CN1265175C - 磁耦合光电智能识别传感计量器 - Google Patents
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Abstract
一种不仅能够计数，而且能识别方向、抗干扰、稳定性好的磁耦合光电智能识别传感计量器。技术方案是：包括壳体，其特征是在壳体内部设置有磁性耦合体和与磁性耦合体连接在一起的转盘，在壳体内部还设置有N个光信号发射接收器，光信号发射接收器沿转盘半径直线排列并与计数显示器相连，在转盘上设置有颜色区别条纹或通孔，颜色区别条纹或通孔按照90°扇形分区排列，颜色区别条纹或通孔的排列使光信号发射器在扫描不同扇形的颜色区别条纹或通孔时产生循环码。
Description
技术领域
本发明属于智能水表、燃气表、暖气表等用位置识别传感器装置领域，尤其是一种磁耦合光电智能识别传感计量器。
背景技术
现代社会中水资源日益匮乏，燃料日益短缺已成燃眉之急。要用好管好这些资源必须计量到户。我国目前普遍采用的水表、燃气表都采用翼轮式，通过多级机械减速，用指针或十进制数码轮表示刻度，这种表由于普及且价廉物美，短时期内不会改变。但在数字化的今天必须采用电子技术手段将计量远程传输到户外。这种能够实现远程传输的计量表被称为“智能型水表、燃气表、暖气表”，其用量将达十亿计。所以表传感计量器也要以十亿计。
目前，智能型表的计量传感器大多采用磁力感应技术，感应元件为干簧管或霍尔元件脉冲累加计量方案。(1)、干簧管是有触点元件，其寿命是有限的，但一合格干簧管对居民用水和气的计量其触点寿命完全符合要求。干簧管触点打开和闭合时都产生抖动，可以用合理的采样延时来避免。存在的问题是干簧管与磁感应元件若布置不合理会加大表的不灵敏区，另外干簧管的簧片及其连线都是顺磁体，长期工作在磁场环境中，会带有一定程度的剩磁，给干簧管触点打开和闭合产生影响，增大了脉冲计量误差。(2)霍尔元件是无触点元件，因此无抖动问题，其寿命远大雨干簧管，可靠性高。与磁感应元件的感应效应小于干簧管，存在的问题是工作电流大，工作电压大于4.5V，功耗大。
目前大多数智能型表采用这两种传感器，这些组合由分立元件组成，尚未集成化，也未封装在一块，其功能有限，仅输出脉冲电平(TTL或CMOS)只能称为传感器。若不使用特殊方法，采用这类传感器的智能型表的计量在长期使用中会有较大的误差，尤其是感应一次，不管正转还是反转都增加一个计量单位。而且不论是干簧管还是霍尔元件，都需要一定的磁感应强度才能准确动作，在临界状态下由于抖动(压力波动)，会造成磁感应强度的变化，况且磁感应元件都存在退磁现象，因此不稳定情况经常发生。计量准确性问题是智能型表发展的重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种不仅能够计数，而且能识别方向、抗干扰、稳定性好的磁耦合光电智能识别传感计量器。
技术方案是：磁耦合光电智能识别传感计量器，包括壳体，其特征是在壳体内部设置有磁性耦合体和与磁性耦合体连接在一起的转盘，在壳体内部还设置有2个光信号发射接收器，光信号发射接收器沿转盘半径直线排列并与计数显示器相连，在转盘上设置有颜色区别条纹或通孔，颜色区别条纹或通孔按照90°扇形分区排列，颜色区别条纹或通孔的排列使光信号发射器在扫描不同扇形的颜色区别条纹或通孔时产生循环码。
光信号发射接收器为直接光电式，转盘与磁性耦合体上设置有转动轴，在转盘上设置有通孔，光电式光信号发射器与接收器分别位于转盘的两侧。
光信号发射接收器为反射光电式，转盘与磁性耦合体上设置有转动轴，在转盘上设置有颜色区别条纹，光电式光信号发射器与接收器分别位于转盘的同一侧。
所述的转盘为旋转光盘。
本发明的效果是：在壳体内部设置有磁性耦合体和与磁性耦合体连接在一起的转盘，在壳体内部还设置有2个光信号发射接收器，光信号发射接收器沿转盘半径直线排列并与计数显示器相连，在转盘上设置有颜色区别条纹或通孔，颜色区别条纹或通孔按照90°扇形分区排列，颜色区别条纹或通孔的排列使光信号发射器在扫描不同扇形的颜色区别条纹或通孔时产生循环码。旋转光盘转一圈，读取一遍循环码，计数显示器增加一个相应的计量单位，光盘每旋转一个扇区，计数显示器增加一个相应的分计量单位。采用磁耦合光电位置智能识别方式，比干簧管和霍尔元件有很多优点，它无吸引磁性元件的材料，其寿命是半永久性的，工作电压低，若控制其采样时间(占空比)则功耗小于霍尔元件，可与干簧管相当。
本发明的磁耦合光电智能识别传感计量器不仅能计数，而且能识别方向，抗干扰，稳定性好。循环码读取方式在计量时能够防止判断出现失误，只有转盘旋转一周，才能产生一组完整的循环码，其他情况下的误动作，将不会产生不完整的循环码，因此也就不会影响计数显示器的数值。利用软件算法控制采样时间(占空比)能够大大降低机时消耗，并提高抗干扰性和可靠性。
由于采用磁耦合与介质隔离，密封光电位智能识别部件，很好地解决了光电污染问题。另外，还具有体积小、无安装位置限制的优点。可在不影响机械指示读表的情况下，安装在玻璃表面上，也可以藏在表内，组成新的机电一体化智能计量表，不仅适用于水、油、煤气以及各种燃气表，还适用于需要介质隔离的所有计量表，包括各种环境和旋转或直线位移计量中。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是图1中旋转光盘的识别区域分布图。
图3是本发明实施例2的结构示意图；
图4是图3中旋转光盘上识别区域分布图。
具体实施方式
实施例1：图1中，磁耦合光电智能识别传感计量器，包括壳体，在壳体内部设置有磁性耦合体3和与磁性耦合体3连接在一起的转盘2，转盘2与磁性耦合体3上设置有转动轴5，4是磁性耦合体3的外壳，在壳体内部还设置有2个光信号发射接收器1，光信号发射接收器1沿转盘半径直线排列并与计数显示器6相连，在转盘2上设置有颜色区别条纹，颜色区别条纹按照90°扇形分区排列，颜色区别条纹为为两个相错90度排列的同心园弧，颜色区别条纹排列使光信号发射器在扫描四个不同扇形的颜色区别条纹时产生循环码(又称格雷码)。光信号发射接收器1为反射光电式，光电式光信号发射器与接收器分别位于转盘2的同一侧，转盘2为旋转光盘。
图2中，2为旋转光盘，7为颜色区别条纹。旋转光盘旋转一周，光电信号发射接收器产生10、00、01、11四个循环码。
实施例2：图3中，磁耦合光电智能识别传感计量器，包括壳体，在壳体内部设置有磁性耦合体3和与磁性耦合体3连接在一起的转盘2，转盘2与磁性耦合体上设置有转动轴5，4是磁性耦合体3的外壳，在壳体内部还设置有2个光信号发射接收器，光信号发射接收器沿转盘半径直线排列并与计数显示器6相连，在转盘2上设置有通孔9，通孔9为两个相错90度排列的同心园弧。通孔9按照90°扇形分区排列，通孔9的排列使光信号发射器在扫描不同扇形的通孔时产生循环码(又称格雷码)。光信号发射接收装置为直接光电式，光电式光信号发射器10与接收器8分别位于转盘2的两侧。转盘2为旋转光盘。
图4中，2为旋转光盘，9为通孔。旋转光盘旋转一周，光电信号发射接收器产生10、00、01、11四个循环码。
Claims (4)
1、磁耦合光电智能识别传感计量器，包括壳体，其特征是在壳体内部设置有磁性耦合体和与磁性耦合体连接在一起的转盘，在壳体内部还设置有2个光信号发射接收器，光信号发射接收器沿转盘半径直线排列并与计数显示器相连，在转盘上设置有颜色区别条纹或通孔，颜色区别条纹或通孔按照90°扇形分区排列，颜色区别条纹或通孔的排列使光信号发射器在扫描不同扇形的颜色区别条纹或通孔时产生循环码。
2、根据权利要求1所述的磁耦合光电智能识别传感计量器，其特征是光信号发射接收器为直接光电式，转盘与磁性耦合体上设置有转动轴，在转盘上设置有通孔，光电式光信号发射器与接收器分别位于转盘的两侧。
3、根据权利要求1所述的磁耦合光电智能识别传感计量器，其特征是光信号发射接收器为反射光电式，转盘与磁性耦合体上设置有转动轴，在转盘上设置有颜色区别条纹，光电式光信号发射器与接收器分别位于转盘的同一侧。
4、根据权利要求1或2或3所述的磁耦合光电智能识别传感计量器，其特征是所述的转盘为旋转光盘。
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