一种带强光干扰检测的燃气表端光电计量装置的制作方法

本实用新型涉及一种燃气表端使用的计数器采集电路，尤其涉及一种为膜式燃气表智能计费提供高可靠性的红外光电转换装置，能替代当前大量使用的磁性开关并具备对强光干扰的检测手段。

背景技术：

当前市场上大量在使用的切断型膜式燃气表，一般通过对表用计数器进行机电改造，读取表用计数器的字轮计数值。常见的方式有：（1）在计数器数轮内增加一个磁钢，使用干黄管或磁开关进行计数；（2）在第三轮到第八轮字轮使用光电原理直读；（3）使用图像直读识别第二轮到第八轮。以上（1）方法是目前燃气表用于较广泛的，成本较低，但存在抗磁干扰差的问题，方法（2）（3）具有可直读的优点，但传感器在数轮正面可视区域，容易被强光干扰，且成本高，推广难度大。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述问题，采用一体化红外光电开关设计了一种新型的计数器采集装置，具备对磁干扰不受影响，结构使用简单、成本低，能对强光干扰进行检查，尤其适用于膜式燃气表对工艺简单、成本低、使用可靠的计量需求。

为达到以上目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种带强光干扰检测的燃气表端光电计量装置，包括计数器，驱动齿轮及黑白反射面，光电检测电路，所述驱动齿轮与计数器头轮直接连接，所述黑白反射面设置于驱动齿轮上。

进一步的，所述光电检测电路上设有一体化光电开关模块，该一体化光电开关模块设置于黑白反射面的光反射面的垂直方向距离4mm处。

进一步的，还包括塑料件，其中所述光电检测电路固定在塑料件内，光电检测电路与塑料件的组合体固定于数轮架上。

进一步的，该组合体位于驱动齿轮及黑白反射面的垂直线上，并保持固定的反射距离，同时光反射点处于黑白反射面内。

进一步的，该塑料件为不透光的遮光板。

进一步的，所述黑白反射面为涂有白色反射颜料及黑色吸光颜料的塑料粘贴薄片，该塑料粘贴薄片为圆形与驱动齿轮贴合，黑白部分比例为1:1。

进一步的，所述一体化光电开关模块采用两个一体化光电开关，两个一体化光电开关与黑白反射面的垂直线的连线呈90°。

进一步的，所述光电检测电路采用一体化光电开关模块、限流电阻、采样电阻构成。

本实验新型有以下有益效果：

1.采用一体化光电反射元件，成本低、结构简单紧凑、测量一致性好，测量精度高，计量电路仅需要3个元器件，体积小，适合各种膜式燃气表的数轮进行智能计量改造。

2.对磁干扰完全不受影响，通过塑料件遮光板的设计可防强光照射，可自主测量是否有强光干扰，能主动防止强光干扰产生误计量。

附图说明

图1是本实用新型的计数器与驱动齿轮及反射面示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是图2的结构剖视图；

图4是光电检测电路原理图；

图5是一体化光电开关结构示意图；

图6是黑白反射面A、B相示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图１-3所示，本实用新型的带强光干扰检测的燃气表端光电计量装置，包括计数器1，驱动齿轮2及黑白反射面3，光电检测电路4及塑料件5。

所述驱动齿轮2此处指的是与计数器头轮6直接连接的齿轮，该驱动齿轮2一般在膜式燃气表精度修正齿轮的后级，与头轮6的转动圈数比例固定，在此驱动齿轮2上贴黑白反射面3，在光反射面的垂直方向距离4mm处放置有收发一体封装的一体化光电开关模块7，该一体化光电开关模块7安装于光电检测电路4上，光电检测电路4固定在塑料件5内，而光电检测电路4与塑料件组合体固定于数轮架8上，而且该组合部件固定于驱动齿轮2及黑白反射面3的垂直线上，并保持固定的反射距离，同时光反射点处于黑白反射面内，组合部件通过接线连接到主板的AD采集控制电路。

装置计量过程为：膜式燃气表通气时，内部多级齿轮带动驱动齿轮2旋转，贴于该驱动齿轮表面的黑白反射面3同步旋转，AD采集控制电路在不开发射电源的情况下，开接收电源，采集接收端取样电阻的电压，该电压值除以取样电阻的值则为环境光产生的反射电流，用于强光干扰识别；如果前述采集的电流小于光电开关黑反射阀值，可认为无强光干扰，此时再开发射电源，采集计量用的反射电流，如果该计量电流小于光电开关黑反射阀值，则认为当前是黑反射，如果大于白反射阀值，则认为是白色面；旋转过程为：A相检测到由黑到白记为位置0，接着B相检测到由黑到白记为位置1，然后A相检测到由白到黑记为位置3，然后B相检测到由白到黑记为位置4，最后又回到位置0完成一周的计数共0.01方。

该电路无磁性部件，因此几乎不受磁干扰影响，塑料件除了固定外还有遮光板功能，防止光线直接照射。

使用与数轮直接连接的齿轮齿轮2作为光反射面位置，这样计数与头轮转动圈数比例固定。

黑白反射面3为涂有白色反射颜料及黑色吸光颜料的塑料粘贴薄片，该塑料粘贴薄片为圆形与驱动齿轮2贴合，黑白部分比例为1:1。

如图5所示，一体化光电开关模块7采用两个一体化光电开关，两个一体化光电开关与黑白反射面3的垂直线的连线呈90°，计量分辨率可达到0.0025方，测量采用940nm波长，选择收发管一体化封装的元器件，收发管都带有滤光片，这样在应用中收发信号一致性较好、抗其它波长干扰效果好。

光电检测电路4由塑料件5固定，使得一体化光电开关模块7的器件表面离黑白反射面3为4.0mm±0.5mm,同时该塑料件尽量延伸到齿轮附近，作为遮光板的功能放置在光反射面的四周，避免太阳光直射到反射面上。

为便于在驱动齿轮2上狭小空间安装，光电检测电路4应尽量小，仅采用了一体化光电开关模块、限流电阻、采样电阻3个元器件。

光电检测电路4接口含可控发射电源、可控接收电源、接收电流采集端、地线，在降低功耗的同时可实现对强光干扰的检测。

若数轮与驱动齿轮的转速为1:1，则当头轮显示是数字9时，光电开关应正对反射面白色部分，当头轮旋转到数字0时，光电开关应正对反射面黑色部分，则计数与数轮进位同步。

如图4所示，一体化光电开关左侧为发射部分，LH_POW为可控发射电源，R1、R3为适配的发射管限流电阻，控制发射管的电流为20mA到40mA之间，右侧T_POW为受控接收电源，R2、R4为接收电流取样电阻，CT_A、CT_B为接收电流采集端。

处理过程为：LH_POW发射电源关闭，开T_POW接收电源，对CT_A、CT_B进行采集，则采集的电压值除以R2、R4则为环境光造成的接收电流，当该值小于光电开关黑反射最大阀值时，则认为无强光干扰，否则有强光干扰则要进行相应的干扰处理；无强光干扰时再开启LH_POW发射电源，开始正常工作，如图6所示，A、B相两点正上方处各有一个一体化光电开关，正常通气时，驱动齿轮顺时针转动，按顺序采集到的状态：①：B相由白反射面到黑反射面，即可认为齿轮走了1/4圈，计数0.0025方。②：A相由白反射面到黑反射面，即可认为齿轮走了1/2圈，计数0.0050方。③：B相由黑反射面到白反射面，即可认为齿轮走了3/4圈，计数0.0075方。④：A相由黑反射面到白反射面，即可认为齿轮走了1圈，计数0.01方，即刚好回到图6状态。通过2个一体化光电开关采集到的4个不同状态，能够实现0.0025方的计量。