專利名稱：磁耦合光電智能識別傳感計(jì)量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能水表、燃?xì)獗?、暖氣表等用位置識別傳感器裝置領(lǐng)域，尤其是一種磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中水資源日益匱乏，燃料日益短缺已成燃眉之急。要用好管好這些資源必須計(jì)量到戶。我國目前普遍采用的水表、燃?xì)獗矶疾捎靡磔喪?，通過多級機(jī)械減速，用指針或十進(jìn)制數(shù)碼輪表示刻度，這種表由于普及且價(jià)廉物美，短時(shí)期內(nèi)不會改變。但在數(shù)字化的今天必須采用電子技術(shù)手段將計(jì)量遠(yuǎn)程傳輸?shù)綉敉?。這種能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)挠?jì)量表被稱為“智能型水表、燃?xì)獗?、暖氣表”，其用量將達(dá)十億計(jì)。所以表傳感計(jì)量器也要以十億計(jì)。
目前，智能型表的計(jì)量傳感器大多采用磁力感應(yīng)技術(shù)，感應(yīng)元件為干簧管或霍爾元件脈沖累加計(jì)量方案。(1)、干簧管是有觸點(diǎn)元件，其壽命是有限的，但一合格干簧管對居民用水和氣的計(jì)量其觸點(diǎn)壽命完全符合要求。干簧管觸點(diǎn)打開和閉合時(shí)都產(chǎn)生抖動，可以用合理的采樣延時(shí)來避免。存在的問題是干簧管與磁感應(yīng)元件若布置不合理會加大表的不靈敏區(qū)，另外干簧管的簧片及其連線都是順磁體，長期工作在磁場環(huán)境中，會帶有一定程度的剩磁，給干簧管觸點(diǎn)打開和閉合產(chǎn)生影響，增大了脈沖計(jì)量誤差。(2)霍爾元件是無觸點(diǎn)元件，因此無抖動問題，其壽命遠(yuǎn)大雨干簧管，可靠性高。與磁感應(yīng)元件的感應(yīng)效應(yīng)小于干簧管，存在的問題是工作電流大，工作電壓大于4.5V，功耗大。
目前大多數(shù)智能型表采用這兩種傳感器，這些組合由分立元件組成，尚未集成化，也未封裝在一塊，其功能有限，僅輸出脈沖電平(TTL或CMOS)只能稱為傳感器。若不使用特殊方法，采用這類傳感器的智能型表的計(jì)量在長期使用中會有較大的誤差，尤其是感應(yīng)一次，不管正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)都增加一個(gè)計(jì)量單位。而且不論是干簧管還是霍爾元件，都需要一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度才能準(zhǔn)確動作，在臨界狀態(tài)下由于抖動(壓力波動)，會造成磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，況且磁感應(yīng)元件都存在退磁現(xiàn)象，因此不穩(wěn)定情況經(jīng)常發(fā)生。計(jì)量準(zhǔn)確性問題是智能型表發(fā)展的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不僅能夠計(jì)數(shù)，而且能識別方向、抗干擾、穩(wěn)定性好的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器。
技術(shù)方案是磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，包括殼體，其特征是在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性藕合體和與磁性藕合體連接在一起的轉(zhuǎn)盤，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有N個(gè)光信號發(fā)射接收器，光信號發(fā)射接收器沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器相連，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋或通孔按照360°/2N扇形分區(qū)排列，顏色區(qū)別條紋或通孔的排列使光信號發(fā)射器在掃描不同扇形的顏色區(qū)別條紋或通孔時(shí)產(chǎn)生循環(huán)碼。
光信號發(fā)射接收器為直接光電式，轉(zhuǎn)盤與磁性藕合體上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有通孔，光電式光信號發(fā)射器與接收器分別位于轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)。
光信號發(fā)射接收器為反射光電式，轉(zhuǎn)盤與磁性藕合體上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋，光電式光信號發(fā)射器與接收器分別位于轉(zhuǎn)盤的同一側(cè)。
所述的轉(zhuǎn)盤為旋轉(zhuǎn)光盤。
所述的在殼體內(nèi)部還設(shè)置有2個(gè)光信號發(fā)射接收器，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋為通孔為兩個(gè)相錯90度排列的同心園弧。
本發(fā)明的效果是在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性藕合體和與磁性藕合體連接在一起的轉(zhuǎn)盤，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有N個(gè)光信號發(fā)射接收器，光信號發(fā)射接收器沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器相連，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋或通孔按照360°/2N扇形分區(qū)排列，顏色區(qū)別條紋或通孔的排列使光信號發(fā)射器在掃描不同扇形的顏色區(qū)別條紋或通孔時(shí)產(chǎn)生循環(huán)碼。旋轉(zhuǎn)光盤轉(zhuǎn)一圈，讀取一遍循環(huán)碼，計(jì)數(shù)顯示器增加一個(gè)相應(yīng)的計(jì)量單位，光盤每旋轉(zhuǎn)一個(gè)扇區(qū)，計(jì)數(shù)顯示器增加一個(gè)相應(yīng)的分計(jì)量單位。采用磁藕合光電位置智能識別方式，比干簧管和霍爾元件有很多優(yōu)點(diǎn)，它無吸引磁性元件的材料，其壽命是半永久性的，工作電壓低，若控制其采樣時(shí)間(占空比)則功耗小于霍爾元件，可與干簧管相當(dāng)。
本發(fā)明的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器不僅能計(jì)數(shù)，而且能識別方向，抗干擾，穩(wěn)定性好。循環(huán)碼讀取方式在計(jì)量時(shí)能夠防止判斷出現(xiàn)失誤，只有轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一周，才能產(chǎn)生一組完整的循環(huán)碼，其他情況下的誤動作，將不會產(chǎn)生不完整的循環(huán)碼，因此也就不會影響計(jì)數(shù)顯示器的數(shù)值。利用軟件算法控制采樣時(shí)間(占空比)能夠大大降低機(jī)時(shí)消耗，并提高抗干擾性和可靠性。
由于采用磁藕合與介質(zhì)隔離，密封光電位智能識別部件，很好地解決了光電污染問題。另外，還具有體積小、無安裝位置限制的優(yōu)點(diǎn)?？稍诓挥绊憴C(jī)械指示讀表的情況下，安裝在玻璃表面上，也可以藏在表內(nèi)，組成新的機(jī)電一體化智能計(jì)量表，不僅適用于水、油、煤氣以及各種燃?xì)獗?，還適用于需要介質(zhì)隔離的所有計(jì)量表，包括各種環(huán)境和旋轉(zhuǎn)或直線位移計(jì)量中。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中旋轉(zhuǎn)光盤的識別區(qū)域分布圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中旋轉(zhuǎn)光盤上識別區(qū)域分布圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖1中，磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，包括殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性藕合體3和與磁性藕合體3連接在一起的轉(zhuǎn)盤2，轉(zhuǎn)盤2與磁性藕合體3上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸5，4是磁性藕合體3的外殼，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有2個(gè)光信號發(fā)射接收器1，光信號發(fā)射接收器1沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器6相連，在轉(zhuǎn)盤2上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋，顏色區(qū)別條紋按照90°扇形分區(qū)排列，顏色區(qū)別條紋為為兩個(gè)相錯90度排列的同心園弧，顏色區(qū)別條紋排列使光信號發(fā)射器在掃描四個(gè)不同扇形的顏色區(qū)別條紋時(shí)產(chǎn)生循環(huán)碼(又稱格雷碼)。光信號發(fā)射接收器1為反射光電式，光電式光信號發(fā)射器與接收器分別位于轉(zhuǎn)盤2的同一側(cè)，轉(zhuǎn)盤2為旋轉(zhuǎn)光盤。
圖2中，2為旋轉(zhuǎn)光盤，7為顏色區(qū)別條紋。旋轉(zhuǎn)光盤旋轉(zhuǎn)一周，光電信號發(fā)射接收器產(chǎn)生10、00、01、11四個(gè)循環(huán)碼。
實(shí)施例2圖3中，磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，包括殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性藕合體3和與磁性藕合體3連接在一起的轉(zhuǎn)盤2，轉(zhuǎn)盤2與磁性藕合體上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸5，4是磁性藕合體3的外殼，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有2個(gè)光信號發(fā)射接收器，光信號發(fā)射接收器沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器6相連，在轉(zhuǎn)盤2上設(shè)置有通孔9，通孔9為兩個(gè)相錯90度排列的同心園弧。通孔9按照90°扇形分區(qū)排列，通孔9的排列使光信號發(fā)射器在掃描不同扇形的通孔時(shí)產(chǎn)生循環(huán)碼(又稱格雷碼)。光信號發(fā)射接收裝置為直接光電式，光電式光信號發(fā)射器10與接收器8分別位于轉(zhuǎn)盤2的兩側(cè)。轉(zhuǎn)盤2為旋轉(zhuǎn)光盤。
圖4中，2為旋轉(zhuǎn)光盤，9為通孔。旋轉(zhuǎn)光盤旋轉(zhuǎn)一周，光電信號發(fā)射接收器產(chǎn)生10、00、01、11四個(gè)循環(huán)碼。
權(quán)利要求
1.磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，包括殼體，其特征是在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性藕合體和與磁性藕合體連接在一起的轉(zhuǎn)盤，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有N個(gè)光信號發(fā)射接收器，光信號發(fā)射接收器沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器相連，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋或通孔按照360°/2N扇形分區(qū)排列，顏色區(qū)別條紋或通孔的排列使光信號發(fā)射器在掃描不同扇形的顏色區(qū)別條紋或通孔時(shí)產(chǎn)生循環(huán)碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，其特征是光信號發(fā)射接收器為直接光電式，轉(zhuǎn)盤與磁性藕合體上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有通孔，光電式光信號發(fā)射器與接收器分別位于轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，其特征是光信號發(fā)射接收器為反射光電式，轉(zhuǎn)盤與磁性藕合體上設(shè)置有轉(zhuǎn)動軸，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋，光電式光信號發(fā)射器與接收器分別位于轉(zhuǎn)盤的同一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，其特征是所述的轉(zhuǎn)盤為旋轉(zhuǎn)光盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁藕合光電智能識別傳感計(jì)量器，其特征是所述的在殼體內(nèi)部還設(shè)置有2個(gè)光信號發(fā)射接收器，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋為通孔為兩個(gè)相錯90度排列的同心園弧。
全文摘要
一種不僅能夠計(jì)數(shù)，而且能識別方向、抗干擾、穩(wěn)定性好的磁耦合光電智能識別傳感計(jì)量器。技術(shù)方案是包括殼體，其特征是在殼體內(nèi)部設(shè)置有磁性耦合體和與磁性耦合體連接在一起的轉(zhuǎn)盤，在殼體內(nèi)部還設(shè)置有N個(gè)光信號發(fā)射接收器，光信號發(fā)射接收器沿轉(zhuǎn)盤半徑直線排列并與計(jì)數(shù)顯示器相連，在轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有顏色區(qū)別條紋或通孔，顏色區(qū)別條紋或通孔按照360°/文檔編號G01D5/12GK1605836SQ20041008365
公開日2005年4月13日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者陳雷 申請人:陳雷