專利名稱：一種帶溫度補償?shù)闹悄苋細獗淼闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燃氣計量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種機電一體化的燃氣表計量裝置，特別是一種具有溫度補償功能的智能膜式燃氣表。
背景技術(shù)：
我國緯度跨越較大，不同地區(qū)之間溫度、壓力也會有不小的差異。另外，對同一地區(qū)所處的不同季節(jié)，溫度、壓力也會有所不同。對于燃氣公司來說，由于燃氣的體積與溫度以及壓力密切相關(guān)，又因為溫度、壓力的不穩(wěn)定，所以只能制定一個相對折中的燃氣結(jié)算標準，即:燃氣計量的標況為，溫度20°C，絕對壓力101.3kPa時的體積。但是，實際上膜式燃氣表始終是在非標準狀態(tài)下工作的，因此不可避免的會產(chǎn)生計量誤差。這樣就會造成在不同階段，燃氣公司和燃氣用戶分別受到損失。例如:在夏季，由于溫度升高，燃氣熱脹，用戶在現(xiàn)有標準下所用燃氣是經(jīng)過稀釋的，燃氣用戶受到損失；而在冬季，由于溫度降低，燃氣冷縮，燃氣公司在現(xiàn)有標準下所供給的燃氣積是經(jīng)過濃縮的，燃氣公司受到損失。針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中所采用的技術(shù)方案分別有:1、針對家用膜式燃氣表的機械式溫度補償裝置:在家用膜式燃氣表機芯內(nèi)增加溫度敏感裝置，對機芯的運動進行控制調(diào)整，使機芯計量精度發(fā)生改變。也就是說，通過改變機械機構(gòu)進而調(diào)節(jié)燃氣計量的補償方法。此種方法雖然在一定程度上實現(xiàn)溫度補償，但補償范圍有限，且穩(wěn)定性不夠高，無法實現(xiàn)精確的補償。2、針對工商業(yè)燃氣表的電子式溫度、壓力補償裝置:采用在機械式普通燃氣表的基礎(chǔ)上加裝電子式溫度、壓力修正儀的方法，實時監(jiān)控基表的運行狀態(tài)，采集溫度、壓力數(shù)據(jù)，并對工況體積計量進行修正，得到準確的標況體積數(shù)據(jù)。這種方式雖然可以同時進行溫度、壓力補償，且范圍寬、精度高，但這種修正儀造價比較高。另外，此種方式產(chǎn)生出兩種數(shù)值，即燃氣用戶是針對基表機械式計數(shù)器的工況累計氣量讀數(shù)，而燃氣公司則是通過用電子液晶顯示的標況累計氣量讀數(shù)，并以此讀數(shù)進行收費。這樣所產(chǎn)生的問題是，兩種存在差異的讀數(shù)容易引起用戶對燃氣公司收費標準的誤解。上述兩種補償手段均對氣體體積的計量結(jié)果進行補償，對于補償后的計量精度還需要再檢測。而對應的檢測設(shè)備復雜，檢測效率低，致使生產(chǎn)成本增高。綜上所述，按照現(xiàn)有補償手段無法達到令燃氣用戶以及燃氣公司均滿意的效果。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型提供一種帶溫度補償?shù)闹悄苋細獗?，能夠通過系統(tǒng)對燃氣的補償，進而向用戶提供一個精確的燃氣單價。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是，一種帶溫度補償?shù)闹悄苋細獗恚ū須?，表殼上設(shè)有進氣口、出氣口，進氣口與表殼之間設(shè)有閥門；表殼的內(nèi)部設(shè)有機械計數(shù)器，該機械計數(shù)器通過燃氣在進氣口與出氣口之間的壓力差進行轉(zhuǎn)動計數(shù)；所述機械計數(shù)器上設(shè)置有采樣傳感器；所述表殼內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；所述表殼內(nèi)設(shè)有與電源模塊連接的主控模塊，該主控模塊中包括補償模塊、金額預付/扣費模塊；所述表殼上設(shè)置有顯示模塊；所述溫度傳感器、所述采樣傳感器以及所述顯示模塊均與主控模塊電信號連接；其中，溫度傳感器用于檢測燃氣的實時溫度數(shù)據(jù)，并將該實時溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊；采樣傳感器用于將機械計數(shù)器的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并將其傳輸給主控模塊；主控模塊用于接收實時溫度數(shù)據(jù)和脈沖信號，并通過補償模塊獲取實時溫度下燃氣流量的溫度補償參數(shù)，再將該溫度補償參數(shù)發(fā)送給金額預付/扣費模塊進行處理，最終將經(jīng)過溫度補償?shù)娜細鈫蝺r和剩余金額通過顯示模塊向外進行直觀顯示，顯示模塊還可向外顯示實時溫度。進一步，所述補償模塊中預設(shè)的溫度補償參數(shù)以20°C為基準，溫度每上升1°C，燃氣單價降低3.4%o ;溫度每下降1°C，燃氣單價提高3.4%。。進一步，所述燃氣表的氣路上還設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器檢測燃氣的實時壓力數(shù)據(jù)，并將該實時壓力數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊；主控模塊接收實時壓力數(shù)據(jù)和所述脈沖信號，并通過補償模塊獲取實時壓力下燃氣流量的壓力補償參數(shù)，再將該壓力補償參數(shù)與所述溫度補償參數(shù)共同發(fā)送給金額預付/扣費模塊進行處理，最終將經(jīng)過溫度以及壓力疊加補償?shù)娜細鈫蝺r和剩余金額通過顯示模塊向外進行直觀顯示，顯示模塊還可顯示實時溫度和實時壓力。進一步，所述補償模塊中預設(shè)的壓力補償參數(shù)以101.3kPa為基準，壓力每上升lOOPa，燃氣單價提高1%。；壓力每下降lOOPa，燃氣單價降低1%0。進一步，所述主控模塊中還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊之間通過電信號連接。其中，數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲表內(nèi)剩余金額、燃氣單價信息、溫度信息，顯示模塊用于查詢及調(diào)取存儲模塊上的信息并向外顯示。進一步，所述閥門為電控閥門，電控閥門與主控模塊連接，當金額預付/扣費模塊中的預付金額扣減為零后，主控模塊向電控閥門發(fā)出關(guān)閉信號，電控閥門關(guān)閉閥門停止供氣。進一步，所述表殼上設(shè)有IC卡插口，相應的設(shè)有IC卡讀取模塊，該IC卡讀取模塊與金額預付/扣費模塊電信號連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型針對溫度或溫度以及壓力傳感器測得的相應參數(shù)，通過補償模塊的轉(zhuǎn)換后，再由金額預付/扣費模塊進行相應調(diào)整，最終在不改變體積計量結(jié)果的情況下，通過顯示模塊向用戶展示一個比較直觀且精確的燃氣單價，同時顯示模塊還可以向用戶展示預付余額以及實時溫度。由于本實用新型僅針對溫度以及壓力傳感器進行檢測補償即可，最終以燃氣單價的補償形式向用戶展示，而不必對燃氣表的其他結(jié)構(gòu)進行變更，所以本實用新型的補償檢驗設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高、并且對應的生產(chǎn)成本也較低。另外，由于本實用新型經(jīng)過補償向用戶展示的是最終燃氣單價，對燃氣的氣體計量結(jié)果未作改變，所以不會造成工況和標況對應燃氣體積計量結(jié)果不統(tǒng)一的情況。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、下殼體，2、IC卡插口，3、機械計數(shù)器，4、顯示模塊，5、溫度傳感器，6、壓力傳感器，7、閥門，8、進氣口，9、上殼體，10、主控模塊，11、采樣傳感器，12、電源模塊，13、補償模塊，14、金額預付/扣費模塊。
具體實施方式
本實用新型的核心思路是，通過設(shè)置相應的溫度和壓力的傳感器以及對應的補償模塊，使燃氣表在不同的溫度以及壓力狀態(tài)下，針對燃氣單價得進行相應補償。以此為燃氣公司以及用戶提供一種比較公平合理的燃氣收費標準。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。參見圖1，一種帶溫度壓力補償?shù)闹悄苋細獗?，包括由上殼體9和下殼體I組成的表殼。表殼上設(shè)有一組進氣口 8和出氣口，并且在進氣口 8與表殼之間設(shè)有閥門7。在表殼內(nèi)部設(shè)有機械計數(shù)器3。燃氣通過進氣口 8和閥門7進入燃氣表，在進氣口 8與出氣口之間壓力差的推動下，燃氣表計量傳動機構(gòu)實現(xiàn)運轉(zhuǎn)。進而帶動燃氣表機械計數(shù)器3運轉(zhuǎn)計量，機械計數(shù)表的現(xiàn)實板嵌于表殼上。在機械計數(shù)器3上設(shè)置有采樣傳感器11。在燃氣表上設(shè)置有溫度傳感器5以及壓力傳感器6。其中，溫度傳感器5可設(shè)置在表殼內(nèi)的任意位置，只要能夠準確測得實時溫度即可；壓力傳感器6可設(shè)置在表殼內(nèi)整個氣路中的任意位置，只要能夠準確測得實時壓力即可。在表殼內(nèi)部設(shè)有與電源模塊12連接的主控模塊10。在表殼上設(shè)置有顯示模塊4，該顯示模塊4可為液晶顯示器。由于表殼內(nèi)可設(shè)置獨立的溫度傳感器5，或是同時設(shè)置溫度傳感器5以及壓力傳感器6，所以現(xiàn)針對 兩種設(shè)置方式分別進行相應說明。實施例一參見圖2，對于只設(shè)置有溫度傳感器5的燃氣表，各模塊的具體連接結(jié)構(gòu)如下:主控模塊10中包括補償模塊13、金額預付/扣費模塊14。溫度傳感器5、采樣傳感器11以及顯示模塊4均與主控模塊10電信號連接。其中，溫度傳感器5用于檢測燃氣的實時溫度，并將該實時溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊10。采樣傳感器11用于將機械計數(shù)器3的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并傳輸給主控模塊10。主控模塊10則用于接收實時溫度數(shù)據(jù)和脈沖信號，并通過補償模塊13獲取實時溫度下燃氣流量的溫度補償參數(shù)，再將該溫度補償參數(shù)發(fā)送給金額預付/扣費模塊14進行處理，最終將補償結(jié)果通過顯示模塊4向用戶進行直觀顯示。補償結(jié)果中包括有燃氣單價、預付的剩余金額，還可以對所測的實時溫度向用戶進行展示。在本實施例中補償模塊13中的溫度補償參數(shù)確定原理如下:眾所周知的是，在氣體質(zhì)量不變的情況下，氣體壓強、體積、溫度滿足理想氣體狀態(tài)方程:手-…-手1|式中ρι、ρ2——1、2狀態(tài)下的氣體絕對壓力，單位為:Pa ；V1^V2——1、2狀態(tài)下的氣體體積，單位為:m3 ； \、Τ2——1、2狀態(tài)下的氣體熱力學溫度，單位為:Κ。在不考慮壓力變化，即等壓變化的前提下，溫度補償參數(shù)按以下公式進行:[0034]VZT1=V2Zt2 得到 W2=V1* (T2A1)式中=V1----標準溫度下的體積量(20°C );V2—工況溫度下的體積量；T1標準溫度(20°C);T2---工況溫度。(I)假設(shè):T 1=20°C, T2=T1 +AT = 20+1=2TC貝Ij: T 2/ T 丨=(273.16+21) / (273.16+20) = 1.0034氣體體積V2 = 1.0034*νι;即21°C時氣體的體積較20°C時膨脹了 3.4% ；(2)假設(shè):T 1=20°C, T2=T1 +ΔΤ = 20-1=19°C貝Ij: T 2/ T 丨=(273.16 + 19) / (273.16 + 20) = 0.9966氣體體積V2 = 0.9966*V1，即19°C時氣體的體積較20°C時減小了 3.4% ；由上述可知，在不考慮壓力變化時，溫度以20°C為基準，溫度每上升IV’燃氣單價應當降低3.4%o ;溫度每下降1°C，燃氣單價應當提高3.4%。。實施例二參見圖3,對于閥門7上同時設(shè)置有溫度傳感器5和壓力傳感器6的燃氣表,各模塊的具體連接結(jié)構(gòu)如 下:主控模塊10中包括補償模塊13、金額預付/扣費模塊14。溫度傳感器5、壓力傳感器6、采樣傳感器11以及顯示模塊4均與主控模塊10電信號連接。其中溫度傳感器5針對燃氣所處實時溫度進行檢測，壓力傳感器6針對燃氣所處的實時壓力進行檢測。并將該實時溫度數(shù)據(jù)以及實時壓力數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊10。主控模塊10接收實時溫度數(shù)據(jù)、實時壓力數(shù)據(jù)和采樣傳感器11發(fā)出的脈沖信號，并通過補償模塊13獲取溫度補償參數(shù)以及壓力補償參數(shù)，再將上述兩個補償參數(shù)共同發(fā)送給金額預付/扣費模塊14進行處理，最終將經(jīng)過疊加補償?shù)娜細鈫蝺r、預付剩余金額、實時溫度以及實時壓力通過顯示模塊4向用戶進行直觀顯示。在本實施例中補償模塊13中的壓力補償參數(shù)確定原理如下:同樣是在氣體質(zhì)量不變的情況下，氣體壓強、體積、溫度滿足理想氣體狀態(tài)方程:「00501 _____
I! Ta%式中Pp P2——1、2狀態(tài)下的氣體絕對壓力，單位為:Pa;V1, V2——1、2狀態(tài)下的氣體體積，單位為:m3 ； \、Τ2——1、2狀態(tài)下的氣體熱力學溫度，單位為:Κ。在不考慮溫度變化，即等溫變化的前提下，壓力補償參數(shù)按以下公式進行:PfV1Zi=P2V2 得到:V2=V1* (P1ZiP2)式中=V1——標準壓力下的體積量(101.325kPa)；V2—工況壓力下的體積量；T1標準壓力(101.325kPa)；T2---工況壓力。(I)假設(shè)供氣的表壓力=P1=ZOOOPa,增加到 P2 = P1 +ΔΡ = 2000+100=2100Pa標準大氣壓(Iatm)的值在一般計算中常取101.3kPa=101300Pa則=P1A32= (101300+2000) / (101300+2100) =0.999[0063]氣體體積V2 = 0.999*V1;即2000Pa供氣壓力時的氣體體積在2IOOPa時被壓縮了
1%0 ；(2)假設(shè)供氣的表壓力=P1=ZOOOPa, P2 = P1 +ΔΡ = 2000_100=1900Pa則=P1A32= (101300+2000) / (101300+1900) =1.001氣體體積V2 = 1.0Ol^V1,即2000Pa供氣壓力時的氣體體積在1900Pa時體積膨脹
了 1%0 ;由上述可知，在不考慮溫度變化，壓力以101.300kPa為基準，壓力每上升lOOPa，燃氣單價應當提高1%。；壓力每下降IOOPa,燃氣單價應當降低1%0。通過上述兩個實施例可以看出，本實用新型通過單獨設(shè)置溫度傳感器5，和共同設(shè)置溫度傳感器5以及壓力傳感器6，均可實現(xiàn)對燃氣單價的補償。該補償方式是在不改變?nèi)細獗碜陨斫Y(jié)構(gòu)的情況下，通過對各方測得的數(shù)據(jù)進行處理，最終得到精確的補償結(jié)果。由于這一結(jié)果是以燃氣單價以及預付剩余金額向用戶顯示，與燃氣所用體積的計量結(jié)果無關(guān)，所以更容易被用戶所接受。對于本實用新型來說，在進行金額預付的使用可以采用IC卡充值。針對這一點，可在表殼上設(shè)置IC卡插口 2，相應的設(shè)有IC卡讀取模塊，該IC卡讀取模塊與金額預付/扣費模塊14電信號連接。以此實現(xiàn)通過IC卡預付燃氣費的目的。為了方便用戶查詢歷史燃氣清單，主控模塊10中還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，顯示模塊4以及數(shù)據(jù)存儲模塊之間通過電信號連接。其中，數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲表內(nèi)剩余金額、單價信息和溫度信息， 顯示模塊用于調(diào)取存儲模塊上的信息以實現(xiàn)用戶查詢。為了保障燃氣公司的利益，避免用戶在預付金額使用完后繼續(xù)使用燃氣，所以將閥門7設(shè)置為電控閥門。該電控閥門與主控模塊10連接，當金額預付/扣費模塊中的預付金額扣減為零后，主控模塊10向電控閥門發(fā)出關(guān)閉信號，電控閥門關(guān)閉停止供氣。以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種帶溫度補償?shù)闹悄苋細獗恚ū須?，表殼上設(shè)有進氣口、出氣口，進氣口與表殼之間設(shè)有閥門；表殼的內(nèi)部設(shè)有機械計數(shù)器，該機械計數(shù)器通過燃氣在進氣口與出氣口之間的壓力差進行轉(zhuǎn)動計數(shù)；所述機械計數(shù)器上設(shè)置有采樣傳感器；其特征在于:所述表殼內(nèi)設(shè)有溫度傳感器；所述表殼內(nèi)設(shè)有與電源模塊連接的主控模塊，該主控模塊中包括補償模塊、金額預付/扣費模塊；所述表殼上設(shè)置有顯示模塊；所述溫度傳感器、所述采樣傳感器以及所述顯示模塊均與主控模塊電信號連接；其中，溫度傳感器用于檢測燃氣的實時溫度數(shù)據(jù)，并將該實時溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊；采樣傳感器用于將機械計數(shù)器的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并將其傳輸給主控模塊；主控模塊用于接收實時溫度數(shù)據(jù)和脈沖信號，并通過補償模塊獲取實時溫度下燃氣流量的溫度補償參數(shù)，再將該溫度補償參數(shù)發(fā)送給金額預付/扣費模塊進行處理，最終將經(jīng)過溫度補償?shù)娜細鈫蝺r和剩余金額通過顯示模塊向外進行直觀顯示，顯示模塊還可向外顯示實時溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的智能燃氣表，其特征在于:所述補償模塊中預設(shè)的溫度補償參數(shù)以20°C為基準，溫度每上升TC，燃氣單價降低3.4%o ;溫度每下降TC，燃氣單價提高3.4%o。
3.如權(quán)利要求1所述的智能燃氣表，其特征在于:所述燃氣表的氣路上還設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器檢測燃氣的實時壓力數(shù)據(jù)，并將該實時壓力數(shù)據(jù)發(fā)送給主控模塊；主控模塊接收實時壓力數(shù)據(jù)和所述脈沖信號，并通過補償模塊獲取實時壓力下燃氣流量的壓力補償參數(shù)，再將該壓力補償參數(shù)與所述溫度補償參數(shù)共同發(fā)送給金額預付/扣費模塊進行處理，最終將經(jīng)過溫度以及壓力疊加補償?shù)娜細鈫蝺r和剩余金額通過顯示模塊向外進行直觀顯示,顯示模塊還可顯示實時溫度和實時壓力。
4.如權(quán)利要求3所述的智能燃氣表，其特征在于:所述補償模塊中預設(shè)的壓力補償參數(shù)以101.3kPa為基準，壓力每上升lOOPa，燃氣單價提高1%。;壓力每下降lOOPa，燃氣單價降低1%。。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的智能燃氣表，其特征在于:所述主控模塊中還包括數(shù)據(jù)存儲模塊，顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊之間通過電信號連接。其中，數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲表內(nèi)剩余金額、燃氣單價信息、溫度信息，顯示模塊用于查詢及調(diào)取存儲模塊上的信息并向外顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的智能燃氣表，其特征在于:所述閥門為電控閥門，電控閥門與主控模塊連接，當金額預付/扣費模塊中的預付金額扣減為零后，主控模塊向電控閥門發(fā)出關(guān)閉信號，電控閥門關(guān)閉閥門停止供氣。
7.如權(quán)利要求1所述的智能燃氣表，其特征在于:所述表殼上設(shè)有IC卡插口，相應的設(shè)有IC卡讀取模塊，該IC卡讀取模塊與金額預付/扣費模塊電信號連接。
專利摘要本實用新型公開一種帶溫度補償?shù)闹悄苋細獗?，包括與主控模塊電信號連接的采樣傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、顯示模塊以及電源模塊；主控模塊中包括補償模塊、金額預付/扣費模塊。溫度傳感器/壓力傳感器用于檢測燃氣的實時溫度/壓力的數(shù)據(jù)；采樣傳感器用于將機械計數(shù)器的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為脈沖電信號；主控模塊用于接收實時溫度/壓力數(shù)據(jù)和脈沖信號，并通過補償模塊獲取實時溫度/壓力下燃氣流量的相應補償參數(shù)，再將補償參數(shù)發(fā)送給金額預付/扣費模塊進行處理，最終將經(jīng)過補償?shù)娜細鈫蝺r通過顯示模塊向外進行直觀顯示。本實用新型能夠向用戶展示一個比較直觀且精確的燃氣使用燃氣單價和剩余金額，不會造成工況和標況對應用氣計量數(shù)據(jù)不統(tǒng)一的情況。
文檔編號G07F15/06GK203012855SQ20122066290
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者曹利軍, 馬誠龍, 許鎮(zhèn), 魏東 申請人:四川海力智能科技有限公司