[发明专利]一种检测燃气表卡表的检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种检测燃气表卡表的检测装置，其特征在于包括配合连接的燃气表、IC卡控制器、流量检测模组和阀门，IC卡控制器包括MCU、计量通讯接口、流量检测接口、电源控制、阀门控制、数据存储、显示报警和无线通讯模块，负责用户用气计量的燃气表通过脉冲或数字通讯方式与计量通讯接口相连，将实时的体积流量信息传递给MCU,由MCU执行计费、显示、数据存储或通讯；流量检测模组通过通讯的方式分别与电源控制和流量检测接口相连，负责流量监测，当MCU需要获取流量监测信息时，首先通过电源控制给流量检测模组供电，此时流量检测模组正常运行并将此时的流量状态信息通过流量检测接口将数据传送至MCU，IC卡控制器在获得流量监测信息后判断是否出现卡表现象，若有则首先存储当前状态信息，并通过显示或内置蜂鸣器提示报警，通知用户及时维护，同时通过内置的无线通讯模块将此信息及时传送给燃气公司调度中心，若在约定的时间内没有及时排除故障，则阀门控制获得MCU关阀指令，对阀门执行关阀动作，并记录动作信息；数据存储负责正常计量、同时记录系统信息的各个状态信息并可通过外接数据线获取；

所述流量检测模组通过管体外置于阀门的入口端，管体通过法兰与阀门相连，管体上设置有连接基座，流量检测模组通过连接基座设置在管体上；所述流量检测模组包括流量检测传感器、信号调理电路板、金属罩外壳和数据线，流量检测传感器与信号调理电路板相连，信号调理电路板通过数据线与IC卡控制器相连，流量检测传感器穿过连接基座伸入管体内，信号调理电路板通过与信号调理电路板相配合的金属罩外壳固定设置在连接基座上。

2.根据权利要求1所述的一种检测燃气表卡表的检测装置，其特征在于所述流量检测模组和阀门内置于燃气表内部，流量检测模组与燃气表上的IC卡控制器通过数据线相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种检测燃气表卡表的检测装置，其特征在于所述流量检测传感器为MEMS热式流量传感器或超声波流量传感器。

4.根据权利要求3所述的一种检测燃气表卡表的检测装置，其特征在于所述MEMS热式流量传感器包括一个热源、在热源两边设有两个对称的检测电阻、在下游分别有两个环境温度电阻，其中一个环境温度电阻通过信号调理电路与热源形成反馈，使得热源始终比外界环境高出一个固定温度值，另一个环境温度电阻测量介质温度用于MEMS热式流量传感器的温度补偿，MEMS热式流量传感器通过引线与流量检测模组的信号调理电路板相连。

5.根据权利要求4所述的一种检测燃气表卡表的检测装置，其特征在于所述信号调理电路板上的调理电路包括：

基准电源模块：负责给整个信号调理电路及MEMS热式流量传感器供电；

流量信号处理模块：将MEMS热式流量传感器的一对检测电阻的差分电压信号与管道介质流量的对应关系经信号滤波放大电路预处理后，交由24位AD采样，将电压模拟信号转换为数字信号交由MCU处理；

流量传感器故障检测模块：实时检测MEMS热式流量传感器各点状态电压，通过AD采样后交由MCU处理判别MEMS热式流量传感器是否正常工作；

温度信号调理模块：将MEMS热式流量传感器上的温度传感器电压信号经过AD采样后交由MCU处理温度信息；

模拟电源模块和数字电源模块：分别使用独立的稳压芯片分别给系统的模拟电压和数字电源供电；

供电控制模块：分别控制MEMS热式流量传感器各部分电源的开关，减小系统功耗和避免各传感器元件之间的干扰。

6.一种检测燃气表卡表的检测方法，其特征在于检测流程如下：

1）IC卡控制器通过计数脉冲或数字通信方式获得燃气表读数，并执行计数、计费和信息存储的相关操作；

1.1） 系统上电完成IC卡控制器初始化后，根据燃气表表标称流量指标给定时器1预设采样周期，然后启动定时器1，系统进入休眠状态；

1.2）定时器1产生溢出时则相应采样周期中断服务程序，系统自动被唤醒，由休眠状态进入燃气表计量获取子程序；

1.3）IC卡控制器在执行上述1.1）-1.2）的工作流程获取燃气表读数信息后，对数据进行相应处理，上述1.1）-1.2）工作流程完成后，系统保存相关标志位信息，再次进入休眠状态，等待下一个定时采样周期中断的到来，重复1.1）-1.3）操作流程；

2）当用户用气时，燃气表正常计数并将流量信息传递给IC卡控制器，则判断燃气表正常运行不存在卡表现象，IC卡控制器执行正常运行操作；若用户用气时，燃气表出现卡表无法计数，则不能将真实的流量信息传递给IC卡控制器，此时IC卡控制器判断有2种情况：用户没有用气或出现燃气表卡表现象，此时执行以下循环流量监测流程：

2.1）IC卡控制器预先给定时器2设定采样时间t，然后启动定时器2，当定时时间到则定时器2产生溢出并产生中断信号，系统被自动唤醒，系统由休眠微功耗模式进入MEMS流量检测模式；

2.2）开启电源控制给MEMS流量检测模组供电，MEMS流量检测模组首先完成初始化、自检工作，若系统正常则立刻执行流量检测工作，并将实时检测到的流量信号Qv通过数字信号接口传递给IC卡控制器后关闭MEMS流量检测模组电源以减少系统功耗；

2.3）IC卡控制器在获得MEMS流量检测模组的流量信号后，判别流量信号Qv＞燃气表最小流量qmin，若大于则判断管道有流量，这时重复2次执行2.1）-2.2），若此时依然是流量信号Qv＞燃气表最小流量qmin，则说明经多次判别确认管道确实有流量；

2.4）IC卡控制器确认管道有流量期间，若在此期间读取燃气表的读数仍然没有增加，则说明管道有气体流动，用户在用气，而燃气表不计数，则判断出现卡表现象，若在此期间读取燃气表的读数有增加，则说明燃气表运行正常，立刻退出MEMS流量检测模式；

3）若判断出现卡表现象，此时首先记录存储当前状态信息，并通过显示屏和蜂鸣器提醒用户及时维护，同时通过内置无线通讯模块将信息及时传递给燃气公司调度中心处理；

4）报警信息发出后开始计时，若在设定的时间内及时的处理了故障，则IC卡控制器关闭报警提示正常运行；若在预先设定的时间内仍然没有处理故障，则立刻执行关阀动作并记录存储此动作信息，并向通过内置无线通讯模块向燃气公司调度中心发送最后一条关阀信息后即进入低功耗模式；

5）IC卡控制器在执行关阀动作进入低功耗模式后，需燃气公司派专业人员到现场处理故障后，方可重新开起阀门，执行正常的工作模式。