模 塊的燃氣充值量進行扣除；所述計數干簧管通過機械計數與電子計數相結合的方式計數， 其中電子計數為通過安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器控制液晶顯示電路 向連接的液晶顯示屏傳送數據信號；
[0024] 所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器中設有兩次扣數時間間 隔的最大值與最小值。
[0025] 再進一步的技術方案是：所述切斷閥包括外殼體，所述外殼體的內部還安裝有內 殼體，所述內殼體中安裝有電動機，齒輪減速箱、齒輪減速箱頂蓋及閥桿，所述閥桿的其中 一端上設有密封帽，另一端上設置有連接孔，所述齒輪減速箱中安裝有輸入齒輪、輸出齒輪 與主動齒輪，所述電動機的輸出軸與輸入齒輪動力連接，輸入齒輪通過多級傳動齒輪與輸 出齒輪動力連接，用于通過多個傳動齒輪將輸入齒輪的動力增大后傳輸至輸出齒輪，所述 輸出齒輪還通過傳動軸與主動齒輪動力連接，所述齒輪減速箱頂蓋上安裝有棘齒雙連齒輪 與不完整齒輪，所述棘齒雙連齒輪分別與主動齒輪、不完整齒輪相嚙合，所述不完整齒輪上 設有偏心柱，所述偏心柱插入閥桿端部的連接孔；所述齒輪減速箱頂蓋上還安裝有鎖塊，所 述鎖塊與棘齒雙連齒輪相卡合，用于限制棘齒雙連齒輪逆向轉動；所述鎖塊與不完整齒輪 上還均安裝有復位裝置。
[0026] 還進一步的技術方案是：所述電動機密封安裝在內殼體的內部，且齒輪減速箱與 齒輪減速箱頂蓋，通過密封圈靜密封安裝；所述傳動軸與主動齒輪密封連接；所述電動機 在內殼體的內部通過密封圈靜密封安裝；所述電動機的輸出軸伸入齒輪減速箱，且電動機 的輸出軸與齒輪減速箱之間設有密封圈，并進行動密封安裝；所述傳動軸通過密封圈增力 密封安裝在齒輪減速箱頂蓋上，并與主動齒輪動力連接；所述棘齒雙連齒輪由在齒輪上方 固定安裝棘齒輪構成，所述鎖塊與棘齒輪相卡合，齒輪分別與不完整齒輪和主動齒輪相嚙 合；所述棘齒輪上的棘齒朝逆時針方向傾斜，用于在與鎖塊相卡合后，僅可朝順時針的方向 轉動；所述鎖塊與不完整齒輪上安裝的復位裝置是扭力彈簧，用于使鎖塊保持與棘齒雙連 齒輪相卡合的狀態，使不完整齒輪在非嚙合的狀態下自動復位。
[0027] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果之一是：通過信號采集處理電路實時采 集流經基表體的燃氣量，并及時將其傳輸至安全切斷型物聯網智能燃氣表表終端微電腦控 制器，在檢測到基表體輸出出現小流量泄漏、異常大流量與使用時間過長等異常狀態時，能 夠及時關閉基表體上的切斷閥，并可通過液晶屏、蜂鳴器進行報警，避免燃氣泄漏過量，造 成燃燒或者爆炸現象，保護人們生命和財產安全；同時，安全切斷型物聯網智能燃氣表表終 端微電腦控制器配合由外部接入的各類傳感器，使得燃氣表使用環境的實時情況也可成為 安全切斷型物聯網智能燃氣表表終端微電腦控制器關閥操作的觸發條件之一；并且本實用 新型所提供的一種安全切斷型物聯網智能燃氣表結構簡單，適于工業化生產，易于推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028] 圖1為用于說明本實用新型一個實施例的燃氣狀態采集處理框圖；
[0029] 圖2為用于說明本實用新型另一個實施例的結構示意框圖；
[0030] 圖3為用于說明本實用新型再一個實施例中切斷閥的整體結構示意圖；
[0031] 圖4為用于說明本實用新型再一個實施例中齒輪減速箱第一拆分面結構示意圖；
[0032] 圖5為用于說明本實用新型再一個實施例中齒輪減速箱第二拆分面結構示意圖；
[0033] 圖6為用于說明本實用新型再一實施例中主動齒輪與傳動軸減速箱增力動密封 的結構不意圖；
[0034] 圖7為用于說明本實用新型另一個實施例中的安全切斷型物聯網智能燃氣表管 理系統組成框圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0036] 參考圖1所示，本實用新型的一個實施例是一種安全切斷型物聯網智能燃氣表， 包括基表體與數據傳輸模塊，所述基表體上設有燃氣進口與燃氣出口，所述燃氣進口上安 裝有切斷閥，所述燃氣表還包括信號采集處理電路與安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微 電腦控制器，所述信號采集處理電路與數據傳輸模塊均分別接入安全切斷型物聯網智能燃 氣表終端微電腦控制器，所述數據傳輸模塊與數據采集器相互傳輸控制信號，并通過所述 數據采集器接入互聯網，用于由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從互聯網 中獲取遠端售氣管理系統的控制指令；
[0037] 上述信號采集處理電路的采集端通過機電信號轉換裝置接入基表體的機械計數 裝置，所述切斷閥通過切斷閥控制電路接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制 器；
[0038] 上述燃氣表結構的作用是：由信號采集處理電路采集基表體內部燃氣經過的流量 信息，并將其轉換為相應的電子計量脈沖信號輸入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電 腦控制器；且利用物聯網技術對終端燃氣表和遠端售氣管理系統之間的數據進行傳輸，以 保證數據傳輸的完整性，以及區域終端燃氣表管理的規范性。
[0039] 優選地，發明人還參考現有技術，在上述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電 腦控制器中設置了 EEPR0M數據存儲器，用于存儲遠端售氣管理系統中的充值指令，以便于 通過微電腦控制器對其預充值的金額數進行扣除處理。
[0040] 而在上述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器的內部至少預設有與 基表體對應的小流量泄漏、異常大流量與使用時間過長的異常狀態閾值范圍，也可稱之為 圖1中所示的燃氣異常狀態監測機制；其作用是與來自于信號采集處理電路的電子計量脈 沖信號中包含的流量信息進行對比，判斷是否出現燃氣異常使用狀態，進一步判斷出時屬 于哪一種異常狀態，并根據對比結果決定是否通過切斷閥控制電路關閉切斷閥。
[0041] 在本實施例中，利用信號采集處理電路實時采集流經基表體的燃氣量，并及時將 其傳輸至安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，在檢測到基表體輸出出現小流 量泄漏、異常大流量及使用時間過長等異常狀態時，能夠及時關閉基表體上的切斷閥，還可 選擇通過液晶屏、蜂鳴器進行報警，避免燃氣泄漏過量，造成燃燒或者爆炸現象，保護人們 生命和財產的安全。
[0042] 由上述實施例可知，本實用新型中的燃氣表是以容積式機械計量技術為基礎（即 上述所稱的基表體)，通過信號采集處理技術、安全切斷閥技術及遠程數據傳輸技術、微電 腦控制器通過干簧管扣數計費技術的有機結合，實現閥控、異常狀態報警等安全切斷功能 的燃氣表，安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器中設有存儲裝置，用于存儲來 自于數據傳輸模塊中的燃氣預付費數據。
[0043] 正如上述實施例中所提到的，信號采集處理電路實時采集流經基表體中的燃氣 量，其目的為判斷基表體的燃氣輸出是否存在異常的情況，對于該異常情況，發明人針對現 有物聯網智能燃氣表使用的異常情況匯總，結合用戶的使用習慣進行了分析，大致總結了 基表體最常出現的三種異常情況，即上述的燃氣小流量泄漏、燃氣異常大流量與燃氣使用 時間過長，而在本實用新型中，對于前述三種情況的定義如下：
[0044] 小流量泄漏的異常狀態是指流經基表體的燃氣流量大于基表體的始動流量，并小 于燃氣用具點火流量的一半，且持續時間超過了預設值。其中始動流量是指流經基表體的 燃氣流量能使基表體進行計數的流量下限值；燃氣用具的點火流量是指能夠維持燃氣灶具 (一般指用于家用的燃氣灶具）燃燒的流量下限值。
[0045] 異常大流量的異常狀態是指在即定的單位時間內，流經基表體的燃氣流量超過了 最大流量預設值的預設倍數，這里的預設倍數，一般指燃氣表生產廠家設定的表端最大流 量的制定倍數；其中最大流量是指燃氣表能實現準確計數的規定流量上限，該值由燃氣表 廠商按照相關技術標準設定。
[0046] 使用時間過長的異常狀態是指流經基表體的燃氣流量在燃氣正常使用流量的閾 值范圍內，但持續時間超過了預設值；所述燃氣正常使用流量為流經基表體的燃氣流量大 于基表體的最小流量、大于或等于燃氣用具的點火流量、小于異常大流量、且持續時間未超 過預設值；所述基表體的最小流量為流經基表體且能夠使基表體準確計數的最小流量值。
[0047] 參考圖2所示，在本實用新型用于解決技術問題更加優選的一個實施例中，出于 安全性方面的考慮，發明人還發現即便基表體中流經的燃氣未出現上述的異常情況，但如 燃氣表安裝的外部環境不適宜使用燃氣的話，仍然易出現安全事故，因此為使燃氣表在保 證基表體在非異常狀態下使用的情況下，可將外部環境中的部分參數也作為觸發安全切斷 型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器進行關斷切斷閥的條件；具體為在燃氣表中增設傳 感器檢測模塊，并將傳感器檢測模塊通過通信接口接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端 微電腦控制器，用于通過外部傳感器檢測燃氣表外部環境的當前狀態，并將對應的環境信 息傳輸至傳感器檢測模塊，由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從傳感器檢 測模塊中采集環境信息，根據當前的環境信息判斷是否通過切斷閥控制電路關閉切斷閥； 而前述的外部傳感器可根據燃氣表的使用場所與地區進行選擇，確定使用一種或多種；例 如地震震感器、燃氣壓力傳感器、燃氣濃度檢測報警器，又或是復合型報警器等等。
[0048] 上述的傳感器檢測模塊是指連接外部傳感器的檢測裝置，用于將外部傳感器傳遞 過來的信號轉換成開關量輸出信號，并可將開關量輸出信號傳遞到安全切斷型物聯網智能 燃氣表終端微電腦控制器。
[0049] 更進一步的，發明人還參考現有技術，對于具有終端微電腦控制器的燃氣表在使 用時可能出現的其他問題采用如下的技術手段予以解決：在燃氣表中增設欠壓保護電路、 斷電保護電路、防磁干擾電路與狀態恢復電路，所述欠壓保護電路、斷電保護電路、防磁干 擾電路與狀態恢復電路均分別接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，用于 在燃氣表使用過程中出現欠壓、斷電及磁干擾時，由安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微 電腦控制器控制對應的電路完成關閥、報警及狀態恢復的操作。
[0050] 同時，上述的數據傳輸模塊為網絡通信模塊或總線通信模塊，且通過無線或有線 的方式接入數據采集器；數據采集器還通過無線或有線的方式接入數據集中器，所述數據 集中器接入互聯網，通過互聯網與遠端的售氣管理系統相連接。
[0051] 當數據傳輸模塊為網絡通信模塊時，其接口可在現有技術中的RF模塊接口、 Zigbee模塊接口、WiFi模塊接口、紅外線模塊接口及藍牙模塊接口等無線傳輸接口中選 擇，也可采用成熟的光纖傳輸接口、數據線傳輸接口及電力線傳輸接口等有線傳輸接口；
[0052] 當數據傳輸模塊為總線通信模塊時，其接口可在Mbus總線接口、RS485總線接口、 CAN總線接口當中進行選擇。
[0053] 同時為方便不同類型傳輸模塊的更換，上述數據傳輸模塊通過USB接口與安全切 斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器相連接；而為增加安全切斷型物聯網智能燃氣表 終端微電腦控制器與數據傳輸模塊的兼容性，亦可采用USART接口、SPI接口或I2C接口等 串行接口將兩者連接并進行數據傳輸。
[0054] 正如上述所提到的，安全切斷型物聯網智能燃氣表將相關信息傳遞到數據傳輸模 塊中，再通過數據采集器、數據集中器等上層多級通信設備傳輸至互聯網，從而到達售氣管 理系統，進而借助互聯網進行數據分發與整合，從而實現多級劃分數據區域，實現數據在安 全切斷型物聯網智能燃氣表與售氣管理系統之間交換。從而執行相關的遠程閥控、互聯網 充值，實時連接互聯網絡等操作。
[0055] 再參考圖7所示，在安全切斷型物聯網智能燃氣表組成的系統中，當售氣管理系 統向安全切斷型物聯網智能燃氣表傳遞數據時，售氣管理系統通過互聯網絡，通過數據集 中器、數據中繼器(如需要可以增設)、數據采集器等上層多級通信設備將相關的數據傳輸 到數據傳輸模塊中，安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從數據傳輸模塊中接 收相關的數據及控制指令，根據接收的控制指令完成相關的關閥、充值等動作，當安全切斷 型物聯網智能燃氣表向售氣管理系統傳遞數據時，先通過數據傳輸模塊，再通過上層多級 通信設備，再到互聯網絡，最后到達售氣管理系統，燃氣公司通過該方式實現售氣管理系統 與燃氣表之間的數據交換，實現對所有安全切斷型物聯網智能燃氣表的統一管理。
[0056] 另一方面，本實用新型可直接以現有技術中的1C卡智能燃氣表為核心（即1C卡智 能燃氣表中包含了上述的基表體)，即上述實施例的燃氣表中還包括1C卡信息交換模塊，并 將1C卡信息交換模塊也接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，用于由安 全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器通過1C卡信息交換模塊讀取1C卡中的充值 數據，作為本實用新型進行數據傳輸的第二途徑。
[0057] 上述與1C卡信息交換模塊進行信息交互的是可以是存儲器卡、邏輯加密卡與CPU 卡當中的任意一種。
[0058] 另外，在上述異常情況觸發安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，使 其執行關閉切斷閥的操作后，為及時提醒用戶知曉，還可在燃氣表上設計報警的功能；因此 在本實施例中再在燃氣表中增設液晶屏與蜂鳴器，并將液晶屏與蜂鳴器也接入安全切斷型 物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，且至少用于輔助安全切斷型物聯網智能燃氣表終端 微電腦控制器完成報警的操作，即當燃氣表出現上述任意一種異常狀態時，在進行關閥的 同時，還通過蜂鳴器與液晶屏進行聲光報警；
[0059] 為實現電子計數及扣數，上述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器還 通過電子計數取樣模塊與基表相連接，且電子計數取樣模塊中還安裝有防磁保護模塊，以 避免磁性對其使用中造成的干擾。
[0060] 同時發明人還參考現有物聯網智能燃氣表預付費扣數計費的實現方式，將上述安 全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器通過電子計數取樣模塊中的計數干簧管取 樣控制電路、與基表體中的計數干簧管相連接，并將計數干簧管設置為至少兩個，且呈平直 定位安裝在配套的定位槽中，最好再在定位槽中安裝電路板，用于由安全切斷型物聯網智 能燃氣表終端微電腦控制器控制扣數信號，通過計數干簧管對來自于數據傳輸模塊的燃氣 充值量進行扣除；所述計數干簧管通過機械計數與電子計數相結合的方式計數，其中電子 計數為通過安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器控制液晶顯示電路向連接的 液晶顯示屏傳送數據信號；再在安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器中設置兩 次扣數時間間隔的最大值與最小值。
[0061] 而為便于使用，減少燃氣表在實際使用中可能存在的長待機計量失真的情形，在 上述安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器中還設置有最大待機時間值，通過物 聯網智能燃氣表終端微電腦控制器初始化來克服前述失真的問題；同時物聯網智能燃氣表 終端微電腦控制器中還設置有時鐘可控制器，物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器還可借 助于時鐘可控制器計時控制電閥控制電路向機電閥發送控制信號。
[0062] 進一步的，發明人經過試驗還發現，除上述列舉的異常情形外，切斷閥本身所存在 的安全隱患也將嚴重影響燃氣表使用的安全性，例如為切斷閥提供動力的電源電流過大， 易產生電火花；如燃氣發生泄漏，安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器檢測到 該異常狀態進行關閥時，控制切斷閥關閉，在切斷閥關閉的過程中，一旦因電流過大而產生 電火花則容易點燃燃氣甚至發生爆炸；另一方面，切斷閥在關閉后的密封性高低也將決定 燃氣表關閥后是否能處于完全安全的狀態；
[0063] 參考圖3、圖4及圖5所示，基于上述實際情況，發明人還對上述實施例中的切斷閥 結構做了進一步的改進，該切斷閥用于在接收到物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器的指 令時進行安全開關閥。
[0064] 而切斷閥的具體結構為本實用新型用于解決技術問題更加優選的另一個實施例， 其中包括外殼體，并且在外殼體的內部安裝有內殼體4，在內殼體4中安裝有作為切斷閥的 動力部件的電動機1，以及齒輪減速箱2、齒輪減速箱頂蓋7及閥桿3，其中閥桿3的其中一 端上設有密封帽31，另一端上設置有連接孔32。前述的齒輪減速箱2中需要安裝輸入齒輪 21、輸出齒輪22與主動齒輪23，將電動機1的輸出軸與輸入齒輪21動力連接，輸入齒輪21 通過多級傳動齒輪24與輸出齒輪22動力連接，用于通過多級傳動齒輪24將輸入齒輪21 的動力增大后傳輸至輸出齒輪22，輸出齒輪22還通過傳動軸25與主動齒輪23動力連接；
[0065] 在此基礎之上，前述的齒輪減速箱頂蓋7上需安裝棘齒雙連齒輪26與不完整齒輪 27，所述棘齒雙連齒輪26分別與主動齒輪23、不完整齒輪27相嚙合，所述不完整齒輪27上 設有偏心柱271，所述偏心柱271插入閥桿3端部的連接孔32，所述齒輪減速箱頂蓋7上還 安裝有鎖塊28，所述鎖塊28與棘齒雙連齒輪26相卡合，用于限制棘齒雙連齒輪26逆向轉 動；所述鎖塊28與不完整齒輪27上還均安裝有復位裝置29。
[0066] 在本實施例中，電動機1帶動輸入齒輪21轉動，輸入齒輪21通過與其嚙合的多級 傳動齒輪24將電動機1輸出軸的扭矩放大，進而傳遞至輸出齒輪22，輸出齒輪將扭矩通過 傳動軸25傳遞至主動齒輪23，由于主動齒輪23帶動棘齒雙連齒輪26轉動，進而由棘齒雙 連齒輪26帶動不完整齒輪27轉動，當不完整齒輪27轉動時，偏心柱271則可帶動閥桿3 前后移動，為保證偏心柱271環向運動施加給閥桿3的力使其發生直線位移，可將閥桿3端 部的連接孔32設置為條形孔，使偏心柱271可在條形孔中移動，與棘齒雙連齒輪26相卡合 的鎖塊28可在不完整齒輪27旋轉到無齒的部分時，防止其在復位裝置的作用下反向轉動， 進而與不完整齒輪27形成卡合，使閥桿3保持當前的狀態。
[0067] 通過齒輪逐級傳動的方式，將電動機1輸出軸的扭矩放大，從而降低開關閥時所 需的使動力，進而降低開關閥所需電流。在實際應用中，可將電動機1的輸出動力可控制在 一個較小的范圍內，使驅動電動機1運行的電源電流及電壓也可得到降低，實現小電流切 斷，防止電流過大產生電火花，帶來上述的安全隱患，進一步提高了燃氣表的安全性與可靠 性。
[0068] 在本實用新型的另一實施例中，為防止天然氣對切斷閥內部的線路造成腐蝕，最 好將上述電動機1密封安裝在內殼體4的內部，且在齒輪減速箱2上增設頂蓋，且頂蓋與齒 輪減速箱2密封安裝；所述傳動軸25與主動齒輪23密封連接。更進一步的，參考圖6所 示，發明人認為防止燃氣對電動機內部造成腐蝕更加優選的技術方案為在前述手段的基礎 上，將電動機1在內殼體4的內部通過密封圈5靜密封安裝；將電動機1的輸出軸伸入齒輪 減速箱2，且電動機1的輸出軸與齒輪減速箱2之間設有密封圈；所述傳動軸25通過密封 圈5增力密封安裝在齒輪減速箱2的頂蓋上，并與主動齒輪23動力連接。
[0069] 正如上述所提到的，棘齒雙連齒輪26正是利用了棘齒輪結構的原理，使其鎖塊28 相配合，并將棘齒輪上的棘齒設置為朝逆時針方向傾斜，實現其與鎖塊之間"順時針旋轉通 過，逆時針旋轉卡合的"目的，然而與棘齒輪固定為一體的齒輪則受到棘齒輪的約束，當其 分別與不完整齒輪27和主動齒輪23相嚙合時，即與不完整齒輪27形成正向傳動，反向卡 合，進而防止不完整齒輪27反向轉動。
[0070] 參考圖5所示，在實用新型用于解決技術問題更加優選的一個實施例中，為使上 述的鎖塊28與不完整齒輪27在電動機1停止運行后可順利復位，可采用扭力彈簧作為鎖 塊28與不完整齒輪27上安裝的復位裝置29，用于使鎖塊28保持與棘齒雙連齒輪26相卡 合的狀態，使不完整齒輪27在非嚙合的狀態下自動復位。
[0071 ] 參考圖4及圖5所示，本實用新型上述實施例中的雙向無堵轉齒輪傳動燃氣表專 用切斷閥的開閥過程為：當電動機1的輸出軸逆時針轉動并通過輸入齒輪21、傳動齒輪24 及輸出齒輪22將扭矩傳遞至主動齒輪23，主動齒輪23通過棘齒雙連齒輪26上的齒輪帶 動不完整齒輪27逆時針旋轉，不完整齒輪27上的偏心柱帶動閥桿3縮回，此時閥桿3起始 端的密封帽31離開切斷閥上的進氣口 6，即切斷閥打開；當不完整齒輪27逆時針旋轉到無 齒的位置時即實現不完整齒輪27從棘齒雙連齒輪26上卸載，此時雖然主動齒輪23還在帶 動棘齒雙連齒輪26朝順時針方向轉動，但棘齒雙連齒輪26的齒輪上的齒未與不完整齒輪 27上的齒相嚙合，即在電動機1的輸出軸持續逆時針轉動時，不完整齒輪27始終保持在該 狀態，即閥桿3起始端的密封帽31始終遠離進氣口 6，即切斷閥閥呈開啟狀態。當電動機1 停止轉動時，不完整齒輪27上安裝的扭力彈簧帶動其順時針轉動與棘齒雙連齒輪26的齒 輪相嚙合，而棘齒雙連齒輪26上固定的逆時針方向的棘齒輪在鎖塊28的作用下鎖緊，使得 不完整齒輪27上安裝的復位扭力彈簧不能繼續使不完整齒輪27轉動，即鎖塊28鎖住棘齒 輪進而鎖住棘齒雙連齒輪26，棘齒雙連齒輪26鎖住不完整齒輪27，使閥桿3不能伸出，進 而使閥門保持開啟狀態。
[0072] 同樣，根據圖4及圖5所示，本實用新型上述實施例的雙向無堵轉齒輪傳動燃氣表 專用切斷閥的關閥過程為：當電動機1順時針轉動并通過輸入齒輪21、傳動齒輪24及輸出 齒輪22將扭矩傳遞至主動齒輪23，主動齒輪23也順時針旋轉，此時由于棘齒雙連齒輪26 被鎖塊28鎖住，在主動齒輪23順時針旋轉力的作用下，棘齒雙連齒輪26通過下方安裝的 襯板隨主動齒輪23軸旋轉并脫離與不完整齒輪27的嚙合實現解鎖，不完整齒輪27在扭簧 力的作用下順時針轉動，其上方的偏心柱隨不完整齒輪27轉動而推動閥桿3關閉閥門；而 在前述過程中鎖塊28也通過襯板隨棘齒輪雙連齒輪繞主動齒輪23軸旋轉，當鎖塊28碰到 齒輪減速箱2的內側面時，脫開棘齒雙連齒輪26的棘齒輪實現卸載，使關閥無堵轉，電動機 1的輸出軸停止轉動后，在扭簧力的作用下使鎖塊28復位，在電動機1的下次啟動逆時針轉 動前，機電閥始終保持關閉狀態。
[0073] 上述結構的切斷閥在泄漏量上保證安全性包括內泄漏量和外泄漏量的有效控制， 而內泄漏量控制通過上述切斷閥的兩個靜密封和一個動密封實現極小泄漏，保證切斷閥體 內的氣體泄漏到電動機腔體里的泄漏量符合安全性要求。
[0074] 本實用新型旨在實現1C卡智能燃氣表異常狀態的報警功能，并及時的對輸出燃 氣進行安全切斷，杜絕火災及爆炸等危險事故的產生，同時具備欠壓提示、斷電數據恢復、 防磁干擾等功能，利于用戶更加安全的使用燃氣表，燃氣公司更好的開展安全管理工作，減 少危險事故的發生。
[0075] 再參考圖7所示，上述的售氣管理系統中至少包括以下模塊：
[0076] 業務管理模塊：用于實現開戶，發卡，繳費，退費，換表，過戶，銷戶拆表以及黑名單 管理的功能；
[0077] 1C卡管理模塊：用于實現工具卡制作，補卡，1C卡修復的功能；
[0078] 遠程控制模塊：用于向終端的燃氣表發送有線或無線的控制信號；
[0079] 系統設置模塊：用于實現設置管理員，菜單設置，密碼設置，發票格式設置，串口設 置的功能。
[0080] 基礎數據模塊：用于實現站點設置，區域設置，表類型設置，繳費類型設置，生產廠 家設置的功能；
[0081] 再結合圖2所示，在安全切斷型物聯網智能燃氣表組成的系統中，燃氣公司通過 數據傳輸模塊實現預付費及相關管理。通過無線或有線傳輸方式將數據傳送到安全切斷型 物聯網智能燃氣表中，從而實現數據交換。燃氣公司通過該方式實現所有安全切斷型物聯 網智能燃氣表的統一管理。
[0082] 上述技術方案中包含了本實施例中所有的輸入異常狀態時，安全切斷型物聯網智 能燃氣表從獲取異常狀態信號到處理異常狀態的全部過程，安全切斷型物聯網智能燃氣表 在檢測到發生異常狀態信號時，及時的對切斷閥實施關閉，同時通過液晶屏進行顯示，并通 過蜂鳴器報警，在所有異常狀態消除時，可通過異常狀態恢復電路恢復到正常狀態。
[0083] 安全切斷型物聯網智能燃氣表通過上述對異常狀態的處理方式避免了多種因素 造成的燃氣用氣安全問題，能在最大程度上減少燃氣引起的火災、爆炸等重大安全事故的 發生，通過安全切斷型物聯網智能燃氣表，利于燃氣公司燃氣安全管理工作，用戶能更加安 全的使用燃氣表，保障人們財產及生命安全。
[0084] 在本實用新型中，通過使用安全切斷型物聯網智能燃氣表，能夠在檢測到有燃氣 未充分燃燒，產生有毒氣體達到一定的濃度時，切斷燃氣供應，并通過液晶屏顯示及聲音報 警，用戶可采取相應的措施，避免出現呼吸管道不適、中毒現象。
[0085] 通過使用安全切斷型物聯網智能燃氣表，能夠在外部供氣壓力過低時，切斷燃氣 供給，防止因供氣壓力過低造成燃氣設備斷火及漏氣現象，使用戶更加安全規范的使用燃 氣設備。
[0086] 通過使用安全切斷型物聯網智能燃氣表，能夠使用外接的地震震感器在地震發生 時，及時的切斷供氣，避免因管道破裂或者脫落帶來的燃氣泄漏事故。
[0087] 通過使用安全切斷型物聯網智能燃氣表，在出現電池欠壓狀態時，提示用戶更換 電池，保證燃氣表各項功能的正常使用，在出現磁干擾狀態時，能實時的通過切斷閥關閉燃 氣輸出，防磁惡意的磁干擾造成燃氣表計量的不準確，在斷電狀態時，能夠及時的保存相關 操作記錄和數據，防止數據的丟失。
[0088] 安全切斷型物聯網智能燃氣表能夠在發生切斷閥關閉，液晶屏顯示報警信息、蜂 鳴器發出報警信號時，能夠通過中斷電池供電，重新上電后，燃氣表在相關的異常狀態解除 后，進行自檢，恢復在正常使用的狀態。
[0089] 燃氣公司可以遠程實時監測、遠程實時控制、遠程實時管理所轄范圍內的燃氣表， 做到對發生危險隱患的燃氣表進行重點監控，遠程進行表鎖定操作等，進一步加強對安全 用氣的管理。
[0090] 安全切斷型物聯網智能燃氣表除了具備常規遠程智能燃氣表的精確計量、可靠閥 控、遠程實時監測、遠程實時控制、遠程實時管理外，還具備了燃氣使用異常狀態的報警功 能，并能及時的對輸出燃氣進行切斷，杜絕火災及爆炸等危險事故的產生，并可以實時的將 燃氣使用中的異常情況通過數據傳輸模塊發送到遠程通信設備中，通過遠程通信設備傳遞 到遠程售氣管理系統中，燃氣公司通過售氣管理系統對發生危險隱患的燃氣表進行重點監 控，遠程進行表鎖定操作等，進一步加強對安全用氣的管理，利于用戶更加安全的使用燃 氣。
[0091] 除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的"一個實施例"、"另一個實施 例"、"實施例"等，指的是結合該實施例描述的具體特征、結構或者特點包括在本申請概括 性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現同種表述不是一定指的是同一個實 施例。進一步來說，結合任一實施例描述一個具體特征、結構或者特點時，所要主張的是結 合其他實施例來實現這種特征、結構或者特點也落在本實用新型的范圍內。
[0092] 盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是， 應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式 將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的 范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部 件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權利要求】
1. 一種安全切斷型物聯網智能燃氣表，包括基表體與數據傳輸模塊，所述基表體上設 有燃氣進口與燃氣出口，所述燃氣進口上安裝有切斷閥，其特征在于：所述燃氣表還包括信 號采集處理電路與安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，所述信號采集處理電 路與數據傳輸模塊均分別接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器，所述數據 傳輸模塊與數據采集器相互傳輸控制信號，并通過所述數據采集器接入互聯網，用于由安 全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器從互聯網中獲取遠端售氣管理系統的控制 指令； 所述信號采集處理電路的采集端通過機電信號轉換裝置接入基表體的機械計數裝置， 所述切斷閥通過切斷閥控制電路接入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器； 用于由所述信號采集處理電路采集基表體內部燃氣經過的流量信息，并將其轉換為相 應的電子計量脈沖信號，輸入安全切斷型物聯網智能燃氣表終端微電腦控制器。
2. 根據權利要求1所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述切斷閥包 括外殼體,所述外殼體的內部還安裝有內殼體（4)，所述內殼體（4)中安裝有電動機（1)， 齒輪減速箱（2)、齒輪減速箱頂蓋（7)及閥桿（3)，所述閥桿（3)的其中一端上設有密封帽 (31)，另一端上設置有連接孔（32)，所述齒輪減速箱（2)中安裝有輸入齒輪（21)、輸出齒輪 (22)與主動齒輪（23)，所述電動機（1)的輸出軸與輸入齒輪（21)動力連接，輸入齒輪（21) 通過多級傳動齒輪（24)與輸出齒輪（22)動力連接，用于通過多個傳動齒輪（24)將輸入齒 輪（21)的動力增大后傳輸至輸出齒輪（22 )，所述輸出齒輪（22 )還通過傳動軸（25 )與主動 齒輪（23)動力連接，所述齒輪減速箱頂蓋（7)上安裝有棘齒雙連齒輪（26)與不完整齒輪 (27)，所述棘齒雙連齒輪（26)分別與主動齒輪（23)、不完整齒輪（27)相嚙合，所述不完整 齒輪（27 )上設有偏心柱（271 )，所述偏心柱（271)插入閥桿（3 )端部的連接孔（32 );所述齒 輪減速箱頂蓋（7 )上還安裝有鎖塊（28 )，所述鎖塊（28 )與棘齒雙連齒輪（26 )相卡合，用于 限制棘齒雙連齒輪（26)逆向轉動；所述鎖塊（28)與不完整齒輪（27)上還均安裝有復位裝 置（29)。
3. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述電動機（1) 密封安裝在內殼體（4)的內部，且齒輪減速箱（2)與齒輪減速箱頂蓋（7)，通過密封圈靜密 封安裝；所述傳動軸（25)與主動齒輪（23)密封連接。
4. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述電動機（1) 在內殼體（4)的內部通過密封圈靜密封安裝。
5. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述電動機（1) 的輸出軸伸入齒輪減速箱（2 )，且電動機（1)的輸出軸與齒輪減速箱（2 )之間設有密封圈， 并進行動密封安裝；所述傳動軸（25)通過密封圈（5)增力密封安裝在齒輪減速箱頂蓋（7) 上，并與主動齒輪（23)動力連接。
6. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述棘齒雙連 齒輪（26)由在齒輪上方固定安裝棘齒輪構成，所述鎖塊（28)與棘齒輪相卡合，齒輪分別與 不完整齒輪（27)和主動齒輪（23)相嚙合。
7. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述棘齒輪上 的棘齒朝逆時針方向傾斜，用于在與鎖塊（28)相卡合后，僅可朝順時針的方向轉動。
8. 根據權利要求2所述的安全切斷型物聯網智能燃氣表，其特征在于：所述鎖塊（28) 與不完整齒輪（27 )上安裝的復位裝置（29 )是扭力彈簧，用于使鎖塊（28 )保持與棘齒雙連 齒輪（26)相卡合的狀態，使不完整齒輪（27)在非嚙合的狀態下自動復位。
【文檔編號】G01F15/00GK203848892SQ201420043663
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】邵澤華, 權亞強, 向海堂, 吳岳飛 申請人:成都秦川科技發展有限公司