專利名稱：一種數(shù)傳電表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電的計量裝置，尤其涉及一種電子計數(shù)(數(shù)據(jù)傳輸)的電表。
對電的計量數(shù)據(jù)進行收費和控制管理現(xiàn)在單位和居民家中對電的計量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進行收費和控制管理，還需要管理人員到家中抄收或抄記電表上顯示數(shù)據(jù)，管理人員和居民均十分不便。隨著城市居民小區(qū)在管理上進行物業(yè)管理，使得傳統(tǒng)的人工上門抄表、收費的模式已愈來愈不適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，所以迫切要求使用智能手段進行管理和自動收費。將傳統(tǒng)的機械電表改裝成電子電表又是首當其沖的，已經(jīng)有電子電表出現(xiàn)。如在報導(dǎo)以專門布置的導(dǎo)線聯(lián)網(wǎng)進行計算機收費，每只電表使用一載波單元機，此裝置價格高，在使用上只能傳導(dǎo)單一數(shù)據(jù)；全電子計數(shù)電表是另一種表具，如IC卡電表等，但尚未能推廣應(yīng)用，而且在使用中容易完全脫離管理人員的視線，否則其管理的成本高。已有的電子計數(shù)電表也有在機械電表上改裝的，但是均是在機械電表的計數(shù)轉(zhuǎn)盤的一側(cè)或兩側(cè)加裝有紅外或光電型(均稱為光電型)發(fā)射和接收裝置，這樣的裝置已經(jīng)能將機械表改裝成電子表，適用于自動收費等許多場合，其準確度和可靠性一般優(yōu)于步進電機型電子電表。但其可靠性仍有待于提高，本實用新型的目的在于提供一種具有自動抄收用戶使用電量計數(shù)的裝置，便于管理用戶家中電表使用狀態(tài)及維護信息，并能通過微處理器或計算機實現(xiàn)對用戶使用電量的自動收費。本實用新型的目的尤其在現(xiàn)有機械電表上附設(shè)的裝置改裝而成，從而得到準確度和可靠性更好、和使用方便的電子計數(shù)電表，而且信號處理電路簡單。
本實用新型的目的是由下列方案實現(xiàn)的一種電子數(shù)傳電表，包括機械電度表和傳感器組成，其特征是在傳統(tǒng)機械計數(shù)電度表上加裝光電脈沖訊號傳感器，即以電度表計數(shù)盤帶動的計數(shù)器蝸輪軸的輪上或其側(cè)面附加輪上設(shè)有脈沖計數(shù)裝置，在蝸輪軸上的輪的近旁設(shè)有光電傳感器，在蝸輪軸上的輪或附加輪上安裝有光電透明或反射窗口形成光柵輪。
本實用新型的進一步改進是光電傳感器的接收管通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸線與信號處理儀器相連接。其中一線連接電源，另一線與信號處理儀器相連接。
本實用新型的改進還包括光電傳感器的接收處理電路按如下方式改進，通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸信號先經(jīng)過放大電路處理后，再經(jīng)過光耦與信號處理儀器相連接。
此外，在光電傳感器的發(fā)射和接收電路的電源在機械電表上提供，即在電表上驅(qū)動電表盤旋轉(zhuǎn)的電壓線圈上加繞副線圈或在電壓線圈上抽頭輸出低電壓，并經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓后連接光電傳感器和處理電路。
電度表機械計數(shù)器在計數(shù)過程中，計數(shù)器蝸輪軸旋轉(zhuǎn)并計數(shù)，蝸輪軸上的光柵輪隨之旋轉(zhuǎn)，在其上安裝的光電透明或反射窗口亦同步旋轉(zhuǎn)，每當光電透明或反射窗口在旋轉(zhuǎn)過程中，光電傳感器中紅外發(fā)射二極管的紅外光透過電表計數(shù)光柵或窗口被紅外接收管T1所接收，這時T1紅外接收三極管導(dǎo)通，產(chǎn)生計數(shù)脈沖信號，T1紅外接收三極管電路支路有電流產(chǎn)生。上述數(shù)傳電度表都是通過兩線制計數(shù)脈沖傳輸線與信號處理儀器相連接。信號處理儀器一般為電力載波單元管理機(或稱采集終端)相連接。由一臺電力載波單元管理機自動抄收多戶(二戶-十六戶)居民家中的電表2-16塊，并由該電力載波單元管理機控制該二戶-十六戶配電盤中的限費漏電斷路數(shù)控器，該電力載波單元管理機與居民小區(qū)物業(yè)管理計算機的數(shù)據(jù)通訊是通過該居民小區(qū)電力線進行的。
本實用新型的特點是具有自動抄收用戶使用電量計數(shù)的裝置，便于管理用戶家中電表用量，并能通過微處理器或計算機而方便實現(xiàn)對用戶使用電量的自動收費。本實用新型在現(xiàn)有機械電表上附設(shè)的裝置改裝而成，從而得到準確度和可靠性更好、使用方便的電子計數(shù)電表，以電度表計數(shù)盤帶動的計數(shù)器蝸輪軸的輪上安裝，蝸輪軸上的光柵輪的速度已經(jīng)低于電度表計數(shù)鋁盤的轉(zhuǎn)速，因而信號處理電路簡單。通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸線與信號處理儀器相連接，同時通過這兩線既有電源線的功能，又有信號線的功能，且為一種電流環(huán)電路，工作可靠，抗干擾能力強，除了有計數(shù)脈沖的信號，還有線路開路、短路信息的輸出，因而在使用中完全在管理人員的視線內(nèi)。此外，在光電傳感器的接收處理電路上的改進使得信號處理更加可靠，提供給光電傳感器及其接收處理電路的電源也使得整個數(shù)傳電表結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔。
以下結(jié)合附圖和通過實施例對本實用新型作進一步說明

圖1為本實用新型在蝸輪上直接安裝光電傳感脈沖計數(shù)結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1的側(cè)視圖圖3為圖1、2中計數(shù)器蝸輪及其光柵的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實用新型在蝸輪軸上另安裝一脈沖計數(shù)輪的裝置圖5為圖1的側(cè)視圖圖6為本實用新型的最簡要的原理電路圖，計數(shù)脈沖傳輸線通過兩線制與信號處理儀器相連接。
圖7為與本實用新型光電輸出端相連的處理電路及提供的電源的電路圖從圖1-5的數(shù)傳電表光電傳感器產(chǎn)生光電傳感脈沖計數(shù)信號，在其結(jié)構(gòu)示意圖中，光電傳感器即紅外發(fā)射二極管與紅外接收三極管1-2之間安裝有計數(shù)器蝸輪1-3或光柵輪1-1，計數(shù)器蝸輪1-3或光柵輪1-1安裝在蝸輪軸1-5上，以上均安裝在計數(shù)器框架1-4下部。在光柵輪或計數(shù)器蝸輪平面的兩側(cè)裝有紅外發(fā)射管及紅外接收管，該電路紅外發(fā)射管與紅外接收管之間的輪上安裝有光柵或透明窗口，此光柵輪電度表機械計數(shù)器在計數(shù)過程中，計數(shù)光柵輪同步旋轉(zhuǎn)，每當電表計數(shù)光柵或透明窗口(亦可以在轉(zhuǎn)盤上設(shè)一孔)在旋轉(zhuǎn)過程中，紅外發(fā)射二極管的紅外光透過電表計數(shù)光柵(或窗口)被紅外接收管T1所接收，這時T1紅外接收三極管導(dǎo)通。T1紅外接收三極管電路支路有電流產(chǎn)生。
當然，本實用新型也包括在電度表計數(shù)盤平面的一側(cè)并列裝有紅外發(fā)射管及紅外接收管，在貼近的電度表計數(shù)盤平面上的一處設(shè)有反光裝置，其余為不反光的涂層，如黑色等深色。這樣，當電度表計數(shù)盤在旋轉(zhuǎn)時，亦可以每轉(zhuǎn)一周給出相應(yīng)的脈沖信號。這種裝置并沒有超出本實用新型的保護范圍。本實用新型的內(nèi)容還包括可見光光電信號傳輸和發(fā)射裝置。
如圖6所示，數(shù)傳型電度表采用傳統(tǒng)機械計數(shù)電度表加裝紅外脈沖訊號傳感器。圖中還包括紅外脈沖訊號傳感器電路圖。圖6電路中共有6個電子元件，它們分別為R電阻、R1電阻。D整流二極管、D1紅外發(fā)射二極管及T1紅外接收三極管，其余元件用于紅外發(fā)射。上述數(shù)傳電度表都是通過兩線制計數(shù)脈沖傳輸線與電力載波單元管理機相連接。其中光電接收管與電阻R串聯(lián)、并設(shè)一電阻R1與所述傳感接受器、阻R并聯(lián)。從并聯(lián)的電阻R兩端引出信號線。應(yīng)該指出，電阻R、R1串并聯(lián)為本實用新型的最基本、亦為本實用新型的最簡單可靠的形式，在其基本電路上的簡單增加元件--如并聯(lián)或再串聯(lián)電阻、串聯(lián)一二極管等--并沒有超出本實用新型的范圍。
在圖6所示電路圖中，信號輸出端有兩根線1、2，一根線1連接信號處理儀器的信號輸入端，此輸入端連接圖2的信號輸入端S2，并通過電子開關(guān)U5輸入微處理器U7，此輸入端同時并聯(lián)連接比較器U6A-U8B，通過與計數(shù)脈沖的比較，由信號處理儀器即電力載波單元管理機內(nèi)的微處理器判斷，是否有信號線路開路、短路信息。本實用新型的工作電壓一般為6-12V，可由配電盤中的信號處理儀器順便給出。
在圖7所示電路圖中，兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸信號從T2輸出先經(jīng)過放大電路Q1(即所謂計數(shù)模塊)處理和三極管T2放大后驅(qū)動光耦Q2，光耦的次級再通過兩線制計數(shù)脈沖傳輸線與電力載波單元管理機相連接。其中光電接收管與電阻R串聯(lián)、并設(shè)一電阻R1與所述磁傳感器、電阻R并聯(lián)。即8V、S2兩線與信號處理儀器相連接。
亦如圖7所示，在光電傳感器的發(fā)射和接收電路的電源在機械電表上提供。在電表上驅(qū)動電表盤旋轉(zhuǎn)的電壓線圈L1上抽頭或者另行繞制一低壓繞組，用于輸出低電壓，并經(jīng)過整流D7V、濾波C1、C3、穩(wěn)壓塊(三端穩(wěn)壓器)Q3后得到穩(wěn)定的直流電源供光電傳感器和處理電路工作。
為了使本實用新型有進一步的智能化，可以設(shè)有檢流器L2，此為一互感器型檢流器，將進出輸電線同時穿過互感器鐵芯。其不平衡信號即竊電信號可以被互感器次級檢出，并通過計數(shù)模塊或放大器Q4再連接光耦Q5，此光耦的輸出與上述計數(shù)光耦的輸出并聯(lián)。在光耦的信號輸出端，即光電接收管與電阻R1串聯(lián)、并設(shè)一電阻R與所述傳感接受器、電阻R1并聯(lián)，另串聯(lián)一光耦Q8輸出信號。此光耦的作用是，當正常進出導(dǎo)線時，此光耦導(dǎo)通，而當根本不通過電表接線時，此光耦截止，則保證提供給單元管理機或上位計算機以準確的用電狀態(tài)監(jiān)測信號。
權(quán)利要求1．一種電子數(shù)傳電表，包括機械電度表和傳感器組成，其特征是在傳統(tǒng)機械計數(shù)電度表上加裝光電脈沖訊號傳感器，即以電度表計數(shù)盤帶動的計數(shù)器蝸輪軸的輪上或其側(cè)面附加輪上設(shè)有脈沖計數(shù)裝置，在蝸輪軸上的輪的近旁設(shè)有光電傳感器，在蝸輪軸上的輪或附加輪上安裝有光電透明或反射窗口形成光柵輪。
2．由權(quán)利要求1所述的電子數(shù)傳電表，其特征是光電傳感器的接收管通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸線與信號處理儀器相連接，其中一線連接電源，另一線與信號處理儀器相連接。
3．由權(quán)利要求1、2所述的電子數(shù)傳電表，其特征是光電傳感器的接收處理電路按如下方式改進，通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數(shù)脈沖，傳輸信號先經(jīng)過放大電路處理后，再經(jīng)過光耦與信號處理儀器相連接。
4．由權(quán)利要求1、2所述的電子數(shù)傳電表，其特征是在光電傳感器的發(fā)射和接收電路的電源在機械電表上提供，即在電表上驅(qū)動電表盤旋轉(zhuǎn)的電壓線圈上抽頭輸出低電壓，并經(jīng)過整流濾波穩(wěn)壓后連接光電傳感器和處理電路。
5．由權(quán)利要求1、2所述的電子數(shù)傳電表，其特征是設(shè)有檢流器(L2)，此為一互感器型檢流器，將進出輸電線同時穿過互感器鐵芯。
6．由權(quán)利要求3、5所述的電子數(shù)傳電表，其特征是在光耦的信號輸出端，另串聯(lián)一光耦(Q8)輸出信號。
7．由權(quán)利要求5所述的電子數(shù)傳電表，其特征是檢流器輸出通過計數(shù)模塊或放大器(Q4)再連接光耦(Q5)，此光耦的輸出與上述計數(shù)光耦的輸出并聯(lián)。
專利摘要一種電子數(shù)傳電表,包括機械電度表和傳感器組成,其特征是在傳統(tǒng)機械計數(shù)電度表上加裝光電脈沖訊號傳感器,即以電度表計數(shù)盤帶動的計數(shù)器蝸輪軸的輪上或其側(cè)面附加輪上設(shè)有脈沖計數(shù)裝置,在蝸輪軸上的輪下方設(shè)有光電傳感器,在蝸輪軸上的輪上安裝有光電透明或反射窗口。本實用新型將限費、漏電保護、斷路控制等多種實用功能綜合在一個裝置中,不但是對傳統(tǒng)開關(guān)的智能型升級換代產(chǎn)品。
文檔編號G01R11/16GK2324545SQ9822659
公開日1999年6月16日 申請日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者郭建國, 管雪元 申請人:郭建國, 管雪元