CN114088154B - 一种用于物联网智能燃气表的光电编码器 - Google Patents

一种用于物联网智能燃气表的光电编码器 Download PDF

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Abstract

本申请涉及物联网智能燃气表技术领域,公开了一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,包括印刷电路板、第一光电组件、第二光电组件、编码盘以及驱动电路,本申请中采用光电采样技术实现燃气表的机电脉冲转换,能够有效避免外界磁场的干扰,燃气表的数据采集更加准确并且测量精度也更高,并且光电组件的激励采用窄脉冲驱动,因此,能够有效降低编码器的平均电流消耗,实现低功耗的效果。

Description

一种用于物联网智能燃气表的光电编码器
技术领域
本申请涉及物联网智能燃气表技术领域,具体涉及一种用于物联网智能燃气表的光电编码器。
背景技术
随着我国信息化、智能化以及科技化水平的提升,智能计量技术在燃气表中的应用也越来越广泛,随着社会的不断发展和进步,天然气的使用在现代社会发展和居民生活中的地位和作用越来越重要;随着城市管道的大规模推广和应用,燃气表的应用也深入到千家万户,随着城市规模的扩大,针对燃气公司对燃气表监控和燃气用量大数据分析的需要,伴随着智能云服务、物联网产业和技术的逐步发展,物联网技术在智能燃气表的运用也越来越多。
在民用燃气表领域,流量采样一般也称为机电转换。机电脉冲转换一般指的是将机械计数器指示的累计流量转换为电信号的信号转换,分为增量式机电转换和总量式机电转换。增量式机电转换是机械计数器每增加固定的单位值,机电转换装置输入一个脉冲信号,一般的总量式机电转换又分为位置式机电转换或者绝对值式机电装换,是机械计数器的每一个基准值,都有一个唯一的与之对应的电信号编码值。目前,常见的家用膜式燃气表一般采用磁性元件(干簧管、霍尔开关传感器、磁阻开关传感器等)进行机电脉冲转换,磁性元件采样属于增量式机电转换。
以磁性元件为传感器的增量式采样装置,具有结构简单的优点,一般在传统纯机械表的基础上稍作调整即可实现。但是,在实际运用中,燃气表的使用环境复杂,会有一些外界磁场干扰的情况,外界磁场会干扰到智能燃气表中磁性元件的正常工作,导致无法及时获取到检测数据,从而使燃气表控制失效,并且对于临界区以及发生机械抖动时,容易导致计数错误。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的问题和缺陷,本申请的目的旨在于提供一种能够避免外界磁场干扰,并且发生机械抖动以及处于临界区时不会导致计数错误和信号不确定,同时还能够实现低功耗效果的适用于物联网智能燃气表的光电编码器。
为了实现上述发明目的,本申请的技术方案如下:
一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,包括印刷电路板、第一光电组件、第二光电组件、编码盘以及驱动电路,所述印刷电路板上设置有供编码盘穿过的缺口槽,第一光电组件以及第二光电组件沿缺口槽的长度方向并列设置在印刷电路板上,两个光电组件结构相同,均包括相对设置在缺口槽两侧的发光二级管和光敏二极管,所述编码盘与基表的传动轴转动连接并且位于发光二极管与光敏二极管之间,燃气表工作时,编码盘随传动轴一起转动,当转动至缺口槽内时,同时切断所述第一光电组件以及第二光电组件中的发光二极管与光敏二极管之间的通路,所述驱动电路与第一光电组件以及第二光电组件连接,包括时钟发生电路、窄脉冲发生电路、光信号驱动及光信号接收电路、锁存信号发生电路、保持电路和去扰动电路;
所述时钟发生电路包括时钟信号clock;
所述窄脉冲发生电路包括与门和N个D触发器A,所述D触发器A的第一输出端Q依次连接下一个D触发器A的时钟输入端CK,第二至N个所述D触发器A的输出端Q均与与门的输入端连接;
所述光信号驱动及光信号接收电路包括发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2;
所述锁存信号发生电路包括与非门;
所述保持电路包括D触发器B和D触发器C;
所述去扰动电路包括三输入与门、或非门A、三输入或非门和或非门B,所述或非门B的输出端均与三输入与门、或非门A和三输入或非门的输入端连接,所述三输入与门的输出端与或非门A的输入端连接,所述三输入或非门的输出端与或非门B的输入端连接,所述或非门B的输入端与或非门A的输出OUT端连接;
所述时钟信号clock与第一个D触发器A的时钟输入端CK连接,第一个所述D触发器A的输出端Q与与非门的一个输入端连接,第二至N个所述D触发器A的输出端Q均与与非门的另一个输入端连接,所述与非门的输出端并列连接D触发器B和D触发器C的时钟输入端CK,所述D触发器B的输入端D连接光敏二极管信号输入PD1,所述D触发器C的输入端D连接光敏二极管信号输入PD2,所述与门的输出端连接发光二极管驱动信号输出LED,所述D触发器B的输出端Q并列连接三输入与门和三输入或非门的输出端后连接有信号输出端OUT1,所述D触发器C的输出端Q并列连接三输入与门和三输入或非门的输出端后连接有信号输出端OUT2。
优选地,所述编码盘包括小半圆盘和大半圆盘,两个半圆盘的中心为圆心通孔,圆心通孔用于基表传动轴的穿入,燃气表工作时,两个半圆盘随基表的传动轴一起转动,大半圆盘转动至缺口槽内时,同时切断所述第一光电组件以及第二光电组件中的发光二极管与光敏二极管之间的通路。
优选地,N为窄脉冲发生电路的占空比数值N0-N13。
优选地,所述D触发器A的输出端Qn连接自身的输入端D。
优选地,所述时钟发生电路、窄脉冲发生电路、光信号驱动及光信号接收电路、锁存信号发生电路、保持电路和去扰动电路形成一个封装电路,所述封装电路有八个引脚,所述八个引脚分别为发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1、光敏二极管信号输入PD2、接地GND、电源VCC、信号输出端OUT1、信号输出端OUT2和输出OUT端。
本申请的有益效果:
(1)本申请采用光电采样技术实现燃气表的机电脉冲转换,因此,能够有效避免外界磁场的干扰,燃气表的数据采集更加准确并且测量精度也更高。
(2)本申请中,基板上设置有两组光电组件,两组光电组件采用并列安装的方式,燃气表工作时,当编码盘转动至缺口槽内时,编码盘同时切断两个光电组件中的发光二极管与光敏二极管之间的通路,因此,即使编码盘处于临界区时,也不会产生信号不确定的问题,并且当发生机械抖动时,也不会产生计数错误的问题。
(3)本申请中,编码器采用红外波长,因此可在无遮光的工厂环境中使用,便于生产。
(4)本申请中,发光二极管的激励采用窄脉冲驱动,因此,能够有效降低编码器的平均电流消耗,实现低功耗的效果。通过窄脉冲发生电路中的D触发器,由十四位的二进制脉冲计数器组成的,其中二进制计数器的输出为N0-N13共十四位,将其中的输出N1-N13作逻辑与运算,得到窄脉冲输出,脉冲宽度为2×Tclk,脉冲周期为214×Tclk,驱动脉冲占空比小于0.01%时,驱动电路的平均电流是极小的,优于干簧管采样,发光二极管LED发光需要的驱动电流较小,窄脉冲的输出频率为
Figure SMS_1
(5)本申请通过去扰动电路能够处理临界区信号不确定的问题,同时还能够去除机械抖动。
附图说明
本申请的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚,附图中:
图1为本申请编码器立体结构示意图;
图2为本申请编码器俯视结构示意图;
图3为本申请驱动电路连接图;
图4为本申请封装电路结构示意图;
图5为本申请中的光电组件相对位移方向时临界位置的结构示意图;
图6为本申请去扰动电路中临界位置信号输出波形图。
图中:
1、印刷电路板;2、第一光电组件;3第二光电组件;4、编码盘;5、缺口槽;6、发光二极管;7、光敏二极管;8、圆心通孔;41、小半圆盘;42、大半圆盘;101、时钟发生电路;102、窄脉冲发生电路;103、光信号驱动及光信号接收电路;104、锁存信号发生电路;105、保持电路;106、去扰动电路;107、时钟信号clock;108、与门;109、D触发器A;110、与非门;111、D触发器B;112、D触发器C;113、三输入与门;114、或非门A;115、三输入与非门;116、或非门B。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本申请发明目的的技术方案,需要说明的是,本申请要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
本实施例公开了一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,参照说明书附图1-图3,所述光电采样装置包括印刷电路板1、第一光电组件2、第二光电组件3、编码盘4以及驱动电路,印刷电路板1上设置有一个供编码盘4穿过的缺口槽101,第一光电组件2和第二光电组件3沿着缺口槽5的长度方向并列设置在印刷电路板1上,印刷电路板1上集成有驱动电路,驱动电路分别与第一光电组件2和第二光电组件3连接,两个光电组件的结构相同,均包括发光二极管6和光敏二极管7,进一步地,两个光电组件中的发光二极管6和光敏二极管7均相对设置在缺口槽5的两侧,所述编码盘4与基表的传动轴转动连接并且位于发光二极管6与光敏二极管7之间,燃气表工作时,编码盘4随传动轴一起转动,当转动至缺口槽5内时,同时切断所述第一光电组件2以及第二光电组件3中的发光二极管6与光敏二极管7之间的通路,所述驱动电路包括时钟发生电路101、窄脉冲发生电路102、光信号驱动及光信号接收电路103、锁存信号发生电路104、保持电路105和去扰动电路106;
所述时钟发生电路101包括时钟信号clock107;
所述窄脉冲发生电路102包括与门108和N个D触发器A109,所述D触发器A109的第一输出端Q依次连接下一个D触发器A109的时钟输入端CK,第二至N个所述D触发器A109的输出端Q均与与门101的输入端连接;
所述光信号驱动及光信号接收电路103包括发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2;
所述锁存信号发生电路104包括与非门110;
所述保持电路105包括D触发器B111和D触发器C112;
所述去扰动电路106包括三输入与门113、或非门A114、三输入或非门115和或非门B116,所述或非门B116的输出端均与三输入与门113、或非门A114和三输入或非门115的输入端连接,所述三输入与门113的输出端与或非门A114的输入端连接,所述三输入或非门115的输出端与或非门B116的输入端连接,所述或非门B116的输入端与或非门A114的输出OUT端连接;
所述时钟信号clock107与第一个D触发器A109的时钟输入端CK连接,第一个所述D触发器A109的输出端Q与与非门110的一个输入端连接,第二至N个所述D触发器A109的输出端Q均与与非门110的另一个输入端连接,所述与非门110的输出端并列连接D触发器B111和D触发器C112的时钟输入端CK,所述D触发器B111的输入端D连接光敏二极管信号输入PD1,所述D触发器C112的输入端D连接光敏二极管信号输入PD2,所述与门108的输出端连接发光二极管驱动信号输出LED,所述D触发器B 111的输出端Q并列连接三输入与门113和三输入或非门115的输出端后连接有信号输出端OUT1,所述D触发器C112的输出端Q并列连接三输入与门113和三输入或非门115的输出端后连接有信号输出端OUT2。
燃气表工作时,基表的传动轴转动,与基表传动轴连接的编码盘跟随传动轴一起旋转,驱动电路分别控制印刷电路板上的两个发光二极管同时向对应的光敏二极管发射红外光信号,当编码盘转动至缺口槽内时,两个光电组件中的发光二极管和光敏二极管之间的通路均被切断,光敏二极管接收不到发光二极管的光源信号,输出逻辑1,当编码盘旋转至缺口槽外不遮光的位置处时,光敏二极管能够接收到对应的发光二极管发射的红外光信号,输出逻辑0,编码盘持续转动,光敏二极管输出与被测轴转动频率相同的脉冲信号,因此,通过读取光敏二极管输出信号的频率就可以获得被测轴的转动频率。
时钟发生电路中的时钟信号clock为时钟信号发生单元,采用RC多谐振荡器原理。
通过窄脉冲发生电路中的D触发器,由十四位的二进制脉冲计数器组成的,其中二进制计数器的输出为N0-N13共十四位,将其中的输出N1-N13作逻辑与运算,得到窄脉冲输出,脉冲宽度为2×Tclk,脉冲周期为214×Tclk,驱动脉冲占空比小于0.01%时,驱动电路的平均电流是极小的,优于干簧管采样。
光信号驱动及光信号接收电路与第一光电组件以及第二光电组件连接,光信号驱动及光信号接收电路为发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2的放大电路。两个发光二极管均与发光二极管驱动信号输出LED连接,两个光敏二极管则分别与光敏二极管信号输入PD1以及光敏二极管信号输入PD2连接。
锁存信号发生电路为采样保持电路锁存信号,锁存信号由二进制计数器的输出(N0-N13)进行与非运算所得,输出锁存电路的时钟比LED驱动信号脉冲延迟一个时钟周期Tclk
保持电路将LED光源有效时,光敏二极管的接收到的信号保持到下一个采样时刻。
去扰动电路的主要作用为,将两路光敏元件的信号修正临界区扰动和机械抖动的干扰之后,作为一路信号输出;
一、输出out为1时,仅当(a)和(b)同时为0时,out才翻转为0。
二、输出out为0时,仅当(a)和(b)同时为1时,out才翻转为1。
所述三输入与门、或非门A、三输入或非门和或非门B组成RS触发器,真值表如下:
c:S d:R e:Qn out:Q
1 1 0 0
1 0 0 1
0 1 1 0
0 0 1 0
0 0 0 1
表一:同步RS触发器的逻辑状体表如表
三、输入与门输出从0到1翻转的逻辑电路,置位使能电路,当三输入与门输出为1时,则或out输出为1;当三输入与门输出为1,(e)处为1时(out为0),且(a)和(b)处同时为1;即实现,输出out为0时,仅当(a)和(b)同时为1时,out才翻转为1。
三输入或非门输出从1到0翻转的逻辑电路,清除使能电路,三输入或非门输出为1时,out输出0;三输入或非门输出1的条件为(e)=0(out为1),且(a)和(b)处同时为0;即实现:输出out为1时,仅当(a)和(b)同时为0时,out才翻转为0。
如图5所示,图中为两组光电组件,每一组光电组件均包括相对设置的发光二极管和光敏二极管,所述发光二极管连接发光二极管驱动信号输出LED,两个光敏二极管分别连接光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2,编码盘设置在发光二极管和光敏二极管之间。将编码盘的旋转运动展开为直线运动,黑色填充区域表示遮挡区域,白色填充区域表示无遮挡区域,编码盘旋转运动相当于光电组件相对运动,此时光电组件中光敏二极管输出信号为逻辑1。
当编码盘与光电组件的相对位置如图6所示时,其中第一光电组件正好处于临界区,一部分遮挡,一部分未遮挡状态,此时第一光电组件中的光敏二极管信号输出为不确定的状态,或者为逻辑1,或者为逻辑0,也可能逻辑“1”和逻辑“0”之间不断跳变。
去扰动电路中双路光电开关的逻辑处理电路,处理电路实现如下功能:当输出为1时,当且仅当a=0、b=0时;输出才由逻辑1跳变为逻辑0;当输出为0时,当且仅当a=1、b=1;输出才由逻辑0跳变为逻辑1。
或非门A和或非门B组成RS触发器,c为SET置位输入,d为RESET复位输入,其状态真值表如下表:
c d e out
0 0 x /x
0 1 1 0
1 0 0 1
1 1 0 0
表二:或非门A和或非门B的逻辑状体表如表
c=0,d=1时,输出out=0;
c=1,d=0时,输出out=1;
如上所述:
条件1:输出out由1到0的翻转条件为d=1;即e=0、a=0、b=0;
条件2:输出out由0到1翻转的条件为c=1;即e=1、a=1、b=1;
一、当第二光电组件位于临界区时,如①所示,此时即使a=0,因为第一光电组件不在临界区,所以b=1;c=d=0;不满足任何翻转条件,所以输出out不会有任何变化。
二、当第一光电组件进入临界区时,如②所示,此时第二光电组件已不在临界区,a=0,此时如果,b=0;则满足条件1;则输出为由1翻转为0。此时如果b输出信号为0、1交替,则第一次输出0时,输出翻转为0,然后即便b跳变为1,不满足条件1、条件2,输出不会有任何变化。
三、光电组件沿着图中箭头指示的方向继续相对平移,当第二光电组件进入下一个临界区③所示时,不满足条件1、条件2、输出不会发生变化。
四、光电组件进入临界区④时,满足条件2;输出由0翻转为1。
综上所述,通过去扰动电路能够处理临界区信号不确定的问题,同时还能够去除机械抖动。
实施例2
本实施例公开了一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,参照说明书附图1-图4,所述光电采样装置包括印刷电路板1、第一光电组件2、第二光电组件3、编码盘4以及驱动电路,印刷电路板1上设置有一个供编码盘4穿过的缺口槽101,第一光电组件2和第二光电组件3沿着缺口槽5的长度方向并列设置在印刷电路板1上,印刷电路板1上集成有驱动电路,驱动电路分别与第一光电组件2和第二光电组件3连接,两个光电组件的结构相同,均包括发光二极管6和光敏二极管7,进一步地,两个光电组件中的发光二极管6和光敏二极管7均相对设置在缺口槽5的两侧,所述编码盘4与基表的传动轴转动连接并且位于发光二极管6与光敏二极管7之间,燃气表工作时,编码盘4随传动轴一起转动,当转动至缺口槽5内时,同时切断所述第一光电组件2以及第二光电组件3中的发光二极管6与光敏二极管7之间的通路,所述驱动电路包括时钟发生电路101、窄脉冲发生电路102、光信号驱动及光信号接收电路103、锁存信号发生电路104、保持电路105和去扰动电路106;
所述时钟发生电路101包括时钟信号clock107;
所述窄脉冲发生电路102包括与门108和N个D触发器A109,所述D触发器A109的第一输出端Q依次连接下一个D触发器A109的时钟输入端CK,第二至N个所述D触发器A109的输出端Q均与与门101的输入端连接;
所述光信号驱动及光信号接收电路103包括发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2;
所述锁存信号发生电路104包括与非门110;
所述保持电路105包括D触发器B111和D触发器C112;
所述去扰动电路106包括三输入与门113、或非门A114、三输入或非门115和或非门B116,所述或非门B116的输出端均与三输入与门113、或非门A114和三输入或非门115的输入端连接,所述三输入与门113的输出端与或非门A114的输入端连接,所述三输入或非门115的输出端与或非门B116的输入端连接,所述或非门B116的输入端与或非门A114的输出OUT端连接;
所述时钟信号clock107与第一个D触发器A109的时钟输入端CK连接,第一个所述D触发器A109的输出端Q与与非门110的一个输入端连接,第二至N个所述D触发器A109的输出端Q均与与非门110的另一个输入端连接,所述与非门110的输出端并列连接D触发器B111和D触发器C112的时钟输入端CK,所述D触发器B111的输入端D连接光敏二极管信号输入PD1,所述D触发器C112的输入端D连接光敏二极管信号输入PD2,所述与门108的输出端连接发光二极管驱动信号输出LED,所述D触发器B 111的输出端Q并列连接三输入与门113和三输入或非门115的输出端后连接有信号输出端OUT1,所述D触发器C112的输出端Q并列连接三输入与门113和三输入或非门115的输出端后连接有信号输出端OUT2。
优选地,所述编码盘4包括小半圆盘41和大半圆盘42,两个半圆盘的中心为圆心通孔8,圆心通孔8用于基表传动轴的穿入,燃气表工作时,两个半圆盘随基表的传动轴一起转动,其中大半圆盘42转动至缺口槽5内时,同时切断所述第一光电组件2以及第二光电组件3中的发光二极管6与光敏二极管7之间的通路。
优选地,N为窄脉冲发生电路102的占空比数值N0-N13。
优选地,所述D触发器A92的输出端Qn连接自身的输入端D。
优选地,所述时钟发生电路101、窄脉冲发生电路102、光信号驱动及光信号接收电路103、锁存信号发生电路104、保持电路105和去扰动电路106形成一个封装电路,所述封装电路有八个引脚,所述八个引脚分别为发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1、光敏二极管信号输入PD2、接地GND、电源VCC、信号输出端OUT1、信号输出端OUT2和输出OUT端。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例,并非对本申请做任何形式上的限制,凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,其特征在于:包括印刷电路板(1)、第一光电组件(2)、第二光电组件(3)、编码盘(4)以及驱动电路,所述印刷电路板(1)上设置有供编码盘(4)穿过的缺口槽(5),第一光电组件(2)以及第二光电组件(3)沿缺口槽(5)的长度方向并列设置在印刷电路板(1)上,两个光电组件结构相同,均包括相对设置在缺口槽(5)两侧的发光二级管(6)和光敏二极管(7),所述编码盘(4)与基表的传动轴转动连接并且位于发光二极管(6)与光敏二极管(7)之间,燃气表工作时,编码盘(4)随传动轴一起转动,当转动至缺口槽(5)内时,同时切断所述第一光电组件(2)以及第二光电组件(3)中的发光二极管(6)与光敏二极管(7)之间的通路,所述驱动电路与第一光电组件(2)以及第二光电组件(3)连接,包括时钟发生电路(101)、窄脉冲发生电路(102)、光信号驱动及光信号接收电路(103)、锁存信号发生电路(104)、保持电路(105)和去扰动电路(106);
所述时钟发生电路(101)包括时钟信号clock(107);
所述窄脉冲发生电路(102)包括与门(108)和N个D触发器A(109),所述D触发器A(109)的第一输出端Q依次连接下一个D触发器A(109)的时钟输入端CK,第二至N个所述D触发器A(109)的输出端Q均与与门(108)的输入端连接;
所述光信号驱动及光信号接收电路(103)包括发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1和光敏二极管信号输入PD2;
所述锁存信号发生电路(104)包括与非门(110);
所述保持电路(105)包括D触发器B(111)和D触发器C(112);
所述去扰动电路(106)包括三输入与门(113)、或非门A(114)、三输入或非门(115)和或非门B(116),所述或非门B(116)的输出端均与三输入与门(113)、或非门A(114)和三输入或非门(115)的输入端连接,所述三输入与门(113)的输出端与或非门A(114)的输入端连接,所述三输入或非门(115)的输出端与或非门B(116)的输入端连接,所述或非门B(116)的输入端与或非门A(114)的输出OUT端连接;
所述时钟信号clock(107)与第一个D触发器A(109)的时钟输入端CK连接,第一个所述D触发器A(109)的输出端Q与与非门(110)的一个输入端连接,第二至N个所述D触发器A(109)的输出端Q均与与非门(110)的另一个输入端连接,所述与非门(110)的输出端并列连接D触发器B(111)和D触发器C(112)的时钟输入端CK,所述D触发器B(111)的输入端D连接光敏二极管信号输入PD1,所述D触发器C(112)的输入端D连接光敏二极管信号输入PD2,所述与门(108)的输出端连接发光二极管驱动信号输出LED,所述D触发器B (111)的输出端Q并列连接三输入与门(113)和三输入或非门(115)的输出端后连接有信号输出端OUT1,所述D触发器C(112)的输出端Q并列连接三输入与门(113)和三输入或非门(115)的输出端后连接有信号输出端OUT2。
2.根据权利要求1所述的一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,其特征在于:所述编码盘(4)包括小半圆盘(41)和大半圆盘(42),两个半圆盘的中心为圆心通孔(8),圆心通孔(8)用于基表传动轴的穿入,燃气表工作时,两个半圆盘随基表的传动轴一起转动,大半圆盘(42)转动至缺口槽(5)内时,同时切断所述第一光电组件(2)以及第二光电组件(3)中的发光二极管(6)与光敏二极管(7)之间的通路。
3.根据权利要求1所述的一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,其特征在于:N为窄脉冲发生电路(102)的占空比数值N0-N13。
4.根据权利要求1所述的一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,其特征在于:所述D触发器A(109)的输出端Qn连接自身的输入端D。
5.根据权利要求1所述的一种用于物联网智能燃气表的光电编码器,其特征在于:所述时钟发生电路(101)、窄脉冲发生电路(102)、光信号驱动及光信号接收电路(103)、锁存信号发生电路(104)、保持电路(105)和去扰动电路(106)形成一个封装电路,所述封装电路有八个引脚,所述八个引脚分别为发光二极管驱动信号输出LED、光敏二极管信号输入PD1、光敏二极管信号输入PD2、接地GND、电源VCC、信号输出端OUT1、信号输出端OUT2和输出OUT端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114637270B (zh) 2022-05-17 2022-08-23 成都秦川物联网科技股份有限公司 基于集散控制的智能制造工业物联网及控制方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0324606A1 (en) * 1988-01-12 1989-07-19 Jose Carlos Hawryluk Multifunctional optoelectronic control apparatus
EP0626568A2 (en) * 1993-05-28 1994-11-30 Simmonds Precision Products Inc. Liquid gauging apparatus and remote sensor interrogation
CN2442246Y (zh) * 2000-09-20 2001-08-08 重庆市内引燃料有限责任公司 遥控燃气表
CN206114035U (zh) * 2016-10-12 2017-04-19 成都秦川科技发展有限公司 采用光电采样的计数装置以及智能水表
CN107634577A (zh) * 2017-09-18 2018-01-26 成都秦川物联网科技股份有限公司 断电检测控制电路及燃气表
CN207268633U (zh) * 2017-09-06 2018-04-24 金卡智能集团股份有限公司 智能燃气表采样计量装置
CN207963984U (zh) * 2017-12-22 2018-10-12 何金龙 一种抗干扰脉冲式燃气表计数检测装置
CN208968612U (zh) * 2018-12-04 2019-06-11 何金龙 一种透射式抗干扰脉冲式燃气表计数检测装置
CN209088963U (zh) * 2018-12-27 2019-07-09 科大国盾量子技术股份有限公司 一种用于量子密钥分发中dfb激光器的驱动装置
CN210242887U (zh) * 2019-08-21 2020-04-03 佛山市梦宸电子智能科技有限公司 前卫克罗姆膜式燃气表流量信号转脉冲信号装置
CN210777125U (zh) * 2019-12-03 2020-06-16 成都秦川物联网科技股份有限公司 一种燃气表光脉冲采样装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0324606A1 (en) * 1988-01-12 1989-07-19 Jose Carlos Hawryluk Multifunctional optoelectronic control apparatus
EP0626568A2 (en) * 1993-05-28 1994-11-30 Simmonds Precision Products Inc. Liquid gauging apparatus and remote sensor interrogation
CN2442246Y (zh) * 2000-09-20 2001-08-08 重庆市内引燃料有限责任公司 遥控燃气表
CN206114035U (zh) * 2016-10-12 2017-04-19 成都秦川科技发展有限公司 采用光电采样的计数装置以及智能水表
CN207268633U (zh) * 2017-09-06 2018-04-24 金卡智能集团股份有限公司 智能燃气表采样计量装置
CN107634577A (zh) * 2017-09-18 2018-01-26 成都秦川物联网科技股份有限公司 断电检测控制电路及燃气表
CN207963984U (zh) * 2017-12-22 2018-10-12 何金龙 一种抗干扰脉冲式燃气表计数检测装置
CN208968612U (zh) * 2018-12-04 2019-06-11 何金龙 一种透射式抗干扰脉冲式燃气表计数检测装置
CN209088963U (zh) * 2018-12-27 2019-07-09 科大国盾量子技术股份有限公司 一种用于量子密钥分发中dfb激光器的驱动装置
CN210242887U (zh) * 2019-08-21 2020-04-03 佛山市梦宸电子智能科技有限公司 前卫克罗姆膜式燃气表流量信号转脉冲信号装置
CN210777125U (zh) * 2019-12-03 2020-06-16 成都秦川物联网科技股份有限公司 一种燃气表光脉冲采样装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"基于三维矩阵光电读码电路的低功耗水表设计与实现";陈仲库 等;《计算机测量与控制》;第27卷(第4期);第258-262页 *
"膜式燃气表传动系统和计数显示系统技术研究";邵泽华 等;《煤气与热力》;第39卷(第6期);第28-31页、第46页 *

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