CN1945218B - 一种用于远传直读水表的编码器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于远传直读水表的编码器，安装在字轮轴上的字轮编码盘上设有五个第一种段和五个第二种段，借助于光电管接收和发射装置中的七个光电采样点由所述的段读出一种二进制码；其中光电管接收和发射装置包括设置在发射导光板和接收导光板上的光电采样点、发光管和接收管，发光管与发射导光板、接收管与接收导光板呈对应的光传导设置，七个光电采样点以与字轮轴相等的径向距离设置在一个圆弧上，并且光电采样点沿圆周均匀分布。本发明的有益效果是：1、在字轮编码盘的设计上采用了单道码的设计；2、对应于采样点设计了透明导光板，在导光板处设计了遮光罩以遮挡非采样光的入射。3、采用透明外壳，光接受管不受水的侵蚀影响。

Description

一种用于远传直读水表的编码器

技术领域

本发明涉及水表的远传系统领域，主要是一种用于远传直读水表的编码器。

背景技术

目前，光电采集字轮信息的直读水表还处在萌芽阶段，先前已有的远传直读水表在解决码盘的设计和光电器件以及通讯器件的安装上都存在有一定的缺陷，影响了远传直读水表的推广应用，如在码盘的设计上，有的采用的是多道码的设计即采用几个不同直径的圆来设计码道，这就为光电管的安置的小型化提出了更高的要求，在实际产业化的生产中就会有许多的困难；也有单道码的设计，但由于其设计思路中的局限，该设计要求元器件的尺寸精度和安装精度较高，在实际实现中也会带来较大的困难；再有就是对光电管的安装位置及光的传导没有突破性的思想，这样，就导致了在狭小的字轮结构中安装光电管及其线路板的困难，最终也会导致由于制造及安装工艺的过高要求而使得产品难以生产的结果。另外对于湿式水表，由于计数器浸在水中，这样的设计就很难达到直读的目的了。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有远传直读水表的上述缺陷，而提供一种用于远传直读水表的编码器，提供了一种新的编码盘设计以及光传导方案和配套的通讯方案，完整地提供了远传直读水表在取样光传导和通讯上的一系列措施，使之成为远传直读水表系统领域可靠的一种产品技术，这种产品技术既可以应用在干式水表，也可以应用在湿式水表上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案。这种用于远传直读水表的编码器，安装在字轮轴上的字轮编码盘上设有五个第一种段和五个第二种段，第一种段和第二种段在同一圆弧上沿圆周分布；所述的第一种段具有透光或反射的特性，所述的第二种段具有阻光或不反射特性，借助于光电管接收和发射装置中的七个光电采样点由所述的段读出一种二进制码，在一个字轮编码盘的一整圈中，所述的七个光电采样点产生不同的信号状态，并且所述的段的分界线的角度至少变化一次；其中光电管接收和发射装置包括设置在平行于字轮编码盘的发射导光板和接收导光板上的光电采样点、安装在线路板上的发光管和接收管，发光管与发射导光板、接收管与接收导光板呈对应的光传导设置，七个光电采样点以与字轮轴相等的径向距离设置在一个圆弧上，并且光电采样点沿圆周均匀分布。

本发明所述的段的分界线的角度为：A：36°0’0”，B：20°34’17”，C：25°42’51”，D：30°51’27”，E：61°42’51”，F：20°34’17”，G：25°42’51”，H：82°17’9”，I：30°51’26”，J：25°42’51”，也可以采用其他的角度方式。

本发明所述的码由设置在一个圆弧上不等长的第一种段和第二种段构成。

本发明所述的发光管和接收管焊在线路板上，线路板上罩设有透明的线路板外壳，发射导光板和接收导光板采用透明的塑料材料；发光管的光穿过线路板外壳到达发射导光板，同时光能穿过线路板外壳从接收导光板到达接收管。

本发明所述的发射导光板和接收导光板上设有防止外来光影响采样光的遮光罩；遮光罩采用黑色不透明的塑料制成.

本发明的有益效果是：

1、在字轮编码盘的设计上采用了单道码的设计，即在一个同心圆上进行码道的设计。光电采样的点在对应于码道的圆上沿圆周7等分均匀分布。

2、对应于采样点设计了透明塑料制成的导光板，在导光板处设计了黑式的遮光罩以遮挡非采样光的入射。

3、在发光管和接收管焊接的线路板处设计了透明塑料制成的外壳，以达到光的传导和保护发光管，光接受管不受水的侵蚀影响。

4、导光板和线路板壳体均采用透明的塑料材料，这样做的好处就是易于加工，且装配容易，又能达到光的传输的效果。

附图说明：

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的字轮编码盘的结构示意图；

图3是本发明的发射导光板和遮光罩组件的结构示意图；

图4是本发明的接收导光板和遮光罩组件的结构示意图；

附图标记说明：字轮编码盘1，字轮轴2，第一种段3，第二种段4，发射导光板5，接收导光板6，线路板7，线路板外壳8，发光管9，接收管10，线路板外壳盖板11，密封圈12，上夹板字轮盒13，遮光罩14，光电采样点15。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

这种用于远传直读水表的编码器，主要包括上夹板字轮盒13和线路板外壳8，导光板、线路板外壳、遮光罩和字轮编码盘的装配关系如图1所示，安装在字轮轴2上的字轮编码盘1上设有五个第一种段3和五个第二种段4，第一种段3和第二种段4在同一圆弧上沿圆周分布；所述的第一种段3具有透光或反射的特性，所述的第二种段4具有阻光或不反射特性，借助于光电管接收和发射装置中的七个光电采样点15由所述的段读出一种二进制码，码由设置在一个圆弧上不等长的第一种段3和第二种段4构成。在一个字轮编码盘1的一整圈中，所述的七个光电采样点15产生不同的信号状态，并且所述的段的分界线的角度至少变化一次；其中光电管接收和发射装置包括设置在平行于字轮编码盘1的发射导光板5和接收导光板6上的光电采样点15、安装在线路板7上的发光管9和接收管10，发光管9与发射导光板5、接收管10与接收导光板6呈对应的光传导设置，七个光电采样点15以与字轮轴2相等的径向距离设置在一个圆弧上，并且光电采样点15沿圆周均匀分布。

所述的发光管和接收管焊在线路板7上，线路板7上罩设有透明的线路板外壳8，线路板7上还设有线路板外壳盖板11并通过密封圈12密封.发射导光板5和接收导光板6采用透明的塑料材料，结构上采用七爪均布式样，这样就与字轮编码盘1的采样点取得了一致，发光管9的光穿过线路板外壳8到达发射导光板5，同时光能穿过线路板外壳8从接收导光板6到达接收管10.发光管9的光通过发射导光板5到达了字轮编码盘1，再通过字轮编码盘1另一侧的接收导光板6使光达到光接收管10，这样就实现了光对字轮编码盘1的采样.

另外，在发射导光板5和接收导光板6的设计上，采用了中心定位和端点定位的方式，使得发射导光板5和接收导光板6的七爪位置能准确定位在采样位置上，由于采用了透明塑料材料，这样的设计是很容易实现的。

所述的发射导光板5和接收导光板6上设有遮光罩14，所述的遮光罩14采用黑色不透明的塑料制成，遮光罩的作用是防止外来光影响采样光，这是由于字轮间存在间隙会导致外来光入射而采取的措施。

本发明的单道编码盘的设计如附图2所示，在编码盘的设计上采用了单道码的沿圆周分布的方法，且光电采样的点为7点沿圆周均匀分布。所述的段的分界线的角度为，A：36°0’0”，B：20°34’17”，C：25°42’51”，D：30°51’27”，E：61°42’51”，F：20°34’17”，G：25°42’51”，H：82°17’9”，I：30°51’26”，J：25°42’51”。

工作原理：电子转换部分采用的是红外发光与接收管对射的方式，发光管依次逐个点亮后熄灭，光通过导光板光路，经过编码码盘，到达接收管。因光路经过编码码盘，所以判断光路是否通断，就可以得到码盘编码信息。分析编码数据，就可以判断出字轮当前所在位置，从而知道当前字轮示值。在依次判断了所有字轮后，就得到当前水表示值。

水表供电采用的是MeterBus技术，使用TSS721芯片，由一根二芯线完成，即担负通讯任务，又提供仪表供电，无极性差异。

工作方式，水表以任意拓扑结构接入网络，待抄收器发出命令后，自动做出响应。

Claims (4)

1.一种用于远传直读水表的编码器，其特征在于：安装在字轮轴(2)上的字轮编码盘(1)上设有五个第一种段(3)和五个第二种段(4)，第一种段(3)和第二种段(4)在同一圆弧上沿圆周分布；所述的第一种段(3)具有透光或反射的特性，所述的第二种段(4)具有阻光或不反射特性，借助于光电管接收和发射装置中的七个光电采样点(15)由所述的段读出一种二进制码，在一个字轮编码盘(1)的一整圈中，所述的七个光电采样点(15)产生不同的信号状态，并且所述的段的分界线的角度至少变化一次；其中光电管接收和发射装置包括设置在平行于字轮编码盘(1)的发射导光板(5)和接收导光板(6)上的光电采样点(15)、安装在线路板(7)上的发光管(9)和接收管(10)，发光管(9)与发射导光板(5)、接收管(10)与接收导光板(6)呈对应的光传导设置，七个光电采样点(15)以与字轮轴(2)相等的径向距离设置在一个圆弧上，并且光电采样点(15)沿圆周均匀分布；所述的发光管和接收管焊在线路板(7)上，线路板(7)上罩设有透明的线路板外壳(8)，发射导光板(5)和接收导光板(6)采用透明的塑料材料制成；发光管(9)的光穿过线路板外壳(8)到达发射导光板(5)，同时接收导光板(6)的光穿过线路板外壳(8)到达接收管(10)。

2.根据权利要求1所述的用于远传直读水表的编码器，其特征在于：所述的段的分界线的角度为，A：36°0’0”，B：20°34’17”，C：25°42’51”，D：30°51’27”，E：61°42’51”，F：20°34’17”，G：25°42’51”，H：82°17’9”，I：30°51’26”，J：25°42’51”。

3.根据权利要求1所述的用于远传直读水表的编码器，其特征在于：所述的发射导光板(5)和接收导光板(6)上设有防止外来光影响采样光的遮光罩(14)。

4.根据权利要求3所述的用于远传直读水表的编码器，其特征在于：所述的遮光罩(14)采用黑色不透明的塑料制成。