专利名称：一种仪表读数编码字轮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计数器编码字轮装置，尤其是水表、电表和燃气表领域中的 计数器光电编码字轮装置结构技术领域。
背景技术：
近年来，光电编码的计数器读数字轮已经逐渐应用于远传水表、远传气表等相关 计量仪表中，通过光电编码技术把圆周端面上的人工读数字符转换为光电信号编码，即把 人工读数转化为电子读数。但由于光电编码字轮旋转一周所产生的编码个数过少、分辨率 过低或均勻度较差，导致计数器字轮在联动进位时，容易产生读数错误事故。如现有技术 的读数编码字轮通过轴依次串在一起固定在支架上，进位拔字轮通过轴依次串在一起固定 在支架上，主电路板安装于支架下方，光发射电路片和光感应电路片安装于主电路板上，并 平行于读数编码字轮的侧面插装于读数编码字轮之间；读数编码字轮的圆周端面上间隔 36°依次均勻分布着“0” “9”十个可供人工目视读取的数字字符；在字轮的一侧、圆周 端面附近均勻分布有20个进位丛动齿；在字轮另一侧、圆周端面附近间隔18°分布有2个 进位主动齿；在字轮的中心分布着一个轴心孔，比如当水表用水量由199过渡到200附近 时，很有可能误读为299或100。为了解决这种问题，就只能频繁读取仪表数据，并结合实际 情况通过软件判断来产生实际计量数据。如果由于其它原因导致抄收频度不足，则及有可 能造成数据误读，带来不必要的麻烦和损失。
发明内容本实用新型的目的是发明一种仪表读数编码字轮装置，实现水表、电表和燃气表 的数据远传。通过使用本实用新型装置改造过的水表、电表或燃气表即可以通过人工目视 编码字轮读取数据，也可以通过编码字轮及相关电子系统把字轮读数远传到上位抄收平台 或数据中心服务器。本实用新型的技术方案如下。一种仪表读数编码字轮装置，在读数编码字轮的侧面设置有四个与读数字轮轴心 同心的圆弧透光孔槽，这些圆弧透光孔槽由两层构成，其中，第一层的三个圆弧透光孔槽均 处在以读数字轮轴心为圆心，半径为R的同心圆周上，第二层的一个圆弧透光孔槽处于与 读数字轮轴心同心且半径为r的同心圆周上，其中，R兴r，既可以r > R，也可以r < R ；第 一层透光孔槽的圆弧角度均为60°，并且任意相邻两个圆弧透光孔槽之间的间隔角度也是 60°，第二层透光孔槽的圆弧角度是180° ；插装于读数编码字轮之间的光发射电路片的 每面安装有八只光发射管，插装于读数编码字轮之间的光感应电路片的每面安装有八只光 接收管，每只光发射管正对一只光接收管，构成两层光电传感器；第一层光电传感器安装于 与读数字轮轴心同心，半径为R的圆周上，并且每相邻的光电传感器之间的间隔角度均为 36°或72° ；第二层光电传感器安装于与读数字轮轴心同心，半径为r的圆周上，并且每相 邻的光电传感器之间的间隔角度为50° 75°。[0006]当需要读取仪表电子数据时，电路首先开启光发射管，光发射管随即射出光线 (根据光发射管的类型不同，即可产生可见光，也可产生非可见光)。这些光线或者通过读 数编码字轮上的圆弧透光孔槽射到读数编码字轮对面的光接收管上，光接收管受到光的照 射后产生相应的编码，假设为1 ；或者被读数编码字轮的侧面未开透光孔槽的地方档住，而 无法发射到对面与其配对的光接收管上，光接收管就会因为无法接收到对面发射过来的光 线而产生另一种编码，假设为0。于是当光电传感器位置固定不动，而读数编码字轮围绕其轴心相对于光电传感器 旋转时，就会产生一些不同的编码以指示读数编码字轮旋转的角度。在进行光电编码过程 中，先根据圆弧透光孔槽的层次按两个角度编码器分别进行编码，再根据一定的规则把两 个角度编码器的输出码值进行组合，即可形成整个读数编码字轮的角度编码。具体做法如 下读数编码字轮的第一层圆弧透光孔槽与其同轴心、同半径圆周上的第一层光电传 感器构成第一层角度编码器。字轮每旋转12°产生一个编码，旋转完一周共产生30个编 码，该30个编码依次可平分为3段，每段由10个唯一编码构成，并且该3段的编码也完全 相同，即读数编码字轮旋转一周，光电传感器将产生3组完全相同的编码，若每个编码冠以 一个逻辑编码值，当字轮旋转一周，即可产生类似“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、0、1、2、3、4、5、6、 7、8、9、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9” 的逻辑编码值。读数编码字轮的第二层圆弧透光孔槽与其同轴心、同半径圆周上的第二层光电传 感器构成第二层角度编码器。当字轮旋转一周，可产生6个唯一的编码，当第二层光电传 感器之间的相邻间隔角度为60°时，所产生的6个编码值所对应的角度均为60° ；当第二 层光电传感器之间的相邻间隔角度为72°时，所产生的6个编码值所对应的角度分别为 72° 、72° 、36° 、72° 、72° 、36° 。通过将上述所述的角度编码器所产生的编码值按照一定的规则进行组合，即可实 现字轮每旋转12°产生一个唯一的编码，这样，每3个编码即可对应字轮圆周端面上“0” “9”之间的一个数字。本实用新型的有益效果如下1、通过本实用新型改造过的水表、电表或燃气表即可以通过人工目视读取仪表数 据，也可以通过电子系统读取仪表数据。2、由于本实用新型的编码字轮的分辨率为30，且均勻度最佳，可实现字轮每旋转 12°产生一个新编码，而每个人工读数的数字对应为36°角。所以每个人工读数数字对应 3个编码，可分别定义为读数进入区、读数稳定区和读数离开区。通过对这三个区的分析，很 容易解决计数器编码字轮联动进位时所带来的数据误读问题，实现了真正的数据直读。3、通过本实用新型改造过的水表、电表或燃气表可以实现无源抄收。因为仪表本 身并不包含电池单元，所以减少了仪表的维护量。
以下结合附图及实施例进一步阐述本实用新型内容。
图1为本实用新型结构示意图；图2为读数编码字轮结构示意图；[0018]图3为读数编码字轮编码结构示意图；图4为光电传感器位置分布示意图；图5为逻辑编码分布示意图。
具体实施方式
如图1、图2，首先，本实用新型实施例把现有的读数编码字轮2通过读数字轮轴3 依次串在一起固定在支架1上，进位拔字轮4通过拨字轮轴5依次串在一起固定在支架1 上，主电路板6安装于支架1下方，光发射电路片7和光感应电路片8安装于主电路板上， 并平行于读数编码字轮的侧面插装于读数编码字轮之间；读数编码字轮2的圆周端面9上 间隔36°依次均勻分布“0” “9”十个可供人工目视读取的数字字符；在读数编码字轮的 一侧、圆周端面附近均勻分布20个进位丛动齿10 ；在读数编码字轮另一侧、圆周端面附近 间隔18°分布2个进位主动齿11 ；在字轮的中心有轴心孔12。如图3，在读数编码字轮2的侧面(即轮辐面)制作与读数编码字轮轴心同心的 圆弧透光孔槽四个，这些圆弧透光孔槽由两层构成。其中，第一层的三个圆弧透光孔槽13、 14、15均处在以字轮轴心为圆心，半径为R的同心圆周上，第二层的一个圆弧透光孔槽16则 处在与字轮轴心同心且半径为r的同心圆周上。其中，r乒R，既可以r > R，也可以r < R。 同时，透光孔槽15与透光孔槽16之间的重叠角Z a = 6°。透光孔槽13的边沿17正对着 读数编码字轮圆周端面上的数字“9”。如图4，另外，插装于读数编码字轮2之间的光发射电路片7的每面安装有八只光 发射管。插装于读数编码字轮2之间的光感应电路片8的每面安装有八只光接收管。本实 施例中，光发射管选用红外发光二极管，光接收管选用红外光敏三极管。每只光发射管正对 着一只光接收管，它们共同构成光电传感器。第一层光电传感器18、19、20、21、22安装于与 字轮轴心同心，半径为R的圆周上，并且每相邻的光电传感器18、19、20、21、22之间的间隔 角度均为36°。第二层光电传感器23、24、25安装于与字轮轴心同心，半径为r的圆周上， 并且每相邻的光电传感器23、24和25之间的间隔角度为72°。同时，光电传感器18和23 之间相对字轮轴心的夹角Zb = 18°。当需要读取仪表电子数据时，电路首先开启光发射管，光发射管随即射出光线。这 些光线或者通过读数编码字轮上的圆弧透光孔槽射到读数编码字轮对面的光接收管上，光 接收管受到光的照射后产生相应的编码，假设为1 ；或者被编码字轮的侧面未开透光孔槽 的地方档住，而无法发射到对面与其配对的光接收管上，光接收管就会因为无法接收到对 面发射过来的光线而产生另一种编码，假设为0。于是当光电传感器位置固定不动，而编码 字轮围绕其轴心相对于光电传感器旋转时，就会产生一些不同的编码以指示编码字轮旋转 的角度。当编码字轮旋转一周，第一层角度编码器的编码情况如表一所示。表一中，“逻辑 编码”字段为物理编码的唯一对应值，该值目的只为便于观察和分析。“旋转角度”字段为 对应记录中的编码值所处的角度范围。“光电传感器物理编码”字段为每个相关光接收管的 光感应情况。该字段下的细分字段代表光电传感器编号。其值为“1”表示接收到光发射管 发出的光，为“0”表示未接收到光发射管发出的光。表一第一层角度编码器编码值逻辑编码旋转角度光电传感器物理编码1819202122012°10011112010010212°10110312°00110412°00100512°01100612°01101712°01001812°11001912°11011012°10011
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权利要求一种仪表读数编码字轮装置，包括支架(1)、读数编码字轮(2)、读数字轮轴(3)、进位拔字轮(4)、拔字轮轴(5)、主电路板(6)、光发射电路片(7)、光感应电路片(8)；其特征在于①在读数编码字轮的侧面设置有四个与读数字轮轴心同心的圆弧透光孔槽，这些圆弧透光孔槽由两层构成，其中，第一层的三个圆弧透光孔槽(13、14、15)均处在以读数字轮轴心为圆心，半径为R的同心圆周上，第二层的一个圆弧透光孔槽(16)处于与读数字轮轴心同心且半径为r的同心圆周上，其中，R≠r，既可以r＞R，也可以r＜R；第一层透光孔槽(13、14、15)的圆弧角度均为60°，并且任意相邻两个圆弧透光孔槽之间的间隔角度也是60°，第二层透光孔槽(16)的圆弧角度是180°；②插装于读数编码字轮之间的光发射电路片(7)的每面安装有八只光发射管，插装于读数编码字轮之间的光感应电路片(8)的每面安装有八只光接收管，每只光发射管正对一只光接收管，构成两层光电传感器；第一层光电传感器(18、19、20、21、22)安装于与读数字轮轴心同心，半径为R的圆周上，并且每相邻的光电传感器之间的间隔角度均为36°或72°；第二层光电传感器(23、24、25)安装于与读数字轮轴心同心，半径为r的圆周上，并且每相邻的光电传感器之间的间隔角度为50°～75°。
专利摘要一种仪表读数编码字轮装置，包括支架、读数编码字轮、读数字轮轴、进位拨字轮、拨字轮轴、主电路板、光发射电路片、光感应电路片；在读数编码字轮的侧面设置有四个与读数字轮轴心同心的圆弧透光孔槽，圆弧透光孔槽由两层构成；插装于读数编码字轮之间的光发射电路片的每面安装有八只光发射管，插装于读数编码字轮之间的光感应电路片的每面安装有八只光接收管，每只光发射管正对一只光接收管，构成两层光电传感器。本实用新型具有既可人工，也可电子读取数据，能有效消除误读，维护量少的优点。
文档编号G06M1/272GK201698479SQ20102026580
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者何俊钢, 费敏, 郑飞 申请人:昆明佳晓自来水工程技术有限公司