燃气表监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及燃气表，特别是涉及一种燃气表监测系统。


背景技术：

2.膜式燃气表常用于测量燃气的使用量，膜式燃气表通常包括由燃气驱动的皮膜，以及与皮膜连接的机械机构，机械机构包括齿轮等结构，通过机械机构带动字轮转动，将使用量显示在表盘上。但由于安装、运输、自然磨损和窃气等原因，容易导致机械机构的齿轮等零件卡住，使膜式燃气表出现卡表故障，使用的燃气不会被计入，会给供气单位带来严重的财产损失。虽然现有的部分膜式燃气表，可以在使用过程中检测是否卡表，但是通常结构比较复杂，而且功耗和成本也比较高，不具备性价比，不便于推广。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种防卡表和防窃气功能的燃气表监测系统。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种燃气表监测系统，包括膜式燃气表，所述的膜式燃气表包括多个用于组成表盘的字轮，还包括微型麦克风和采集模块，以及分别与微型麦克风和采集模块连接的控制单元；
6.所述微型麦克风设置在膜式燃气表的入口或出口的管道中，用于检测是否有燃气流动；
7.所述采集模块用于检测字轮是否转动；
8.所述控制单元通过微型麦克风检测管道中是否有燃气流动，再通过采集模块检测字轮是否转动判断膜式燃气表是否故障。
9.优选的，所述控制单元与通信单元连接。
10.优选的，所述控制单元通过微型麦克风检测到管道中有燃气流动，而通过采集模块检测到字轮没有转动，则判断膜式燃气表存在故障。
11.优选的，所述微型麦克风为驻极体麦克风mic或mems硅麦克。
12.优选的，所述微型麦克风依次经过信号放大电路和信号比较电路与控制单元连接。
13.优选的，所述采集模块为霍尔传感器，所述字轮上安装有与所述霍尔传感器配合的磁铁，当字轮转动时能够带动磁铁靠近和远离霍尔传感器。
14.优选的，所述采集模块为红外发射接收模块，红外发射接收模块包括发射端和接收端，发射端用于发送红外光，所述字轮上设有导光槽，当字轮转动时能够带动导光槽将发射端发送的红外光导至接收端。
15.优选的，检测到有燃气流动时，控制单元在2t时间内检测字轮是否转动，t为标称最小流速下膜式燃气表最小值的字轮转动一圈的周期。
16.优选的，所述信号放大电路包括信号放大器u1，所述信号比较电路包括信号比较器u2，微型麦克风输出信号经过信号放大器u1放大后提供给信号比较器u2，当燃气经过微型麦克风时，信号比较器u2输出低电平。
17.优选的，所述信号放大器u1的第一引脚、第三引脚和第五引脚分别经过电容c1、电容c2和电容c4接地，信号放大器u1的第二引脚、第五引脚和第十引脚分别与电源连接，信号放大器u1的第六引脚分别与信号比较器u2的正极输入端、电阻r4和电容c6连接，信号放大器u1的第七引脚和第九引脚分别接地，信号放大器u1的第八引脚分别与电容c5和微型麦克风连接，信号放大器u1的第十二引脚经过电容c3接地，信号放大器u1的第十三引脚与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端分别与信号放大器u1的第十四引脚、电阻r1和微型麦克风连接，电阻r1的另一端接地；所述信号比较器u2的负极输入端经过电阻r5接地，所述信号比较器u2的输出端分别与电阻r3和控制单元连接。
18.本实用新型的燃气表监测系统，通过微型麦克风检测是否有燃气流动，再根据膜式燃气表的字轮变化判断膜式燃气表是否故障，不需要使用价格昂贵的传感器，具有实现简单、体积小和成本低的特点。此外，微型麦克风只需用于检测燃气是否流动，采用成本较低的麦克风即可，而燃气用量的计量还是可以采用传统的精度较高的膜式燃气表，无需对现有膜式燃气表进行较大的改造，实现简单且成本低。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例燃气表监测系统的原理图；
20.图2是本实用新型实施例燃气表监测系统的步骤图；
21.图3是本实用新型实施例燃气表监测系统的硬件框图；
22.图4是本实用新型实施例的信号放大电路和信号比较电路。
具体实施方式
23.如图1
‑
2所示，本实用新型的膜式燃气表监测系统包括膜式燃气表，所述的膜式燃气表包括多个用于组成表盘的字轮，还包括微型麦克风和采集模块，以及分别与微型麦克风和采集模块连接的控制单元；
24.所述微型麦克风设置在膜式燃气表的入口或出口的管道中，用于检测是否有燃气流动；
25.所述采集模块用于检测字轮转动；
26.所述控制单元通过微型麦克风检测管道中是否有燃气流动，再通过采集模块检测字轮是否转动判断膜式燃气表是否故障。
27.本实用新型的燃气表监测系统，通过微型麦克风检测是否有燃气流动，再根据膜式燃气表的字轮变化判断膜式燃气表是否故障，不需要使用价格昂贵的传感器，具有算法简单、体积小和成本低的特点。此外，微型麦克风只需用于检测燃气是否流动，采用成本较低的麦克风即可，而燃气用量的计量还是可以采用传统的精度较高的膜式燃气表，无需对现有膜式燃气表进行较大的改造，实现简单且成本低。
28.以下结合附图1至4给出的实施例，进一步说明本实用新型的燃气表监测系统的具体实施方式。本实用新型的燃气表监测系统不限于以下实施例的描述。
29.如图1
‑
2所示，本实用新型的膜式燃气表监测系统包括膜式燃气表，所述的膜式燃气表包括多个用于组成表盘的字轮，还包括微型麦克风和采集模块，以及分别与微型麦克风和采集模块连接的控制单元；
30.所述微型麦克风设置在膜式燃气表的入口或出口的管道中，用于检测是否有燃气流动；
31.所述采集模块设置在膜式燃气表的字轮处，用于检测字轮转动；
32.所述控制单元通过微型麦克风检测管道中是否有燃气流动，再通过采集模块检测字轮是否转动判断膜式燃气表是否故障。
33.所述控制单元通过微型麦克风检测是否有燃气流动，控制单元在燃气流动时通过采集模块检测字轮是否转动，并判断膜式燃气表是否故障：
34.如果控制单元检测字轮没有转动，则判断膜式燃气表故障；
35.如果控制单元检测字轮发生了转动，则判断膜式燃气表正常。
36.进一步，本实施例的控制单元为mcu，本实施例的控制单元与通信单元连接，控制单元在判断膜式燃气表故障时，可以通过通信单元通过远程通信的方式上报至供气单位，便于供气单位及时修理和更换膜式燃气表。不论膜式燃气表自然故障，还是以窃气为目的人为导致膜式燃气表故障，能够有效减少供气单位的损失。通信方式可以采用nb
‑
iot、lora和mbus等无线通信的方式，也可以采用有线通信。
37.作为采集模块的第一种实施方式(图中未示出)，所述采集模块为霍尔传感器，设置在膜式燃气表的字轮处，所述字轮上安装有与所述霍尔传感器配合的磁铁，当字轮转动时能够带动磁铁靠近和远离霍尔传感器，当磁铁靠近霍尔传感器时，霍尔传感器的磁场变化则判断字轮发生转动。
38.作为采集模块的第二种实施方式(图中未示出)，所述采集模块为红外发射接收模块，红外发射接收模块包括发射端和接收端，发射端用于发送红外光，所述字轮上设有导光槽，当字轮转动时能够带动导光槽将发射端发送的红外光导至接收端，接收端检测到红外光则判断字轮发生转动。
39.本实施例的燃气表监测系统与膜式燃气表集成为一体，形成一个智能燃气表，一体安装在燃气管道上。当然微型麦克风、采集模块、控制单元和通信单元作为一个独立的模块，单独安装或者安装在膜式燃气表上都属于本技术的保护范围。
40.如图2所示，本实用新型的燃气表监测系统的监测过程如下：
41.控制单元检测是否有燃气经过微型麦克风，如果没有燃气经过则定期重复本步骤，检测是否有燃气经过微型麦克风；
42.如果有燃气经过微型麦克风，控制单元在2t时间内检测字轮是否转动，t为标称最小流速下膜式燃气表最小值的字轮转动一圈的周期，即最小气量的走字周期；如果字轮不出现转动，则说明膜式燃气表故障，并通过通信单元上报故障情况至供气单位；如果字轮出现转动则说明膜式燃气表正常。
43.控制单元通过上述步骤检测，能够有效提高检测的准确度。
44.如图3
‑
4所示，本实施例的微型麦克风为驻极体麦克风mic，微型麦克风位于阀门的出口端，微型麦克风依次经过信号放大电路和信号比较电路与控制单元连接，信号放大电路将微型麦克风的微弱信号放大，信号比较电路根据信号放大电路放大后的信号判断是
否有燃气经过。
45.可以理解的是，本实施例的微型麦克风也可以为mems硅麦克，或其它微型麦克风，但驻极体麦克风mic的价格更低。此外，也可以由控制单元判断是否有燃气经过，都属于本实用新型的保护范围。
46.具体的，所述信号放大电路包括信号放大器u1，信号放大器u1的型号为max9814，所述信号比较电路包括信号比较器u2，信号比较器u2的型号为lm393；
47.微型麦克风上输出信号到信号放大器u1，信号放大器u1放大信号后提供给信号比较器u2的第三引脚，信号比较器u2的第三引脚为正极，当燃气经过微型麦克风时，信号比较器u2的第三引脚电压大于其第二引脚上的电压，信号比较器u2的第一引脚输出低电平至连接点out；当控制单元检测连接点out电平为低电平时，得到有燃气经过的信号。
48.所述信号放大器u1的第一引脚、第三引脚和第五引脚分别经过电容c1、电容c2和电容c4接地，信号放大器u1的第二引脚、第五引脚和第十引脚分别与电源连接，信号放大器u1的第六引脚分别与信号比较器u2的第三引脚(正极输入端)、电阻r4和电容c6连接，信号放大器u1的第七引脚和第九引脚分别接地，信号放大器u1的第八引脚分别与电容c5和微型麦克风连接，信号放大器u1的第十二引脚经过电容c3接地，信号放大器u1的第十三引脚与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端分别与信号放大器u1的第十四引脚、电阻r1和微型麦克风连接，电阻r1的另一端接地；所述信号比较器u2的第二引脚(负极输入端)经过电阻r5接地，所述信号比较器u2的输出端分别与电阻r3和控制单元连接。
49.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。