CN1908966A - 转轮式计数器的电子读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转轮式计数器的电子读取装置，该转轮式计数器的电子读取装置包括转轮或转盘以及邻近转轮或转盘设置的感应装置，所述转轮或转盘上设置有读数，所述读数所在区域是被感应区，所述感应装置是一个模拟量式光电传感器，被感应区是灰阶反光区。相对于现有技术，本发明仅采用1或2个感应装置就能获得全部的电子读数，相对于现有技术采用4个传感器来读取读数的办法，本发明在成本上明显降低，结构简单。

Description

转轮式计数器的电子读取装置

【技术领域】

本发明涉及一种数据识别装置，特别是涉及一种机械转轮式计数器的电子读取装置。

【背景技术】

机械式计度器是一种广泛应用于电表、水表、煤气表等计量仪表上的人工直读式累加计数器。这类机械式计度器的突出优点是，无须电源就能进行计量(如水表、气表)，缺点则是只能人工读数抄表。随着社会的发展，人们希望能应用电子技术将此类机械式计度器的计数值进行远程读取(即远程抄表)。

一种对电表、水表、煤气表等计量仪表进行远程读取的解决方法是通过脉冲式计数进行数字化处理，即通过对该仪表某一转动部件的转动次数通过光、磁或谐振感应方式等进行脉冲输出计量，每转动一次便输出一个脉冲或脉冲组，再由单片计算机进行数字化处理并加以累计和存储。但是，这种方式缺点是易受干扰；对于机械式水表或气表等这类没有电的计量仪表来说，脉冲计量装置必须保证在计量的全过程中外接电，当断电时容易造成计量不准。

近年来，发展出非接触式电子读取装置，如2001年3月7日公告的中国专利第00208157.1号所揭露的一种电子数字化读取的机械转轮式计数器，以及2004年4月28日公告的中国专利第00105255.1号所揭露的一种电子数字化读取的机械转轮式计数器。上述计数器的数字化读取是通过发射光线到数码转轮上，数码转轮上对应读数的区域为反射区或吸收区，四个开光量式传感器检测反射区或吸收区的反射光，转换为电信号，再经过整形电路的整形，判断为开(1)或关(0)状态。通过感应到的四个数字的不同排列的状态而确定视区上的确切读数。上述两专利可以对计量仪表进行非接触式电子读取，解决了脉冲计数所带来的二次计量等问题。

但是，采用四个开关量传感器导致该计数器成本高，连接四个开关量传感器的电路也较为复杂，因此，有必要研究一种成本低而又简单的新的电子读取装置。

【发明内容】

为了克服现有技术转轮式计数器的电子读取装置的因传感器过多而导致成本高、结构复杂的技术问题，本发明提供一种低成本、简单的转轮式计数器的电子读取装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种转轮式计数器的电子读取装置，包括转轮或转盘、邻近转轮或转盘设置的感应装置，所述转轮或转盘上设置有读数，所述读数所在区域是被感应区，所述感应装置是模拟量式光电传感器，被感应区是灰阶反光区。

相对于现有技术，本发明转轮式计数器的电子读取装置的有益效果是：本发明仅采用1或2个感应装置就能获得全部的电子读数，相对于现有技术采用4个传感器来读取读数的办法，本发明在成本上明显降低；另外，由于本发明采用模拟量式传感器，不需要现有技术的整形电路来对感应信号进行整形，电路结构简单成本低。

【附图说明】

图1是本发明转轮式计数器的电子读取装置第一实施方式的结构示意图；

图2是本发明转轮式计数器的电子读取装置某位数字轮中，涂上颜色为灰阶分布的反光材料的示意图，以及每个灰阶与对应的视区读数列表；

图3是图1中所示感应装置的电路图；

图4是本发明转轮式计数器的电子读取装置第一实施方式的涂上颜色为灰阶分布的反光材料的数字轮示意图，以及每个灰阶与对应的视区读数列表。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

本发明的原理是：在机械转轮式计数器的转轮上设置灰阶分布的不同反射率区域，采用模拟量式传感器感应这些反射率区域。因为模拟量式传感器能感应到不同灰阶的反射率区域的差别，进而得出各个对应视区读数的电子读数。以下详细说明本发明：

参见图1，本发明转轮式计数器的电子读取装置包括表示计量值中不同位数的多个转轮11以及邻近转轮11固定位置上设置的感应装置20(传感器)。所述转轮11圆周上设置有读数，读数所在区域是被感应区12(参阅图2)。

参阅图2，所述读数是0～9十个十进制环状排列的数字，每个数字对应一个被感应区12。本实施方式中感应装置20是一个红外发射接收对管光电传感器，设置在转轮11或转盘外适当的固定地方。对应地被感应区12是反光区。

被感应区12是黑白灰阶分布的不同反射率区域，所述反光区涂覆有黑白颜色线性跳变的材料。图中对应数字0的色彩最白，数字9的色彩稍黑，数字8更黑，依次类推，环绕一圈到数字1颜色最黑，共十个灰阶色彩。数字0～9对应被感应区12的颜色本身被感应到的状态分别是9～0，即和颜色深度成反比。因此感应装置20在每个视区读数下感应10种灰阶的一种，可以获得10个对应0～9读数的不重复的感应值。

本发明机械转轮11式计数器的电子读取装置还包括一个连接感应装置20的单片机，和一个连接单片机的无线收发装置(图未示)。感应装置20的输出信号经单片机30A/D转换后转变为0～9十个十进制电子读数。而无线收发装置则将感应到的计量结果或处理数据用无线发送到服务器，进行远程读取(即远程抄表)。

如上所述，感应计量值时，感应装置20可以感应到10种感应值。图中A为红外发射接收对管光电传感器。显然当转轮每转一格，光电传感器A的状态都发生相应的改变。从0到9转动时，光电传感器组A得到的状态是不同的。通过单片机ATMEGA8L处理后(参阅图3)，可以识别转轮11的视值。所述10种感应值排列成的被感应区12和转轮11的0～9视区读数一一对应如下：

    表一

数字	感应装置20A
		0	4
1	5
		2	6
3	7
		4	8
5	9
		6	0
7	1
		8	2
9	3

具体运作原理如下：参阅图3，理想状况下，当转轮11处于视值为1的位置时，由于光电传感器A固定设置在转轮11视区的背面，所以光电传感器A对应转轮11的数字6。于是当A光电传感器发出红外光时，被数字6对应的反光区反射，光电传感器接A收到数字6的感应区12颜色强度成反比的光信号，其感应值为5。光电传感器A的输出信号经连接感应装置20的单片机30A/D转换后，可以获得的数字信号为5，如轮转到视区读数为四时，则得电子读数八，因此视区读数十进制的0到9十个数，可以全部转变为十进制的十个电子读数，从而完成对转轮11的非接触电子读取。

为剔除背景噪音对读数的影响，可另外设计如下方法剔除背景噪音：

A、分别获得在有光线照射被感应区12和无光线照射情况下的被感应区12的感应值；

比如感应装置20先不发光(红外线)，检测被感应区12，这时感应值S1＝无光时被感应区12真实检测值R1+背景光造成的检测值L+电子元器件的噪音N；再让感应装置20发光，检测被感应区12，这时感应值S2＝无光时被感应区12真实检测值R1+背景光造成的检测值L+电子元器件的噪音N+有光时被感应区12真实检测值R2；

B、获得上述两感应值的差值，即真正的电子读数是：S2-S1＝R2。

所述两感应值S1，S2差值的获得是通过单片机30完成，两感应值S1，S2被单片机30内部的A/D转换后，获得十个电子读数，从而完成对转轮11的非接触电子读取。

相对于现有技术，由于本发明不需采用脉冲计量的方法，平时不用电，只需要在读数时启动本发明即可使用非接触式感应装置20感应转轮11上数字而获得计量结果，因此特别适合无电的水表和气表使用，寿命高、成本低并且精度好；

最主要的是：本发明仅采用1个感应装置20就能获得全部10个不同的电子读数，相对于现有技术采用四个传感器来读取读数的办法，本发明在成本上明显降低；另外，由于本发明采用模拟量式传感器，不需要现有技术的整形电路来对感应信号进行整形，电路结构简单成本低；最后，由于在感应装置20所获得的感应值中剔除电子元器件或背景光所造成的背景噪音，因此电子读数非常准确，解决了长期以来因为噪音存在而影响远程抄表产业发展的难题。

本发明其他实施方式：

参阅图4，可以采用A，B2个感应装置40，被感应区14也是黑白灰阶分布的不同反射率区域，但所述反光区的灰阶分布不再线性渐变，而是采用六个灰阶级别，一个全白，其它五个颜色深浅不一。五个颜色深浅不一的被感应区14被颜色全白的被感应区14间开。数字0～9对应被感应区14的颜色本身可被感应到的感应值分别是：9、0、9、2、9、4、9、6、9、8。

对应地，每个感应装置40可分别感应到6种状态，即：0、2、4、6、8、9。固定设置在转轮外的2个感应装置40分别感应2个相邻的被感应区14。在图中A、B感应装置40所在位置下，所述二个相邻被感应区14灰阶对应状态的排列和转轮13的0～9视区读数一一对应如下：

     表二

数字	感应装置
			A	B
	0	9			2
1			2	9
	2	9			4
3			4	9
	4	9			6
5			6	9
	6	9			8
7			8	9
	8	9			0
9			0	9

对应二个感应装置的情况，感应装置的电路图参照图3稍作改动，每个转轮设置两个感应装置，即小数位、个位、十位、百位、千位、万位都配置两个个红外发射接收对管光电传感器。

由于感应装置20，40在转轮11，13的位置可以随意变动，所以对应不同位置的感应装置20，40，表一和表二的视区读数和感应装置20，40所能感应到的状态(排列)不一样，其具体排列参照表一和表二的规律和依据感应装置20，40的位置而确定。

在本发明第一实施方式中，所述反光区可以涂覆黑白颜色线性渐变的材料，即相邻被感应区颜色之间的过渡是连续而非跳跃的；或者全涂成一种颜色，但其面积则线性渐/跳变，一样可以分辨出十个被感应区12的状态。

Claims (10)

1.一种转轮式计数器的电子读取装置，包括转轮或转盘、邻近转轮或转盘设置的感应装置，所述转轮或转盘上设置有读数，读数所在区域是被感应区，其特征在于：所述感应装置是模拟量式光电传感器，被感应区是灰阶反光区。

2.根据权利要求1所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述读数是0～9十个十进制环状排列的数字，每个数字对应一个被感应区，感应装置数量为二，对应其中的两个被感应区设置，其分别感应到的两个感应值对应一个转轮视区内的读数。

3.根据权利要求2所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述被感应区是黑白灰阶分布的六个不同反射率区域，其中五个颜色深浅不一的被感应区被另外一种被感应区间开。

4.根据权利要求1所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述读数是0～9十个十进制环状排列的数字，每个数字对应一个被感应区，感应装置数量为一，对应其中的一个被感应区设置，感应到的一个感应值对应一个转轮视区内的读数。

5.根据权利要求4所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述被感应区是黑白灰阶线性跳变分布的十个不同反射率区域，感应装置感应到的感应值和被感应区颜色深度成反比。

6.根据权利要求5所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：包括一个连接感应装置的单片机，感应装置的输出信号经单片机A/D转换后转变为0～9十个十进制数字的十个电子读数。

7.根据权利要求6所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：进一步包括一个连接单片机的无线收发装置，将获得的电子读数或处理数据用无线发送到远端服务器，进行远程读取。

8.根据权利要求4所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述被感应区涂覆黑白颜色线性渐变的材料，相邻被感应区颜色之间的过渡是连续的。

9.根据权利要求4所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述被感应区涂覆一种颜色，所述颜色的面积沿读数的分布而线性渐/跳变。

10.根据权利要求1所述的转轮式计数器的电子读取装置，其特征在于：所述感应装置是一个红外发射接收对管光电传感器，设置在转轮外适当的固定位置。

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