复费率与单费率两用预付费电能表制造技术

复费率与单费率两用预付费电能表由现有普通感应式电能表１和新设计的控制表２至１３组成，控制表以单片机为基础，配以适合的硬件和软件，利用ＩＣ卡作为传递供电数据的媒介，用户用电前，先向供电部门购买ＩＣ卡，将卡插入控制表即可供电。该表按复费率或单费率（即普通费率）对用电量进行自动计量、数据处理和控制，省去了靠人工抄表收费的繁杂手续，还可对供电紧张的地区实行限量计划管理。其精度高，工作可靠，制造成本低廉。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量电能消耗量的专用的计费仪表，也属于一种适宜于配电网络的计算机部件的设计，具体是指一种复费率与单费率两用预付费电能表。目前无论工业或民用的电能表，都是先用电，后由供电部门定期抄表和收费，这样做不但手续麻烦，需要投入大量的人力，而且电费的收入滞后于供电的投入，甚至有时还有拖欠电费的现象，随着市场经济改革的深入发展，供电部门迫切需要实行先缴费后用电的管理方式，以加速资金的回笼。此外，随着社会生产力和人民生活水平的迅速提高，供电能力的增长已难于赶上用电量的迅速增长。解决这种供需矛盾的一种方法是实行复费率计费制，以平抑高峰用电，尽量做到均衡用电，提高现有发电设备的供电效率。根据社会的这种实际需要，本技术的目的，乃是提供一种无需人工抄表而必须先缴电费才可有限量用电的复费率与单费率两用预付费电能表，使得这种电能表对用电量的计费，既可采用复费率制(即按供电部门制定的规则编制软件进行数据处理)，也可以按现行的普通费率即单费率计费。由于目前国内的电能表绝大部分都是采用感应式电能表，这种电能表在相当长的一段时间里也不可能废弃不用，因此，本技术的设计思想，就是通过加装一个以微计算机为核心的智能控制表，把现有的感应式电能表改造成以IC卡做为预付费购电量的传递媒介、按照复费率或普通费率进行用电控制的智能电能表，以满足社会的实际需要。参见附图说明图1所示的本技术电原理方框图及图2所示的本技术的采样转盘与红外光电开关的装接示意图，这种复费率与单费率两用预付费电能表的设计方案如下。它由现有的普通感应式电能表1和新设计的控制表2至13两大部分组合而成，在普通感应式电能表1的转盘的边沿均匀涂上一小段黑漆或贴上一小段黑色不干胶带而形成采样转盘11，在普通感应式电能表1的机架上安装两只与采样转盘11的边沿相靠近的反射式红外光电开关12与13，并使黑漆或黑色不干胶带的长度稍大于两只光电开关12与13之间的间隔距离，红外光电开关12与13跟采样转盘11结合在一起，将普通感应式电能表1测量到的电力模拟信号转变成脉冲数字信号，红外光电开关12与13的信号输出端分别跟用电量采样处理电路4的输入端相连，将脉冲数字信号送用电最采样处理电路4处理，处理后的信号再输送给与用电量采样处理电路4输出端相连的单片计算机电路3进行处理；载有购电量及密码数据的有效IC卡10插接在IC卡读写电路6的IC卡座中，IC卡读写电路6与所连接的单片计算机电路3结合在一起，完成对IC卡的读写操作，单片计算机3外部配接以实时钟电路7A和串行E2PROM存贮器电路7B(7A和7B不能同时插接使用，即工作时只能两者择一)，单片计算机电路3外部还连有停电检测电路5；单片计算机电路3对输入的信号进行处理后，在外连的数码显示电路9显示有关内容，并且还输出信号给相连的供电控制电路8，由供电控制电路8控制与之相连的普通感应式电能表1的供电，系统电源2从输出端E给整个控制表电路3至9的电源端提供工作电源。在上述设计方案中，同时使用两只红外光电开关12与13，一方面是为了提高对用电量采样的可靠性，另一方面也是为了防止用户将交流电源的输入线与输出线反接以使采样转盘11倒转而窃电(在相同用电量时，采样转盘11倒转比正转慢很多)。用电量采样原理如下当用户用电时，采样转盘11转动，在当转盘11上的黑漆或黑色不干胶带尚未转到红外光电开关12的作用范围时，红外光电开关12中的红外发射管发射的红外线经采样转盘11反射到红外光电开关12中的红外光敏三极管，使红外光敏三极管处于导通状态，当转盘11上的黑漆或黑色不干胶带转动到红外光电开关12的作用范围时，红外光电开关12发出的红外光被转盘11上的黑漆或黑色不干胶带吸收，红外光电开关12中的红外光敏三极管接收不到红外光而变成截止状态，这一状态变化所产生的脉冲信号经用电量采样处理电路4整形后，输入到单片计算机电路3(以下简称CPU)的一个I/O端口，由CPU采样接收。红外光电开关13的作用原理与红外光电开关12相同。由于转盘11上的黑漆或黑色不干胶带的长度大于红外光电开关12与红外光电开关13之间的距离，因此只有当光电开关12中的光敏三极管先出现截止，并且在保持截止的状态下，光电开关13中的光敏三极管也变为截止，而且当转盘11上的黑漆或黑色不干胶带转离光电开关12与13时，光电开关12中的光敏三极管先变为导通，光电开关13中的光敏三极管随后才导通，这样才说明转盘11为正转，CPU才将这两个输入信号的这种变化当作一次正常的转盘转动数而接收。当因交流电源线反接而窃电引起转盘11倒转时，则情况正相反，光电开关13的光敏三极管先变为截止，然后光电开关12的光敏三极管才变为截止，而转盘11上的黑漆或黑色不干胶带转离光电开关13与12时，光电开关13的光敏三极管先由截止变为导通后，光电开关12的光敏三极管也才由截止变为导通，CPU将接收到的这种信号变化视为倒转窃电。从以上分析可以看出，红外光电开关12与13输出的脉冲应有正确的时序关系时，才认为采样转盘11转动正常，否则认为采样转盘11倒转窃电。当连续出现数次倒转时(例如3次)，CPU便可确信是倒转窃电，即可控制供电控制电路8切断对用户的供电，并在数码显示电路9上显示出来。当采样转盘11转动时，CPU接收到的仅仅是光电开关12或13中的一路产生的状态变化，并且连续出现数次(例如3次)，CPU即判断为一只光电开关及相应电路损坏。CPU除接收此信号作为采样转盘的转动数外，同时还在数码显示电路9上作出报警显示，提醒用户通知供电部门来维修，否则在用户继续使用一定量的电能后(例如10度电)，也将控制供电控制电路8切断供电，直至供电部门维修好后才继续供电。由于两只红外光电开关12与13同时损坏的可能性较小。因此采用两只红外开关按一定的时序关系来采集用电量，既可提高采样电路的可靠性，又可以防止用户“倒转”窃电。在图1设计方案中，本技术的实时钟电路7A做成一实时钟模块，模块内有锂电池作为备用电源，实时钟的初值由生产厂用专用设备一次性写入后，实时钟即可开始独立计时，并能自动调整年、月、日、时，分和闰年计时，当实时钟模块7A通过接插件插入本技术的主电路板时，CPU即可通过对实时钟的读写操作获取准确的时间，并按照复费率计费制的规则对用户在用电的峰、平、谷时段的用电量进行数据处理，并由数码显示电路9显示出来。复费率的峰、平、谷时段由专用IC卡来设定。实时钟采用模块结构并由生产厂用专用设备一次性输入实时钟的初值的方式，比起目前复费率电能表通常采用的每块表都设置输入按键等时钟初始数据输入电路来设置实时钟初值的方法来，更为经济、简便、可靠，并且不能由用户进行更改。由于目前我国绝大部分地区的供电尚未实行复费率制，为使本技术在未实行复费率制时也具有实用性，本技术在图1所示的设计方案中还加装有串行E2PROM存贮器电路7B，该电路通过安装在主印刷电路板上的集成电路插座与CPU相应引脚相连。当不实行复费率制时，不接插实时钟模块7A而插入串行E2PROM存贮器电路7B,7A和7B两者只能择一，而是不能同时使用的，7B的主要作用是在停电时用来保存必要的数据。在7A和7B的特定存贮单元存放着标志是否实行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复费率与单费率两用预付费电能表，包括现有产品普通感应式电能表（１），其特征在于，它还包括有新设计的控制表（２至１３），并且：Ａ）在普通感应式电能表（１）的转盘的边沿均匀涂上一小段黑漆或贴上一小段黑色不干胶带而形成采样转盘（１１），在 普通感应式电能表（１）的机架上安装两只与采样转盘（１１）的边沿相靠近的反射式红外光电开关（１２）与（１３），并使黑漆或黑色不干胶带的长度稍大于两只光电开关１２与１３之间的间隔距离，红外光电开关（１２）与（１３）跟采样转盘（１１）结合在一起，将普通感应式电能表（１）测量到的电力模拟信号转变成脉冲数字信号，红外光电开关（１２）与（１３）的信号输出端分别跟用电量采样处理电路（４）的输入端相连，将脉冲数字信号送用电量采样处理电路（４）处理，处理后的信号再输送给与用电量采样处理电路（４）输出端相连的单片计算机电路（３）进行处理；Ｂ）载有购电量及密码数据的有效ＩＣ卡（１０）插接在ＩＣ卡读写电路（６）的ＩＣ卡座中，ＩＣ卡读写电路（６）与所连接的单片计算机电路（３）结合在一起，完成对ＩＣ卡的读写操作，单片计算机（３）外部配 接以实时钟电路（７Ａ）和串行Ｅ↑［２］ＰＲＯＭ存贮器电路（７Ｂ）（７Ａ和７Ｂ不能同时插接使用，即工作时只能两者择一），单片计算机电路（３）外部还连有停电检测电路（５）；Ｃ）单片计算机电路（３）对输入的信号进行处理后，在外连的数码显示电路 （９）显示有关内容，并且还输出信号给相连的供电控制电路（８），由供电控制电路（８）控制与之相连的普通感应式电能表（１）的供电，系统电源（２）从输出端Ｅ给整个控制表电路（３）至（９）的电源端提供工作电源。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖建如，宋其新，万步炎，丁一鸣，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]