DE19719459A1

DE19719459A1 - Vorrichtung zur Abtastung der Teilstriche eines mechanischen Rollenzählwerkes bei Zählern aller Art

Info

Publication number: DE19719459A1
Application number: DE19719459A
Authority: DE
Inventors: Andre Dipl Ing Orth; Ralf Dipl-Ing Ba Schneiderat
Original assignee: INOTECH GES fur ENTWICKLUNG U
Current assignee: INOTECH GES fur ENTWICKLUNG U
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-11-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtastung der Teilstriche der letzten Zählwerksrolle eines Rollenzählwerkes. Mechanische Rollenzählwerke werden bei unterschiedli chen Energie- und Wasserzählern verwendet. Auf der letzten (niederwertigsten) Zählwerksrolle sind Teilstriche vorhanden, die eine Ablesung in der kleinsten Teil menge ermöglichen.

Die Abtastung eines mechanischen Rollenzählwerkes ist erforderlich, wenn die Zähler ge prüft und geeicht werden. Die Zähler werden während einer Prüfung justiert. Um die für die Justierung notwendige Größe exakt ablesen zu können, ist es bei automa tisch arbeitenden Prüfanlagen notwendig die letzte Stelle genau abtasten zu kön nen. Jeder Teilstrich muß ohne Fehler erfaßt und in elektronischer Form an die Prüfanlage weitergegeben werden können.

Prüfanlagen für Balgengaszähler arbeiten heute nach dem folgenden Prinzip: Die Zählwerke werden abgenommen und eine Scheibe mit radialen Schlitzen (Impuls scheibe, Stern) wird in die Stopfbuchse des Balgengaszählers gesteckt. Die Schlit ze der Scheibe werden mit einer Lichtschranke abgetastet. Mit diesem Aufbau wer den drei Meßpunkte gefahren. Dabei werden die Impulse der Impulsscheibe ab getastet und gezählt. Nach diesen Messungen wird eine Kurvenverschiebung der Meßkurve vorgenommen, die den Zähler in den zulässigen Meßfehlerbereich ver schiebt. Jetzt wird über ein Justierradpaar das Zählwerk aufgesetzt und mit dem aufgesetzten Zählwerk diese Verschiebung überprüft. Liegt das Messergebnis in dem erwarteten Bereich, wird der Zähler beglaubigt bzw. geeicht.

Mit der Vorrichtung zur Abtastung der Teilstriche soll die Prüfungszeit bei bereits beglau bigten Zählern verkürzt werden, indem die Zählwerke zur Bestimmung der drei Meßpunkte nicht mehr abgenommen werden. Die Meßpunkte werden mit aufge setztem Zählwerk bestimmt. Nur wenn der Zähler nachjustiert werden muß, muß das Zählwerk abgenommen und ein neues Justierradpaar eingesetzt werden.

Bei sporadisch eingesetzten Meßgeräten (Datenloggern) an Zählern ist oft kein freier Im pulsausgang des Zählers für den Anschluß eines Datenloggers frei. Ohne einen Eingriff an dem geeichten Primärzähler machen zu müssen, ist es notwendig kor rekte Impulse zur Weitergabe an solche Datenlogger zu erzeugen, die der Meßgrö ße entsprechen.

Bisher bekannte Verfahren arbeiten mit einem Laserstahl (z. B. Laserkontrasttaster), der punktförmig auf die Teilstriche ausgerichtet wird und der Impulse für jeden durch laufenden Teilstrich abgibt. Dieser Sensortyp gibt immer nur Informationen über den abgetasteten Punkt wieder.

Im nachfolgenden werden die Nachteile des beschriebenen Verfahrens kurz genannt:
Da mit dem Laserstrahl immer nur punktförmige Informationen geliefert werden können, erzeugt jeder Fehler, bei der letzten Zählwerksrolle, auch Fehlimpulse (mehr Impul se als tatsächlich durchgelaufene Teilstriche von der Zählwerksrolle). Diese Fehler sind z. B. schlechter bzw. ungleich mäßiger Druck der Teilstriche auf der Zählwerks rolle, zerkratzte Frontscheibe auf dem Zähler, Reflexionen durch die Scheibe und durch die Kanten der Teilstriche. Das Ausrichten des Laserstrahles auf die Teilstri che ist zeitaufwendig und fehlerbehaftet, da der Abstand zwischen dem Sensor und der Zählwerksrolle sehr exakt eingestellt werden muß. Es werden keine redundan ten Informationen von dem Sensor geliefert. Z.B. kann dieser Sensortyp nicht zwi schen kurzen und langen Teilstichen auf der Zählwerksrolle unterscheiden. Dies bedeutet, wenn einmalige, oder nur wenige Fehlimpulse erzeugt werden, so daß dies innerhalb der theoretisch möglichen Toleranz des Meßfehlers des Zählers liegt, kann dies das Messergebnis (Anzahl der gezählten Impulse des Prüflings zählers bezogen auf ein Volumen- oder ein Zeitnormal) für die Prüfanlage unmerk lich verfälschen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vor richtung anzugeben, die wenig Fehlimpulse liefert, einfach zu justieren ist und be züglich der Verfälschung von Meßergebnissen verbessert ist.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.

Das Zählwerk wird mit Infrarotlicht beleuchtet. Das Licht wird durch die weiß gedruckten Ziffern und Teilstriche reflektiert. Über eine zwischengeschaltete Optik, die mit ei nem Selfoc-Linsen-Array (viele, kleine Glaszylinder mit gradiell verlaufendem Brechnungsindex, die in einer oder mehreren Zeilen angeordnet sind) realisiert ist, wird ein Bild auf einem CCD-Zeilen-Sensor erzeugt, der quer über die gesamte Rolle (niederwertigste) des Zählwerkes angeordnet ist. Ausgewertet werden die äußeren Bereiche des Signales (siehe Bezeichnung Objekt). Ein Mikrocomputer wertet diese gewonnenen Bildinformation aus und hat somit die Möglichkeit folgen de Vergleiche zu berücksichtigen: Erfassung und Vergleich der Teilstriche auf der linken und rechten Seite der Rolle, Erfassung und Vergleich von kurzen und langen Teilstrichen (nach jeweils vier kurzen Teilstrichen folgt ein langer Teilstrich). Aus diesen Informationen kann über entsprechende Algorithmen eine eindeutige Aus gangsinformation (Ausgangsignal) erzeugt werden, auch wenn Teilinformation z. B. aufgrund einer teilweise schlecht bedruckten Zählwerksrolle fehlen. Die Justierung zwischen Zähler und der Vorrichtung entfällt, da jeder Zählertyp über einen mecha nischen Adapter, der Position und Entfernung vorgibt, angepaßt wird. Der Mikro controller sucht über selbstlernende Algorithmen eigenständig die Position der ab zutastenden Teilstriche. Die Daten der Positionsermittlung der Teilstriche werden ständig optimiert, so daß ein neu angesetzte Vorrichtung von den Erfahrungsdaten geführt, schnell die optimale Position für die Zählung der Teilstriche ermitteln kann.

Bei der Binarisierung des eingelesenen Bildes wird ebenfalls ein selbstlernendes Verfahren angewandt, da sich für jeden benötigten Pixel des Bildes die Binarisie rungsschwelle selbst festlegt.

Erläuterungen zu den Zeichnungen Bezugszeichenliste

Fig. 1 zeigt den Signalverlauf vom mechanischen Rollenzählwerk bis zur Signalausgabe (Impulsausgabe) 1 Mechanisch es Rollenzählwerk
2 Letzte Ziffernrolle mit Teilstrichen
3 Vorrichtung zur Abtastung der Teilstriche
4 Lichtempfindliches Matrix-Sensorelement
5 Mikrocomputer
6 Signalfolge nach der Signalauswertung

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung zur Abtastung der Teilstriche auf der niederwertigsten Zählwerksrolle eines mechanischen Rollenzählwerkes. 1 Mechanisches Rollenzählwerk
2 Beleuchtung des Zählwerkes
3 Linsensystem
4 Lichtempfindlicher Matrix-Sensor

Fig. 3 zeigt die Bildung des Signales, das aus einem CCD gewonnen wird, wenn eine Zeile eines mechanischen Rollenzählwerkes abgetastet wird. 1 Elektrisches Signal
2 Bild
3 Objekt

Claims

1. Vorrichtung zur Abtastung der Teilstriche eines mechanischen Rollenzählwerkes bei Zählern aller Art, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines lichtempfindlichen Matrix-Sensors insbesondere eines CCD's (charge coupled device) in einer beliebigen Anordnung zwischen Rollenzählwerk und Vorrichtung die Teilstriche der niederwertigsten Zählwerksrolle abgetastet werden können.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bildinformationen aus dem Matrix-Sensor mit einem nachgeschalteten Mikrocomputer selbstlernend ausgewertet und anschließend die Ausgangsinformation korrekt gebildet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsinformation (Impulse, bzw. Impulsanzahl) aus den komplexeren Ein gangsinformationen, die sich aus Teilstrichen am linken und rechten Rand der Zählwerks rolle und aus langen und kurzen Teilstrichen mit bekanntem Verhältnis zusammensetzen, gebildet wird.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, Patentanspruch 2 und Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildung eines Bildausschnittes über ein Selfoc-Linsen-Array auf einen zeilen förmigen lichtempfindlichen Sensor (insbesondere ein Zeilen-CCD) erfolgt.

5. Verfahren zur Prüfung von Balgengaszählern mit aufgesetztem Zählwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die eichamtlich vorgeschriebenen Meßpunkte mit aufgesetztem Zählwerk und der beschriebenen Vorrichtung gemessen werden können.

6. Verfahren nach Pantentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine nachträgliche Korrektur von Justierradpaaren mit anschließender Überprü fung des neu eingesetzten Justierradpaares die eichamtliche Prüfung durchgeführt wird.

7. Verfahren zur Abtastung eines mechanischen Rollenzählwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere lichtempfindliche Elemente in matrixförmiger Anordnung in der Vorrichtung angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Pantentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Selfoc-Linsen-Arrays zur Abbildung einer Zählwerksrolle mit Teilstrichen benutzt wer den.