專(zhuān)利名稱：自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用來(lái)測(cè)量電能的專(zhuān)用的計(jì)費(fèi)儀表，也屬于一種用于電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理裝置，特別是一種自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表。
現(xiàn)有的電度表都是用戶先用電，后由供電管理部門(mén)定期派人抄表和收費(fèi)，這樣要消耗大量人力，工作效率低，而且還產(chǎn)生拖欠電費(fèi)現(xiàn)象，特別是對(duì)于那些供電緊張需要限量使用的地區(qū)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)用電的計(jì)劃管理。為此，目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)始了自動(dòng)計(jì)費(fèi)式電度表的研制，比如公告號(hào)為CN2132992Y的《磁卡式電能表》，就是設(shè)計(jì)較為成功的一種。然而美中不足的是，該表包含有結(jié)構(gòu)甚為復(fù)雜的磁卡讀入控制部分(即讀卡機(jī))，以至體積較大和制造成本太高。此外，現(xiàn)有電度表在空載運(yùn)行時(shí)具有一定的消耗，而在我國(guó)電力供應(yīng)不足的情況下，這是一種浪費(fèi)。前述《磁卡式電能表》，對(duì)電表空載運(yùn)行的耗電問(wèn)題也未加以解決。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的，乃是提供一種無(wú)需人工抄表而必須預(yù)繳電費(fèi)方可限量用電的自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表，同時(shí)使得其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和在空載時(shí)耗電較低。
參見(jiàn)

圖1本實(shí)用新型電原理方框圖，這種自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表的設(shè)計(jì)方案如下。它由現(xiàn)有普通電度表取樣表(12，13)和新設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1至11)兩大部分組合而成，計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1至11)具有直流電源(1)，直流電源(1)的輸出端與干簧管(2)的一端和報(bào)警電路(6)的電源端相接，干簧管(2)的另一端與單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的電源端相連后再通過(guò)插接元件JP(3)而與作為計(jì)費(fèi)卡使用的可擦去只讀存貯器IC2(4)的電源端相接，可擦去只讀存貯器IC2(4)的信號(hào)接口通過(guò)插接元件JP(3)與單片計(jì)算機(jī)JC1及外圍電路(5)的信號(hào)接口相連，報(bào)警電路(6)的控制端接在單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的一個(gè)控制接口，單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的另一個(gè)控制接口和過(guò)壓保護(hù)取樣電路(7)的輸出端共同與含有控制繼電器的動(dòng)作執(zhí)行回路(8)的控制端相連，動(dòng)作執(zhí)行回路(8)的控制輸出端與具有對(duì)動(dòng)作執(zhí)行回路(8)中的控制繼電器的常閉觸頭進(jìn)行消弧的作用的消弧回路(11)的控制端相接，節(jié)能取樣回路(9)的輸出端與含有電度表取樣表(12，13)中的電壓線圈L的節(jié)能回路(10)的控制端相連。再同時(shí)參見(jiàn)圖2，在普通電度表取樣表(12，13)的某個(gè)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)上固定有永磁塊(14)而形成轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)，前述干簧管(1)固接在普通電度表取樣表(12，13)的殼體(15)上且與轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)的邊沿相靠近。
具有上述電路結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型在具體使用時(shí)，應(yīng)將直流電源(1)、過(guò)壓保護(hù)取樣回路(7)、動(dòng)作執(zhí)行回路(8)、節(jié)能取樣回路(9)及節(jié)能回路(10)接入用戶的220V電源進(jìn)戶線上，同時(shí)將動(dòng)作執(zhí)行回路(8)中控制繼電器的常閉觸頭串接在220V電源進(jìn)線與普通電度表取樣表(12，13)的供電端A、B之間。而作為用電計(jì)費(fèi)卡的可擦去只讀存貯器IC2(4)，上面寫(xiě)有用戶的密碼和用電限額(即所繳電費(fèi)能提供的用電量)，用電限額是通過(guò)雙重?cái)?shù)據(jù)加密之后寫(xiě)入的，因此，用戶必須先向供電管理部門(mén)購(gòu)買(mǎi)這種專(zhuān)用的計(jì)費(fèi)卡，然后將計(jì)費(fèi)卡插接在本實(shí)用新型的插接元件JP(3)上方可用電。
在220V電源送電后，普通電度表采樣表(12，13)的計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。固定在某計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)上的永磁塊(14)若是固定在1／10位數(shù)的盤(pán)上(即每轉(zhuǎn)一圈為1度)，則本裝置即以每1度為一單位計(jì)數(shù)供電。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)的永磁塊(14)轉(zhuǎn)到靠近干簧管(2)處，便使干簧管(2)吸合，于是直流電源(1)給單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)和可擦去只讀存貯器IC2接通電源，IC1開(kāi)始工作，它通過(guò)其接口檢查作為用電計(jì)費(fèi)卡的IC2(4)的狀況。如果IC2(4)未插入插接元件JP(3)，則IC1通過(guò)其控制接口輸出信號(hào)給動(dòng)作執(zhí)行回路(8)，使電路(8)控制其所含繼電器通電，從而斷開(kāi)串接在電源進(jìn)線與普通電度表取樣表(12，13)供電端A、B之間的繼電器常閉觸頭，使普通電度表取樣表(12，13)的供電回路斷開(kāi)，并且動(dòng)作執(zhí)行回路(8)還控制消弧電路(11)給斷開(kāi)時(shí)的常閉觸頭進(jìn)行消弧。如若IC2(4)已插入插接元件JP(3)，則IC1檢查IC2的密碼是否符合設(shè)定的密碼，如不符合，則同樣是斷開(kāi)普通電度表取樣表(12，13)的供電回路；如果密碼符合，則IC1繼續(xù)從IC2中讀取用電數(shù)額并判斷該讀數(shù)是否為“D”，如為“0”則同樣發(fā)出關(guān)斷信號(hào)，供普通電度表取樣表(12，13)的供電回路關(guān)斷，用戶不能用電，如不為“0”則將該數(shù)減“1”并寫(xiě)回到IC2上數(shù)據(jù)位記錄下來(lái)。若供電回路處于關(guān)斷狀態(tài)而用電計(jì)費(fèi)卡IC2上的密碼對(duì)，卡上用電額也不為“0”則只需操作動(dòng)作執(zhí)行回路(8)中所含的復(fù)位按鈕，就可接通供電回路。當(dāng)永磁塊(14)隨著計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而離開(kāi)干簧管(2)所處的位置后，則干簧管(2)斷開(kāi)，直流電源(1)也就停止給IC1和IC2供電。而一旦永磁塊(14)又轉(zhuǎn)至靠近干簧管(2)時(shí)，干簧管(2)又吸合，單片機(jī)IC1又開(kāi)始工作，進(jìn)行計(jì)費(fèi)操作。在IC1讀到用電計(jì)費(fèi)卡IC2中的用電數(shù)只剩最后一個(gè)單位時(shí)，單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)發(fā)出信號(hào)控制報(bào)警電路(6)報(bào)警。此時(shí)可將用電計(jì)費(fèi)卡IC2拔下，使報(bào)警停止，同時(shí)可插上新的用電計(jì)費(fèi)卡繼續(xù)用電。如用電計(jì)費(fèi)卡上用電數(shù)額全部用完，則不僅報(bào)警電路(6)報(bào)警，而且單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)中的外圍電路也作出相應(yīng)指示。在本表無(wú)負(fù)載時(shí)，節(jié)能取樣回路(9)無(wú)信號(hào)輸出，使得節(jié)能回路(10)中的普通電度表取樣表(12，13)的電壓線圈L斷路而無(wú)電流流過(guò)，電壓線圈L不消耗電能而達(dá)到了節(jié)能的目的。而當(dāng)負(fù)載接通時(shí)，節(jié)能取樣回路(9)輸出信號(hào)使節(jié)能回路(10)中的電壓線圈L接通而有電流流過(guò)，使電表起動(dòng)，開(kāi)始電能計(jì)數(shù)。當(dāng)電網(wǎng)上產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)取樣電路(7)發(fā)出信號(hào)給動(dòng)作執(zhí)行回路(8)，以斷開(kāi)普通電度表取樣表(12，13)的供電回路，等排除故障后，通過(guò)操作動(dòng)作執(zhí)行回路(8)中所含的復(fù)位按鈕，使可將供電回路重新接通。
本實(shí)用新型運(yùn)用微電腦技術(shù)，將現(xiàn)有普通電度表取樣表與用電計(jì)費(fèi)卡讀入控制表結(jié)合在一起，對(duì)用戶用電和電能計(jì)量實(shí)現(xiàn)了智能化控制和管理，這就省去了目前靠人工抄表收費(fèi)的繁雜手續(xù)，并且還可對(duì)供電緊張的地區(qū)實(shí)現(xiàn)限量供電的計(jì)劃管理。由于實(shí)行先收費(fèi)后用電，也避免了用戶拖欠電費(fèi)。節(jié)能回路、過(guò)壓保護(hù)回路和消弧回路的設(shè)計(jì)應(yīng)用，大大降低了電度表的空載損耗，同時(shí)加強(qiáng)了使用中的安全可靠性。該表只需將用電計(jì)費(fèi)卡插入插接元件就可讀取數(shù)據(jù)和計(jì)費(fèi)，比較前述的那種《磁卡式電能表》采用磁卡、磁卡定速傳動(dòng)和讀、抹磁頭的結(jié)構(gòu)形式，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且體積縮小，成本大為降低。新增加的計(jì)費(fèi)卡讀入控制表可裝設(shè)在現(xiàn)有普通電度表取樣表的殼體內(nèi)部(將殼體適當(dāng)增大)，以使整體結(jié)構(gòu)緊湊，也可單獨(dú)安裝在另外一個(gè)殼體內(nèi)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型加以進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本實(shí)用新型的電原理方框圖；圖2為電度表取樣表及其轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)與干簧管(2)的裝接示意圖；圖3為圖1方框圖中計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1，11)的一種具體電路的實(shí)施例。
參見(jiàn)圖3，直流電源(1)由變壓器B、二極管D1至D4、集成穩(wěn)壓塊IC3、電容C1與C2、3V電源E及可控硅SCR5組成；插接元件(3)包括互相插接的插頭JP2和插座JP1；單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)包括單片機(jī)IC1、二極管D5與D6、發(fā)光二極管LED1、電阻R1至R6及電容C3；報(bào)警電路(6)由可控硅SCR1、蜂鳴器SP及發(fā)光二極管LED2組成；過(guò)壓保護(hù)取樣回路(7)由電流互感器H1和H2、二極管D7至D14、電位器W及電容C4與C5組成；動(dòng)作執(zhí)行回路(8)由控制繼電器J1與J2、二極管D15至D18、可控硅SCR2、復(fù)位開(kāi)關(guān)K、電阻R8與R9及電容C6至C9組成；節(jié)能取樣回路(9)由電流互感器H3、二極管D19至D22、電阻R10與R11及電容C10與C11組成；節(jié)能回路(10)由二極管D23至D26、可控硅SCR4及普通電度表取樣表(12，13)的電壓線圈L組成；消弧回路(11)由可控硅SCR3、熔斷器RD、電阻R12與R13及繼電器J2的常閉觸頭J2－3和繼電器J1的常閉觸頭J1－1組成。IC3的輸出端與干簧管(2)的一端、SCR1的陽(yáng)極及SCR5的陰極相連，SCR1的陰極通過(guò)JP1和JP2與SP的一端相接，SCR1的控制極與D6的陰極相連，H1和H2分別裝在兩根電源進(jìn)線上，作為過(guò)壓取樣輸出端的W、R7及C5的相連點(diǎn)與K的一端相連，而K的另一端與D5的陰極相連后再與SCR2的控制極接于一點(diǎn)，作為節(jié)能取樣輸出端的R10、R11及C11的相連點(diǎn)與SCR4的控制極相連，J2－1與R12串聯(lián)后并接在SCR3的控制極與一主極之間，熔斷器RD與SCR3串聯(lián)后又并接在J1－1兩端之間。
在圖3中，單片機(jī)IC1通過(guò)接口RAD來(lái)檢查用電計(jì)費(fèi)卡IC2的狀況，通過(guò)接口RB6來(lái)控制SCR2的開(kāi)通或關(guān)斷，從而控制J1與J2得電和釋放，通過(guò)接口RB5來(lái)控制SCR1的開(kāi)通和關(guān)斷，從而控制SP和LED1的聲光報(bào)警，通過(guò)接口RB4來(lái)控制LED1的發(fā)光閃爍，從而提示IC2上的用電數(shù)額全部用完。3V電源E在平時(shí)不使用，只有當(dāng)停電且干簧管(2)接通時(shí)才使用，其作用是使單片機(jī)在停電時(shí)不致發(fā)生誤動(dòng)作，以避免用戶損失。
在本表無(wú)負(fù)載時(shí)，互感器H3未感應(yīng)到電壓，SCR4因控制極無(wú)信號(hào)而處于截止?fàn)顟B(tài)，電壓線圈L不通過(guò)電流而達(dá)到節(jié)能目的。而當(dāng)負(fù)載接通時(shí)，互感器H3感應(yīng)到電壓，SCR4導(dǎo)通，L流過(guò)電流，電表起動(dòng)而開(kāi)始電能計(jì)數(shù)。當(dāng)電網(wǎng)上電壓發(fā)生變化，通過(guò)互感器H1和H2感應(yīng)，使SCR2導(dǎo)通，J1得電而斷開(kāi)J1－1，J2由于C2的作用而延遲通電，J2－1也斷開(kāi)。當(dāng)J1－1斷開(kāi)時(shí)，其兩端電荷經(jīng)SCR3和J2－1釋放，以消去電弧。
權(quán)利要求1.一種用于電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理的自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表，包括現(xiàn)有產(chǎn)品普通電度表取樣表(12，13)，其特征在于，它還包括有新設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1至11)，并且A)計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1至11)具有直流電源(1)，直流電源(1)的輸出端與干簧管(2)的一端和報(bào)警電路(6)的電源端相接，干簧管(2)的另一端與單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的電源端相連后再通過(guò)插接元件JP(3)而與作為計(jì)費(fèi)卡使用的可擦去只讀存貯器IC2(4)的電源端相接，可擦去只讀存貯器IC2(4)的信號(hào)接口通過(guò)插接元件JP(3)與單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的信號(hào)接口相連，報(bào)警電路(6)的控制端接在單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的一個(gè)控制接口，單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)的另一個(gè)控制接口和過(guò)壓保護(hù)取樣電路(7)的輸出端共同與含有控制繼電器的動(dòng)作執(zhí)行回路(8)的控制端相連，動(dòng)作執(zhí)行回路(8)的控制輸出端與具有對(duì)動(dòng)作執(zhí)行回路(8)中的控制繼電器的常閉觸頭進(jìn)行消弧的作用的消弧回路(11)的控制端相接，節(jié)能取樣回路(9)的輸出端與含有電度表取樣表(12，13)中的電壓線圈L的節(jié)能回路(1)的控制端相連；B)在普通電度表取樣表(12，13)的某個(gè)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)上固定有永磁塊(14)而形成轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)，前述干簧管(1)固接在普通電度表取樣表(12，13)的殼體(15)上且與轉(zhuǎn)盤(pán)采樣器(13)的邊沿相靠近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)計(jì)費(fèi)式節(jié)能電度表，其特征在于，直流電源(1)由變壓器B、二極管D1至D4、集成穩(wěn)壓塊IC3、電容C1與C2、3V電源E及可控硅SCR5組成；插接元件(3)包括互相插接的插頭JP2和插座JP1；單片計(jì)算機(jī)IC1及外圍電路(5)包括單片機(jī)IC1、二極管D5與D6、發(fā)光二極管LED1、電阻R1至R6及電容C3；報(bào)警電路(6)由可控硅SCR1、蜂鳴器SP及發(fā)光二極管LED2組成；過(guò)壓保護(hù)取樣回路(7)由電流互感器H1和H2、二極管D7至D14、電位器W及電容C4與C5組成，動(dòng)作執(zhí)行回路(8)由控制繼電器J1與J2、二極管D15至D18、可控硅SCR2、復(fù)位開(kāi)關(guān)K、電阻R8與R9及電容C6至C9組成；節(jié)能取樣回路(9)由電流互感器H3、二極管D19至D22、電阻R10與R11及電容C10與C11組成；節(jié)能回路(10)由二極管D23至D26、可控硅SCR4及普通電度表取樣表(12，13)的電壓線圈L組成；消弧回路(11)由可控硅SCR3、熔斷器RD、電阻R12與R13及繼電器J2的常閉觸頭J2－1和繼電器J1的常閉觸頭J1－1組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型包括現(xiàn)有產(chǎn)品電度表取樣表(12，13)和新設(shè)計(jì)的計(jì)費(fèi)卡讀入控制表(1至11)兩部分?？刂票硎且詥纹瑱C(jī)為基礎(chǔ)，配以適合的硬件和軟件，用戶必須先向供電部門(mén)購(gòu)買(mǎi)作為計(jì)費(fèi)卡的按所繳電費(fèi)寫(xiě)有相應(yīng)用電限額的可擦去只讀存貯器，并將卡插入插座方可供電。該表對(duì)用戶用電和電能計(jì)費(fèi)實(shí)行智能化控制和管理，省去了靠人工抄表收費(fèi)的繁雜手續(xù)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低。節(jié)能、過(guò)壓保護(hù)和消弧等回路的采用，使得空載能耗小，使用安全可靠。
文檔編號(hào)G01R11/00GK2176549SQ93235340
公開(kāi)日1994年9月7日 申請(qǐng)日期1993年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
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