CN109341821A - 采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法；具体为：在字轮的盘面上开一个圆弧形透光槽，在字轮盘面的正面前方和反面后方分别固定设置两个光电发射管和两个光电接收管，两个光电接收管分别正对着两个光电发射管；字轮转动时，采用微控制器检测两个光电接收管的导通情况，并以此来判断字轮的正反转情况，具体步骤如下：1，在微控制器中设两个标志：A和B；第一光电接收管导通时，A为0；否则A为1；第二光电接收管导通时，B为0；否则B为1；2，将A和B组成编码AB；3，根据编码AB的状态判断字轮的正反转。本发明克服了现有智能计量仪表不能检测字轮正反转的缺陷，且检测可靠、不会受到磁干扰、实现的成本低。

Description

采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法

技术领域：

本发明涉及一种字轮正反转检测方法，特别涉及一种采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法。

背景技术：

目前，燃气的供给过程中常用到智能计量仪表，现有智能计量仪表的字轮计数机构中的字轮轮盘上装有磁钢，字轮附近固定有干簧管，当字轮转到磁钢和干簧管接近的位置时,干簧管簧片闭合；随着字轮的继续转动,磁钢和干簧管逐渐远离,致使干簧管簧片分离，字轮的计数增加一圈。由于干簧管能被吸铁石的磁性吸引，如果在字轮附近另外放置磁性材料，使干簧管里面的可磁化的簧片闭合不再分开，这样就不能计算字轮转圈的数量，因此也就无法计算燃气的使用情况。后来的改进方法是：在字轮计数机构上加装两个干簧管，两个干簧管分别设在不同的位置，智能计量仪表工作时，一旦检测到两个干簧管同时吸合，则判定智能计量仪表处在异常的状态，关闭燃气阀门，然后进行检查。但此改进方法中，额外增加的阀门会导致智能计量仪表成本的增加，况且现在市场上阀门质量参差不齐，如果出现阀门非正常关闭，会降低用户的体验好感度；另外，如果干簧管吸合时，字轮正好停止转动，这时干簧管就会长期处于吸合状态，智能计量仪表的控制电路中就会有持续的电流通过，持续消耗智能计量仪表中电池的电量，这样，更换电池的时间就会缩短，影响了用户使用。

由上可知，现有智能计量仪表很容易受到外界磁场的干扰，导致计数不准确，发生异常。除此以外，现有智能计量仪表还无法判别字轮的正反转，当管道压力导致字轮反转时，智能计量仪表的机械读数与电子读数就会不一致，容易引起客户纠纷，影响企业的收费工作。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供了采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，该方法克服了现有智能计量仪表不能检测字轮正反转的缺陷，且检测可靠、不会受到磁干扰、实现的成本低。

本发明的技术方案：

采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，具体为：在字轮的盘面上开一个圆弧形透光槽，圆弧形透光槽的中心弧线以字轮的中心为圆心，该中心弧线的半径为R，该中心弧线的圆心角为C；在字轮盘面的正面前方固定设置两个光电发射管：第一光电发射管和第二光电发射管，两个光电发射管的中心到字轮轴线的垂直距离均为R，且两个光电发射管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，以该平面与字轮轴线的交点为圆心，分别过两个光电发射管中心的两个半径之间的夹角为E，E大于60度且小于160度，C大于E，且C与E之和小于350度；在字轮盘面的反面后方固定设置两个光电接收管：第一光电接收管和第二光电接收管，两个光电接收管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，第一光电接收管正对着第一光电发射管，第二光电接收管正对着第二光电发射管；字轮转动时，当第一光电发射管射出的光线通过圆弧形透光槽射到第一光电接收管上时，第一光电接收管导通；当第一光电发射管射出的光线被字轮遮挡时，第一光电接收管不导通；当第二光电发射管射出的光线通过圆弧形透光槽射到第二光电接收管上时，第二光电接收管导通；当第二光电发射管射出的光线被字轮遮挡时，第二光电接收管不导通；采用微控制器检测两个光电接收管的导通情况，并以此来判断字轮的正反转情况，具体步骤如下：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管导通时，使标志A为0；第一光电接收管不导通时，使标志A为1；第二光电接收管导通时，使标志B为0；第二光电接收管不导通时，使标志B为1；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为01、00、10、11，且该状态重复出现时，则判定字轮正转；

当编码AB依次为01、11、10、00，且该状态重复出现时，则判定字轮反转。

或者，微控制器采用下面的步骤来判断字轮的正反转情况：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管导通时，使标志A为1；第一光电接收管不导通时，使标志A为0；第二光电接收管导通时，使标志B为1；第二光电接收管不导通时，使标志B为0；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为10、11、01、00，且该状态重复出现时，则判定字轮正转；

当编码AB依次为10、00、01、11，且该状态重复出现时，则判定字轮反转。

两个光电发射管安装在光电发射线路板上，两个光电接收管安装在光电接收线路板上，光电发射线路板和光电接收线路板分别安装在字轮盘面的正面前方和字轮盘面的反面后方，且光电发射线路板和光电接收线路板固定在同一个底板上。光电发射线路板和光电接收线路板均为半圆形线路板，光电发射线路板和光电接收线路板与底板垂直设置，使用时可将底板安装在字轮计数机构的框架上。

E为120度，C大于140度且小于220度。

或者，E为154度，C为180度。

圆弧形透光槽的槽宽与光电接收管的宽度匹配；光电发射管为可见光发射管或红外发射管，光电接收管为可见光接收管或红外接收管；光电发射管和光电接收管的型号相互匹配。

本发明的有益效果：

1、本发明采用光电信号作为字轮转动的检测信号，无磁感应器件，不会受到磁干扰，抗干扰能力强，检测可靠，克服了现有智能计量仪表易受到外界磁场干扰，导致计数不准确、易发生异常的缺陷。

2、本发明在字轮的盘面上开一个圆弧形透光槽，在字轮盘面的正反两面旁分别设置两个光电发射管和两个光电接收管，通过检测两个光电接收管的导通状况即可判断字轮的正反转，判断准确、可靠，且硬件结构简单、成本低，克服了现有智能计量仪表不能检测字轮正反转的缺陷。

附图说明：

图1为采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法中硬件的结构示意图；

图2为图1的左视结构示意图；

图3为图1中D-D剖视结构示意图；

图4为字轮的结构示意图；

图5为字轮正转时编码AB对应的字轮状态示意图；

图6为字轮反转时编码AB对应的字轮状态示意图；

图7为光电发射管和光电接收管的电路连接示意图。

具体实施方式：

实施例一：参见图1～图7，采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法为：在字轮1的盘面上开一个圆弧形透光槽2，圆弧形透光槽2的中心弧线以字轮1的中心为圆心，该中心弧线的半径为R，该中心弧线的圆心角为C，C为180度；在字轮1盘面的正面前方固定设置两个光电发射管：第一光电发射管D1和第二光电发射管D2，两个光电发射管的中心到字轮1轴线的垂直距离均为R，且两个光电发射管的中心位于同一个垂直于字轮1轴线的平面内，以该平面与字轮1轴线的交点为圆心，分别过两个光电发射管中心的两个半径之间的夹角为E，E为154度；在字轮1盘面的反面后方固定设置两个光电接收管：第一光电接收管Q1和第二光电接收管Q2，两个光电接收管的中心位于同一个垂直于字轮1轴线的平面内，第一光电接收管Q1正对着第一光电发射管D1，第二光电接收管Q2正对着第二光电发射管D2；字轮1在轮轴10带动下转动时，当第一光电发射管D1射出的光线通过圆弧形透光槽2射到第一光电接收管Q1上时，第一光电接收管Q1导通；当第一光电发射管D1射出的光线被字轮1遮挡时，第一光电接收管Q1不导通；当第二光电发射管D2射出的光线通过圆弧形透光槽2射到第二光电接收管Q2上时，第二光电接收管Q2导通；当第二光电发射管D2射出的光线被字轮1遮挡时，第二光电接收管Q2不导通；采用微控制器检测两个光电接收管的导通情况，并以此来判断字轮1的正反转情况，具体步骤如下：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管Q1导通时，使标志A为0；第一光电接收管Q1不导通时，使标志A为1；第二光电接收管Q2导通时，使标志B为0；第二光电接收管Q2不导通时，使标志B为1；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为01、00、10、11，且该状态重复出现时，则判定字轮1正转；

当编码AB依次为01、11、10、00，且该状态重复出现时，则判定字轮1反转。

两个光电发射管安装在光电发射线路板7上，两个光电接收管安装在光电接收线路板8上，光电发射线路板7和光电接收线路板8分别安装在字轮1盘面的正面前方和字轮盘面的反面后方，且光电发射线路板7和光电接收线路板8固定在同一个底板9上。光电发射线路板7和光电接收线路板8均为半圆形线路板，光电发射线路板7和光电接收线路板8与底板9垂直设置，使用时可将底板9安装在字轮计数机构的框架上。

圆弧形透光槽2的槽宽与光电接收管的宽度匹配；光电发射管为红外发射管，光电接收管为红外接收管；光电发射管和光电接收管的型号相互匹配。

第一光电发射管D1和第二光电发射管D2并联在一起，微控制器的控制信号输出端MCU_IO_OUT1的信号通过三极管Q3控制第一光电发射管D1和第二光电发射管D2的供电，当微控制器的控制信号输出端MCU_IO_OUT1输出高电平时，三极管Q3导通，第一光电发射管D1和第二光电发射管D2上有电流流过，其就会发光；第一光电接收管Q1和第二光电接收管Q2的发射极接地，它们的集电极分别通过限流电阻R6和R7接电源，第一光电接收管Q1和第二光电接收管Q2的集电极还分别与微控制器的光电信号输入端MCU_IO_IN1、MCU_IO_IN2连接，当有光照射到第一光电接收管Q1和第二光电接收管Q2上时，其导通，否则就不导通，这样，微控制器就能检测到两个光电接收管的导通情况了。

实施例二：参见图1～图7，图中编号与实施例一相同的，代表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是：微控制器采用下面的步骤来判断字轮1的正反转情况：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管Q1导通时，使标志A为1；第一光电接收管Q1不导通时，使标志A为0；第二光电接收管Q2导通时，使标志B为1；第二光电接收管Q2不导通时，使标志B为0；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为10、11、01、00，且该状态重复出现时，则判定字轮1正转；

当编码AB依次为10、00、01、11，且该状态重复出现时，则判定字轮1反转。

Claims (10)

1.一种采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：在字轮的盘面上开一个圆弧形透光槽，圆弧形透光槽的中心弧线以字轮的中心为圆心，该中心弧线的半径为R，该中心弧线的圆心角为C；在字轮盘面的正面前方固定设置两个光电发射管：第一光电发射管和第二光电发射管，两个光电发射管的中心到字轮轴线的垂直距离均为R，且两个光电发射管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，以该平面与字轮轴线的交点为圆心，分别过两个光电发射管中心的两个半径之间的夹角为E，E大于60度且小于160度，C大于E，且C与E之和小于350度；在字轮盘面的反面后方固定设置两个光电接收管：第一光电接收管和第二光电接收管，两个光电接收管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，第一光电接收管正对着第一光电发射管，第二光电接收管正对着第二光电发射管；字轮转动时，采用微控制器检测两个光电接收管的导通情况，并以此来判断字轮的正反转情况，具体步骤如下：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管导通时，使标志A为0；第一光电接收管不导通时，使标志A为1；第二光电接收管导通时，使标志B为0；第二光电接收管不导通时，使标志B为1；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为01、00、10、11，且该状态重复出现时，则判定字轮正转；

当编码AB依次为01、11、10、00，且该状态重复出现时，则判定字轮反转。

2.根据权利要求1所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述两个光电发射管安装在光电发射线路板上，两个光电接收管安装在光电接收线路板上，光电发射线路板和光电接收线路板分别安装在字轮盘面的正面前方和字轮盘面的反面后方，且光电发射线路板和光电接收线路板固定在同一个底板上。

3.根据权利要求1所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述E为120度，C大于140度且小于220度。

4.根据权利要求1所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述E为154度，C为180度。

5.根据权利要求1所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述圆弧形透光槽的槽宽与光电接收管的宽度匹配；光电发射管为可见光发射管或红外发射管，光电接收管为可见光接收管或红外接收管；光电发射管和光电接收管的型号相互匹配。

6.一种采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：在字轮的盘面上开一个圆弧形透光槽，圆弧形透光槽的中心弧线以字轮的中心为圆心，该中心弧线的半径为R，该中心弧线的圆心角为C；在字轮盘面的正面前方固定设置两个光电发射管：第一光电发射管和第二光电发射管，两个光电发射管的中心到字轮轴线的垂直距离均为R，且两个光电发射管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，以该平面与字轮轴线的交点为圆心，分别过两个光电发射管中心的两个半径之间的夹角为E，E大于60度且小于160度，C大于E，且C与E之和小于350度；在字轮盘面的反面后方固定设置两个光电接收管：第一光电接收管和第二光电接收管，两个光电接收管的中心位于同一个垂直于字轮轴线的平面内，第一光电接收管正对着第一光电发射管，第二光电接收管正对着第二光电发射管；字轮转动时，采用微控制器检测两个光电接收管的导通情况，并以此来判断字轮的正反转情况，具体步骤如下：

步骤一，在微控制器中设两个标志：标志A和标志B；第一光电接收管导通时，使标志A为1；第一光电接收管不导通时，使标志A为0；第二光电接收管导通时，使标志B为1；第二光电接收管不导通时，使标志B为0；

步骤二，微控制器将标志A和标志B的数据组成一个编码AB；

步骤三，判断编码AB的状态：

当编码AB依次为10、11、01、00，且该状态重复出现时，则判定字轮正转；

当编码AB依次为10、00、01、11，且该状态重复出现时，则判定字轮反转。

7.根据权利要求6所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述两个光电发射管安装在光电发射线路板上，两个光电接收管安装在光电接收线路板上，光电发射线路板和光电接收线路板分别安装在字轮盘面的正面前方和字轮盘面的反面后方，且光电发射线路板和光电接收线路板固定在同一个底板上。

8.根据权利要求6所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述E为120度，C大于140度且小于220度。

9.根据权利要求6所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述E为154度，C为180度。

10.根据权利要求6所述的采用圆弧形透光槽的字轮正反转检测方法，其特征是：所述圆弧形透光槽的槽宽与光电接收管的宽度匹配；光电发射管为可见光发射管或红外发射管，光电接收管为可见光接收管或红外接收管；光电发射管和光电接收管的型号相互匹配。