CN106248162B - 一种燃气表及其计数器机电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气表的计数器机电转换装置，包括双极性磁开关、计数器和设置于计数器上的采样字轮，双极性磁开关设置于采样板上并且与采样字轮的外圈边缘相对布置，采样字轮的内圈沿周向布置有多个跟随采样字轮一同旋转的磁片，且每相邻两个磁片在沿采样字轮轴向的磁极分布方向相反，双极性磁开关为锁存型磁开关。本方案采用多个磁性相反的磁片对锁存型的双极性磁开关进行激励，当磁片移开后，双极性磁开关的输出仍保持不变，直到下一个磁片靠近并激励该双极性磁开关时，输出电平才发生变化。本发明不仅不受机械开关的动作次数限制，而且扩大了输出脉冲宽度，具有使用寿命长、计量准确度高的优点。本发明还公开了一种燃气表。

Description

一种燃气表及其计数器机电转换装置
技术领域
本发明涉及燃气表技术领域，尤其涉及一种燃气表及其计数器机电转换装置。
背景技术
目前，市场上常见的机械式智能膜式燃气表中，其机械计数器的计量转换方式有两种：一种是采用干簧管的方式进行，另一种是采用全极性磁开关和一片磁片的方式进行。这两种方式均存在不足之处，其中，干簧管的动作是由外部磁场强度决定的，根据外部磁场强度的不同，干簧管上的机械开关动作，由于机械开关的动作次数是有寿命限制的，所以，干簧管的使用寿命受到开关动作次数的很大限制；而采用全极性磁开关则输出脉冲宽度比较小，在磁场强度处于输出变换临界点附近时，可能由于计数器字轮的抖动造成错误的输出电平变化，因此，存在计量准确度低，抗干扰能力差的缺陷。
因此，如何提供一种应用于燃气表的使用寿命长且计量准确度高的计数器机电转换装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种应用于燃气表的计数器机电转换装置，该机电转换装置使用寿命长且计量准确度高，同时还具有较强的抗干扰能力。本发明的另一个目的是提供一种包括上述计数器机电转换装置的燃气表。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种燃气表的计数器机电转换装置，包括双极性磁开关、计数器和设置于所述计数器上的采样字轮，所述双极性磁开关设置于采样板上并且与所述采样字轮的外圈边缘相对布置，所述采样字轮的内圈沿周向布置有多个跟随所述采样字轮一同旋转的磁片，且每相邻两个所述磁片在沿所述采样字轮轴向的磁极分布方向相反，所述双极性磁开关为锁存型磁开关。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，还包括设置于所述计数器外侧的防磁干簧管，所述防磁干簧管连接于用于控制燃气阀门通断的控制器。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，多个所述磁片沿所述采样字轮的周向均匀布置，且多个所述磁片的中心与所述采样字轮的中心的距离均相等。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，多个所述磁片均固定于所述采样字轮的内壁。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，多个所述磁片均为圆片状结构，所述采样字轮设置有用于分别容置每个所述磁片的圆形槽。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，所述磁片均通过卡扣固定于所述圆形槽内部。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，多个所述磁片均采用超硬度永磁合金材料。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，所述采样板通过螺钉固定在所述计数器的支架上。
优选地，在上述计数器机电转换装置中，所述磁片的数量为两个。
一种燃气表，包括如上任一项所述的计数器机电转换装置。
本发明提供的燃气表的计数器机电转换装置，包括双极性磁开关、计数器和设置于计数器上的采样字轮，双极性磁开关设置于采样板上并且与采样字轮的外圈边缘相对布置，采样字轮的内圈沿周向布置有多个跟随采样字轮一同旋转的磁片，且每相邻两个磁片在沿采样字轮轴向的磁极分布方向相反，双极性磁开关为锁存型磁开关。
本方案工作原理如下：当燃气表通气时，计数器的采样字轮转动，并带动多个磁片一同转动，采样字轮上的每一个磁片依次经过双极性磁开关并对双极性磁开关交替激励，由于每相邻两个磁片的磁极分布方向相反，因此，双极性磁开关依次交替输出高电平和低电平，采样字轮每转动一圈时，双极性磁开关就输出多个完整的采样脉冲信号，燃气表的智能控制系统接收该采样脉冲信号后进行记录处理，从而实现计数器的机电转换以及计量数据的采集。
由于本方案采用了锁存型的双极性磁开关，因此，当采样字轮的磁片移开后，双极性磁开关的输出仍保持不变，直到下一个磁片靠近并激励该双极性磁开关时，输出电平才发生变化。可见，本方案提供的计数器机电转换装置不仅不受机械开关的动作次数限制，而且扩大了输出脉冲宽度，具有使用寿命长、计量准确度高的优点。
本发明还提供了一种包括上述计数器机电转换装置的燃气表。该燃气表产生的有益效果的推导过程与上述计数器机电转换装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例中的计数器的结构示意图；
图2为图1中的A-A向剖视图。
图1和图2中：
1-计数器、2-第二磁片、3-采样字轮、4-第一磁片、5-双极性磁开关、6-采样板、7-防磁干簧管。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种应用于燃气表的计数器机电转换装置，该机电转换装置使用寿命长且计量准确度高，同时还具有较强的抗干扰能力。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1和图2，图1为本发明具体实施例中的计数器的结构示意图，图2为图1中的A-A向剖视图。
在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种燃气表的计数器机电转换装置，包括双极性磁开关5、计数器1和设置于计数器1上的采样字轮3，双极性磁开关5设置于采样板6上并且与采样字轮3的外圈边缘相对布置，即双极性磁开关5位于采样字轮3的旋转边缘。采样字轮3的内圈沿周向布置有多个跟随采样字轮3一同旋转的磁片，且每相邻两个磁片在沿采样字轮3轴向的磁极分布方向相反，双极性磁开关5为锁存型磁开关。
本方案中的锁存型的双极性磁开关5的动作特点是：当一个N-S极性的磁片靠近并且使激励达到一定程度后，双极性磁开关5才输出高电平，此时，即使将磁片移开，即失去激励后双极性磁开关5的输出也会保持不变；只有在另一个S-N极性的磁片靠近并且使激励达到一定程度后，双极性磁开关5才输出低电平，因而具有极高的抗干扰能力。
另外，由于双极性磁开关5运行中更靠近采样字轮3的磁片，一般情况下，外加固定磁场的磁感应强度小于采样字轮3的磁片的磁感应强度，并不能使双极性磁开关5所处位置的磁场固定不便，随着采样字轮3的转动，不同极性的磁片靠近切换，双极性磁开关5仍然可以获得变化的电平信号，可以达到自然的防止外磁场干扰的效果。
本方案工作原理如下：当燃气表通气时，计数器1的采样字轮3转动，并带动多个磁片一同转动，采样字轮3上的每一个磁片依次经过双极性磁开关5并对双极性磁开关5交替激励，由于每相邻两个磁片的磁极分布方向相反，因此，双极性磁开关5依次交替输出高电平和低电平，采样字轮3每转动一圈时，双极性磁开关5就输出多个完整的采样脉冲信号，燃气表的智能控制系统接收该采样脉冲信号后进行记录处理，从而实现计数器的机电转换以及计量数据的采集。
由于本方案采用了锁存型的双极性磁开关5，因此，当采样字轮3的磁片移开后，双极性磁开关5的输出仍保持不变，直到下一个磁片靠近并激励该双极性磁开关5时，输出电平才发生变化。可见，本方案提供的计数器机电转换装置不仅不受机械开关的动作次数限制，而且扩大了输出脉冲宽度，具有使用寿命长、计量准确度高的优点。
为了进一步提高抗干扰性能，优选地，本方案提供的计数器机电转换装置还包括设置于计数器1外侧的防磁干簧管7，该防磁干簧管7连接于用于控制燃气阀门通断的控制器，当有外部磁场靠近计数器1时，并且该外部磁场的磁感应强度达到了该防磁干簧管7的吸合标准，那么，该防磁干簧管7吸合并发出防磁信号给控制器，控制器则控制燃气阀门关闭，从而使计数器1也停止计数，可见，该优选方案通过设置防磁干簧管7提高了抗干扰性能和计数的准确度。需要说明的是，本领域技术人员可以通过选用合适的吸合标准的干簧管，来使上述防磁干簧管7的动作不会受到采样字轮3内的磁片磁场的影响。具体的，防磁干簧管7可以设置在采样板6上，上述控制器可以选用单片机等。
为了使多个磁片对双极性磁开关5的激励更加均匀，进一步提高计量准确度，优选地，本方案中将多个磁片沿采样字轮3的周向均匀布置，且多个磁片的中心与采样字轮3的中心的距离均相等。也就是说，每个磁片中心距采样字轮3中心的距离都是同一预设值，如此设置，可以使多个磁片对双极性磁开关5的激励效果基本相同，从而使输出的采样脉冲更加稳定；而且，每相邻两个磁片的间距相等，可以在采样字轮3匀速转动的情况下，双极性磁开关5就会输出宽度相等的高电平和低电平脉冲。
需要说明的是，本方案在采样字轮3内圈设置的磁片的数量为偶数个，也就是说，沿采样字轮3的周向设置有一对或多对磁极分布相反的采样磁钢对，例如可以设置一对、两对、三对或四对磁片等等。在一个优选实施例方案中，本发明中的磁片的数量为两个，即在采样字轮3的中心的两侧对称布置有一对采样磁钢。如图2所示，这一对磁片分别为第一磁片4和第二磁片2，第一磁片4和第二磁片2在沿采样字轮3轴向的磁极分布方向相反，也就是说，两个磁片在沿采样字轮3同一轴向方向上的磁极分布是相反的，例如，参见图2，垂直于图2纸面的方向为采样字轮3的轴向，在沿从纸面外向纸面内的轴向方向上，第一磁片4的磁极分布为N极到S极，而第二磁片2的磁极分布为S极到N极。两个磁片通过磁敏效应实现双极性磁开关5的动作，即输出高电平和低电平。
设置两个磁片可以使双极性磁开关5的输出脉冲宽度最大，即采样字轮3每转动一圈，双极性磁开关5输出一个采样脉冲，因此，采样字轮3在相同转动速度情况下，设置两个磁片可以使输出的采样脉冲宽度最大。
上述优选实施例中，设置两个磁片的计数器机电转换装置的工作原理如下：当燃气表通气时，计数器1的采样字轮3转动，并带动第一磁片4和第二磁片2一同转动，采样字轮3每转动半圈，第一磁片4(或第二磁片2)靠近双极性磁开关5并对双极性磁开关5进行激励，双极性磁开关5输出高电平；采样字轮3再继续转动半圈，第二磁片2(或第一磁片4)靠近双极性磁开关5并对双极性磁开关5进行反向激励，双极性磁开关5输出低电平；采样字轮3每转动一圈时，双极性磁开关5就输出一个完整的采样脉冲信号，燃气表的智能控制系统接收该采样脉冲信号后进行记录处理，从而实现计数器的机电转换以及计量数据的采集。
优选地，本方案中的第一磁片4靠近双极性磁开关5时，双极性磁开关5输出高电平，第一磁片4离开双极性磁开关5后，双极性磁开关5的输出状态不变；第二磁片2靠近双极性磁开关5时，双极性磁开关5输出低电平，第二磁片2离开双极性磁开关5后，双极性磁开关5的输出状态不变。
优选地，本方案将双极性磁开关5与安装了磁片的采样字轮3对正布置，如此设置，在采样字轮3旋转过程中，各个磁片就会从双极性磁开关5的中心正上方经过，因此，可以增大双极性磁开关5与磁片的激励磁场强度，提高灵敏度。
需要说明的是，各个磁片可以设置在采样字轮3的外圈、内圈或镶嵌在采样字轮3的内壁中，为了便于布置，优选地，本方案将各个磁片均固定于采样字轮3的内壁，如图2所示。
需要说明的是，本方案中的各个磁片可以设计为圆柱形结构、棱柱形结构、片状结构或其他形状结构等，为了便于空间布置，优选地，本方案中的多个磁片均为圆片状结构，采样字轮3设置有用于分别容置每个磁片的圆形槽。如图2所示，第一磁片4朝向纸面外的磁极为N极，第二磁片2朝向纸面外的磁极为S极。
优选地，各个磁片均通过卡扣固定于采样字轮3内圈的圆形槽内部。当然，本领域技术人员还可以通过粘合、螺栓固定等方式来固定磁片。
优选地，各个磁片均采用超硬度永磁合金材料制作而成，例如钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等，当然，也可采用铁氧体永磁材料等，只要磁片具有足够激励双极性磁开关5的磁感应强度即可。
为了便于设置采样板6，优选地，本方案将采样板6通过螺钉固定在计数器1的支架上，如图2所示。当然，本领域技术人员还可以通过其他固定方式将采样板6固定到计数器1的支架上，本文不再赘述。
本发明还提供了一种包括上述计数器机电转换装置的燃气表。该燃气表可以为机械式智能膜式燃气表，当然也可以为其他形式的燃气表。该燃气表产生的有益效果的推导过程与上述计数器机电转换装置带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃气表的计数器机电转换装置，其特征在于，包括双极性磁开关(5)、计数器(1)和设置于所述计数器(1)上的采样字轮(3)，所述双极性磁开关(5)设置于采样板(6)上并且与所述采样字轮(3)的外圈边缘相对布置，所述采样字轮(3)的内圈沿周向布置有多个跟随所述采样字轮(3)一同旋转的磁片，且每相邻两个所述磁片在沿所述采样字轮(3)轴向的磁极分布方向相反，所述双极性磁开关(5)为锁存型磁开关；
所述采样字轮(3)内圈设置的磁片的数量为偶数个。
2.根据权利要求1所述的计数器机电转换装置，其特征在于，还包括设置于所述计数器(1)外侧的防磁干簧管(7)，所述防磁干簧管(7)连接于用于控制燃气阀门通断的控制器。
3.根据权利要求1所述的计数器机电转换装置，其特征在于，多个所述磁片沿所述采样字轮(3)的周向均匀布置，且多个所述磁片的中心与所述采样字轮(3)的中心的距离均相等。
4.根据权利要求1所述的计数器机电转换装置，其特征在于，多个所述磁片均固定于所述采样字轮(3)的内壁。
5.根据权利要求4所述的计数器机电转换装置，其特征在于，多个所述磁片均为圆片状结构，所述采样字轮(3)设置有用于分别容置每个所述磁片的圆形槽。
6.根据权利要求5所述的计数器机电转换装置，其特征在于，所述磁片均通过卡扣固定于所述圆形槽内部。
7.根据权利要求1所述的计数器机电转换装置，其特征在于，多个所述磁片均采用超硬度永磁合金材料。
8.根据权利要求1所述的计数器机电转换装置，其特征在于，所述采样板(6)通过螺钉固定在所述计数器(1)的支架上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的计数器机电转换装置，其特征在于，所述磁片的数量为两个。
10.一种燃气表，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的计数器机电转换装置。
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