创意无极限，仪表大发明。今天為(wèi)大家介绍一项國(guó)家发明授权专利——一种超声波燃气表控制系统。该专利由山(shān)西省交通科(kē)學(xué)研究院申请，并于2016年1月11日获得授权公告。

内容说明

       本实用(yòng)新(xīn)型属于信息技术领域，尤其涉及一种抄表系统。

发明内容

       近年来，随着企业信息化建设的推进、IT 技术的发展与创新(xīn)，人们对IT 系统的依赖性越来越高。单片机是采用(yòng)超大规模集成電(diàn)路技术把具有(yǒu)数据处理(lǐ)能(néng)力的中央单片机CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多(duō)种I／O 口和中断系统、定时器／ 计数器等功能(néng)集成到一块硅片上构成的一个小(xiǎo)而完善的微型计算机系统，具有(yǒu)成本低廉、兼容性好、运行速度快等优点，但是单片机在运行中也会出现一些故障，如果单片机发生故障而不能(néng)及时发现和处理(lǐ)，则会影响单片机的正常运行，甚至导致单片机的烧毁。对于需要单片机连续不间断工作的行业，工作人员不可(kě)能(néng)总是保持良好的注意力，如果没有(yǒu)一种预警装置，将会浪费劳动力，同时也影响工作人员的身體(tǐ)健康。

发明内容

       鉴于现有(yǒu)技术中存在的上述问题，本实用(yòng)新(xīn)型的主要目的在于提供一种超声波燃气表控制系统，可(kě)实时监测单片机的运行状态，一旦出现工作异常就会发出报警声，警示工作人员经行处理(lǐ)；还以通过改善超声波燃气表的控制方式来提高超声波燃气表的测量精度，减小(xiǎo)超声波燃气表的整體(tǐ)體(tǐ)积和重量。

图為(wèi)本实用(yòng)新(xīn)型的系统结构示意图

       本实用(yòng)新(xīn)型采用(yòng)的技术方案如下：一种超声波燃气表控制系统，包括控制器，控制器连接有(yǒu)阀门控制電(diàn)路、调试電(diàn)路、故障报警電(diàn)路、燃气泄露监测模块、超声波采样電(diàn)路、温度采样電(diàn)路以及4G无線(xiàn)通信模块，超声波采样電(diàn)路连接有(yǒu)超声波换能(néng)器，控制器通过4G无線(xiàn)通信模块依次连接有(yǒu)集中器、4G基站、服務(wù)器，服務(wù)器電(diàn)连接有(yǒu)位于监控中心的监控终端。

       进一步的，控制器还连接有(yǒu)存储器和显示器。故障报警電(diàn)路包括继電(diàn)器J、芯片IC1、芯片IC2 和三极管V1，控制器的VCC 脚连接继電(diàn)器J 的触点J－1，继電(diàn)器J 的触点J－1 的另一端连接電(diàn)源U1，控制器的GND脚接地，控制器的P1 脚连接芯片IC3 的引脚1，芯片IC3 的引脚2 连接芯片IC4 的引脚1，芯片IC3 的引脚3 连接電(diàn)阻R1 和電(diàn)容C1，電(diàn)容C1 的另一端连接電(diàn)阻R2、電(diàn)阻R3、芯片IC1的引脚2 和芯片IC1 的引脚6，芯片IC3 的引脚4 连接電(diàn)阻R2的另一端，電(diàn)阻R1 的另一端连接電(diàn)阻R4、芯片IC1 的引脚4、芯片IC1 的引脚8、芯片IC2 的引脚8、喇叭B 和電(diàn)源U2，電(diàn)阻R3 的另一端连接電(diàn)容C2 和芯片IC1 的引脚1 并接地，芯片IC1 的引脚5 连接電(diàn)容C2的另一端，電(diàn)阻R4 的另一端连接電(diàn)阻R5 和芯片IC2 的引脚7，電(diàn)阻R5 的另一端连接電(diàn)容C3、芯片IC2 的引脚2 和芯片IC2 的引脚6，電(diàn)容C3 的另一端连接電(diàn)容C4、芯片IC2 的引脚1 并接地，芯片IC2 的引脚3 连接電(diàn)容C5，電(diàn)容C5 的另一端连接喇叭B 的另一端，芯片IC4的引脚3 连接電(diàn)阻R6 和電(diàn)阻R7，電(diàn)阻R6 的另一端连接電(diàn)阻R8、電(diàn)源U3、芯片IC5 的引脚4和芯片IC5 的引脚8，電(diàn)阻R7 的另一端连接三极管V1 的基极，三极管V1 的集電(diàn)极连接電(diàn)阻R8 的另一端和電(diàn)容C6，電(diàn)容C6 的另一端连接電(diàn)阻R10、二极管D1 的阴极、芯片IC5 的引脚2 和芯片IC5 的引脚6，三极管V1 的发射极连接二极管D1 的阳极和電(diàn)阻R9，芯片IC4 的引脚4 连接電(diàn)阻R9 的另一端、電(diàn)阻R10 的另一端、二极管D4 的阳极、二极管D5 的阴极、继電(diàn)器J 和芯片IC5 的引脚1，芯片IC5 的引脚5 连接電(diàn)容C7 的另一端，芯片IC5 的引脚3连接二极管D3 的阳极，二极管D3 的阴极连接二极管D2 的阴极、電(diàn)阻R11、電(diàn)阻R12 和芯片IC2 的引脚4，電(diàn)阻R11 的另一端连接二极管D4 的阴极和继電(diàn)器J的另一端，電(diàn)阻R12 的另一端连接二极管D5 的阳极。

       燃气泄露监测模块包括气敏传感器MQ－4、滑动变阻器W、電(diàn)阻一R21、電(diàn)阻二R2 和電(diàn)容一C21，气敏传感器MQ－4 的電(diàn)热丝串联滑动变阻器W 后与電(diàn)源電(diàn)路连接，气敏传感器MQ－4 的检测端A 与電(diàn)源電(diàn)路连接，检测端B 与三极管一T1的基极连接，三极管一T1的集電(diàn)极与UA555芯片连接，UA555 芯片的输出端依次串接電(diàn)阻四R4 和二极管一D21后与可(kě)控硅整流器SCR的控制端连接。

       阀门控制電(diàn)路包括驱动電(diàn)路和電(diàn)机阀MOTA、MOTB，所述驱动電(diàn)路包括4个三极管，其中第一三极管V41和第二三极管V42為(wèi)PNP 型三极管，第三三极管V43和第四三极管V44 為(wèi)NPN 型三极管，所述第一三极管V41的发射极连接電(diàn)容電(diàn)源VCC、基极连接第一電(diàn)阻R41、集電(diàn)极连接第三三极管V43的集電(diàn)极，所述第二三极管V42的发射极连接電(diàn)池電(diàn)源V－BATT、基极连接第二電(diàn)阻R42、集電(diàn)极连接第四三极管V44的集電(diàn)极，所述第三三极管V43的基极连接第三電(diàn)阻R43、发射极接地，所述第四三极管V44的基极连接第四電(diàn)阻R44、集電(diàn)极接地；所述第一三极管V41的集電(diàn)极和所述第三三极管V43 的集電(diàn)极连接于電(diàn)机阀的阀门MOTA端，所述第二三极管V42的集電(diàn)极和所述第四三极管V44的集電(diàn)极连接于電(diàn)机阀的阀门MOTB端；所述第一電(diàn)阻R41和所述第二電(diàn)阻R42分(fēn)别连接控制器的第一关阀控制線(xiàn)CLOSEA和第二关阀控制線(xiàn)CLOSE－B，所述第三電(diàn)阻R43和所述第四電(diàn)阻R44分(fēn)别连接控制器的第一开阀控制線(xiàn)OPEN－A和第二开阀控制線(xiàn)OPEN－B。

       综上所述，与现有(yǒu)技术相比，本实用(yòng)新(xīn)型的有(yǒu)益效果是：本实用(yòng)新(xīn)型采用(yòng)了故障报警電(diàn)路，可(kě)实时监测单片机的运行状态，一旦出现工作异常就会发出报警声，警示工作人员经行处理(lǐ)；燃气泄露监测模块可(kě)监测燃气的泄露，避免燃气泄漏而无法及时处理(lǐ)；同时本实用(yòng)新(xīn)型避免通过增加超声波燃气表的體(tǐ)积，而改善超声波燃气表的控制系统，如增加温度采样電(diàn)路，设置阀门控制電(diàn)路来进一步提高超声波燃气表的测量精度。