CN101620689A - 容栅远程计数器读数装置 - Google Patents

Abstract

本发明容栅远程计数器读数装置，包括由齿轮组传动的多级计数轮以及对应于每级或指定级计数轮而设置的检测计数轮转角的传感器装置，所述传感器装置为具有绝对测量功能的圆容栅传感器，各圆容栅传感器通过对应的转换开关连接在专用大规模集成电路上；所述圆容栅传感器可以采用两片反射式结构和三片透射式结构。本发明的多级计数轮可以设计成连续转动形式，这种计数器读数装置适合对指针式水表读取数据；多级计数轮还可以设计成间歇转动形式，便于安装在字轮式水表、电表、煤气表等的计数装置中。本发明结构简单，计量准确，成本低，适于推广。

Description

容栅远程计数器读数装置

(一)技术领域：

本发明涉及读数装置，具体是一种容栅远程计数器读数装置，主要用于对流量计(如水表、煤气表、电表和热量表)进行远程读数。

(二)背景技术：

读数装置中以水表读数装置为典型，水表读数装置以齿轮传动的指针式计数器和字轮式计数器最具代表性，它的特点是读数直观，结构简单，缺点是需现场抄表，无法实现远程传送，需要大量的工作人员参与，工作量大，效率低下。

杭州水表有限公司的电子远程计数器读数编码器专利有效的解决了上述问题，其原理是采用了光电原理的编码器。

编码式远程水表计数器的字轮端面上具有特制的码道，由于码道的存在，使得字轮的端面具有挡光和透光的作用，而字轮的两侧分别是沿同一圆周均分的7个发光管和同样分布的7个接收管。抄表时的电源会点亮发光管，发光管发出的光照射在字轮端面上。由于字轮的位置不同，就会对应着相应的码道，从而产生挡光和透光作用，这样字轮另一端的接收管就会得到一组明暗信号，根据接收管的这一组信号，经过集成电路的处理，就可以确定字轮的位置，读出水表的读数了。

上述电子远程计数器读数编码器具有读数精确，无须供电，安装简单等优点，但还是存在装配复杂造价高，工作可靠性差等缺点。

(三)发明内容：

针对上述电子远程计数器读数编码器的不足之处，本发明的目的是提供一种结构简单、性能可靠的容栅远程计数器读数装置。

能够实现上述目的的容栅远程计数器读数装置，包括由齿轮组传动的多级计数轮，对应于每级计数轮或指定级的计数轮而设置有检测计数轮转动角度的传感器装置，所不同的是所述传感器装置采用具有绝对测量功能的圆容栅传感器(已研制成功并申请了发明专利)，各圆容栅传感器通过对应的转换开关连接在专用大规模集成电路上，而对于级数越多的计数轮，圆容栅传感器的应用越体现出简化结构，降低成本的优越性。

所述圆容栅传感器的常用结构有两种，不同结构的圆容栅传感器与计数轮的设置方式不同：

1、圆容栅传感器为两片反射式结构，包括相互藕合的动栅板和定栅板，定栅板设置于每级或指定级计数轮侧旁，动栅板同轴设于该计数轮侧面。

2、圆容栅传感器为三片透射式结构，包括相互藕合的发射栅板、接收栅板和中间的屏蔽隔板，发射栅极和接收栅极固定设于每级或指定级计数轮侧旁，屏蔽隔板通过转轴与该计数轮侧面同轴连接。

根据计数轮的转动特点，本发明又有两种结构，并配合不同的流量计使用：

1、所述多级计数轮为连续转动，则该构成的本发明可以用作指针式水表的读数装置，首级计数轮的转轴作为输入轴而采用磁性联接轴，本发明的读数装置安装于指针式水表的表壳上，磁性联接轴隔着玻璃视窗对准水表的顿位级指针。

2、所述多级计数轮为间歇转动，则该构成的本发明可以用作字轮式水表、电表、煤气表等的读数装置，该读数装置直接取代字轮式水表、电表、煤气表等的计数装置。

由于采用具有绝对测量功能的圆容栅传感器作为传感器装置，所述多级计数轮可以设计为任意进制的计数轮，使本发明成为任意进制的计数器读数装置，运用广泛。

本发明的优点：

1、本发明所使用的圆容栅传感器具有绝对位置测量特性，所有的圆容栅传感器公用一个专用大规模集成电路，电器元件少，结构简单。

2、本发明可以安装在字轮计数器上也可以安装在其它的计数装置上。

3、本发明只在读数时供电，平时无须供电，计数准确可靠。

4、本发明元器件也只有光电编码器的1/10左右，工作可靠性高。以五位水表为例：一位十进制光电编码器需要七组光电管，一组光电管有两个元件，一个发射和一个接受，共有七十个元件，而本发明只需一个专用大规模集成电路，因此本发明成本约为光电编码器的1/10左右。

6、本发明可以应用在水表、气表、电表、煤汽表及其它计数装置上。

(四)附图说明：

图1为本发明一种实施方式的结构示意图。

图2为本发明另一种实施方式的结构示意图。

图3为图2实施方式的侧视图。

图4为图2、图3实施方式的外形结构示意图。

图5为本发明所涉及的电路图。

图6为图2、图3实施方式中三片式圆容栅传感器的结构示意图。

图号标识：1、计数轮；2、圆容栅传感器；2-1、动栅板；2-2、定栅板；2-3、发射栅板；2-4、接收栅板；2-5、屏蔽隔板；3、专用大规模集成电路；4、转轴；5、叶轮；6、芯壳；7、磁性联接轴；8、机壳；9、传动齿轮。

(五)具体实施方式：

本发明容栅远程计数器读数装置的一种结构是制成类似字轮式计数器的机芯，如图1所示，为五位十进制字轮计数器读数装置，由芯壳6、字轮式计数轮1、传动齿轮9和圆容栅传感器2组装而成。五个字轮式计数轮1水平排列于同一横轴上，五套传动齿轮9构成的齿轮组分别对应与各字轮式计数轮1啮合，齿轮组的特殊结构实现字轮式计数轮1按十进制进位间歇转动；圆容栅传感器2为四个，分别对应安装于后四个字轮式计数轮1侧旁，圆容栅传感器2采用藕合的动栅板2-1和定栅板2-2的两片反射式结构，定栅板2-2固定安装于芯壳6，动栅板2-1同轴连接于对应的轮式计数轮1侧面，各圆容栅传感器2通过分别设置的转换开关连接在芯壳6内的一专用大规模集成电路3上，其电路如图5所示；第一位字轮式计数轮1的输入轴伸在芯壳6外同轴与叶轮5连接。

所述五位十进制字轮计数器读数装置可以直接取代五位十进制字轮水表的计数器机芯，使之成为远程传输的字轮计数器读数水表。

本发明容栅远程计数器读数装置的一另种结构是制成类似指针式计数器水表的机芯，如图2和图3所示，为五位十进制指针式计数器的读数装置，由机壳8、计数轮1、传动齿轮9和圆容栅传感器2组装而成。输入轴穿过机壳8和首位计数轮1连接，通过两组传动齿轮9和第三位计数轮1连接，该计数轮1与侧旁布置一个圆容栅传感器2连接，每组传动齿轮9的变比为1∶10，两组的变比即为1∶100；依次下一级也为1∶100而和第五位计数轮1连接，再在该计数轮1侧旁布置另一个圆容栅传感器2，两级变比形成一个1∶10000变比的计数器，若输入轴连接在指针式水表的一吨计数轮上，上述容栅远程计数器读数装置可以计量一万吨水；两个圆容栅传感器2通过两个转换开关连接在机壳8设置的一专用大规模集成电路3上；所述输入轴可以使用磁性联接轴7，便于将本发明安装在指针式水表上，隔着玻璃视窗读取数据，如图4所示。

在指针式计数器读数装置中，所用圆容栅传感器2采用三片透射式结构，由相互藕合的发射栅板2-3、接收栅板2-4和中间的屏蔽隔板2-5组装而成，如图6所示，发射栅极2-3和接收栅极2-4设于第三和第五级计数轮1侧旁，屏蔽隔板2-5通过转轴4同轴连接于所对应的第三和第五级计数轮1侧面。

Claims (8)

1、容栅远程计数器读数装置，包括由齿轮组传动的多级计数轮(1)以及对应于每级或指定级计数轮(1)而设置的检测计数轮(1)转角的传感器装置，其特征在于：所述传感器装置为具有绝对测量功能的圆容栅传感器(2)，各圆容栅传感器(2)通过对应的转换开关连接在专用大规模集成电路(3)上。

2、根据权利要求1所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述圆容栅传感器(2)为两片反射式结构，包括相互藕合的动栅板(2-1)和定栅板(2-2)，定栅板(2-2)设置于每级或指定级计数轮(1)侧旁，动栅板(2-1)同轴设于该计数轮(1)侧面。

3、根据权利要求1所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述圆容栅传感器(2)为三片透射式结构，包括相互藕合的发射栅板(2-3)和接收栅板(2-4)及中间的屏蔽隔板(2-5)，发射栅极(2-3)和接收栅极(2-4)设于每级或指定级计数轮(1)侧旁，屏蔽隔板(2-5)通过转轴(4)同轴连接于该计数轮(1)侧面。

4、根据权利要求1～3中任意一种所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述多级计数轮(1)为连续转动轮。

5、根据权利要求4所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述多级计数轮(1)的首级计数轮(1)的转动轴为读数装置的输入轴，采用磁性联接轴(7)与指针式水表的顿位级转轮连接。

6、根据权利要求1～3中任意一种所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述多级计数轮(1)为间歇转动字轮。

7、根据权利要求6所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：可以直接替换字轮式水表、电表、煤气表等的计数装置。

8、根据权利要求1～3中任意一种所述的容栅远程计数器读数装置，其特征在于：所述多级计数轮(1)为任意进制的转轮。

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