工商业燃气流量计量系统

摘要

本发明提供了一种工商业燃气流量计量系统，包括：流量计，安装在平行于墙壁的燃气管道上，用于计量流经燃气管道的燃气流量；绝缘并且导热的基板，通过多个支架固定在燃气管道背离墙壁的第一侧上，并且与流量计热耦合；通信模块，安装在基板背离墙壁的第二侧上，用于从流量计接收数字信息，并且将数字信息转发至服务器；电源模块，安装在基板的第一侧上，用于向流量计和通信模块供电。根据本发明实施例的工商业燃气流量计量系统，在绝缘导热安装基板上分设流量计、通信模块和电源模块，由此提高了散热性能、增长了待机时间、实现了燃气流量计量的高度自动化。

说明书

技术领域

本发明涉及燃气管网管理平台的技术领域，特别是涉及一种工商业燃气大流量用户专用的流量计量系统。

背景技术

随着城市天然气事业的发展，燃气管网终端用户数量逐步增加，作为燃气计量的重要装置-流量计的数量也在不断增加。目前，国内燃气行业对采用流量计的门户站点及采用大流量皮膜表的工商业用户大流量用户大多采取管网计量方式。例如，在燃气管道流经居民用户的厨房或工商业用户的工作间的入口附近，设置燃气表以实时记录用户所消费的燃气流量。

然而，这种入户的计量装置存在如下缺点：(1)在用的流量计均为单机运行，安装地点比较分散，需要抄表员每月花费大量精力赴流量计用户现场手工抄表，效率低下，无法保证抄见率和抄表周期，劳动成本较高；(2)数据实时不佳，数据呈现离散性，无法监测用户实时用气数据；(3)不能对不良用气用户进行有效监控。

另一方面，目前市场上通常所采用的智能燃气表需要安装额外的电池，对于工商业燃气大流量用户而言，频繁更换电池影响了用户体验。另外，对于工商业用户而言，相较于普通居民用户，工作间内温度和湿度明显上升，除了对于燃气表流量计本身的耐高温和耐腐蚀性能提出了进一步需求之外，电池供电系统也容易遭受高温湿气的腐蚀而发生故障。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服以上困难，提供一种能够低成本、高效率且高可靠性的工商业燃气流量计量系统。

本发明提供了一种工商业燃气流量计量系统，包括：

流量计，安装在平行于墙壁的燃气管道上，用于计量流经燃气管道的燃气流量；

绝缘并且导热的基板，通过多个支架固定在燃气管道背离墙壁的第一侧上，并且与流量计热耦合；

通信模块，安装在基板背离墙壁的第二侧上，用于从流量计接收数字信息，并且将数字信息转发至服务器；

电源模块，安装在基板的第一侧上，用于向流量计和通信模块供电。

其中，基板采用氮化铝或氧化铝作为主材，优选地主材为多孔或发泡结构。

其中，基板表面和内部设置多个电互联结构，流量计通过所述多个电互联结构向通信模块发送数字信息。

其中，多个电互联结构包括焊盘、通孔、盲孔、再布线结构；任选地，数字信息包括燃气管道内的温度、压力、瞬时流量、累计流量。

其中，流量计与通信模块之间采用RS485协议进行通信，通信模块与服务器之间采用GPRS协议进行通信。

其中，通信模块的模拟电路部分集成在基板内，数字电路部分安装在基板表面。

其中，电源模块包括至少部分地嵌入在基板内的电池；优选地，支架与燃气管道和基板之间均电绝缘并且热隔离。

其中，电源模块包括至少部分地嵌入在基板内的电池以及至少部分地暴露在基板外的热电模块，热电模块的一侧与基板热耦合而另一侧通过至少一个支架与墙壁热耦合。

其中，服务器将接收到的数字信息进行匹配、整理，结合软件综合展示分布的流量计状态。

其中，燃气管道与基板之间的距离大于等于1毫米、并且小于等于2厘米。

根据本发明实施例的工商业燃气流量计量系统，在绝缘导热安装基板上分设流量计、通信模块和电源模块，由此提高了散热性能、增长了待机时间、实现了燃气流量计量的高度自动化。

本发明所述目的，以及在此未列出的其他目的，在本申请独立权利要求的范围内得以满足。本发明的实施例限定在独立权利要求中，具体特征限定在其从属权利要求中。

附图说明

以下参照附图来详细说明本发明的技术方案，其中：

图1显示了依照本发明一个优选实施例的工商业燃气流量计量系统的示意图；以及

图2显示了依照本发明另一优选实施例的工商业燃气流量计量系统的示意图。

具体实施方式

以下参照附图并结合示意性的实施例来详细说明本发明技术方案的特征及其技术效果，公开了低成本、高效率且高可靠性的工商业燃气流量计量系统。需要指出的是，类似的附图标记表示类似的结构，本申请中所用的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等等可用于修饰各种结构。这些修饰除非特别说明并非暗示所修饰结构的空间、次序或层级关系。

如图1所示，依照本发明的一个优选实施例，工商业燃气流量计量系统包括：流量计3，安装在平行于工作间墙壁1的燃气管道2上，用于计量流经燃气管道2的燃气流量，例如目前工商业用户采用的大流量皮膜表；基板4，通过两个或更多支架6固定在燃气管道2远离墙壁1的一侧，优选地流量计3贴合在基板4面向墙壁1的一侧上以实现电连接和热耦合；通信模块5，安装在基板4远离墙壁1的另一侧上以提高信号接收/发送能力；电源模块7，设置在基板4上或基板4内，用于向流量计3、通信模块5供电。

基板4主材为电绝缘并且热传导的材料，例如氮化铝、氧化铝等陶瓷材料，由此可以兼做流量计3和通信模块5的热交换器，有利于稳定化两者的工作温度，避免工商业用户的工作间内高温高湿环境对于流量计3和通信模块5的不利影响。基板4表面安装并且内部埋设多个电互联结构(图1、2中以直线段示意)，例如导电焊盘、通孔或盲孔、再布线结构，用于实现流量计3与通信模块5的信号传输，同时也从电源模块7向流量计3和通信模块5分别供电。优选地，基板4的主材为多孔或发泡结构，利用微孔极大地增加基板4的等效表面积，从而提高散热能力。优选地，为了加速燃气管道2与基板4之间空气层的流动，燃气管道2与基板4之间的距离大于等于1毫米，并优选地大于等于5毫米；同时，为了使得流量计3与基板4两者贴合而减小串联电阻，燃气管道2与基板4之间的距离小于等于2厘米，并优选地小于等于1厘米。

通信模块5与流量计3之间的通信可以采用RS485协议，也即通信模块5可以是RS485模块，有利于完成流量计3与远程服务器(未示出)之间实时数据的安全稳定传输。通信模块5内或外可以进一步包括GPRS模块(未示出)，用于将流量计3获取的数字信息(温度、压力、瞬时流量、累计流量等)通过GPRS协议远程传送至服务器。服务器将接收到的基础数据进行匹配、整理，结合上位软件综合展示分布的流量计状态。优选地，通信模块5所采用的模拟电路例如双工器或天线集成在基板4内，例如利用基板4内的电互联结构实现，以便减小整个系统的占用空间，而通信模块5所采用的数字电路则分立地安装在基板4表面以便于单独更换维修。为了增强通信模块5的通信能力，模块5设置在基板4背离墙壁1的一侧上，避免电磁波被基板4或支架6遮挡。

支架6的数目为两个或更多，例如为外方内圆的穿孔膜片，优选沿着燃气管道2的纵向均匀地分布并且燃气管道2穿过支架6的内孔，以便减小基板4所受的机械应力。优选地，支架6的材料类似于基板4主材，也是电绝缘并且热传导的，例如氮化铝、氧化铝等陶瓷材料。然而，为了避免工作间墙壁1附近湿气或水珠的吸附或浸润，支架6与燃气管道2、基板4之间均电绝缘并且热隔离，例如在各个构件之间的界面上设置电、热绝缘的树脂膜，使得相邻构件之间的电/热性能存在差异，避免微细水珠的直接在表面流动而影响构件的电性能。

电源模块7例如为内置电池供电方式，并且流量计3、通信模块5均采用微功耗电路设计，可使器具长时间运行，延长整个系统的使用寿命、延长维护周期，提高用户体验。电池可以采用锂电池，并且优选地，鉴于工商业用户工作间内较高的温度和湿度以及较复杂的使用环境，电池采用磷酸铁锂电池以降低成本、提高热稳定性。优选地，电源模块7设置在基板4面向墙壁1的一侧并且远离流量计3的一端，由此尽可能远离通信模块5和流量计3，避免电源7自身发热影响两者的工作状态。优选地，电源模块7至少部分地嵌入在导热的基板4内，以增大散热面积，稳定电源的供电状态。

如图2所示，依照本发明另一实施例的工商业燃气流量计量系统与图1所示基本上相同，除了电源模块和支架的设置之外。具体地，电源模块7拆分为电池7A与热电模块7B，其中电池7A至少部分地(例如完全)嵌入在导热基板4内，而热电模块7B(例如利用帕尔贴效应的温差发电模块)至少部分地露出导热基板4(例如仅设置在基板4面向墙壁1的一侧表面上)并且与导热的支架6B热耦合例如直接接触，而其余部分支架6A可以依照图1所示的实施例而与基板4、墙壁1、燃气管道2之间均电绝缘且热隔离。如此，热电模块7B可以利用墙壁1与基板4之间的温差发电，为电池7A补充电能，这对于工商业用户的高温操作间而言是特别有利的，可以综合利用热能以便补充电能消耗，进一步延长了整个系统的维护周期。

本发明具有以下优点：

1、实现燃气公司中心服务器与流量计之间的双向数据交换，实时监控分布在各地的流量计的运行情况，实现对燃气计量的高度自动化管理；

2、将GPRS无线通信方式与燃气流量计管理想结合，构建远程监控系统；

3、在实现流量计测控数据的显示、统计和管理功能的同时，对流量异常进行预警，保证系统的安全性、可靠性和实时性。

如此，可以更加快速高效地掌握全市各流量计的运行状态、各时间点的用气负荷，可以将耗时的人工抄表转变成计算机的数据库统计，将繁琐的人工统计转变为自动化的数字报表。从而极大地提高企业的运行效率，降低企业的运行成本，为企业创造更大的经济效益及安全保障。

根据本发明实施例的工商业燃气流量计量系统，在绝缘导热安装基板上分设流量计、通信模块和电源模块，由此提高了散热性能、增长了待机时间、实现了燃气流量计量的高度自动化。

尽管已参照一个或多个示例性实施例说明本发明，本领域技术人员可以知晓无需脱离本发明范围而对系统结构做出各种合适的改变和等价方式。此外，由所公开的教导可做出许多可能适于特定情形或材料的修改而不脱离本发明范围。因此，本发明的目的不在于限定在作为用于实现本发明的最佳实施方式而公开的特定实施例，而所公开的系统结构将包括落入本发明范围内的所有实施例。