專利名稱：光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種供水、電、氣表使用的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器。
背景技術(shù)：
在水電氣表中廣泛使用十進(jìn)制輪式計(jì)數(shù)器，在1996年10月15日公告的美國(guó)專利US 5565861提出了在計(jì)數(shù)輪的輪輻面制作環(huán)形編碼帶，使用5對(duì)光電傳感器，可以對(duì)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器準(zhǔn)確讀數(shù)的方案，該專利將光電傳感器插入相鄰計(jì)數(shù)輪之間，存在如何縮小光電部分體積和防水的問(wèn)題；在2002年6月18日公告的美國(guó)專利US 6407377B1提出了一種在計(jì)數(shù)輪內(nèi)部安裝電子元件并采用特制光路的光電讀數(shù)計(jì)數(shù)器，該專利存在計(jì)數(shù)輪的體積和電子元件的防水問(wèn)題，不適于在水表中使用；在1988年1月6日公告的中國(guó)專利CN 87201119U提出了一種小口徑光纖渦輪流量計(jì)，使用深入水管中的同軸型光纖傳感器檢測(cè)流量脈沖，雖然使用光纖解決了電子元件的防水，但該專利只是轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，計(jì)數(shù)時(shí)不能斷電，不是水表中適用的計(jì)數(shù)器。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種讀數(shù)準(zhǔn)確，體積緊湊，計(jì)數(shù)的時(shí)候不用電的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，特別適宜在水電氣表中使用。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，包括具有內(nèi)部腔體的計(jì)數(shù)器殼體，計(jì)數(shù)器輸入軸，殼體內(nèi)的十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，制作在計(jì)數(shù)輪上的編碼環(huán)，以編碼環(huán)為傳感對(duì)象的固定式非接觸光學(xué)傳感器，其特征是所說(shuō)的光學(xué)傳感器為光纖探頭，編碼環(huán)和光纖探頭之間的光路充滿透明液體，光纖探頭的尾纖與計(jì)數(shù)器殼體外部的光電元件相連，每個(gè)單路光電元件連接了復(fù)數(shù)條尾纖。
本實(shí)用新型讀數(shù)準(zhǔn)確；計(jì)數(shù)器腔體內(nèi)充液提高了光路的光學(xué)性能；光電元件安裝在計(jì)數(shù)器殼體外部，體積緊湊，易于防水；計(jì)數(shù)的時(shí)候不用電，讀數(shù)的時(shí)候才用電；所以本實(shí)用新型適合在水電氣表中使用。


圖1光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器的構(gòu)造示意圖；圖2一個(gè)編碼環(huán)、5個(gè)36度角間距反射式光纖探頭位置示意圖；圖3一個(gè)編碼環(huán)、5個(gè)72度角間距反射式光纖探頭位置示意圖；圖4透射式光纖探頭；圖5透射式編碼環(huán)；圖6計(jì)數(shù)輪圓圈上的5個(gè)反射式編碼環(huán)和5個(gè)光纖探頭示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，包括計(jì)數(shù)器殼體1、透明窗2、光纖探頭支架3、尾纖束4、制作在計(jì)數(shù)輪圓圈上的編碼環(huán)5、液體膨脹囊6、印刷有0-9數(shù)字的計(jì)數(shù)輪9、光電元件11、計(jì)數(shù)器輸入軸14。計(jì)數(shù)器輸入軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)最低位計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在低位計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)過(guò)最后十分之一轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)小齒輪，帶動(dòng)緊鄰的高位計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)過(guò)十分之一轉(zhuǎn)。圖2畫出了本實(shí)施例中計(jì)數(shù)輪9上面的編碼環(huán)5和反射式光纖探頭10的相互位置，編碼環(huán)5由三個(gè)高反射型碼段7和三個(gè)低反射型碼段8相間連接組成，碼段的分界點(diǎn)為0度、60度、156度、180度、240度、336度、360度。以36度等角距間隔固定5個(gè)反射式光纖探頭10，其傳感方向?qū)χ幋a環(huán)5。計(jì)數(shù)輪旋轉(zhuǎn)一周會(huì)產(chǎn)生30個(gè)格雷碼，角度分辨率為12度。反射式光纖探頭10具有入射出射兩條光纖尾纖，光線從發(fā)光元件經(jīng)入射光纖到達(dá)光纖探頭10，射到編碼環(huán)5上，反射光經(jīng)出射光纖傳導(dǎo)到光纖尾端的感光元件，編碼環(huán)5和光纖探頭10之間的光路充滿折射率比空氣高的透明液體，增加了編碼環(huán)5和光纖探頭10之間的光學(xué)連接，改進(jìn)了光路性能。計(jì)數(shù)器的輸入軸14與計(jì)數(shù)器殼體1之間采用現(xiàn)有技術(shù)隔離密封，關(guān)于隔離密封的改進(jìn)部分，本發(fā)明人有另一項(xiàng)專利。液體膨脹囊6的作用是適應(yīng)液體壓力溫度的變化。每個(gè)單路光電元件連結(jié)復(fù)數(shù)條尾纖，本實(shí)施例是5位計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)輪9的5個(gè)光纖探頭的5條入射尾纖合并為一束，固定于一個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光面前，共需要5個(gè)發(fā)光元件；安裝于5個(gè)光纖支架上相同位置的光纖探頭的5條出射尾纖也合并為一束，固定于1個(gè)感光元件的感光面前，共需要5個(gè)感光元件；順序點(diǎn)亮這5個(gè)發(fā)光元件，并記錄每次5個(gè)感光元件的測(cè)量結(jié)果，就得到5個(gè)計(jì)數(shù)輪的編碼。光纖合并成束復(fù)接到光電元件及多個(gè)光電元件順序讀數(shù)的使用，將需要的光電元件從50個(gè)減少到10個(gè)，減少了成本和體積。
圖3是另一個(gè)編碼環(huán)和光纖探頭相互位置關(guān)系的實(shí)施例，在計(jì)數(shù)輪9的圓圈表面上制作一個(gè)編碼環(huán)5，編碼環(huán)5由兩個(gè)高反射型碼段7和兩個(gè)低反射型碼段8相間連接組成，不同類型碼段的分界點(diǎn)為0度、54度、234度、336度、360度；沿圓周以72度角間距均勻分布5個(gè)反射式光纖探頭10，其傳感方向?qū)χ幋a環(huán)5；計(jì)數(shù)輪旋轉(zhuǎn)一周會(huì)產(chǎn)生20個(gè)格雷碼，角度分辨率為18度。本實(shí)施例所用的光纖為梯度折射率光纖，光纖既作為光傳輸部件，又作為形成準(zhǔn)直光的光學(xué)元件，光線從發(fā)光元件經(jīng)入射光纖到達(dá)光纖探頭10，射出準(zhǔn)直光到編碼環(huán)5上，反射光經(jīng)出射光纖傳導(dǎo)到感光元件。編碼環(huán)5和光纖探頭10之間的光路充滿折射率比空氣高的透明液體，增加了編碼環(huán)5和光纖探頭10之間的光學(xué)連接，改進(jìn)了光路性能。
圖4是一個(gè)實(shí)施例，使用透射式光纖探頭，圖5是該實(shí)施例中計(jì)數(shù)輪的透射式編碼環(huán)示意圖，一付透射式光纖探頭由固定在光纖探頭支架3上的光發(fā)射部分12和光接收部分13構(gòu)成，具有一條入射尾纖和一條出射尾纖，編碼環(huán)輪輻面上的開(kāi)孔部分7是高透射型碼段，編碼環(huán)非開(kāi)孔部分是低透射型碼段。
圖6是另一個(gè)實(shí)施例，在計(jì)數(shù)輪9的圓圈上制作了5個(gè)反射型編碼環(huán)5，每個(gè)編碼環(huán)配置1個(gè)以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的反射型光纖探頭10，編碼環(huán)由高反射型和低反射型碼段相間連接構(gòu)成，高反射型碼段7涂敷了高光澤涂料，低反射型碼段8涂敷了消光澤涂料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型讀數(shù)準(zhǔn)確、成本低、不怕電磁干擾、只在讀數(shù)時(shí)才用電，適合在水電氣表中應(yīng)用；如果在水表中應(yīng)用，更能發(fā)揮其體積小、構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)水質(zhì)無(wú)要求的優(yōu)點(diǎn)。
在本專利的實(shí)施中，可以采用不同的方法制造編碼環(huán)。在環(huán)形編碼帶中，在高透射型碼段制造的開(kāi)孔是高透射型碼段；在低反射型碼段制造的開(kāi)孔是低反射型碼段；兩種不同顏色的碼段或者兩種不同光反射方向的碼段也構(gòu)成了高反射型和低反射型碼段。在本專利的實(shí)施例中，環(huán)形編碼帶具有4段或6段碼段，光纖探頭數(shù)量是5個(gè)；但是在實(shí)際產(chǎn)品中，環(huán)形編碼帶不局限于4段或6段碼段，光纖探頭的數(shù)量也可以是5個(gè)以上，這要視產(chǎn)品的體積和需求來(lái)變更相應(yīng)的設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求1，一種光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，包括具有內(nèi)部腔體的計(jì)數(shù)器殼體，計(jì)數(shù)器輸入軸，殼體內(nèi)的十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，制作在計(jì)數(shù)輪上的編碼環(huán)，以編碼環(huán)為傳感對(duì)象的固定式非接觸光學(xué)傳感器，其特征是所說(shuō)的光學(xué)傳感器為光纖探頭，編碼環(huán)和光纖探頭之間的光路充滿透明液體，光纖探頭的尾纖與計(jì)數(shù)器殼體外部的光電元件相連，每個(gè)單路光電元件連接了復(fù)數(shù)條尾纖。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是在每個(gè)計(jì)數(shù)輪圓圈上制作1個(gè)反射型編碼環(huán)，配置5個(gè)或更多個(gè)以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的反射型光纖探頭，編碼環(huán)由高反射型和低反射型碼段相間連接構(gòu)成。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是在每個(gè)計(jì)數(shù)輪圓圈上制作5個(gè)或更多個(gè)反射型編碼環(huán)，每個(gè)編碼環(huán)配置1個(gè)以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的反射型光纖探頭，編碼環(huán)由高反射型和低反射型碼段相間連接構(gòu)成。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是在每個(gè)計(jì)數(shù)輪圓圈上制作1個(gè)透射型編碼環(huán)，配置5付或更多付以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的透射型光纖探頭，編碼環(huán)由高透射型和低透射型碼段相間連接構(gòu)成。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是在每個(gè)計(jì)數(shù)輪的輪輻面上制作1個(gè)透射型編碼環(huán)，配置5付或更多付以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的透射型光纖探頭，編碼環(huán)由高透射型和低透射型碼段相間連接構(gòu)成。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是在每個(gè)計(jì)數(shù)輪的輪輻面上制作5個(gè)或5個(gè)以上透射型編碼環(huán)，每個(gè)編碼環(huán)配置1付以該編碼環(huán)為傳感對(duì)象的透射型光纖探頭，編碼環(huán)由高透射型和低透射型碼段相間連接構(gòu)成。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是編碼環(huán)由6段碼段構(gòu)成，5個(gè)光纖探頭沿圓周排列，相鄰光纖探頭之間的扇形夾角為36度或72度。
8，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是編碼環(huán)由4段碼段構(gòu)成，5個(gè)光纖探頭沿圓周等角距排列，相鄰光纖探頭之間的扇形夾角為72度。
9，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是編碼環(huán)的上的開(kāi)孔是低反射型碼段或是高透射型碼段。
10，根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是光纖探頭使用的光纖是梯度折射率光纖。
專利摘要一種光電讀數(shù)十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器，包括十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，固定式非接觸光學(xué)傳感器和計(jì)數(shù)輪上的編碼環(huán)，其特征在于使用的光學(xué)傳感器為光纖探頭，編碼環(huán)和光纖探頭之間的光路充滿透明液體，光纖探頭的尾纖與計(jì)數(shù)器殼體外部的光電元件相連，每個(gè)單路光電元件連接了復(fù)數(shù)條尾纖。由于每個(gè)計(jì)數(shù)輪采用了4段以上的編碼段和5個(gè)以上光纖探頭，并使用光纖將探頭與計(jì)數(shù)器殼體外部的光電元件連接，所以安全可靠，計(jì)數(shù)輪的角度分辨率高，不怕計(jì)數(shù)輪的晃動(dòng)，即使在進(jìn)位過(guò)程中途讀數(shù)，也保證讀數(shù)準(zhǔn)確；少量光電元件供多個(gè)光纖探頭復(fù)用，所以產(chǎn)品價(jià)格低廉；本實(shí)用新型不但適合在電、氣表中使用，更適合在水表中使用。
文檔編號(hào)G06M1/272GK2788140SQ200520015979
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者張厚珕 申請(qǐng)人:張厚珕