民用ic卡智能燃气表基本原理及计量传感器简...

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1、民用IC卡智能燃气表基本原理及计量传感器简介2010-8-25郭延宏分享到：QQ空间新浪微博开心网人人网民用智能燃气表是一种利用现代微电子技术、现代传感器技术、及控制技术对用气量进行计量并进行用气控制、数据传递及结算交易的新型燃气表。具有计量准确，性能可靠，使用安全方便等特点，作为民用燃气终端计量设备，可降低燃气企业经营管理成本，有效提高供气企业的信息化和科学化管理水平。民用智能燃气表按气量输入方式有接触式和非接触式，按显示方式有单显表、双显表，按控制阀门安装位置分一体式和分体式，按数据传输方式有无线远传式和有线集抄式，按数据卡分有逻辑

2、加密卡和CPU卡等，其计量工作原理大致相同，均由基表、采样部件（传感器）、信息载体（如IC卡、CPU卡、无线等）、计量电路、主电路控制系统以及气路通断控制电机阀、显示提示装置及电源（电池）等组成。下面以IC卡智能燃气表为例介绍其基本工作原理：一、IC卡燃气表的硬件部分及作用：1、基表：燃气流量的原始计量器，智能燃气表的计量精度主要由基表来保证，民用智能燃气表一般选用符合GB/T6968-1997《膜式煤气表》规定的B级皮膜表作为基准计量器。2、控制器：控制器一般由计量传感器电路、微功耗单片机、微功耗阀门、电压测试电路、防窃气电路等部分组

3、成(如图所示)。具有精确记数功能、功能卡传输媒介功能、阀门自动处理功能、非法操作处理功能、欠压处理功能、掉电处理功能、数据下载功能、数据显示与声音提示功能等。采用单片机对传感器的脉冲进行计量、分析处理，并驱动相应的部件进行控制。主要包括CPU、读写卡接口、显示、计数等辅助部件，是IC卡燃气表的核心设备。 3、控制阀：在控制电路的驱动下控制燃气的通断。主要分电磁阀和电机阀：电磁阀主要在早期分体式产品上采用，由电磁线圈产生的磁力来控制阀门的开启或闭合，存在抗干扰能力差，阀门动作瞬间电流大，阀门动作不到位，体积较大，易人为破坏等问题。电机阀由

4、直流电机来控制阀门的开启或闭合，具有抗干扰能力强，阀门动作到位好，体积小，易内置。现在民用智能燃气表主要采用电机阀为主。4、IC卡卡片：记录购气量，传递燃气表数据信息。5、电源部分：为智能燃气表整机提供能源，主要有碱性电池或锂电池。二、IC卡智能燃气表工作原理：以IC卡作为信息载体，用户购气时，所购气量数据被写入IC卡中，用户将IC卡插入燃气表上的控制器内，气量数据转入控制器中，卡即可取出；当基表运行时，由计量传感器将燃气表运行时的单位体积量转化为计量脉冲当量，通过计量电路对数据进行计量并从预购气量中自动扣减；当表内剩余气量小于预先设定

5、的报警气量时，给出显示提示和声音报警，提示用户及时购气；当剩余气量为零时，关闭阀门，用户重新购气插卡打开阀门用气。当有外部电磁干扰、电池电量不足或超出流量设定值时，通过主电路控制系统关闭电机阀。在排除外部影响因素后，电机阀打开，用户正常用气。三、常用计量传感器简介：计量传感器（采样部分）承担数据转换的作用，是将基表的计量体积量转化为单片机可处理的脉冲量，对IC卡智能燃气表的计量准确性有着举足轻重的作用。由于IC卡燃气表安装位置一般处于厨房等温差较大的高湿环境中，传感器必须保证采样的可靠性和准确性。在实际应用中由于计量传感器出现问题会引发

6、如基表与控制器气量不符、控制器不计量、不过气等故障现象。会严重影响燃气表的正常使用。在IC卡智能燃气表上常用的计量传感器主要有机械簧片式，干簧管传感器，霍尔传感器，光电传感器等。机械触点采样在最早期的智能燃气表中有过采用，由设置在基表计量数轮上的凸块触动弹性簧片接触产生脉冲，具有结构简单、成本低、抗电磁干扰的特点，但也存在抗腐蚀性差，采样可靠性低，故障率高，且需对触点部位采取防爆隔离处理等缺点，已被淘汰。霍尔传感器是一种磁传感器，以霍尔效应为其工作基础。当粘贴在基表运动齿轮或计数齿轮上的磁体经过霍尔传感器时产生计量脉冲。霍尔传感器具有无

7、触点、无磨损、结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。输出波形清晰、无抖动、无回跳等特点。但需要额外的电源电路对其供电，其输出信号弱，需要加放大电路。同时静电放电（ESD）可能损坏霍尔传感器，对电磁干扰和温度较敏感。主要应用在单显示表及采样频率要求较高的燃气表中。 光电采样是利用在基表的运动齿轮或计数齿轮上的小孔（对射型）或粘贴的反光点（反射型）来触发光电传感器进行采样，光电传感器由发射器、接收器和检测电路三部分组成。发射器对准目标发射光束，发射的光束

8、一般来源于发光二极管（LED）和激光二极管。接收器有光电二极管或光电三极管组成。在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和输出该信号。光电传感器具有可靠性高，抗干扰能力强，抗腐蚀等特点，但成本相对较高，采样部