CN104700506B - 安全切断型远控智能质量流量燃气表及其管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全切断型远控智能质量流量燃气表及其管理系统，属一种燃气计量装置，所述的燃气表包括微电脑控制器、微机电计量单元、阀控电路燃气使用状态采集处理单元和通信模块，所述微机电计量单元依次通过信号采集单元、信号处理单元接入微电脑控制器；所述微电脑控制器通过阀控电路与切断阀相连；所述微电脑控制器还与通信模块相连接；本发明采用质量流量计量原理，无机械传动部件，避免了机械老化带来的计量问题，保证了计量精度；并以质量流量计量达到温度修正功能，无须外置修正装置进行温度及压力补偿，整表体积小，计量精度高，可靠性强。

Description

安全切断型远控智能质量流量燃气表及其管理系统

技术领域

本发明涉及一种燃气计量装置，更具体的说，本发明主要涉及一种安全切断型远控智能质量流量燃气表及其管理系统。

背景技术

随着天然气等清洁、高效能源的飞速发展，越来越多的城镇居民使用天然气，而燃气计量器具是天然气用量计量结算的必备设备。目前，国内燃气计量基表主要为机械式燃气表，采用容积式计量原理，通过柔性膜片计量室方式来测量气体的体积流量。柔性膜片易受天然气中水分、灰尘等的影响，基于机械推动原理的机械式燃气表，在长期使用过程中不可避免会出现机械老化现象，进而使得计量精度也随之变差，可靠性不高、寿命有限。另外，机械装置的推动也会造成压力损失，进而造成计量收费上的损失。

采用容积式计量原理的计量基表，其计量精度受温度和压力影响较大，若温度、压力不做任何修正，将产生计量损失，越偏北方，计量损失越大，如在济南，压力和温度两项因素可能产生5％的计量损失。在这种情况下，为保证计量准确性，必需外置温度体积修正装置加以校正，而外置温度体积修正装置一方面影响整个计量器具的一体式结构，进而影响计量基表计量的准确性，另一方面，加装的温度体积修正装置会增加成本。为了应对现有机械式燃气表由于机械磨损引起的计量精度不高、可靠性不高、使用寿命有限等问题，市场上开始试用基于超声波原理的燃气表和基于MEMS原理的燃气表，但这两类产品存在以下问题：一是基于超声波原理的燃气表是利用顺流与逆流方向超声波信号在气体介质中的传播时间差来计算气体介质的流速，进而计算瞬时流量、累计流量，但现有基于超声波原理的燃气表适应性差，只能适应单一气源，而国内大部分用户使用的气源均是混合型气源，因此并不适用。另外，基于超声波原理的燃气表对流速要求高，无法处理脉动流。二是基于MEMS原理的燃气表是指采用MEMS流量芯片技术开发的燃气计量装置。MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的缩写。MEMS对产品的影响不仅包括成本的降低、而且也包括在不牺牲性能的情况下实现尺寸和重量的减小，因此，基于MEMS原理的燃气表产品具有一定的优势。但由于现有的基于MEMS原理的燃气表还处于试验阶段，产品功能还不完善，产品智能化程度不高，产品安全性还有待提高。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种安全切断型远控智能质量流量燃气表及其管理系统，以期望解决现有技术中容积式计量原理的计量基表误差较大，加装温度体积校正装置增加生产成本，超声波原理计量的基表不适用于混合气源，不能对燃气供给实施安全切断等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种安全切断型远控智能质量流量燃气表，所述的燃气表包括微电脑控制器、微机电计量单元、阀控电路、燃气使用状态采集处理单元和通信模块，所述微机电计量单元依次通过信号采集单元、信号处理单元接入微电脑控制器，用于由信号处理单元将数字质量信息传输至微电脑控制器；所述微电脑控制器通过阀控电路与切断阀相连，用于控制切断阀的开启与关闭；所述微电脑控制器还与通信模块相连接，用于由微电脑控制器通过通信模块与燃气智能管理系统进行远程通信，将安全切断型远控智能质量流量燃气表的表端信息实时传输至燃气智能管理系统，并接收燃气智能管理系统下发的指令；

所述燃气使用状态采集处理单元接入微电脑控制器，且所述燃气使用状态采集处理单元的采集端还接入微机电计量单元，用于由燃气使用状态采集处理单元采集微机电计量单元内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号输入微电脑控制器；所述微电脑控制器的内部至少预设有与微机电计量单元对应的异常微小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，用于与来自于燃气使用状态采集处理单元的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，根据对比结果判断是否通过阀控电路关闭切断阀；

所述信号处理单元中至少包括质量流量处理模块，所述质量流量处理模块分别接入存储模块与微电脑控制器，用于由质量流量处理模块基于存储模块中存储的质量流量计算公式，将信号采集单元采集到的数字温度信号转换成数字质量信息；所述的存储模块还接入微电脑控制器，用于由微电脑控制器对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正。

作为优选，进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括温度传感器C，所述温度传感器C接入微电脑控制器，用于由温度传感器C检测外界环境温度，并将当前温度值传输至微电脑控制器。

更进一步的技术方案是：所述质量流量处理模块还用于根据对环境温度以及每次采样的参数的误差曲线对公式中的温度差进行校正；所述质量流量处理模块与信号采集单元之间还设有模拟信号放大模块与A/D模数转换模块；所述微电脑控制器内置有修正对照表，通过所述修正表对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正。

更进一步的技术方案是：所述微电脑控制器还接入存储单元，所述存储单元中存储有预置气量值，用于由微电脑控制器根据数字质量信息对存储单元中的预置气量值进行扣除，当预置气量值为0时，由微电脑控制器通过阀控电路关闭切断阀。

更进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路，欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路分别与微电脑控制器相连，用于在安全切断型远控智能质量流量燃气表使用过程中出现工作电源欠压、电源断电或更换电池、发生高电压、燃气流量持续超过指定流量的状况时，由微电脑控制器通过阀控电路对切断阀完成关阀的操作。

更进一步的技术方案是：所述燃气表中还包括传感器检测模块，所述传感器检测模块通过通信接口接入微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，由微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过阀控电路关闭切断阀；所述外部传感器包括地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器、复合型报警器当中的任意一种或多种。

更进一步的技术方案是：所述的燃气表还包括电源检测电路，电源检测电路一端与为燃气表各模块进行供电的供电电路相连，另一端与微电脑控制器相连，用于检测供电电池电压和距离预计寿命的时间，并将电源寿命信息传输给微电脑控制器；所述的燃气表还包括显示器和报警器，显示器和报警器连接至微电脑控制器上，所述显示器用于显示计量信息、控制信息和管理信息，所述计量信息包括气体瞬时流量、累计气体流量等信息，控制信息包括阀控信息等信息，管理信息包括阀门状态信息、充值信息等信息；所述报警器用于完成燃气表表端的报警操作。

更进一步的技术方案是：所述燃气表包括分别与电阻焊接头密封连接的进气管、出气管以及显示器，所述显示器安装在燃气表外侧，进气管内安装有切断阀；所述燃气表的内部还安装有与燃气表内部腔体相连通的分流器，所述分流器的内部还设有多个气流直线管道，所述分流器的进气端还设有整流罩，所述分流器顶部的一个气流直线管道作为测量流道，所述测量流道内安装有微机电计量单元；所述微机电计量单元包括温度传感器A、温度传感器B与微加热器，所述温度传感器A、温度传感器B与微加热器均安装在所述测量流道的中部附近，所述温度传感器A与温度传感器B的信号输出端分别与信号采集单元的信号采集端相连。

更进一步的技术方案是：所述出气管的出气端还安装有防逆流装置，用于当燃气出现逆流时，防逆流装置在自身重力和逆流气体压力共同作用下关闭出气管。

本发明另一方面还提供了一种安全切断型远控智能质量流量燃气表管理系统，所述的系统包括多个上述的安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统，所述多个安全切断型远控智能质量流量燃气表均接入燃气智能管理系统，用于由安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统之间进行双向通信；所述燃气智能管理系统中包括：业务管理模块，用于实现开户、发卡、缴费、退费、换表、过户、销户抄表和黑名单管理；基础数据模块，用于实现站点设置、区域设置、表类型设置、缴费类型设置、生产厂家设置；远程管理模块，用于实现远程抄表、远程阀控、远程报警和远程通信；报表管理模块，用于实现用户基本信息报表管理、用户缴费信息报表管理、用户补卡信息报表管理、日报表管理、月报表管理、年报表管理；系统设置模块：用于实现管理员设置、菜单设置、密码设置、发票格式设置、串口设置。

与现有技术相比，本发明的部分有益效果如下：

(1)采用质量流量计量原理，无机械传动部件，避免了机械老化带来的计量问题，保证了计量精度。

(2)以质量流量计量达到温度修正功能，无须外置修正装置进行温度及压力补偿，整表体积小，计量精度高，可靠性强。

(3)采用一体式结构，避免加装附加装置引起的匹配问题，保证了计量准确性，且降低生产成本。

(4)设置有欠压、断电、高电压等保护电路，保证了用气安全。

(5)结合远程通信技术，实现了远程抄表、远程充值、远程阶梯气价、远程阀控和远程报警，便于燃气远程智能化管理及远程智能控制，提高了燃气管理的服务和效率，保证了燃气用气安全。

(6)出气管上装有防逆流装置，能在气表装反时防气体反向流动，或在停气时防止负压混入空气。

(7)主流道进气端装有整流罩，主流道内装有分流器，保证燃气在管道内均匀的流动，提高了计量精度。

(8)进气管与出气管分开设置，即使长期使用，燃气中混入的杂质也能沉淀于表壳下侧，有效避免杂质堆积于管道内，保证燃气计量准确性；

(9)在检测到基表体输出出现小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长等异常状态时，能够及时关闭基表体上的切断阀，并可通过液晶屏、蜂鸣器进行报警，避免燃气泄漏过量，造成燃烧或者爆炸现象，保护人们生命和财产安全。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构框图；

图2为用于说明本发明一个实施例的燃气状态采集处理框图；

图3为用于说明本发明一个实施例中的信号处理单元的结构框图；

图4为用于说明本发明一个实施例中的微电脑控制器功能框图；

图5为用于说明本发明一个实施例中的表端智能控制功能框图；

图6为用于说明本发明另一个实施例的结构示意图；

图7为用于说明本发明再一个实施例的结构框图；

图8为用于说明本发明再一个实施例中的燃气智能管理系统框图；

图中、1为电阻焊接头、2为筒罩、3为表壳体、4为切断阀、5为整流罩、6为分流器、7为微机电计量单元、8为测量流道、9为主流道、10为出气管、11为显示器、12为主电路板、13为射频天线、14为查询开关、15为防逆流装置、16为进气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种安全切断型远控智能质量流量燃气表，该燃气表包括微电脑控制器、微机电计量单元、阀控电路和通信模块；正如图中所示出的，前述的微机电计量单元依次通过信号采集单元、信号处理单元接入微电脑控制器，用于由信号处理单元将数字质量信息传输至微电脑控制器；其中微电脑控制器通过阀控电路与切断阀相连，用于控制切断阀的开启与关闭；前述微电脑控制器还与通信模块相连接，用于由微电脑控制器通过通信模块与燃气智能管理系统进行远程通信，将安全切断型远控智能质量流量燃气表的表端信息实时传输至燃气智能管理系统，并接收燃气智能管理系统下发的指令；

参考图2所示，上述的燃气使用状态采集处理单元接入微电脑控制器，且所述燃气使用状态采集处理单元的采集端还接入微机电计量单元，用于由燃气使用状态采集处理单元采集微机电计量单元内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号输入微电脑控制器；而上述微电脑控制器的内部至少预设有与微机电计量单元对应的异常微小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长(持续流量超时)的异常状态阈值范围，用于与来自于燃气使用状态采集处理单元的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，根据对比结果判断是否通过阀控电路关闭切断阀；正如图2所示出的，前述的微电脑控制器中还可包括燃气长期未使用、流量过载等阈值范围。

在检测到基表体输出出现小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长等异常状态时，能够及时关闭基表体上的切断阀，避免燃气泄漏过量，造成燃烧或者爆炸现象，保护人们生命和财产安全；

另外，在上述异常情况触发微电脑控制器，使其执行关闭切断阀的操作后，为及时提醒用户知晓，还可在燃气表上设计报警的功能；因此在本实施例中再在燃气表中增设液晶屏与蜂鸣器，并将液晶屏与蜂鸣器也接入微电脑控制器，且至少用于辅助终端微电脑控制器完成报警的操作，即当燃气表出现上述任意一种异常状态时，在进行关阀的同时，还通过蜂鸣器与液晶屏进行声光报警。

上述的燃气长期未使用是指在正常使用条件下，当燃气使用状态采集处理单元在设定的时间(最长30天)内未检测到流量。

异常微小流量泄漏是指正常使用条件下，微机电计量单元内以低于2倍始动流量的燃气持续流通达到设定值时(最长10天)；前述的始动流量指是指流经燃气表的流量能实现燃气表进行计数的流量。

异常大流量是指在正常使用条件下，流通微机电计量单元的流量超过燃气器具最大使用流量的1.5倍时；当出现异常大流量的情形时，微电脑控制器在120S内关闭切断阀并报警，同时通过通信模块向燃气智能管理系统上报当前的关阀信息与报警信息。

持续流量超时是指在正常使用条件下，当燃气表以任一相对恒定流量持续使用的时间超过制造商声明的设定值。

燃气泄漏切断是指在正常使用条件下，微电脑控制器收到外部燃气浓度检测报警器传来的报警信号时。

本实施例中更为重要的技术手段是：

结合图3所示，上述信号处理单元中至少需包括质量流量处理模块，该质量流量处理模块分别接入存储模块与上述的微电脑控制器，用于由质量流量处理模块基于存储模块中存储的质量流量计算公式，将信号采集单元采集到的温度信号转换成数字质量信息；同时，发明人为保证数字质量信息的准确性，提高燃气表进行质量流量计量的精确度，还将上述的存储模块接入微电脑控制器，用于由微电脑控制器对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正。

上述微电脑控制器可内置修正对照表，通过所述修正表对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正。

质量流量处理模块可向存储模块存入计量数据等信息，并可从存储模块中取出各种预设参数，所述预设参数包括质量流量处理模块运算时所需的算法和系数，如质量流量计算公式、燃气换算系数、温度等。

在本实施例中，上述提到的质量流量计算公式如下：

上式中，ΔT是温差，K为仪表常数，A为加热器与周围环境热交换的热传导系数，C_p为被测气体的定压比热容，Q上游向下游传导的热量；

参考图6所示，在本发明的另一实施例中，发明人对上述燃气表的结构做了进一步的优化设置，具体为该燃气表包括分别与电阻焊接头1密封连接的进气管16、出气管10以及显示器11，将显示器11安装在燃气表外侧，并在进气管16内安装有切断阀4；其中燃气表的内部还安装有与燃气表内部腔体相连通的分流器6，该分流器6的内部还设有多个气流直线管道，并在分流器6的进气端增设整流罩5，且将分流器6顶部的一个气流直线管道作为测量流道，所述测量流道内安装有微机电计量单元7；

根据上述实施例，上述微机电计量单元7中设有温度传感器A、温度传感器B与微加热器，将温度传感器A、温度传感器B与微加热器均安装在所述测量流道的中部附近，所述温度传感器A与温度传感器B的信号输出端分别与信号采集单元的信号采集端相连。基于本实施例中上述的燃气表结构，上述质量流量计算公式的得出的过程如下：

首先介绍一下燃气质量流量计量原理：燃气从燃气表进气口流入进气管16，然后通过整流罩5导向气流直线管道，进入测量流道8的燃气与其它气流直线管道的总燃气成一定比例，令测量流道内的气体流量为q_m，进入测量流道和其它气流直线管道的气体总流量为q，测量流道内气体流量占气体总流量q的比例为一分流比常数C，分流比常数C是由出气管10本身结构决定的(分流比C在不同流量点实现自动校准，确保计量精准)，则q＝q_m/C，q_m由以下计算方法得出：

通过微加热器上下游对称设置的温度传感器A和温度传感器B测量出温差ΔT，则从上游向下游传导的热量Q＝K×A×ΔT，其中，K为仪表常数，A为加热器与周围环境热交换的热传导系数，这些热量来源于气流的流动。气流带来的热为q_m×C_p，其中C_p为被测气体的定压比热容，根据二者相等，即K×A×ΔT＝q_m×C_p，可得出：因此，通过测量出温差ΔT，即可计算出被测燃气的质量流量。

基于上述的质量流量计算公式计算方式，微电脑控制器所进行的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正具体如下：

质量流量处理模块计算使用的热传导系数与气体成分有关；质量流量处理模块在温度变化过程中传递的热量，由微电脑控制器对应不同的气体成分对质量流量计算公式中的热传导系数进行修正。

质量流量处理模块计算使用的仪表常数与测量气体流量分流比、管道结构有关；实际管道结构有一定差异，由微电脑控制器对应差异对质量流量计算公式中的仪表常数进行校正。

质量流量处理模块计算使用的定压比热容与气体温度、气体成分有关；由微电脑控制器根据气体温度与各地使用气体成分对质量流量计算公式中的定压比热容进行校正。

在上述微电脑控制器对公式中的各个参数进行的校正之前，发明人还参考现有技术，利用质量流量处理模块对上述的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行首次修正，具体如下：

根据仪表设计本身具有一定范围内差异化的情况，质量流量处理模块在存储模块中会存入仪表常数特性校正表，在根据实际使用客户当地的气压压力、外围环境、仪表长时间工作后，仪表参数有一定差异变化，质量流量处理模块根据这些特性进行校正。

质量流量处理模块根据用户地区使用天然气密度不一致的情况，在存储模块中存入了气压密度与外在压力差异变化常数校正表，质量流量处理模块会经过多次采样后进行对比确认后，进行定压比热容参数校正。校正后参数放入存储模块。

再参考图1所示，在本发明用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，发明人为进一步降低质量流量燃气表计量的误差率，提升微电脑控制器根据计量结果扣除预置气量值的准确度，在上述实施例燃气表结构的基础上，增设了温度传感器C，将温度传感器C接入微电脑控制器，用于由温度传感器C检测外界环境温度，并将当前温度值传输至微电脑控制器，再由微电脑控制器发送至存储模块。

从而使质量流量处理模块还可基于存储模块中的温度值对环境温度以及每次采样的参数的误差曲线进行校正，具体如下：

环境温度校正：根据传感器特性，质量流量处理模块分别针对温度传感器A与温度传感器B两个传感器进行采样，采样同时分别针对温度传感器A与温度传感器B两个传感器进行线性放大，然后将放大信号输出的同时再次叠加在一起进行同相放大，在采样时A与B两个传感器实际还是在进行加热过程，质量流量处理模块根据当前外界环境的温度值，利用当前温度值应当对应的温度差阈值范围，对A与B两个温度传感器的温度变化的始末的温度差值进行校正，保证上述公式计算的准确性。

误差曲线校正：质量流量处理模块按照毫秒级每秒进行数据采样，采样数据识别小数点后百分位，针对小数点后千分位进行四舍五入的方式进行误差曲线校正，有利于进行线性化处理，每次采样都是一个电平数字，针对多次采样就会有一条采样曲线出来，采用1V～3V范围内会是一条采样曲线，3V～5V范围内也是一条采样曲线，同理在1V～5V范围内也是一条采样曲线，质量流量处理模块针对这条采样曲线进行一定的校正。

除此之外，微电脑控制器还可通过与上述类似的方法对数字质量信息的误差曲线与环境温度进行二次校正，以进一步提升数字质量信息准确性。

进一步的，发明人还参考现有技术，为在信号处理单元中实现模数转换的电路结构，还在质量流量处理模块与信号采集单元之间增设了模拟信号放大模块与A/D模数转换模块。

另一方面，基于智能燃气表的常规结构，还可将上述的微电脑控制器再接入存储单元，该存储单元中存储有预置气量值(即用户充值的燃气量)，用于由微电脑控制器根据数字质量信息对存储单元中的预置气量值进行扣除，当预置气量值为0时，由微电脑控制器通过阀控电路关闭切断阀。

仍然参考图1所示，在本发明的另一实施例中，为进一步提升燃气使用的安全性，还可在上述燃气表中增设欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路，欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路分别与微电脑控制器相连，用于在安全切断型远控智能质量流量燃气表使用过程中出现工作电源欠压、电源断电或更换电池、发生高电压、燃气流量持续超过指定流量的状况时，由微电脑控制器通过阀控电路对切断阀完成关阀的操作。

除此之外，发明人还发现即便微机电计量单元中流经的燃气未出现上述的异常情况，但如燃气表安装的外部环境不适宜使用燃气的话，仍然易出现安全事故，因此为使燃气表在保证微机电计量单元在非异常状态下使用的情况下，可将外部环境中的部分参数也作为触发微电脑控制器进行关断切断阀的条件；具体为在燃气表中增设传感器检测模块，并将传感器检测模块通过通信接口接入微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过阀控电路关闭切断阀；而前述的外部传感器可根据燃气表的使用场所与地区进行选择，确定使用一种或多种；例如地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器，又或是复合型报警器等等。前述的传感器检测模块是指连接外部传感器的检测装置，用于将外部传感器传递过来的信号转换成开关量输出信号，并可将开关量输出信号传递到微电脑控制器。

优选地，上述的通信模块可采用GSM短信模块、GPRS模块、ZigBee模块、低频无线信号模块、LoRa无线模块、红外收发模块、以太网无线模块中的任意一种及其它射频通讯模块，或者RS485通信模块、M-BUS通信模块、电力载波通信模块的任意一种有线传输模块。

进一步的，为保证燃气表电源的稳定性，上述的燃气表中还可增设电源检测电路，电源检测电路一端与为燃气表各模块进行供电的供电电路相连，另一端与微电脑控制器相连，用于检测供电电池电压和距离预计寿命的时间，并将电源寿命信息传输给微电脑控制器；

更进一步的，上述的燃气表还包括显示器和报警器，显示器和报警器连接至微电脑控制器上，所述显示器用于显示计量信息、控制信息和管理信息，所述计量信息包括气体瞬时流量、累计气体流量等信息，控制信息包括阀控信息等信息，管理信息包括阀门状态信息、充值信息等信息；所述报警器用于完成燃气表表端的报警操作。

更加优选的是，为防止上述燃气表的出气管10发生气体反向流动，或在停气时防止负压混入空气，还可在出气管10的出气端安装防逆流装置15，用于当燃气出现逆流时，防逆流装置15在自身重力和逆流气体压力共同作用下关闭出气管10。

参考图4所示，上述的微电脑控制器根据其在表端执行的不同功能，大致可分为智能计量管理模块、远控智能管理模块和数字质量信息处理模块，其中：

数字质量信息处理模块：用于实现数字质量信息存储、误差曲线校正、环境温度校正、仪表常数特性校正、定压比热容校正、质量计量信息综合处理的功能。正如上述所提到的，数字质量信息存储是指对温度差异参数校正、仪表常数校正等相关参数的存储。误差曲线校正是针对每次采样的具体参数进行校正。环境温度校正是针对使用环境的温度差异进行校正。仪表常数特性校正是针对仪表使用环境、压力、长时间工作后的参数差异进行校正。定压比热容校正是指被测气体的定压比热容参数差异校正。质量计量信息综合处理是指将温度、仪表、压力等参数整体校正后综合处理。

结合图5所示，远控智能管理：用于实现远程智能管理、表端智能控制和远程通信管理的功能。远程智能管理功能具体包括实时远程充值、实时远程调价、实时阶梯气价、实时远程阀控、实时远程抄表等功能。表端智能控制功能具体包括过流保护、超时保护、限量保护、放电保护、误操作提示、高电压保护、低电压保护、自锁功能、故障诊断、ID管理、状态自检、参数设置、欠压报警提示、掉电关断保护、阀门控制、零气量关断、气量报警、屏显控制、充值显示、上电显示等功能。远程通信管理功能具体包括唤醒管理、冒泡控制、调频管理、双信道管理、灵敏度优选、同频差分管理、广播通信管理、三层网络管理、集中器管理、中继器管理、手持机管理GPRS管理等功能。

智能计量管理：用于实现质量流量计量、计量信息存储、计量信息实时上报、计量信息指令上报、计量超时保护、计量过流保护、表端实时阶梯气价、消费曲线记录等功能。

其中，远控智能质量流量燃气还包括复位电路与查询电路，复位开关通过复位电路连接微电脑控制器，通过复位开关可对燃气表进行安全复位；查询开关通过查询电路连接至微电脑控制器，通过查询开关可自动查询燃气表相关信息，如燃气计量信息、控制信息、燃气管理信息等

参考图7所示，本发明的另一个实施例是一种安全切断型远控智能质量流量燃气表管理系统，该系统包括多个上述实施例中的安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统，多个安全切断型远控智能质量流量燃气表均接入燃气智能管理系统，用于由安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统之间进行双向通信；前述的多个远控智能燃气表优选通过多级通信设备接入燃气智能管理系统，多级通信设备可采用中继器与集中器的组合，但并不局限于此类；结合图8所示，上述燃气智能管理系统中包括：

业务管理模块，用于实现开户、发卡、缴费、退费、换表、过户、销户抄表和黑名单管理；

基础数据模块，用于实现站点设置、区域设置、表类型设置、缴费类型设置、生产厂家设置；

远程管理模块，用于实现远程抄表、远程阀控、远程报警和远程通信；远程抄表功能具体包括远程开户、远程充值、远程状态查询、远程调价、远程阶梯气价、远程销户等功能；远程报警功能具体包括过压报警、欠压报警、计量过流报警、余额不足报警和燃气泄露报警等功能。

报表管理模块，用于实现用户基本信息报表管理、用户缴费信息报表管理、用户补卡信息报表管理、日报表管理、月报表管理、年报表管理；

系统设置模块：用于实现管理员设置、菜单设置、密码设置、发票格式设置、串口设置。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述的燃气表包括微电脑控制器、微机电计量单元、阀控电路、燃气使用状态采集处理单元和通信模块，所述微机电计量单元依次通过信号采集单元、信号处理单元接入微电脑控制器，用于由信号处理单元将数字质量信息传输至微电脑控制器；所述微电脑控制器通过阀控电路与切断阀相连，用于控制切断阀的开启与关闭；所述微电脑控制器还与通信模块相连接，用于由微电脑控制器通过通信模块与燃气智能管理系统进行远程通信，将安全切断型远控智能质量流量燃气表的表端信息实时传输至燃气智能管理系统，并接收燃气智能管理系统下发的指令；

所述燃气使用状态采集处理单元接入微电脑控制器，且所述燃气使用状态采集处理单元的采集端还接入微机电计量单元，用于由燃气使用状态采集处理单元采集微机电计量单元内部燃气经过的流量信息，并将其转换为相应的电子计量脉冲信号输入微电脑控制器；

所述微电脑控制器的内部至少预设有与微机电计量单元对应的异常微小流量泄漏、异常大流量与使用时间过长的异常状态阈值范围，用于与来自于燃气使用状态采集处理单元的电子计量脉冲信号中包含的流量信息进行对比，根据对比结果判断是否通过阀控电路关闭切断阀；

所述信号处理单元中至少包括质量流量处理模块，所述质量流量处理模块分别接入存储模块与微电脑控制器，用于由质量流量处理模块基于存储模块中存储的质量流量计算公式，将信号采集单元采集到的温度信号转换成数字质量信息；所述的存储模块还接入微电脑控制器，用于由微电脑控制器对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正；

所述的燃气表还包括温度传感器C，所述温度传感器C接入微电脑控制器，用于由温度传感器C检测外界环境温度，并将当前温度值传输至微电脑控制器；

所述质量流量处理模块还用于根据对环境温度以及每次采样的参数的误差曲线对公式中的温度差进行校正；所述质量流量处理模块与信号采集单元之间还设有模拟信号放大模块与A/D模数转换模块；所述微电脑控制器内置有修正对照表，通过修正表对质量流量计算公式中的热传导系数、仪表常数、定压比热容进行修正；

所述微电脑控制器还接入存储单元，所述存储单元中存储有预置气量值，用于由微电脑控制器根据数字质量信息对存储单元中的预置气量值进行扣除，当预置气量值为0时，由微电脑控制器通过阀控电路关闭切断阀。

2.根据权利要求1所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述的燃气表还包括欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路，欠压保护电路、断电保护电路、高电压保护电路和流量过流保护电路分别与微电脑控制器相连，用于在安全切断型远控智能质量流量燃气表使用过程中出现工作电源欠压、电源断电或更换电池、发生高电压、燃气流量持续超过指定流量的状况时，由微电脑控制器通过阀控电路对切断阀完成关阀的操作。

3.根据权利要求1所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述燃气表中还包括传感器检测模块，所述传感器检测模块通过通信接口接入微电脑控制器，用于通过外部传感器检测燃气表外部环境的当前状态，并将对应的环境信息传输至传感器检测模块，由微电脑控制器从传感器检测模块中采集环境信息，根据当前的环境信息判断是否通过阀控电路关闭切断阀；所述外部传感器包括地震震感器、燃气压力传感器、燃气浓度检测报警器、复合型报警器当中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述的燃气表还包括电源检测电路，电源检测电路一端与为燃气表各模块进行供电的供电电路相连，另一端与微电脑控制器相连，用于检测供电电池电压和距离预计寿命的时间，并将电源寿命信息传输给微电脑控制器；

所述的燃气表还包括显示器和报警器，显示器和报警器连接至微电脑控制器上，所述显示器用于显示计量信息、控制信息和管理信息，所述计量信息包括气体瞬时流量、累计气体流量信息，控制信息包括阀控信息信息，管理信息包括阀门状态信息、充值信息信息；所述报警器用于完成燃气表表端的报警操作。

5.根据权利要求1所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述燃气表包括分别与电阻焊接头(1)密封连接的进气管(16)、出气管(10)以及显示器(11)，所述显示器(11)安装在燃气表外侧，进气管(16)内安装有切断阀(4)；所述燃气表的内部还安装有与燃气表内部腔体相连通的分流器(6)，所述分流器(6)的内部还设有多个气流直线管道，所述分流器(6)的进气端还设有整流罩(5)，所述分流器(6)顶部的一个气流直线管道作为测量流道，所述测量流道内安装有微机电计量单元(7)；

所述微机电计量单元(7)包括温度传感器A、温度传感器B与微加热器，所述温度传感器A、温度传感器B与微加热器均安装在所述测量流道的中部附近，所述温度传感器A与温度传感器B的信号输出端分别与信号采集单元的信号采集端相连。

6.根据权利要求5所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表，其特征在于：所述出气管(10)的出气端还安装有防逆流装置(15)，用于当燃气出现逆流时，防逆流装置(15)在自身重力和逆流气体压力共同作用下关闭出气管(10)。

7.一种安全切断型远控智能质量流量燃气表管理系统，其特征在于：所述的系统包括多个权利要求1至6任意一项所述的安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统，所述多个安全切断型远控智能质量流量燃气表均接入燃气智能管理系统，用于由安全切断型远控智能质量流量燃气表与燃气智能管理系统之间进行双向通信；所述燃气智能管理系统中包括：

业务管理模块，用于实现开户、发卡、缴费、退费、换表、过户、销户抄表和黑名单管理；

基础数据模块，用于实现站点设置、区域设置、表类型设置、缴费类型设置、生产厂家设置；

远程管理模块，用于实现远程抄表、远程阀控、远程报警和远程通信；

报表管理模块，用于实现用户基本信息报表管理、用户缴费信息报表管理、用户补卡信息报表管理、日报表管理、月报表管理、年报表管理；

系统设置模块：用于实现管理员设置、菜单设置、密码设置、发票格式设置、串口设置。