本發(fā)明涉及遠(yuǎn)傳智能水表，尤其是一種基于塑料光纖傳感和通訊數(shù)據(jù)光電編碼式遠(yuǎn)傳智能水表。

背景技術(shù)：

水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳為用水計(jì)量、階梯水價(jià)、水務(wù)管理等提供了必要的基礎(chǔ)信息。水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳也是水表智能化網(wǎng)絡(luò)化的前提和基礎(chǔ)。

對(duì)于非電子式水表，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的前提是通過(guò)各種傳感器將機(jī)械水表中葉輪或活塞的位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再將該電信號(hào)遠(yuǎn)傳。目前遠(yuǎn)傳水表傳感方式通常有干簧管式、霍爾元件式以及光電編碼式。干簧管式技術(shù)方案因?yàn)楦苫晒苁褂脡勖脑蛞呀?jīng)被淘汰。霍爾元件式技術(shù)方案相對(duì)于干簧管式方案，具有安裝方便、不易損壞、壽命長(zhǎng)、體積小、可以將傳感器模塊放到機(jī)芯外部杜絕漏水等長(zhǎng)處，目前仍被使用。光電編碼式技術(shù)方案是在水表的字輪端面上制作出特殊的碼道，由于碼道的存在，使得字輪的端面具有擋光和透光的作用。字輪兩側(cè)分別安裝了沿同一圓周均勻分布的幾個(gè)發(fā)光管和相同數(shù)量相同分布的光接收管。在抄表的時(shí)候，發(fā)光管會(huì)被點(diǎn)亮，發(fā)光管發(fā)出的光線照射在字輪端面上。由于字輪旋轉(zhuǎn)的位置不同，產(chǎn)生擋光和透光作用，就會(huì)對(duì)應(yīng)出代表各個(gè)0～9這十個(gè)數(shù)字相應(yīng)的不同碼道，這樣字輪另一端的接收管就會(huì)得到一組明暗信號(hào)，再經(jīng)集成電路計(jì)算處理，經(jīng)可確定字輪的位置，從而得到最終的水表讀數(shù)。但是，光電編碼式的遠(yuǎn)傳水表面臨一個(gè)的問(wèn)題，就是如何解決好濕式水表的密封性。因?yàn)槿绻谧州喐浇霈F(xiàn)了氣泡，光線將會(huì)形成折射，這會(huì)很大程度影響到讀數(shù)功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是在遠(yuǎn)程水表中采用塑料光纖傳感器并通過(guò)塑料光纖通訊模塊將水表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表，其構(gòu)成包括濕式機(jī)械字輪顯示水表，其特征在于：其構(gòu)成中還包括有，塑料光纖、單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊，在濕式機(jī)械字輪顯示水表字輪計(jì)數(shù)器字輪一側(cè)端面上按編碼規(guī)則設(shè)置若干編碼光反射帶，若干根塑料光纖固定于字輪編碼光反射帶的同一側(cè)，這些塑料光纖端面位于正對(duì)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中編碼光反射帶所要經(jīng)過(guò)軌跡線、且緊貼字輪端面，這些塑料光纖的另一個(gè)端面與單芯光收發(fā)器呈光連接，單芯光收發(fā)器與光電編碼處理及通訊模塊相連接，光電編碼處理及通訊模塊將水表讀數(shù)電信號(hào)遠(yuǎn)傳至主站或采集器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有，

1.將塑料光纖光收發(fā)器作為光電轉(zhuǎn)換傳感器，利用塑料光纖在水中不影響其發(fā)光和接收光的特性，只將塑料光纖部分置于濕式水表中，其余功能電路，如光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊、電池等則位于水表密封殼體之外，有效地解決了濕式水表的密封問(wèn)題，同時(shí)還保證了塑料光纖光電傳感器的長(zhǎng)壽命使用。

2.塑料光纖可以不受環(huán)境潮濕的影響，組網(wǎng)布線容易，成本相對(duì)較低。

3.由于塑料光纖端面緊靠字輪端，字輪光反射帶與塑料光纖發(fā)光和受光端面十分接近，光信號(hào)泄露和損失少，另外，塑料光纖光收發(fā)器可工作在單一波長(zhǎng)（如藍(lán)光、綠光或紅光），這樣能提高對(duì)背景光線抗干擾能力。

4.塑料光纖通訊模塊可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)還可以轉(zhuǎn)換成無(wú)線電信號(hào)rf，或轉(zhuǎn)換成485總線信號(hào)，可方便地為每一塊獨(dú)立的水表提供組網(wǎng)遠(yuǎn)傳的通訊接口，具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)接入特性。

5.采用單芯塑料光纖光收發(fā)器作為光電傳感器，能耗少，且具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例各部分構(gòu)成及光電信號(hào)轉(zhuǎn)換、處理、傳輸示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例編碼字輪端面反射帶位置示意圖。

以上附圖中，1是濕式機(jī)械水表，2是字輪計(jì)數(shù)器，3是塑料光纖束，4是單芯光收發(fā)器組，5是光電編碼處理及通訊模塊，6是電池，7是主站，8是數(shù)據(jù)采集器，11是字輪，12是編碼反射帶之一，13是編碼反射帶之二，14是編碼反射帶之三。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

本實(shí)施例各部分構(gòu)成如附圖1所示。

通常，濕式機(jī)械水表的字輪計(jì)數(shù)器共有四個(gè)字輪，在濕式機(jī)械水表每個(gè)字輪11的一側(cè)端面印制有三個(gè)編碼光反射帶12、13、14，如附圖2中加陰隱線部分。在每個(gè)字輪反射帶一側(cè)各配置固定五根塑料光纖。所有塑料光纖進(jìn)出光的端面正對(duì)字輪編碼反射帶運(yùn)動(dòng)軌跡線路。所有塑料光纖的另一個(gè)進(jìn)出光端面分別與二十個(gè)單芯光收發(fā)器連接，這二十個(gè)單芯光收發(fā)器處于半雙工狀態(tài)，既能發(fā)送光信號(hào)，又能接收光信號(hào)并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這二十個(gè)單芯光收發(fā)器電信號(hào)接口端與光電編碼處理及通訊模塊電路的接口端連接通訊，光電編碼處理及通訊模塊電路通過(guò)無(wú)線rf方式與水表數(shù)據(jù)采集器通訊，采集器再通過(guò)多種方式，如電力線載波、485總線、互聯(lián)網(wǎng)等，將采集器中抄表數(shù)據(jù)信號(hào)上傳到主站。

本實(shí)施例中，抄表時(shí)，二十個(gè)單芯光收發(fā)器同時(shí)向五組二十根塑料光纖發(fā)出綠光，此刻，字輪計(jì)數(shù)器的各字輪轉(zhuǎn)到某一特定位置時(shí)，對(duì)于某一個(gè)字輪而言，五根塑料光纖中，有的塑料光纖端面正對(duì)著該字輪的光反射帶，這些塑料光纖另端的單芯光收發(fā)器瞬間就能接收到反射光信號(hào)，輸出電信號(hào)，狀態(tài)為“1”，而有的塑料光纖端面正對(duì)著的不是該字輪的光反射帶，這些塑料光纖的另端單芯光收發(fā)器就沒(méi)有接收到反射的光信號(hào)，無(wú)電信號(hào)輸出，狀態(tài)為“0”，用四根塑料光纖及四個(gè)單芯光收發(fā)器就能獲取一個(gè)該字輪的具體位置信息，另一根塑料光纖及另一個(gè)單芯光收發(fā)器可以作為校驗(yàn)，以保證對(duì)該字輪具體位置判讀的準(zhǔn)確和精確。光電編碼處理及通訊模塊對(duì)全部二十個(gè)單芯光收發(fā)器傳來(lái)的狀態(tài)信息做解碼，進(jìn)而解譯出字輪計(jì)數(shù)器中各字輪的具體精確位置。

本實(shí)施例只將塑料光纖部分置于濕式水表中，其余功能電路，如單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊、電池等則位于水表密封殼體之外，有效地解決了濕式水表的密封問(wèn)題，同時(shí)還保證了塑料光纖光電傳感器的長(zhǎng)壽命使用。

本實(shí)施例中，由于塑料光纖端面緊靠字輪端，字輪光反射帶與塑料光纖發(fā)光和受光端面十分接近，光信號(hào)泄露和損失少，另外，塑料光纖光收發(fā)器可工作在單一波長(zhǎng)（如藍(lán)光、綠光或紅光），這樣能提高對(duì)背景光線抗干擾能力。

本實(shí)施例采用平時(shí)休眠，人工或定時(shí)喚醒讀數(shù)，這樣電能消耗極少，電池壽命增加。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于塑料光纖傳感和通訊的遠(yuǎn)傳智能水表，其構(gòu)成包括濕式機(jī)械字輪顯示水表，其特征在于：其構(gòu)成中還包括有，塑料光纖、單芯光收發(fā)器、光電編碼處理及通訊模塊，在濕式機(jī)械字輪顯示水表中的字輪一側(cè)端面上按編碼規(guī)則設(shè)置若干編碼光反射帶，若干根塑料光纖固定于該字輪編碼光反射帶的同一側(cè)，這些塑料光纖端面貼近且正對(duì)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)編碼光反射帶所要經(jīng)過(guò)軌跡線，這些塑料光纖的另一個(gè)端面與單芯光收發(fā)器呈光連接，單芯光收發(fā)器與光電編碼處理及通訊模塊相連接，光電編碼處理及通訊模塊將水表讀數(shù)電信號(hào)遠(yuǎn)傳至主站。本發(fā)明有效解決了濕式水表光電讀數(shù)的密封問(wèn)題，由于塑料光纖端面緊靠字輪，光信號(hào)泄露和損失少，抗干擾、省能耗。

技術(shù)研發(fā)人員：胡國(guó)祥;胡南凱;胡文彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京宇能新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.12.30
技術(shù)公布日：2017.07.07