無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。本實用新型解決了現(xiàn)有遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置的工藝復(fù)雜且計量精度不高易出現(xiàn)誤差的問題，提供了一種無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其技術(shù)方案為：無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，包括字輪，其特征在于，還包括非接觸式電感傳感器及外圍電路，所述非接觸式電感傳感器包括異形金屬鈑金件及無芯感應(yīng)線圈，所述異形金屬鈑金件設(shè)置在字輪側(cè)面，所述異形金屬鈑金件的變形與字輪外圈的數(shù)字相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈安裝在異形金屬鈑金件相對字輪的同側(cè)，與異形金屬鈑金件相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈與外圍電路連接。本實用新型的有益效果是，工藝簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，適用于表頭數(shù)據(jù)采集裝置。
【專利說明】無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，特別涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]普通的燃?xì)獗砘蜃詠硭硎菣C械式燃?xì)獗砘驒C械式自來水表，其計數(shù)原理是利用燃?xì)饣蛩鞯牧鲃訋佑嫈?shù)碼輪轉(zhuǎn)動進(jìn)行計數(shù)，要實現(xiàn)自動抄表，需要將計數(shù)碼輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號。目前市場上所見到的遠(yuǎn)程抄表大體分為兩類，一類是脈沖式的，另一類是直讀式的。
[0003]脈沖式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的傳感器，即數(shù)據(jù)采集裝置，主要由干簧管和磁鋼構(gòu)成，將磁鋼安裝在字輪上，當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動時，磁鋼也隨之轉(zhuǎn)動，磁鋼靠近干簧管時，干簧管的彈片吸合，磁鋼離開干簧管時干簧管的彈片斷開，采集電路通過判斷干簧管的彈片的吸合或斷開狀態(tài)來實現(xiàn)計數(shù)。脈沖式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要存在以下缺陷:1)計數(shù)不準(zhǔn)確，當(dāng)燃?xì)獗砘蜃詠硭砀浇型饨绱艌龈蓴_時，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，當(dāng)干簧管的彈片吸合或斷開時易發(fā)生抖動，這些因素都會造成計數(shù)不準(zhǔn)確；2)脈沖式傳感器由于是采用累加計數(shù)的方式，采集電路需要長期供電，如斷電則采集電路無法工作，脈沖漏計，會造成數(shù)據(jù)偏少的現(xiàn)象。
[0004]直讀式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要有電阻式和光電式兩種，分別稱為電阻式直讀表及光電式直讀表。
[0005]電阻式直讀表中數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理是:通過在字輪上安裝的金屬觸點，與對應(yīng)的電路板上的不同電阻接觸，通過不同的電阻值來識別字輪的位置，電阻式直讀表實現(xiàn)方法是在機械計數(shù)器的字輪間固定安裝電路板，電路板上均勻分布10片扇形金屬片，組成與字輪大小相當(dāng)?shù)膱A形，該金屬片接通不同的電阻，每個字輪上安裝金屬觸點，組裝后可與電路板接觸，這樣當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動到某一位置時，觸點就接觸不同的電路板，可產(chǎn)生不同的電阻值，每個電阻值都對應(yīng)計數(shù)器上的數(shù)字，然后由采集電路處理得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完成讀表操作。電阻式直讀表的特點是:可以從采集電路輸出的數(shù)據(jù)直接讀出字輪上的數(shù)據(jù)，平時無需供電，原理簡單，實現(xiàn)容易，一般來說裝置可以嵌入表內(nèi)，對原表結(jié)構(gòu)改動較小，這種方式實現(xiàn)了字輪數(shù)字的直讀，但也存在一些問題:1)計量問題，字輪屬于電阻式直讀表的計量記錄裝置，當(dāng)有外力與其接觸時，會影響計量性能，這需要電阻式直讀表廠家重新設(shè)計電阻式直讀表的字輪組以減小摩擦，這種接觸方式經(jīng)過長時間摩擦?xí)ψ州喌霓D(zhuǎn)動產(chǎn)生移動的影響；2)工藝問題，由于這種接觸是機械接觸，其接觸力和位置取決于安裝過程，字輪組有固有的間隙誤差，增加電路板后，電路板與字輪的邊緣距離較近，在安裝完成后高位字輪無法檢測，這樣會產(chǎn)生由于安裝精度造成高位字輪與電路板刮擦影響轉(zhuǎn)動，同時，安裝工序和精度均要求較高，不利于批量生產(chǎn)；3)運行問題，由于接觸式主要是通過電阻方式來識別，而電阻會隨溫度，接觸點而發(fā)生變化，電阻的溫漂和觸點的不良接觸可能會導(dǎo)致測量盲區(qū)或誤判，長期運行很難保證可靠性，有時會產(chǎn)生誤讀現(xiàn)象。
[0006]光電式直讀表中數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理是:在普通燃?xì)獗砘蜃詠硭淼挠嫈?shù)器字輪印刷O?9位置的邊緣再印刷特定標(biāo)記(或在字輪上開不同尺寸的孔)，在其外圍固定光電傳感器及相關(guān)電路，外部供電讀表時，通過光電傳感器判斷特定標(biāo)記“有”和“無”的狀態(tài)，通過組合編碼判斷以獲得字輪的讀數(shù)(即窗口值)。這種方法的原理不再是電阻式的模擬計量方式，而是通過對字輪建立數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過組合計算，得出正確的讀數(shù)。目前采用的光電式直讀表主要有光電對射(透射)式和光電反射式兩種，其主要區(qū)別在于機械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)算法不同，光電對射(透射)式是在字輪間安裝光電器件和電路板的方式，光電反射式是在字輪周圍安裝光電器件和電路板的方式。光電式直讀表有以下特點:直接讀取計數(shù)器碼盤數(shù)字(即各字輪窗口數(shù)字)得到“窗口值”，表內(nèi)不需設(shè)置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無需存儲數(shù)據(jù)，不存在累計誤差，真正實現(xiàn)了“讀表”，結(jié)束了累計脈沖、換算數(shù)值的歷史，直讀表內(nèi)電子部分與計數(shù)器等裝置沒有機械接觸完全分離，不影響計量精度。光電直讀表在克服了電阻式直讀表的一些缺點的同時自身也還存在以下缺陷:1)抗干擾性能:米用紅外光光電傳感器，紅外接收管很容易受到外界紅外光或者自然光的影響，在極端環(huán)境下甚至能致使傳感器完全無法工作；2)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性:現(xiàn)在的光電式直讀表一個字輪一般采用五對紅外傳感器來“讀數(shù)”，理論上五對傳感器最多可以分辨32種狀態(tài)，但字輪特別是高位字輪在一個小范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動是一個連續(xù)的過程，這個時候的字輪“讀數(shù)”只能通過軟件來“估計”，在遇到多個字輪同時進(jìn)位的情況下軟件“估計”出來的數(shù)據(jù)往往是不可靠的，在實際的應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)了這樣的問題；3)工藝復(fù)雜，需要在機械計數(shù)器的字輪上安裝很多光電裝置，同時導(dǎo)致成本較高。
[0007]實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是為了解決現(xiàn)在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集裝置的工藝復(fù)雜且計量精度不高易出現(xiàn)誤差的缺點，提供一種無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集
裝直。
[0009]本實用新型解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，包括字輪，其特征在于，還包括非接觸式電感傳感器及外圍電路，所述非接觸式電感傳感器包括異形金屬鈑金件及無芯感應(yīng)線圈，所述異形金屬鈑金件設(shè)置在字輪側(cè)面，所述異形金屬鈑金件的變形與字輪外圈的數(shù)字相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈安裝在異形金屬鈑金件相對字輪的同側(cè)，與異形金屬鈑金件相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈與外圍電路連接。
[0010]具體的，所述異形金屬鈑金件為電感漸變的不封閉圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其圓心與字輪同心。
[0011]進(jìn)一步的，所述異形金屬鈑金件相對于字輪側(cè)面的平面形狀為:由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及一線段組成的封閉區(qū)間，所述線段的延長線與字輪圓心相交，阿基米德螺旋線一與阿基米德螺旋線二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋線一的起點為線段靠近第一圓心的一端，其終點與阿基米德螺旋線二的起點相交，記為頂點，阿基米德螺旋線二的終點為線段的另一端，該頂點及線段的中點都位于圓心為字輪圓心，且半徑為R的圓上，所述線段的中點到該頂點的最短距離小于該圓心為字輪圓心且半徑為R的圓周長的1/10，且該線段兩端與頂點的最短連線均不在由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及該線段所組成的封閉區(qū)間內(nèi)。
[0012]具體的，所述無芯感應(yīng)線圈與異形金屬鈑金件相對應(yīng)是指無芯感應(yīng)線圈始終保持其圓心在與字輪同心且半徑為R的圓上。
[0013]再進(jìn)一步的，所述無芯感應(yīng)線圈與異形金屬鈑金件之間的距離小于無芯感應(yīng)線圈外徑的1.5倍。[0014]具體的，所述異形金屬鈑金件的厚度為0.5毫米。
[0015]再進(jìn)一步的，所述異形金屬鈑金件為鋁制異形金屬鈑金件或不銹鋼制異形金屬鈑金件或?qū)щ娔飘愋谓饘兮k金件。
[0016]本實用新型的有益效果是，通過上述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其利用異形金屬鈑金件與無芯感應(yīng)線圈實時感應(yīng)，通過感應(yīng)磁通量信息準(zhǔn)確換算出字輪所顯示的數(shù)據(jù)信息，工藝簡單，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且抗干擾性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例中無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置安裝在字輪上的示意圖。
[0018]其中，101為異形金屬鈑金件，102為無芯感應(yīng)線圈，103為字輪。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例，詳細(xì)描述本實用新型的技術(shù)方案。
[0020]本實用新型的無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，由字輪103、非接觸式電感傳感器及外圍電路組成，其中，非接觸式電感傳感器包括異形金屬鈑金件101及無芯感應(yīng)線圈102，異形金屬鈑金件101設(shè)置在字輪103側(cè)面，所述異形金屬鈑金件101的變形與字輪103外圈的數(shù)字相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈102安裝在異形金屬鈑金件101相對字輪103的同側(cè)，與異形金屬鈑金件101相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈102與外圍電路連接。
[0021]實施例
[0022]本例的無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置安裝在字輪上的示意圖如圖1所示。
[0023]本例的無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，由字輪103、非接觸式電感傳感器及外圍電路組成，其中，非接觸式電感傳感器包括異形金屬鈑金件101及無芯感應(yīng)線圈102，異形金屬鈑金件101設(shè)置在字輪103側(cè)面，所述異形金屬鈑金件101的變形與字輪103外圈的數(shù)字相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈102安裝在異形金屬鈑金件101相對字輪103的同側(cè)，與異形金屬鈑金件101相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈102與外圍電路連接。
[0024]這里，異形金屬鈑金件101為電感漸變的不封閉圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其圓心與字輪103同心，如圖1所示，異形金屬鈑金件101相對于字輪側(cè)面的平面形狀為:由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及一線段組成的封閉區(qū)間，所述線段的延長線與字輪圓心相交，阿基米德螺旋線一與阿基米德螺旋線二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋線一的起點為線段靠近第一圓心的一端，其終點與阿基米德螺旋線二的起點相交，記為頂點，阿基米德螺旋線二的終點為線段的另一端，該頂點及線段的中點都位于圓心為字輪圓心，且半徑為R的圓上，所述線段的中點到該頂點的最短距離小于該圓心為字輪圓心且半徑為R的圓周長的1/10，且該線段兩端與頂點的最短連線均不在由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及該線段所組成的封閉區(qū)間內(nèi)。，則此時無芯感應(yīng)線圈102與異形金屬鈑金件101相對應(yīng)是指無芯感應(yīng)線圈102始終保持其圓心在與字輪同心且半徑為R的圓上，且若無芯感應(yīng)線圈102與異形金屬鈑金件101之間的距離小于無芯感應(yīng)線圈102外徑的1.5倍時，其可以有較好的感應(yīng)效果，異形金屬鈑金件101的厚度可以為0.5毫米的鋁制異形金屬鈑金件或不銹鋼制異形金屬鈑金件或?qū)щ娔飘愋谓饘兮k金件。[0025]由于異形金屬鈑金件101的變形與字輪103外圈的數(shù)字相對應(yīng)，因此當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動，其窗口數(shù)值(即顯示數(shù)據(jù))發(fā)生變化時，無芯感應(yīng)線圈感應(yīng)到的磁通量必然發(fā)生變化，從而可以通過磁通量的變化計算出當(dāng)前字輪的窗口數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，包括字輪，其特征在于，還包括非接觸式電感傳感器及外圍電路，所述非接觸式電感傳感器包括異形金屬鈑金件及無芯感應(yīng)線圈，所述異形金屬鈑金件設(shè)置在字輪側(cè)面，所述異形金屬鈑金件的變形與字輪外圈的數(shù)字相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈安裝在異形金屬鈑金件相對字輪的同側(cè)，與異形金屬鈑金件相對應(yīng)，無芯感應(yīng)線圈與外圍電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述異形金屬鈑金件為電感漸變的不封閉圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其圓心與字輪同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述異形金屬鈑金件相對于字輪側(cè)面的平面形狀為:由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及一線段組成的封閉區(qū)間，所述線段的延長線與字輪圓心相交，阿基米德螺旋線一與阿基米德螺旋線二的螺旋方向相反，阿基米德螺旋線一的起點為線段靠近第一圓心的一端，其終點與阿基米德螺旋線二的起點相交，記為頂點，阿基米德螺旋線二的終點為線段的另一端，該頂點及線段的中點都位于圓心為字輪圓心，且半徑為R的圓上，所述線段的中點到該頂點的最短距離小于該圓心為字輪圓心且半徑為R的圓周長的1/10，且該線段兩端與頂點的最短連線均不在由阿基米德螺旋線一、阿基米德螺旋線二及該線段所組成的封閉區(qū)間內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述無芯感應(yīng)線圈與異形金屬鈑金件相對應(yīng)是指無芯感應(yīng)線圈的中點始終保持在圓心為字輪同心且半徑為R的圓上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述無芯感應(yīng)線圈與異形金屬鈑金件之間的距離小于無芯感應(yīng)線圈外徑的1.5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述異形金屬鈑金件的厚度為0.5毫米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述異形金屬鈑金件為鋁制異形金屬鈑金件或不銹鋼制異形金屬鈑金件或?qū)щ娔飘愋谓饘兮k金件。
【文檔編號】G01F15/07GK203719722SQ201420104128
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】徐子林, 徐海鴻, 王水泉, 趙敏 申請人:四川恒芯科技有限公司