CN111089631A - 一种无磁传感采集燃气表读数的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无磁传感采集燃气表读数的装置，包括字轮本体，字轮本体圆心处设置有与所字轮本体垂直的字轮轴体，且字轮轴体长度大于字轮本体的厚度并向字轮本体两侧伸出；字轮本体的另一侧面镶嵌有与字轮本体同轴的不锈钢片；还包括信号处理单元和检测单元，信号处理单元电连接检测单元；检测单元设于PCB电路板上，PCB电路板一侧向内插入到字轮轴体上；检测单元设于镶嵌有不锈钢片的字轮本体同侧，并与字轮本体平行；检测单元包括平面绕线线圈，通过平面绕线线圈的外圈激励、内圈感应，产生感应电流差，经过信号处理单元来区分当前无磁指针片上不锈钢片的位置，实现计量。本发明对字轮读数精度更高，寿命更长，性能更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种无磁传感采集燃气表读数的装置。
背景技术
目前水、气表的数据采集大多通过字轮计数的方式进行采集，而对字轮的读数方式多数为光电直读、干簧管或霍尔器件感应读数；其中，采用光电直读的方式对字轮进行读数具有以下几个问题：(1)光电管易损坏，损坏的光电管会出现不能正确判断读数的错误；(2)外界的光照对于光电直读有影响，在阳光直射时会引起读数不准或者读数异常；(3)光电对管在长时间的工作后会有一定的光衰，将直接影响到光电读数的正确性。而干簧管感应读数则有在安装过程中干簧管易破裂、且破裂不易被发现的问题。干簧管和霍尔器件还容易受外界磁场干扰，影响读数。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是采用光电直读方式导致的易受外界光环境影响或干簧管感应读数方式导致的安装过程干簧管易破裂的问题，本发明提供了解决上述问题的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，采用一种通过测量感应线圈受字轮上不锈钢片影响的方式，得到钢片的位置，计算字轮是否转动一周，从而得到计数器的值。
本发明通过下述技术方案实现：
一种无磁传感采集燃气表读数的装置，包括字轮，所述字轮设置于一个腔体内，所述字轮包括字轮本体，所述字轮本体的一个侧面的圆周边缘上均匀分布有一圈步进突牙；所述字轮本体圆心处设置有与所字轮本体垂直的字轮轴体，所述字轮轴体贯穿所述字轮本体，且所述字轮轴体长度大于所述字轮本体的厚度并向所述字轮本体两侧伸出；所述字轮本体的另一侧面镶嵌有与所述字轮本体同轴的不锈钢片；
还包括信号处理单元和检测单元，所述信号处理单元电连接检测单元；检测单元设置于PCB电路板上，所述PCB电路板设于所述腔体外壁上，且PCB电路板一侧向内插入到腔体内的字轮轴体上；所述检测单元设置于镶嵌有不锈钢片的字轮本体同侧，并与所述字轮本体平行设置；检测单元包括平面绕线线圈，通过平面绕线线圈的外圈激励、内圈感应，产生感应电流差，经过信号处理单元来区分当前无磁指针片上不锈钢片的位置，从而实现计量。
工作原理是：基于采用光电直读方式导致的易受外界光环境影响或干簧管感应读数方式导致的安装过程干簧管易破裂的问题，本发明采用上述方案一种无磁传感采集燃气表读数的装置，采用一种通过测量感应线圈受字轮上不锈钢片影响的方式，得到钢片的位置，计算字轮是否转动一周，从而得到计数器的值；本发明通过平面绕线线圈，外圈激励，内圈感应，在无磁金属区域上方的内圈感应电流小，非金属上方感应电流大，经过信号处理单元来区分当前无磁指针片上金属片的位置，从而实现计量。本发明避免采用光电直读方式时易出现的光电对管损坏一对或者几对时，出现误码无法自身判断读数错误以及光电直读易受外界光照变化影响问题；同时本发明采用的感应字轮旋转角度的方式对字轮读数的精度更高，寿命更长，性能更加稳定。
进一步的，作为优选方案，所述不锈钢片形状为半圆形或8字型,半圆形或者8字型指的是：把一个圆形的不锈钢片，把这个圆形的不锈钢片均分成四份，每相邻两份组成本发明的半圆形不锈钢片,任意不相邻两份组成本发明的8字型不锈钢片。
进一步的，作为优选方案，所述不锈钢片镶嵌于字轮本体内部，所述不锈钢片用于削弱内圈磁场感应电流。
进一步的，作为优选方案，所述不锈钢片是无磁的。
进一步的，作为优选方案，所述检测单元采用平面绕线线圈无磁传感器，其内的平面绕线线圈采用PCB线圈,外圈激励，内圈感应，并检测单元包含信号处理单元；具体如下：
所述平面绕线线圈包含主驱动线圈和内部感应线圈，主驱动线圈和内部感应线圈各自绕的圈数均采用5、6、7或者其他圈数，内部感应线圈的个数采用2、3、4或者其他个数。
进一步的，作为优选方案，所述平面绕线线圈与镶嵌有不锈钢片的字轮平行设置。
进一步的，作为优选方案，在字轮本体的圆周侧面上均分为0～9十个数字位置。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种无磁传感采集燃气表读数的装置，通过在字轮中设置半圆形或8字型金属不锈钢片，并通过在字轮本体一侧的平面绕线线圈及信号处理单元，来实现对字轮转动的检测；通过平面绕线线圈，外圈激励、内圈感应，在无磁半圆形或8字型金属区域上方的内圈感应电流小，非金属上方感应电流大，经过信号处理单元来区分当前无磁指针片上金属片的位置，该平面绕线线圈无磁传感器能够检测半圆形或8字型金属片所处的不同相位，并根据相位信息，计算旋转轴的旋转方向和旋转周数；每旋转一周，传感器输出一个对应的脉冲，从而实现计量；
2、本发明采用的感应字轮旋转角度的方式对字轮读数的精度更高，寿命更长，性能更加稳定；
3、本发明避免采用光电直读方式时易出现的光电对管损坏一对或者几对时，出现误码无法自身判断读数错误以及光电直读易受外界光照变化影响问题，同时也避免了采用干簧管或霍尔传感器容易受到外界磁场干扰的问题；本发明做到了真正的无磁采集，对字轮读数的精度更高，寿命更长，性能更加稳定。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明实施例的立体结构示意图。
图2为本发明实施例中字轮的立体图。
图3为本发明实施例中平面绕线线圈图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-字轮本体，2-不锈钢片，3-信号处理单元，4-检测单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1至图3所示，本发明一种无磁传感采集燃气表读数的装置，包括字轮，所述字轮设置于一个腔体内，所述字轮包括字轮本体1，所述字轮本体1的一个侧面的圆周边缘上均匀分布有一圈步进突牙；所述字轮本体1圆心处设置有与所字轮本体1垂直的字轮轴体，所述字轮轴体贯穿所述字轮本体1，且所述字轮轴体长度大于所述字轮本体1的厚度并向所述字轮本体1两侧伸出；所述字轮本体1的另一侧面镶嵌有与所述字轮本体1同轴的不锈钢片2；所述不锈钢片2是无磁的。
还包括信号处理单元3和检测单元4，所述信号处理单元3电连接检测单元4；检测单元4设置于PCB电路板上，所述PCB电路板设于所述腔体外壁上，且PCB电路板一侧向内插入到腔体内的字轮轴体上；所述检测单元4设置于镶嵌有不锈钢片2的字轮本体1同侧，并与所述字轮本体1平行设置；检测单元4包括平面绕线线圈，通过平面绕线线圈的外圈激励、内圈感应，产生感应电流差，经过信号处理单元3来区分当前无磁指针片上不锈钢片2的位置，从而实现计量。
如图1至图3所示，是以半圆形不锈钢片2展示的本发明的各个结构示意图。
作为优选方案，在一个实施例中，所述不锈钢片2形状采用半圆形；在另一个实施例中所述不锈钢片2的形状采用8字型。其中，半圆形或者8字型指的是：把一个圆形的不锈钢片，把这个圆形的不锈钢片均分成四份，每相邻两份组成本发明的半圆形不锈钢片2,任意不相邻两份组成本发明的8字型不锈钢片2。
作为优选方案，所述不锈钢片2镶嵌于字轮本体1内部，所述不锈钢片2用于削弱内圈磁场感应电流。
作为优选方案，所述检测单元4采用平面绕线线圈无磁传感器，其内的平面绕线线圈采用PCB线圈,外圈激励、内圈感应，并检测单元4包含信号处理单元3；具体地：所述平面绕线线圈包含主驱动线圈和内部感应线圈，主驱动线圈和内部感应线圈各自绕的圈数均采用5、6、7或者其他圈数，内部感应线圈的个数采用2、3、4或者其他个数。
作为优选方案，所述平面绕线线圈与镶嵌有不锈钢片2的字轮平行设置。
作为优选方案，在字轮本体1的圆周侧面上均分为0～9十个数字位置。
实施时：基于采用光电直读方式导致的易受外界光环境影响或干簧管感应读数方式导致的安装过程干簧管易破裂的问题，本发明采用上述方案一种无磁传感采集燃气表读数的装置，采用一种通过测量感应线圈受字轮上不锈钢片2影响的方式，得到钢片的位置，计算字轮是否转动一周，从而得到计数器的值；具体地，本发明通过在字轮中设置半圆形或8字型金属不锈钢片2，并通过在字轮本体1一侧的平面绕线线圈及信号处理单元3，来实现对字轮转动的检测；通过平面绕线线圈，外圈激励、内圈感应，在无磁半圆形或8字型金属区域上方的内圈感应电流小，非金属上方感应电流大，经过信号处理单元3来区分当前无磁指针片上金属片的位置，该平面绕线线圈无磁传感器能够检测半圆形或8字型金属片所处的不同相位，并根据相位信息，计算旋转轴的旋转方向和旋转周数；每旋转一周，传感器输出一个对应的脉冲，从而实现计量。
本发明避免采用光电直读方式时易出现的光电对管损坏一对或者几对时，出现误码无法自身判断读数错误以及光电直读易受外界光照变化影响问题；同时也避免了采用干簧管或霍尔传感器容易受到外界磁场干扰的问题。本发明做到了真正的无磁采集，对字轮读数的精度更高，寿命更长，性能更加稳定。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，包括字轮，所述字轮设置于一个腔体内，所述字轮包括字轮本体(1)，所述字轮本体(1)的一个侧面的圆周边缘上均匀分布有一圈步进突牙；所述字轮本体(1)圆心处设置有与所字轮本体(1)垂直的字轮轴体，所述字轮轴体贯穿所述字轮本体(1)，且所述字轮轴体长度大于所述字轮本体(1)的厚度并向所述字轮本体(1)两侧伸出；所述字轮本体(1)的另一侧面镶嵌有与所述字轮本体(1)同轴的不锈钢片(2)；
还包括信号处理单元(3)和检测单元(4)，所述信号处理单元(3)电连接检测单元(4)；检测单元(4)设置于PCB电路板上，所述PCB电路板设于所述腔体外壁上，且PCB电路板一侧向内插入到腔体内的字轮轴体上；所述检测单元(4)设置于镶嵌有不锈钢片(2)的字轮本体(1)同侧，并与所述字轮本体(1)平行设置；检测单元(4)包括平面绕线线圈，通过平面绕线线圈的外圈激励、内圈感应，产生感应电流差，经过信号处理单元(3)来区分当前无磁指针片上不锈钢片(2)的位置，从而实现计量。
2.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述不锈钢片(2)形状为半圆形或8字型。
3.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述不锈钢片(2)镶嵌于字轮本体(1)内部，所述不锈钢片(2)用于削弱内圈磁场感应电流。
4.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述不锈钢片(2)是无磁的。
5.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述检测单元(4)采用平面绕线线圈无磁传感器，其内的平面绕线线圈采用PCB线圈。
6.根据权利要求5所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述平面绕线线圈包含主驱动线圈和内部感应线圈，主驱动线圈和内部感应线圈各自绕的圈数均采用5圈或6圈或7圈，内部感应线圈的个数采用2个或3个或4个。
7.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，所述平面绕线线圈与镶嵌有不锈钢片(2)的字轮平行设置。
8.根据权利要求1所述的一种无磁传感采集燃气表读数的装置，其特征在于，在字轮本体(1)的圆周侧面上均分为0～9十个数字位置。
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