CN1928899A - 电磁感应编码的机械计数器 - Google Patents

Abstract

一种电磁感应编码的机械计数器，它包括带有计数轮、进位控制传递轮的机械计数器，计数轮内部嵌入有金属导电物质，计数轮外部设置多个沿圆周方向分布的电感线圈，电感线圈配置有电容，电感线圈与电容固定配置在线路板上，线路板由波形振荡触发电路、波形读取电路、通讯电路及单片微型计算机组成；计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置同心的非等径的封闭的圆环状、或同心的非等径的螺旋状、沿圆周表面发生面积变化的同心的、等径的、圆环状或同心的非封闭的多段圆弧状、或以上多种方式相组合的金属导电物质；计数轮与进位控制传递轮设置为外啮合或内啮合连接。本发明的优点是远程数据采集系统简单可靠，读数系统的抗干扰能力大；制造成本低廉，并能方便地安装在电表、煤气表、水表上，数据抄读不会引起数据掉失，失步等现象，便于实现计算机的自动数据采集和数据信息管理。

Description

电磁感应编码的机械计数器

技术领域

本发明涉及一种计数装置领域，特别是涉及一种使用电磁感应的电涡流衰减振荡技术实现传统机械计数器电子信号的转换识别的电磁感应编码的机械计数器。它广泛适用于电表、水表、煤气表等自动化装置的数据采集与数据通讯领域。

背景技术

目前传统的机械计数器是由计数轮和进位控制的传递轮组成。如中国专利申请号为02259101.X的“一种带有电编码输出接口的机械计数装置”的实用新型专利，它由机械计数轮、进位传递轮、固定于计数轮上的定位器及位置检出与数据编码器组成，计数轮相对于位置检出与数据编码器是转动的。机械计数轮用于计数及存储数据，定位器及位置检出与数据编码器用于将机械计数轮上所存储的数据信息转变为编码电信号输出，用于数据传送。上述的“一种带有电编码输出接口的机械计数装置”的实用新型专利适用于需要对计数器的数据进行自动数据采集的设备中。

然而机械计数器一般通过机械机构的变换，从齿轮啮合传动变为字轮转动的进位读数，计数器的累加量数值需人工来读取。随着国民经济的发展计算机远程网络抄读应用越来越广泛，通常对机械传动仪表加装位置传感器与电子存储器以适应远传读数需要，位置传感器由干簧管、霍尔或韦根传感器构成，而电子存储器需要长期通电工作，其缺点是抗干扰差，容易引起计数信号丢失造成机电数据不同步现象。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种利用电磁感应原理使用电子技术在非接触的条件下读取机械计数器的同步数据的电磁感应编码的机械计数器。

本发明的目的是通过提供一种具有如下结构的电磁感应编码的机械计数器而实现的，它包括带有计数轮轴的计数轮、与所述的计数轮相连接的进位控制传递轮、所述的传递轮设置有传递轴的机械计数器。

所述的计数轮内部嵌入有金属导电物质；所述的计数轮外部设置多个沿圆周方向分布的电感线圈，所述的电感线圈配置有电容；所述的电感线圈与所述的电容固定配置在线路板上，所述的线路板由波形振荡触发电路、波形读取电路、通讯电路及单片微型计算机组成。

本发明根据电磁感应原理，使用电子技术在非接触的条件下读取机械计数器的同步数据。本发明在所述的计数轮的外边沿圆周方向安装若干个所述的电感线圈，并与电容器组成振荡电路，在所述的计数轮内部沿圆周方向嵌入一定形状的所述的金属导电物质。

其工作原理是所述的电感线圈与电容器组成振荡电路，LC电路触发振荡后产生一个交变磁场，当交变磁场前面有所述的金属导电物质时，在所述的导电物质表面会形成电涡流损耗，根据所述的电感线圈距所述的金属导电物质位置、距离和感应面积的不同会产生不一样的LC振荡阻尼，从而使电路衰减振荡时间发生变化，电路利用衰减时间的差异进行编码读取机械同步数据。

所述的计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非等径的、螺旋状金属导电物质。

所述的计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非等径的、封闭的圆环状金属导电物质。

所述的计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置为沿圆周表面发生面积变化的同心的、等径的、圆环状金属导电物质。

所述的计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非封闭的、多段的圆弧状金属导电物质。

所述的计数轮内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的非等径的螺旋状、同心的非等径的封闭的圆环状、沿圆周表面发生面积变化的同心的等径的圆环状、同心的非封闭的多段的圆弧状的多种方式相组合的金属导电物质。

所述的电感线圈在所述的每个计数轮的圆周上配有2～10个。

所述的计数轮与所述的进位控制传递轮设置为外啮合连接。或所述的计数轮与所述的进位控制传递轮设置为内啮合连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1.远程数据采集系统简单可靠，读数系统的抗干扰能力大为提高；2.在电表、煤气表、水表上以及湿式水表上安装方便，数据抄读不会引起数据掉失，失步等现象；3.读数非接触扫描方式，无机械阻尼；4.制造成本低廉，便于实现计算机的自动数据采集和数据信息管理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面的第一种形状：即本发明计数轮内部嵌入的导电物质的形状设置为同心的、非等径的、螺旋状金属导电物质的示意图；

图3为图1的A-A剖面的第二种形状：即本发明计数轮内部嵌入的导电物质的形状设置为同心的、非等径的、封闭的圆环状金属导电物质的示意图；

图4为图1的A-A剖面的第三种形状：即本发明计数轮内部嵌入的导电物质的形状设置为沿圆周表面发生面积变化的同心的、等径的、圆环状金属导电物质的示意图；

图5为图1的A-A剖面的第四种形状：即本发明计数轮内部嵌入的导电物质的形状设置为同心的、非封闭的圆弧状金属导电物质的示意图；

图6为本发明的电感线圈与金属导电物质作用影响相对较大、产生较大涡流阻尼的感应电压与衰减振荡时间发生变化的曲线图；

图7为本发明的电感线圈距金属导电物质作用影响相对较小、产生较小涡流阻尼的感应电压与衰减振荡时间发生变化的曲线图；

图8为图1的右侧视图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

图1至图8示出了本发明电磁感应编码的机械计数器的一个实施方式。本发明根据电磁感应原理，使用电子技术在非接触的条件下读取机械计数器的同步数据。本发明在计数轮1的外边沿圆周方向安装若干个电感线圈5，并与电容器6组成振荡电路，在计数轮1内部沿圆周方向嵌入一定形状的金属导电物质8。

本发明电磁感应编码的机械计数器包括多个带有计数轮轴3的计数轮1、计数轮1连接有进位控制传递轮2、设置有传递轴4的机械计数器10。如图1所示。

按不同的编码方式，计数轮1内部嵌入的导电物质有不同的形状：根据感应距离不同的连续变化量方式或沿圆周感应面积变化的连续变化量方式；即在计数轮1内部嵌入非同心的、非等径的、封闭的金属导电物质82，如图3所示，或在计数轮1内部嵌入同心的、非等径的、螺旋状金属导电物质81，如图2所示；沿圆周表面发生面积变化的同心的、等径的、圆环状金属导电物质83，如图4所示。断续数字变化量方式，即在计数轮1内部嵌入同心的、非封闭的多段圆弧状金属导电物质84，如图5所示。

也可是上述方式的组合方式。

在计数轮1外部设置多个沿圆周方向分布的电感线圈5。

在每个计数轮1的圆周上，感应数据读取可根据读数分辨率配有不同数量的电感线圈5，如2个、3个、4个、5个等电感线圈，一般不大于10个。

电感线圈5与电容6固定在线路板7上，线路板7由波形振荡触发电路、波形读取电路、通讯电路及单片微型计算机等组成。

电感线圈5与电容6组合的LC电路触发振荡后产生一个交变磁场，当交变磁场前面有金属导电物质时，在导电物质表面会形成电涡流损耗，根据电感线圈距金属导电物质位置、距离和感应面积的不同会产生不一样的LC振荡阻尼，从而使电路衰减振荡时间发生变化，振荡曲线如图6、7所示；图中横坐标t为衰减振荡时间；图中纵坐标u为LC振荡电压值；电路利用衰减时间的差异进行编码读取机械同步数据。

本发明电磁感应编码的机械计数器既适用于外进位的控制传递轮，即控制传递轮2与计数轮1设置为外啮合连接；本发明也适用于内进位的控制传递轮，即控制传递轮2与计数轮1设置为内啮合连接。

本

每个LC振荡电路轮流触发导通，得到计数轮1在此电感线圈位置的编码位值，根据读数的分辨精度配置不同数量的电感传感器。例如图5为数字变化量的编码方式，有3个传感器5，每个传感器可选择无导电介质，进入一半导电介质，整个导电介质的三进制状态，因此能产生3×3×3＝27个编码，此处可选取20个编码。为了增加读数分辨率，可增加传感器的数量，每个传感器根据要求也可分为二进制、三进制、四进制等不同状态。

本发明电磁感应编码的机械计数器可独立封装成一个密封组件，能方便地安装在电表、煤气表、水表上，尤其能应用于湿式水表。读数电路只在读取同步数据时才通电工作，使读数系统的抗干扰能力大为提高，数据抄读不会引起数据掉失，失步等现象，并且制造成本低廉，便于实现计算机的自动数据采集和数据信息管理。

Claims (9)

1.一种电磁感应编码的机械计数器，它包括带有计数轮轴的计数轮、与所述的计数轮相连接的进位控制传递轮、所述的传递轮设置有传递轴的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入有金属导电物质；所述的计数轮(1)外部设置多个沿圆周方向分布的电感线圈(5)，所述的电感线圈(5)配置有电容(6)；所述的电感线圈(5)与所述的电容(6)固定配置在线路板(7)上，所述的线路板(7)由波形振荡触发电路、波形读取电路、通讯电路及单片微型计算机组成。

2.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非等径的、螺旋状金属导电物质(81)。

3.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非等径的、封闭的圆环状金属导电物质(82)。

4.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入的金属导电物质的形状设置为沿圆周表面发生面积变化的同心的、等径的、圆环状金属导电物质(83)。

5.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的、非封闭的、多段的圆弧状金属导电物质(84)。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)内部嵌入的金属导电物质的形状设置为同心的非等径的螺旋状、同心的非等径的封闭的圆环状、沿圆周表面发生面积变化的同心的等径的圆环状、同心的非封闭的多段的圆弧状的多种方式相组合的金属导电物质。

7.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的电感线圈(5)在所述的每个计数轮(1)的圆周上配有2～10个。

8.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)与所述的进位控制传递轮(2)设置为外啮合连接。

9.根据权利要求1所述的电磁感应编码的机械计数器，其特征在于：所述的计数轮(1)与所述的进位控制传递轮(2)设置为内啮合连接。

Images