专利名称：一种多功能热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪表，特别涉及一种多功能热量表。
背景技术：
热作为一种商品已为人们所接受，实施建筑采暖由过去按面积计费向按用热量多少计费的收费制度改革，是节约能源、提高住户用热舒适度、改善大气质量和生态环境的重要途径。这种结算方式的改革能顺利实施，对热量的消耗的准确计量是关键。
热量表即一种热计量仪表，一般由以下部分组成一是温度测量部分，二是流量测量部分，三是热的积算部分，四是相应的外围控制部分。目前，温度传感器一般采用铂电阻温度传感器；流量的测量采用的有机械式流量计、超声波流量计和电磁流量计；积算部分是选用功能强大的各型单片机，热量的计算方法有采用欧洲的K系数法和比热密度法，前一种方法的热量表只能安装在回水管道上，而后一种方法则计算量大，共同问题就是测量精度不高，准确性欠佳。

发明内容
针对上述现有的热计量仪表存在缺陷或不足，本发明的目的在于，为用户提供一种操作更简单方便和显示公平交易原则的新型多功能热量表。
实现上述目的技术解决方案是，一种多功能热量表，包括现有热量表的机械结构部件，其特点是，还包括有热量表的主控制电路和外围电路；主控制电路包括一单片机IC；单片机IC采用焓值来进行热量的积算；所述外围电路包括a)温度测量模块IC1，用于测量管路中进水和回水的的温度值；b)流量测量模块IC2，用于管路中的流量测量；
c)电源监测模块IC3，用于当电压欠压时，将启动电磁阀控制模块关闭供热管路，避免电压不足造成的测量不准确；d)电源保护模块IC4，用于当电源盖有异动或被打开时，电磁阀切断热量的供给；e)IC卡读写模块IC5，用于用户购买热量之后向热量表中输入热量的一个通道；f)电磁阀控制模块IC6，用于热量表中的热量用完、电源欠压和电源盖被打开时，自动切断热量的供给；上述温度测量模块IC1、流量测量模块IC2、电源监测模块IC3、电源保护模块IC4、IC卡读写模块IC5和电磁阀控制模块IC6与单片机IC相连接；单片机IC上还连接有通过三极管连接的蜂鸣器、晶振模块及其液晶显示模块。
本实用新型的其它一些特点是，所述温度测量模块IC1还有温度传感器，温度传感器采用Pt1000铂电阻，温度传感器采用二线制接法，温度的测量精度为0.05℃。
所述流量测量模块IC2采用叶轮式热水表改装而成，其中的传感元件为干簧管，当流量计上的磁铁随叶轮旋转时，使其上的干簧管通断，从而发出电脉冲信号；经施密特触发器SN74AHC1G14整形后送入单片机IC。
所述电源监测模块IC3采用的集成电路为NCP302HSN27T1。
所述IC卡读写模块IC5采用符合ISO7816国际标准的IC卡，其中IC卡的集成电路采用93C46Eeprom。
本实用新型的多功能热量表，利用焓值进行热量积算，克服了对安装位置的限制；在外围控制电路上也进行了独特的设计，具有电源监测电路、保护电路和相应的电磁阀控制电路。安装位置方面也进行了独特的设计，将更加灵活和美观。


图1是本实用新型的电路结构框图；图2是芯片选通电路示意图；图3是热量表安装示意图；其中的符号分别表示1.螺母、2.铂电阻、3.螺钉、4.显示器组件、5.电磁阀、6.电缆盒、7.叶轮水表、8.散热器、9.电缆线；图4是本实用新型的实施例的具体电路图；其中，IC1.温度测量电路IC2.流量测量电路 IC3.电源监测电路 IC4.电源保护电路 IC5.IC卡读写电路 IC6.电磁阀控制电路；图5是温度测量模块IC1的电路图；图6是电源保护模块IC4的电路图；图7是电磁阀控制模块IC6的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和发明人给出的实施例，进行进一步的详细说明。
依照上述技术方案，发明人给出了一个具体的实施例。
本实用新型的热量表包括现有热量表的机械结构部件和热量表的主控制电路和外围电路；主控制电路包括一单片机IC；单片机IC采用焓值来进行热量的积算；所述外围电路包括a)温度测量模块IC1，用于测量管路中进水和回水的的温度值，电路图如图5所示，温度传感器采用Pt1000(即0℃时，铂电阻的电阻值为1000Ω)铂电阻，由于传感器用Pt1000且连接导线短，所以可以忽略导线电阻，采用二线制接法，温度的测量精度0.05℃；b)流量测量模块IC2，用于管路中的流量测量，采用叶轮式热水表改装而成，传感元件为干簧管，当流量计上的磁铁随叶轮旋转时，使其上的干簧管通断，从而发出电脉冲信号。经IC2整形后送微控制器。流量测量具有抗干扰能力强，计量准确，模块IC2采用的集成电路为施密特触发器SN74AHC1G14c)电源监测模块IC3，用于当电压欠压时，将启动电磁阀控制模块关闭供热管路，避免电压不足造成的测量不准确；模块IC3采用的集成电路为NCP302HSN27T1d)电源保护模块IC4，用于当电源盖有异动或被打开时，电磁阀切断热量的供给，模块IC4的电路图如图6所示；e)IC卡读写模块IC5，用于用户购买热量之后向热量表中输入热量的一个通道，本系统采用符合ISO7816国际标准的IC卡，用于可靠存储用户购热量等关键数据。用户插入IC卡之后，当发出取卡的提示时，就完成了热量输入、电磁阀开启等工作，不需人工干预，自动完成。模块IC5采用的集成电路为93C46Eeprom。
f)电磁阀控制模块IC6，用于热量表中的热量用完、电源欠压和电源盖被打开时，自动切断热水的供应，有效地保护了用户和供热单位的利益，做到了公平交易，模块IC6的电路图如图7所示。
上述温度测量模块、流量测量模块、电源监测模块、电源保护模块、IC卡读写模块和电磁阀控制模块与单片机相连接；单片机上还连接有通过三极管连接的蜂鸣器、晶振模块及其液晶显示模块。
本实用新型主要是对以下几个方面进行了新的设计1)在热的积算方面采用了全新的思路和方法，即用焓值作为热量积算的依据并进行相应的插值计算。
2)对热量表的外围电路结构进行了具有特色的设计(见图1)。主要包括(a)电源监测电路IC3当电压欠压时，将启动电磁阀控制电路关闭供热管路，避免电压不足造成的测量不准确；(b)电源保护电路IC4当电源盖有异动或被打开时，电磁阀将动作并切断热量的供给，这样就能有效防止盗热和蓄意破坏的行为；(c)电磁阀控制电路IC6当预付的热量用完之后，如果不另买热量电磁阀将一直关闭，而且用户能实现对供热的控制，即只需按键操作电磁阀就能切断或接通热量的供应，供热与否用户能自由选择。有了这些电路之后，控制更准确，智能化程度更高。
3)对热量表的抗干扰性也进行了设计，即对采集的流量和温度信号采用了数字滤波技术，这样就能增强其抗干扰的能力。
4)是本热量表采用了电路关断技术。由于单片机主要时间都处于低功耗的休眠状态，在此时间内，温度测量电路IC1、液晶显示模块MLGS12232、IC卡读写控制电路IC5、电磁阀控制电路IC6等外围模块均处于关断状态。只有单片机从休眠状态唤醒进入工作状态时，才选通相应的外围模块，这主要是利用PNP三极管来充当芯片选通开关，其原理图如图2，只要对相应的I/O口进行置1或0，就可以对相应的芯片进行选通或关断，这样就实现了低功耗的设计。
5)对热量表的外形和安装位置进行了独有的设计，即流量计与积算部分是分开的，具体可见图3，虚线内为热量表各组成部件。这种外形结构就不会有外露的电缆线，并且机械部分与电子计算分离这样流量测量元件可更换，可以起到美化居室的效果。
本实用新型的多功能热量表，安装位置灵活，计量准确率可达99.9％。可根据居室的不同要求，用户自选认为最合适的位置进行安装，对表的各项性能没有任何影响。由于外围结构的独特性，在电池欠电的情况下，热量表会告诉用户需换电池，同时电磁阀动作，供热被切断。如果电源盒被打开，则电磁阀动作，供热被切断，这些都实现了人性化的特点。
本实用新型在冬季的采暖中进行试用，其热量计量的准确率很高，达99.85％以上。用户对热量表的操作也很方便，不用担心电池欠电、购热用完等停止供热而用户又不知道的情况出现，供热单位也不用担心电源人为破坏的现象发生，只要有破坏电源的行为发生，电磁阀就会动作，供热将关断。安装位置相当灵活，能起到美化居室的作用。对以前老式的供暖系统和现在小区的各住户独立的供暖系统均适用。因此，本实用新型的多功能热量表具有计量准确、操作方便、具有智能的人性化特点、安装位置灵活，且能起到美化居室的装饰效果。
权利要求1.一种多功能热量表，包括现有热量表的机械结构部件，其特征在于，还包括有热量表的主控制电路和外围电路；主控制电路包括一单片机IC；单片机IC采用焓值来进行热量的积算；所述外围电路包括a)温度测量模块IC1，用于测量管路中进水和回水的的温度值；b)流量测量模块IC2，用于管路中的流量测量；c)电源监测模块IC3，用于当电压欠压时，将启动电磁阀控制模块关闭供热管路，避免电压不足造成的测量不准确；d)电源保护模块IC4，用于当电源盖有异动或被打开时，电磁阀切断热量的供给；e)IC卡读写模块IC5，用于用户购买热量之后向热量表中输入热量的一个通道；f)电磁阀控制模块IC6，用于热量表中的热量用完、电源欠压和电源盖被打开时，自动切断热量的供给；上述温度测量模块IC1、流量测量模块IC2、电源监测模块IC3、电源保护模块IC4、IC卡读写模块IC5和电磁阀控制模块IC6与单片机IC相连接；单片机IC上还连接有通过三极管连接的蜂鸣器、晶振模块及其液晶显示模块。
2.如权利要求1所述的多功能热量表，其特征在于，所述温度测量模块IC1还有温度传感器，温度传感器采用Pt1000铂电阻，温度传感器采用二线制接法，温度的测量精度为0.05℃。
3.如权利要求1所述的多功能热量表，其特征在于，所述流量测量模块IC2采用叶轮式热水表改装而成，其中的传感元件为干簧管，当流量计上的磁铁随叶轮旋转时，使其上的干簧管通断，从而发出电脉冲信号；经施密特触发器SN74AHC1G14整形后单片机IC。
4.如权利要求1所述的多功能热量表，其特征在于，所述电源监测模块IC3采用的集成电路为NCP302HSN27T1。
5.如权利要求1所述的多功能热量表，其特征在于，所述IC卡读写模块IC5采用符合ISO7816国际标准的IC卡，其中IC卡的集成电路采用93C46Eeprom。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能热量表，包括现有热量表的机械结构部件和热量表的主控制电路和外围电路；主控制电路包括一单片机；单片机采用焓值来进行热量的积算；外围电路包括温度测量模块、流量测量模块、电源监测模块、电源保护模块、IC卡读写模块和电磁阀控制模块，外围电路与单片机相连接；单片机上还连接有通过三极管连接的蜂鸣器及其液晶显示模块。采用本实用新型的热量表，具有电源监测电路、保护电路和相应的电磁阀控制电路，计量准确，准确率可达99.9％。安装位置灵活，可根据居室的不同要求，用户自选认为最合适的位置进行安装，对表的各项性能没有任何影响。
文档编号G01K17/16GK2709961SQ200320109768
公开日2005年7月13日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者王树众, 昝元峰, 段百齐, 沈林华 申请人:西安交通大学