CN203719722U - 无芯线圈感应式表头数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及远程抄表系统。本实用新型解决了现有远程抄表系统中数据采集装置的工艺复杂且计量精度不高易出现误差的问题，提供了一种无芯线圈感应式表头数据采集装置，其技术方案为：无芯线圈感应式表头数据采集装置，包括字轮，其特征在于，还包括非接触式电感传感器及外围电路，所述非接触式电感传感器包括异形金属钣金件及无芯感应线圈，所述异形金属钣金件设置在字轮侧面，所述异形金属钣金件的变形与字轮外圈的数字相对应，无芯感应线圈安装在异形金属钣金件相对字轮的同侧，与异形金属钣金件相对应，无芯感应线圈与外围电路连接。本实用新型的有益效果是，工艺简单，数据准确，适用于表头数据采集装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及远程抄表系统，特别涉及远程抄表系统中的数据采集技术。
背景技术
普通的燃气表或自来水表是机械式燃气表或机械式自来水表，其计数原理是利用燃气或水流的流动带动计数码轮转动进行计数，要实现自动抄表，需要将计数码轮的转动转换成电信号。目前市场上所见到的远程抄表大体分为两类，一类是脉冲式的，另一类是直读式的。
脉冲式远程抄表系统的传感器，即数据采集装置，主要由干簧管和磁钢构成，将磁钢安装在字轮上，当字轮转动时，磁钢也随之转动，磁钢靠近干簧管时，干簧管的弹片吸合，磁钢离开干簧管时干簧管的弹片断开，采集电路通过判断干簧管的弹片的吸合或断开状态来实现计数。脉冲式远程抄表系统主要存在以下缺陷：1）计数不准确，当燃气表或自来水表附近有外界磁场干扰时，数据不准确，当干簧管的弹片吸合或断开时易发生抖动，这些因素都会造成计数不准确；2）脉冲式传感器由于是采用累加计数的方式，采集电路需要长期供电，如断电则采集电路无法工作，脉冲漏计，会造成数据偏少的现象。
直读式远程抄表系统主要有电阻式和光电式两种，分别称为电阻式直读表及光电式直读表。
电阻式直读表中数据采集装置的工作原理是：通过在字轮上安装的金属触点，与对应的电路板上的不同电阻接触，通过不同的电阻值来识别字轮的位置，电阻式直读表实现方法是在机械计数器的字轮间固定安装电路板，电路板上均匀分布10片扇形金属片，组成与字轮大小相当的圆形，该金属片接通不同的电阻，每个字轮上安装金属触点，组装后可与电路板接触，这样当字轮转动到某一位置时，触点就接触不同的电路板，可产生不同的电阻值，每个电阻值都对应计数器上的数字，然后由采集电路处理得到相应的数据，完成读表操作。电阻式直读表的特点是：可以从采集电路输出的数据直接读出字轮上的数据，平时无需供电，原理简单，实现容易，一般来说装置可以嵌入表内，对原表结构改动较小，这种方式实现了字轮数字的直读，但也存在一些问题：1）计量问题，字轮属于电阻式直读表的计量记录装置，当有外力与其接触时，会影响计量性能，这需要电阻式直读表厂家重新设计电阻式直读表的字轮组以减小摩擦，这种接触方式经过长时间摩擦会对字轮的转动产生移动的影响；2）工艺问题，由于这种接触是机械接触，其接触力和位置取决于安装过程，字轮组有固有的间隙误差，增加电路板后，电路板与字轮的边缘距离较近，在安装完成后高位字轮无法检测，这样会产生由于安装精度造成高位字轮与电路板刮擦影响转动，同时，安装工序和精度均要求较 高，不利于批量生产；3）运行问题，由于接触式主要是通过电阻方式来识别，而电阻会随温度，接触点而发生变化，电阻的温漂和触点的不良接触可能会导致测量盲区或误判，长期运行很难保证可靠性，有时会产生误读现象。
光电式直读表中数据采集装置的工作原理是：在普通燃气表或自来水表的计数器字轮印刷0～9位置的边缘再印刷特定标记（或在字轮上开不同尺寸的孔），在其外围固定光电传感器及相关电路，外部供电读表时，通过光电传感器判断特定标记“有”和“无”的状态，通过组合编码判断以获得字轮的读数（即窗口值）。这种方法的原理不再是电阻式的模拟计量方式，而是通过对字轮建立数学模型，经过组合计算，得出正确的读数。目前采用的光电式直读表主要有光电对射（透射）式和光电反射式两种，其主要区别在于机械结构和数学算法不同，光电对射（透射）式是在字轮间安装光电器件和电路板的方式，光电反射式是在字轮周围安装光电器件和电路板的方式。光电式直读表有以下特点：直接读取计数器码盘数字（即各字轮窗口数字）得到“窗口值”，表内不需设置表底数、表常数等参数，无需存储数据，不存在累计误差，真正实现了“读表”，结束了累计脉冲、换算数值的历史，直读表内电子部分与计数器等装置没有机械接触完全分离，不影响计量精度。光电直读表在克服了电阻式直读表的一些缺点的同时自身也还存在以下缺陷：1）抗干扰性能：采用红外光光电传感器，红外接收管很容易受到外界红外光或者自然光的影响，在极端环境下甚至能致使传感器完全无法工作；2）数据准确性：现在的光电式直读表一个字轮一般采用五对红外传感器来“读数”，理论上五对传感器最多可以分辨32种状态，但字轮特别是高位字轮在一个小范围内的转动是一个连续的过程，这个时候的字轮“读数”只能通过软件来“估计”，在遇到多个字轮同时进位的情况下软件“估计”出来的数据往往是不可靠的，在实际的应用过程中也发现了这样的问题；3）工艺复杂，需要在机械计数器的字轮上安装很多光电装置，同时导致成本较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是为了解决现在远程抄表系统中数据采集装置的工艺复杂且计量精度不高易出现误差的缺点，提供一种无芯线圈感应式表头数据采集装置。
本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，无芯线圈感应式表头数据采集装置，包括字轮，其特征在于，还包括非接触式电感传感器及外围电路，所述非接触式电感传感器包括异形金属钣金件及无芯感应线圈，所述异形金属钣金件设置在字轮侧面，所述异形金属钣金件的变形与字轮外圈的数字相对应，无芯感应线圈安装在异形金属钣金件相对字轮的同侧，与异形金属钣金件相对应，无芯感应线圈与外围电路连接。
具体的，所述异形金属钣金件为电感渐变的不封闭圆环结构，其圆心与字轮同心。
进一步的，所述异形金属钣金件相对于字轮侧面的平面形状为：由阿基米德螺旋线一、 阿基米德螺旋线二及一线段组成的封闭区间，所述线段的延长线与字轮圆心相交，阿基米德螺旋线一与阿基米德螺旋线二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋线一的起点为线段靠近第一圆心的一端，其终点与阿基米德螺旋线二的起点相交，记为顶点，阿基米德螺旋线二的终点为线段的另一端，该顶点及线段的中点都位于圆心为字轮圆心，且半径为R的圆上，所述线段的中点到该顶点的最短距离小于该圆心为字轮圆心且半径为R的圆周长的1/10，且该线段两端与顶点的最短连线均不在由阿基米德螺旋线一、阿基米德螺旋线二及该线段所组成的封闭区间内。
具体的，所述无芯感应线圈与异形金属钣金件相对应是指无芯感应线圈始终保持其圆心在与字轮同心且半径为R的圆上。
再进一步的，所述无芯感应线圈与异形金属钣金件之间的距离小于无芯感应线圈外径的1.5倍。
具体的，所述异形金属钣金件的厚度为0.5毫米。
再进一步的，所述异形金属钣金件为铝制异形金属钣金件或不锈钢制异形金属钣金件或导电墨水制异形金属钣金件。
本实用新型的有益效果是，通过上述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其利用异形金属钣金件与无芯感应线圈实时感应，通过感应磁通量信息准确换算出字轮所显示的数据信息，工艺简单，数据准确，且抗干扰性强。
附图说明
图1为本实用新型实施例中无芯线圈感应式表头数据采集装置安装在字轮上的示意图。
其中，101为异形金属钣金件，102为无芯感应线圈，103为字轮。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
本实用新型的无芯线圈感应式表头数据采集装置，由字轮103、非接触式电感传感器及外围电路组成，其中，非接触式电感传感器包括异形金属钣金件101及无芯感应线圈102，异形金属钣金件101设置在字轮103侧面，所述异形金属钣金件101的变形与字轮103外圈的数字相对应，无芯感应线圈102安装在异形金属钣金件101相对字轮103的同侧，与异形金属钣金件101相对应，无芯感应线圈102与外围电路连接。
实施例
本例的无芯线圈感应式表头数据采集装置安装在字轮上的示意图如图1所示。
本例的无芯线圈感应式表头数据采集装置，由字轮103、非接触式电感传感器及外围电路组成，其中，非接触式电感传感器包括异形金属钣金件101及无芯感应线圈102，异形金 属钣金件101设置在字轮103侧面，所述异形金属钣金件101的变形与字轮103外圈的数字相对应，无芯感应线圈102安装在异形金属钣金件101相对字轮103的同侧，与异形金属钣金件101相对应，无芯感应线圈102与外围电路连接。
这里，异形金属钣金件101为电感渐变的不封闭圆环结构，其圆心与字轮103同心，如图1所示，异形金属钣金件101相对于字轮侧面的平面形状为：由阿基米德螺旋线一、阿基米德螺旋线二及一线段组成的封闭区间，所述线段的延长线与字轮圆心相交，阿基米德螺旋线一与阿基米德螺旋线二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋线一的起点为线段靠近第一圆心的一端，其终点与阿基米德螺旋线二的起点相交，记为顶点，阿基米德螺旋线二的终点为线段的另一端，该顶点及线段的中点都位于圆心为字轮圆心，且半径为R的圆上，所述线段的中点到该顶点的最短距离小于该圆心为字轮圆心且半径为R的圆周长的1/10，且该线段两端与顶点的最短连线均不在由阿基米德螺旋线一、阿基米德螺旋线二及该线段所组成的封闭区间内。，则此时无芯感应线圈102与异形金属钣金件101相对应是指无芯感应线圈102始终保持其圆心在与字轮同心且半径为R的圆上，且若无芯感应线圈102与异形金属钣金件101之间的距离小于无芯感应线圈102外径的1.5倍时，其可以有较好的感应效果，异形金属钣金件101的厚度可以为0.5毫米的铝制异形金属钣金件或不锈钢制异形金属钣金件或导电墨水制异形金属钣金件。
由于异形金属钣金件101的变形与字轮103外圈的数字相对应，因此当字轮转动，其窗口数值（即显示数据）发生变化时，无芯感应线圈感应到的磁通量必然发生变化，从而可以通过磁通量的变化计算出当前字轮的窗口数值。
Claims (7)
1.无芯线圈感应式表头数据采集装置，包括字轮，其特征在于，还包括非接触式电感传感器及外围电路，所述非接触式电感传感器包括异形金属钣金件及无芯感应线圈，所述异形金属钣金件设置在字轮侧面，所述异形金属钣金件的变形与字轮外圈的数字相对应，无芯感应线圈安装在异形金属钣金件相对字轮的同侧，与异形金属钣金件相对应，无芯感应线圈与外围电路连接。
2.根据权利要求1所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述异形金属钣金件为电感渐变的不封闭圆环结构，其圆心与字轮同心。
3.根据权利要求2所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述异形金属钣金件相对于字轮侧面的平面形状为：由阿基米德螺旋线一、阿基米德螺旋线二及一线段组成的封闭区间，所述线段的延长线与字轮圆心相交，阿基米德螺旋线一与阿基米德螺旋线二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋线一的起点为线段靠近第一圆心的一端，其终点与阿基米德螺旋线二的起点相交，记为顶点，阿基米德螺旋线二的终点为线段的另一端，该顶点及线段的中点都位于圆心为字轮圆心，且半径为R的圆上，所述线段的中点到该顶点的最短距离小于该圆心为字轮圆心且半径为R的圆周长的1/10，且该线段两端与顶点的最短连线均不在由阿基米德螺旋线一、阿基米德螺旋线二及该线段所组成的封闭区间内。
4.根据权利要求3所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述无芯感应线圈与异形金属钣金件相对应是指无芯感应线圈的中点始终保持在圆心为字轮同心且半径为R的圆上。
5.根据权利要求4所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述无芯感应线圈与异形金属钣金件之间的距离小于无芯感应线圈外径的1.5倍。
6.根据权利要求1所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述异形金属钣金件的厚度为0.5毫米。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述无芯线圈感应式表头数据采集装置，其特征在于，所述异形金属钣金件为铝制异形金属钣金件或不锈钢制异形金属钣金件或导电墨水制异形金属钣金件。
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| CN103791973A (zh) * | 2014-03-07 | 2014-05-14 | 四川恒芯科技有限公司 | 无芯线圈感应式表头数据采集装置 |
| CN104330099A (zh) * | 2014-09-05 | 2015-02-04 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种电感感应式数据采集装置及其采集方法 |
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2014
- 2014-03-07 CN CN201420104128.8U patent/CN203719722U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 611130, No. three, section 456, hot spring road, Chengdu science and Technology Industry Development Zone, Chengdu District, Wenjiang District, Sichuan, China Patentee after: Sichuan Hengxin Science and Technology Co., Ltd. Address before: 610041 Sichuan city of Chengdu province high tech Zone nine Hing Road No. ten building 6 floor Kim Patentee before: Sichuan Hengxin Science and Technology Co., Ltd. |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20140716 Effective date of abandoning: 20170510 |