专利名称：高精度直读式燃气表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气表，具体涉及一种高精度直读式燃气表。
背景技术：
自上个世纪开始对水、电、气使用就引入了计量表，传统的燃气表采用的是机械计数的原理，从燃气表的计量原理就可以了解，燃气表玻璃窗的中的滚轮是用来计算燃气的用量，从燃气表的外面能看到小玻璃窗里有个带数码的滚轮，滚轮上也有七位数字，小数点前四位黑色，后三位红色。用气的时候能看到最低位的数字轮慢悠悠地转动。当最低位从 0转到9时，它前面的那一位数字轮就转动一下，使读数增加一个数，这就是进位。显然，这也是一种十进位的计数装置，叫“滚轮计数器”，燃气表计数的原理，就是靠燃气的压力对外做功，推动滚轮计数器计数。然而这个一百多年来的最传统的使用方式需要人工抄表，十几年前甚至现在，很多落后地区还是用最原始的抄表方式——“亲自登门拜访”。传统的燃气表需要抄表人员定期挨家挨户抄取数据，结算出费用后，再到各家索取，误差大、统计工作量大，人为的错误给物业管理和用户带来极大不便。随着城市燃气的发展以及人民生活水平的提高，燃气民用户数量逐年增加。抄表难、收费难困扰着众多的燃气公司，抄表人员的不断增加提高了燃气公司的经营成本，也给管理带来许多麻烦，于是可通过远程抄表来实现预付费方式的IC卡燃气表便应运而生。为了实现燃气表的远程抄表，需要将传统的机械计量方式由改为电子计量方式， 因此人们在普通转盘计数的燃气表中加装了干簧管和磁铁，干簧管固定安装在计数转盘附近，磁铁安装在计数盘位上，当转盘每转1圈，磁铁就经过干簧管1次，在信号端产生1个计量脉冲。其优点是成本较低，工艺简单，不需耗电，通用性较强。其缺点是临界点颤动误发信号，信号容易受到外部磁场干扰；传感器的核心部件水磁铁随着时间的延长会出现退磁现象，使得下簧管在计数转盘转过时不能输出脉冲，从而导致脉冲少计。在实际使用过程中故障往往不是短时间可以暴露的，有的问题几个月以后才普遍出现，一旦出现就造成大而积的、不可挽回的损失。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是现有燃气表计数不精确、长时间使用后容易出现计数误差的不足，提供一种高精度直读式燃气表。为实现上述目的，本实用新型所设计的一种高精度直读式燃气表，包括计数器和处理器。其中计数器包括固定支架、由2个或2个以上的计数字轮组成的码盘、以及计数电路板；2个或2个以上的计数字轮的轴心相互串联后一并安装在固定支架上；每个计数字轮的侧面开设有7个轴向贯通的透光槽，且这些透光槽沿计数字轮的轴心等距分布在同一圆周上；上述每个计数字轮的两侧各设置有1块计数电路板、即固装有7个红外发射管的发射电路板和固装有7个红外接收管的接收电路板；红外发射管和红外接收管分别以计数字轮的轴心为中心呈圆周等距分布在相应的发射电路板或接收电路板上；且红外发射管所围成的圆周、红外发射管所围成的圆周、以及计数字轮上的透光槽所围成的圆周具有相同的半径；上述红外发射管和红外接收管两两相对形成7对红外收发管对；处理器与上述发射电路板和接收电路板电连接，处理器控制红外发射管的发光、 并依据红外接收管返回的电平进行二进制循环编码后转换为十进制计数值显示或输出；计数时，发射电路板上的红外发射管接到指令全部发光，接收电路板上的红外接收管同时接收；当某对红外收发管对与计数字轮上的透光槽正对时，该对红外收发管对的红外接收管返回高电平信号至处理器；否则，该对红外收发管对的红外接收管返回低电平信号至处理器。上述方案所述7对红外收发管对中，其中3对红外收发管对为编码校正位，另外4 对红外收发管对为编码计数位。上述方案所述相邻2个红外发射管、或相邻2个红外接收管之间的间隔均介于 20° 40°之间。上述方案所述相邻2个红外发射管、或相邻2个红外接收管之间的间隔均为36°。上述方案所述计数字轮的个数为8个，与之相对应的计数电路板的对数也为8对。上述方案所述每个计数字轮的圆周侧面上刻有直读标示。上述方案所述所述处理器还与一个WIFI无线收发模块相连。与现有技术相比，本实用新型具有如下特点1、通过改进计数器的结构，即在计数字轮上开设透光槽，同时计数字轮两侧的计数电路板上装有7对红外收发管对来采集计数信号，处理器对每位计数信号进行二进制循环编码码后获得精确的十进制的数字计数值，以便于燃气表的远程监控和抄表；2、7对红外收发管对中留出4对作为编码计数位，另外3对则作为编码校正位；编码校正位能够产生多余的编码信息来对编码计数位所产生的误差值进行修正，这不仅提高了计数精度、基本做到了零误差；而且对于计数器的制作安装的精度要求也相应降低；3、通过设置8组计数字轮和计数电路板，既能够实现个位到万位读数，也能实现小数点后2位读数，这样能够进一步提高计数精度、满足不同数据统计的需要；4、处理器上增设WIFI无线收发模块，通过该WIFI无线收发模块对处理器所处理得的电子计量值远传至监控中心或抄表机上，这样可免除长距离布线所带来的布线建设和维护投入、降低了成本。
图1为本实用新型一种高精度直读式燃气表的结构示意图；图2为本实用新型一种计数器的正视图；图3为计数字轮的侧视图。图中标示1、壳体；2、出气孔；3、进气孔；4、计数器；4-1、固定支架；4_2、码盘； 4-2-1、计数字轮；4-2-2、透光槽；4-2-3、直读标示；4_3、计数电路板；4_3_1、红外发射管； 4-3-2、红外接收管；5、总控电路板；5-1、处理器；5-2、WIFI无线收发模块；5_3、天线；6、 IXD显示屏；7、电池盒。
具体实施方式
本实用新型一种高精度直读式燃气表如图1所示，其主要由壳体1，壳体1上开设的进气孔3和出气孔2，壳体1内安装的电池盒7、计数器4、总控电路板5和LCD显示屏6 组成。电池盒7内装有电池，为整个燃气表的电路部分进行供电。总控电路板5对整个燃气表进行电器控制，其上主要焊接有处理器5-1。进气孔3和出气孔2与计数器4相通，推动计数器4进行计数.计数器4获得的机械计数值返回值至处理器5-1进行数字化处理后得到数字计数值。IXD显示屏6连接在处理器5-1上，用以显示处理器5-1处理而得的电子计数值。本实用新型的设计核心是如图2所示的计数器4，该计数器4包括固定支架4-1、 由2个或2个以上的计数字轮4-2-1组成的码盘4-2、以及计数电路板4-3。2个或2个以上的计数字轮4-2-1的轴心相互串联后一并安装在固定支架4-1上；每个计数字轮4-2-1 的侧面开设有7个轴向贯通的透光槽4-2-2，且这些透光槽4-2-2沿计数字轮4_2_1的轴心等距分布在同一圆周上，参见图3。上述每个计数字轮4-2-1的两侧各设置有1块计数电路板4-3、即固装有7个红外发射管4-3-1的发射电路板和固装有7个红外接收管4-3-2的接收电路板；红外发射管4-3-1和红外接收管4-3-2分别以计数字轮4-2-1的轴心为中心呈圆周等距分布在相应的发射电路板或接收电路板上；且红外发射管4-3-1所围成的圆周、 红外发射管4-3-1所围成的圆周、以及计数字轮4-2-1上的透光槽4-2-2所围成的圆周具有相同的半径；上述红外发射管4-3-1和红外接收管4-3-2两两相对形成7对红外收发管对。处理器5-1与上述发射电路板和接收电路板电连接，处理器5-1控制红外发射管4-3-1 的发光、并依据红外接收管4-3-2返回的电平进行二进制循环编码后转换为十进制计数值显示或输出；计数时，发射电路板上的红外发射管4-3-1接到指令全部发光，接收电路板上的红外接收管4-3-2同时接收；当某对红外收发管对与计数字轮4-2-1上的透光槽4-2-2 正对时，该对红外收发管对的红外接收管4-3-2返回高电平信号至处理器5-1 ；否则，该对红外收发管对的红外接收管4-3-2返回低电平信号至处理器5-1。为了正确无误地识别0到9等10个数字，理论上采用4对红外收发管对即可识别 10个不同的信息。但是考虑到低位计数字轮4-2-1在从9到0转动过程中，机械读数可能处于临界位置，同时根据编码规则要求相邻信息之间的海明距离为1。这就要求在一个计数字轮4-2-1上至少需要5对以上红外收发管对，且每2个红外发射管4-3-1或每2个红外接收管4-3-2之间的安装跨度要大于90度，且安装在同一圆周上，以保证保证红外接收管4-3-2的输出信号中既有高电平，又有低电平。而在本实用新型中，采用7对红外收发管对，这样接收到的二进制文件位数增加了，便于进一步处理器5-1分析处理。在本实用新型中，相邻2个红外发射管4-3-1、或相邻2个红外接收管4-3-2之间的间隔均介于20° 40°之间。在本实用新型优选实施例中，相邻2个红外发射管4-3-1、或相邻2个红外接收管4-3-2之间的间隔均为36°。开设在计数字轮4-2-1上的7个透光槽4-2-2可以根据 7对红外收发管对的位置间隔开设，也可以将7个透光槽4-2-2连通成1个弧形的透光槽 4-2-2。一个编码系统中任意两个合法编码(码字)之间不同的二进制数位(bit)数叫这两个码字的码距，而整个编码系统中任意两个码字的最小距离就是该编码系统的码距即海
5明距离。在计算机数据传输中，信息是已知的，信息编码的作用是进行校验和纠错，因此信息编码的海明距离要求大于3，才能对编码进行校验和纠错。而燃气表数字化中采用的编码信息要从红外收发管对中获得，一旦获得信息，编码也就确定了。而不同的红外收发管对之间存在个体差异、电路板装配、加工存在偏差，当信息编码海明距离大于1时，任意两个合法编码之间不同的二进制数位会发生好几种变化，由于受到成本和体积的限制，采用的红外收发管个数有限，而这些变化可能会引起编码的重叠，造成误读。因此数字化编码的海明距离取1，相邻的码字只由一个数字位相互区分开，也就是，在相邻的信息组中，二进制信息间的小差别或距离只是一比特的变化。为此本实用新型的增加了红外收发管对的对数， 使得获得的二进制数的位数增加，将7对红外收发管对中的3对红外收发管对作为编码校正位，另外4对红外收发管对作为编码计数位。这样能够避免只用4对红外收发管对时，由于制造装配的误差，在进位时所产生的误差。通过增加3对红外收发管对，能产生多余的信息，通过软件逻辑判断，可以修正错误，计数精度大为提高、基本做到了零误差。在本实用新型优选实施例中，计数器4针对每一个计数字轮4-2-1的数据读取时， 采用T 7对红外收发管对，即Ql，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7 ；它们分别代表6个编码位，即DO,Dl, D2，D3，D4，D5，D6 ；这个7对红外收发管对的信号输出端分别对应并与处理器5_1的ΡΑ0， PA1，PA2，PA3，PA4，PA5，PA6，PA7数据位相连。当需要读去该计数字轮4_2_1的数据时，处理器5-1的PCl引脚PCl发出控制信号驱动电路板上的三级管T1-A1162，使该计数数轮所有7对红外管上电(电压为VCC)，即红外发射管4-3-1发光，红外接收管4-3-2开始接收红外发射信号，计数电路板4-3将采集信号送到处理器5-1处理。处理器5-1在进行数据处理时，设定透光表示0，不透表示1。当码盘4-2转到二进制数0111(十进制数7)与1000(十进制数8)两个代码的边界上时，可能因为装配误差，会造成超前，可能会出现1111(十进数为15)。这时候我们的D6，D5，D4作为校验码的作用就体现出来了，如果我们设定D6、D5、 D4校验码的在十进制数7和十进制数8之间的有效值为二进制000 (十进制0)到二进制 111(十进制7)，那么不管码轮的变化是否有误差，他都可以从上一次的走数数值和这次的 D6、D5、D4值判断出正确的读数，满足对精度的要求。当计数器4针对多个计数字轮4_2_1 的数据读取时，可通过多路开关控制选择，分时对不同计数字轮4-2-1的数据进行读取。在本实用新型优选实施例中，选用的计数字轮4-2-1的个数为8个，与之相对应的计数电路板 4-3的对数也为8对，它们分别作为十进制的万位、千位、百位、十位、个位、和两个小数位。 本实用新型在两位小数的计数字轮4-2-1上也采取了 7对红外收发管对，这样可以有效的判断出两个整数间的小数位的数值，满足一些特定用户的需求。为了能够将数字计数值远传至抄表机或监控中心处，本实用新型所述处理器5-1 的输出端还可以通过有线或无线方式与抄表机或监控中心相连。在本实用新型优选实施例中，所述总控电路板5上还焊接有WIFI无线收发模块5-2及与WIFI无线收发模块5_2相连的天线5-3。WIFI无线收发模块5-2与处理器5-1的输出端相连，通过WIFI无线收发模块5-2将计数信号输出。上述WIFI无线收发模块5-2我们采用的是LBWA18HEPZ模块，它是一个IEEE标准的WLAN 802. llb/g模块，该模块内部集成了 WLAN芯片、电擦除存储器、低压差线性温压器、驱动及功率放大器、晶振、不平衡变压器和单刀双掷开关。此外，为了能够让燃气表实现机械直读，本实用新型的每个计数字轮4-2-1的圆周侧面上还等距地刻有“0”、 “ 1 ”、“ 2 ”、“ 3 ”、“ 4 ”、“ 5 ”、“ 6 ”、“ 7 ”、“ 8 ”、“ 9 ” 这 10 个直读标示 4—2—3。
权利要求1.高精度直读式燃气表，包括处理器(5-1)和计数器G)，其特征在于所述计数器 ⑷包括固定支架G-1)、由2个或2个以上的计数字轮(4-2-1)组成的码盘0-2)、以及计数电路板G-3)；2个或2个以上的计数字轮G-2-1)的轴心相互串联后一并安装在固定支架(4-1) 上；每个计数字轮G-2-1)的侧面开设有7个轴向贯通的透光槽0-2-2)，且这些透光槽 (4-2-2)沿计数字轮G-2-1)的轴心等距分布在同一圆周上；上述每个计数字轮G-2-1)的两侧各设置有1块计数电路板G-3)、即固装有7个红外发射管G-3-1)的发射电路板和固装有7个红外接收管G-3-2)的接收电路板；红外发射管(4-3-1)和红外接收管(4-3- 分别以计数字轮G-2-1)的轴心为中心呈圆周等距分布在相应的发射电路板或接收电路板上；且红外发射管(4-3-1)所围成的圆周、红外发射管(4-3-1)所围成的圆周、以及计数字轮G-2-1)上的透光槽(4-2-2)所围成的圆周具有相同的半径；上述红外发射管G-3-1)和红外接收管(4-3- 两两相对形成7对红外收发管对；处理器(5-1)与上述发射电路板和接收电路板电连接。
2.根据权利要求1所述的高精度直读式燃气表，其特征在于上述7对红外收发管对中，其中3对红外收发管对为编码校正位，另外4对红外收发管对为编码计数位。
3.根据权利要求1或2所述的高精度直读式燃气表，其特征在于相邻2个红外发射管(4-3-1)、或相邻2个红外接收管(4-3-2)之间的间隔介于20° 40°之间。
4.根据权利要求3所述的高精度直读式燃气表，其特征在于相邻2个红外发射管 (4-3-1)、或相邻2个红外接收管(4-3-2)之间的间隔均为36°。
5.根据权利要求1或2所述的高精度直读式燃气表，其特征在于计数字轮(4-2-1)的个数为8个，与之相对应的计数电路板G-3)的对数也为8对。
6.根据权利要求1所述的高精度直读式燃气表，其特征在于每个计数字轮(4-2-1) 的圆周侧面上刻有直读标示0-2-3)。
7.根据权利要求1所述的高精度直读式燃气表，其特征在于所述处理器(5-1)还与一个WIFI无线收发模块(5- 相连。
专利摘要本实用新型公开一种高精度直读式燃气表，包括计数器和处理器。其中计数器包括固定支架、由2个或2个以上的计数字轮组成的码盘、以及计数电路板。每个计数字轮的侧面开设有轴向贯通的透光槽；每个计数字轮的两侧各设置有1块计数电路板，2块计数电路板上分别安装7对红外收发管对；处理器与上述发射电路板和接收电路板电连接，处理器控制红外发射管的发光、并依据红外接收管返回的电平进行二进制循环编码后转换为十进制计数值显示或输出。本实用新型不仅提高了燃气表的计数精度、基本做到了零误差；而且对于计数器的制作安装的精度要求也相应降低。
文档编号G01F15/07GK201945344SQ20112002625
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者傅云生, 刘洪林, 张保忠, 曹旻, 梁文耕, 罗源伟 申请人:桂林市利通电子科技有限责任公司