CN109099978B - 一种新型石墨采样机电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型石墨采样机电转换装置，包括弹力压紧装置以及石墨，石墨的外壁紧贴设置有使得石墨通断电的滑动接触槽，石墨的一端连接设置有用于带动石墨转动的计数器头轮；所述滑动接触槽一端焊接设置有印制线路板，印制线路板通过采样连接线连接设置有主控线路板。本发明通过在计数器头轮转轴一端设置压紧装置，在压紧装置内嵌装石墨，将石墨与滑动接触槽相接触设置，再将动接触槽一端焊接设置印制线路板，印制线路板通过采样连接线连接设置有主控线路板，使得本发明计数器头轮转轴转动能够带动弹力压紧装置以及嵌装在弹簧或金属弹片内的石墨转动，使得本发明能够将机械信号转化为电信号，实现机电转换功能。

Description

一种新型石墨采样机电转换装置
技术领域
本发明涉及燃气表技术领域，特别是一种新型石墨采样机电转换装置。
背景技术
燃气表在社会生活中有着非常广泛的应用，一方面，普通家用膜式燃气表，由于其收费难、抄表人员人工成本高、偷盗气无法真正实现监控，给燃气公司不断地增加了经营成本，也给运营管理带来许多麻烦；另一方面，随着人们生活水平和生活质量的提高，现代化家庭所需要的智能化产品需求，燃气表也在朝着安全性、可靠性、智能方便性方向发展。
目前，市场上常见的智能膜式燃气表中，机电转换装置中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。机电转换装置中电子元器件感应采样是将电子控制模块的运行功耗增大，缩短了电池的使用寿命，一定程度上也浪费了能源的消耗。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种新型石墨采样机电转换装置，以解决常见的智能膜式燃气表采用干簧管使用寿命受到限制以及抗干扰能力差等缺陷的问题，以提高燃气表的使用寿命以及计量精度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种新型石墨采样机电转换装置，包括设置在计数器头轮转轴一端的弹力压紧装置以及嵌装设置在弹力压紧装置上用于为机电转换装置提供了一个无源开关量的石墨，石墨的外壁紧贴设置有使得石墨通断电的滑动接触槽，石墨的一端连接设置有用于带动石墨转动的计数器头轮；所述滑动接触槽一端焊接设置有印制线路板，印制线路板通过采样连接线连接设置有主控线路板。
进一步优化技术方案，所述滑动接触槽由多个相间设置的导电片和绝缘片组成。
进一步优化技术方案，所述导电片的宽度大于石墨一半的宽度。
进一步优化技术方案，所述绝缘片的宽度大于石墨一半的宽度。
进一步优化技术方案，所述主控线路板包括控制芯片、与采样连接线相连接用于采集石墨导通信息的石墨采集模块、电机阀控模块、读写卡模块以及用于为装置整体提供电能电源管理模块；所述石墨采集模块的输出端连接于控制芯片的输入端，控制芯片的输出端连接于电机阀控模块的受控端，电源管理模块的输出端连接于控制芯片的输入端，读写卡模块与控制芯片进行数据交互。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明设计独特、结构新颖，通过在计数器头轮转轴一端设置压紧装置，在压紧装置内嵌装石墨，将石墨与滑动接触槽相接触设置，再将动接触槽一端焊接设置印制线路板，印制线路板通过采样连接线连接设置有主控线路板，使得本发明计数器头轮转轴转动能够带动弹力压紧装置以及嵌装在弹簧或金属弹片内的石墨转动，石墨每转动一次，即能够和导电片相触碰一次，使得本发明能够将机械信号转化为电信号，实现机电转换功能。且本发明摒弃掉了通常智能膜式燃气表采用干簧管导致使用寿命受到限制以及抗干扰能力差等缺陷的问题，提高了燃气表的使用寿命以及计量精度。采用的石墨具有以下几个优点：1）低成本：用两个石墨代替原有的一个磁钢两个干簧管，大大地节省了成本；2）低功耗：无源开关量的输入，无需供电；3）稳定性高：石墨机械性能好，经久耐用；4）接触阻力小：石墨润滑性能好；5）不受磁场干扰：机械开关量，不受磁场干扰；6）可实现燃气表高精度计量：根据接触面的大小，自由设定采样脉冲宽度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述主控线路板的原理框图；
图3为本发明所述读写卡模块的电路图；
图4为本发明所述电机阀控模块的电路图。
其中：1、弹力压紧装置，2、石墨，3、滑动接触槽，4、印制线路板，5、采样连接线，6、控制芯片，7、石墨采集模块，8、电机阀控模块，9、读写卡模块，10、电源管理模块，11、计数器头轮转轴，12、计数器头轮。
具体实施方式
下面将结合具体发明对本发明进行进一步详细说明。
一种新型石墨采样机电转换装置，结合图1至图4所示，包括弹力压紧装置1、石墨2、滑动接触槽3、计数器头轮转轴11、印制线路板4和主控线路板。
弹力压紧装置1设置在计数器头轮转轴11的一端，内置的弹簧或金属弹片顶在计数器头轮转轴11的转轴端面。
计数器头轮转轴11设置在计数器头轮12上，计数器头轮转轴11转动能够带动弹力压紧装置1内置的弹簧或金属弹片以及嵌装在弹簧或金属弹片内的石墨2转动，石墨2带动计数器头轮转轴11转动。
石墨2嵌装设置在弹力压紧装置1内置的弹簧或金属弹片上，用于为机电转换装置提供了一个无源开关量，石墨2设置有上下的两个，石墨位置以轴为中心对称。
计数器头轮12连接设置在石墨2的一端，用于带动石墨2转动。
滑动接触槽3用于使得石墨2通断电，是由数量、尺寸均相同的导电片和绝缘片相间组成，并焊接于印制线路板4上，单个导电片或绝缘片的宽度略大于石墨一半的宽度，依次对导电片顺序编号，奇数为正极，偶数为GND，通过印制线路板丝印层汇集于“正极、GND”两个焊点，并通过采样连接线5将开关量信号输入主控线路板。
印制线路板4焊接设置在滑动接触槽3的一端，印制线路板4通过采样连接线5连接设置有主控线路板。
主控线路板结合图2所示，包括控制芯片6、石墨采集模块7、电机阀控模块8、读写卡模块9以及电源管理模块10。控制芯片6采用AVR单片机。石墨采集模块7与采样连接线5相连接，石墨采集模块7用于采集石墨2的导通信息；电源管理模块10用于为装置整体提供电能。石墨采集模块7的输出端连接于控制芯片6的输入端，控制芯片6的输出端连接于电机阀控模块8的受控端，电源管理模块10的输出端连接于控制芯片6的输入端，读写卡模块9与控制芯片6进行数据交互。
本发明的工作原理如下。
计数器头轮12带动计数器头轮转轴11转动，计数器头轮转轴11转动能够带动弹力压紧装置1内置的弹簧或金属弹片以及嵌装在弹簧或金属弹片内的石墨2转动。石墨2每转动一次，即能够和导电片相触碰一次。
石墨2转动时会和奇数导电片相触碰，印制线路板4上的“正极”焊点导通，并通过采样连接线5将此信息传输到石墨采集模块7，石墨采集模块7再将此信号反馈至控制芯片6，控制芯片6即存储记录下本次的奇数信息，控制芯片6将此信号传输至读写卡模块9，读写卡模块9将电信号转化为数字信号读出。
当石墨2再次转动的时候会和与第一个导电片邻近的偶数导电片相触碰，印制线路板4上的“GND”焊点导通，并通过采样连接线5将此信息传输到石墨采集模块7，石墨采集模块7再将此信号反馈至控制芯片6，控制芯片6即存储记录下本次的偶数信息，控制芯片6将此信号传输至读写卡模块9，读写卡模块9将电信号转化为数字信号读出。
依次进行，每次石墨2转动即可输出计数器头轮12的转动信号，并将此机械信号转化为电信号进行存储，十分便捷。
本发明通过导电片、绝缘片和石墨尺寸的调整，即可以改变燃气表的电子计量精度。
本发明中设置有两个石墨，每当计数器头轮转动时，两个石墨即会同时接触奇数导电片或偶数导电片。若由于长期的机械磨损导致其中一个石墨接触不良，另一个石墨可以进行补充，两个石墨同时接触运行保证了该装置的稳定性。
且采用的石墨还具有以下几个优点：1）低成本：用两个石墨代替原有的一个磁钢两个干簧管，大大地节省了成本；2）低功耗：无源开关量的输入，无需供电；3）稳定性高：石墨机械性能好，经久耐用；4）接触阻力小：石墨润滑性能好；5）不受磁场干扰：机械开关量，不受磁场干扰；6）可实现燃气表高精度计量：根据接触面的大小，自由设定采样脉冲宽度。

Claims (3)

1.一种新型石墨采样机电转换装置，其特征在于：包括设置在计数器头轮转轴(11)一端的弹力压紧装置(1)以及嵌装设置在弹力压紧装置(1)上用于为机电转换装置提供了一个无源开关量的石墨(2)，石墨(2)的外壁紧贴设置有使得石墨(2)通断电的滑动接触槽(3)，石墨(2)的一端连接设置有用于带动石墨(2)转动的计数器头轮(12)；所述滑动接触槽(3)一端焊接设置有印制线路板(4)，印制线路板(4)通过采样连接线(5)连接设置有主控线路板；所述滑动接触槽(3)由多个相间设置的导电片和绝缘片组成；所述主控线路板包括控制芯片(6)、与采样连接线(5)相连接用于采集石墨(2)导通信息的石墨采集模块(7)、电机阀控模块(8)、读写卡模块(9)以及用于为装置整体提供电能电源管理模块(10)；所述石墨采集模块(7)的输出端连接于控制芯片(6)的输入端，控制芯片(6)的输出端连接于电机阀控模块(8)的受控端，电源管理模块(10)的输出端连接于控制芯片(6)的输入端，读写卡模块(9)与控制芯片(6)进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种新型石墨采样机电转换装置，其特征在于：所述导电片的宽度大于石墨一半的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种新型石墨采样机电转换装置，其特征在于：所述绝缘片的宽度大于石墨一半的宽度。
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