一种条形码字轮直读燃气计度器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种条形码字轮直读燃气计度器，包括壳体，壳体上安装字轮轴，字轮轴上安装数个直读字轮，在数个字轮的一侧、沿字轮轴的长度方向安装一个线阵光电传感器，直读字轮是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字和条形码，阿拉伯数字和条形码各自沿圆柱体侧面周向排列，条形码由数组编码条构成，每一组编码条中的数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字。本发明完全改变现有技术的设计方法，采用一个传感器可同时读取数个字轮上的所有信息，以解决现有技术的不足。
【专利说明】一种条形码字轮直读燃气计度器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计量器，是一种条形码字轮直读燃气计度器。
【背景技术】
[0002] 计量燃气用量的燃气表中使用的计度器，主要用于完成采集数据和承担数据转换 的功能，它将计量体积量转化为单片机可处理的脉冲量。该计度器中常用的传感器主要有 机械簧片式传感器、干簧管传感器、霍尔传感器及光电传感器。这些传感器与各自的结构组 合后，各有优缺点。市场普遍使用的传感器是光电传感器，这种传感器与字轮结合通过反 射式编码或透射式编码采集数据并将数据转换输送，编码是在字轮的圆周端面上设置或者 在字轮的圆周弧面上设置，编码以单独色块周向断续排列设置。这种编码方式体现在字轮 上的结构是用光电传感器读数，光电传感器必须沿字轮的圆周方向排列安装，这种结构的 计度器的不足是：需要采用多个传感器、一般至少四个传感器相互连接后沿字轮的圆周方 向读取数据，各传感器连接的焊点要求较高，稍有偏差，产品报废，导致产品的成品率低，制 造成本高；安装位置精度低；字轮角度的分辨率低，一般在3-8度之间，读数的出错率高，当 在字轮圆周端面编码时还需要传感器的PCB板安装在两字轮之间，易导致字轮在转动中卡 死，故障率高，维修量大等。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种条形码字轮直读燃气计度器，它完全改变现有技术的设 计方法，采用一个传感器可同时读取数个字轮上的所有信息，以解决现有技术的不足。
[0004] 本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种条形码字轮直读燃气计度 器，包括壳体，壳体上安装字轮轴，字轮轴上安装数个直读字轮，在数个字轮的一侧、沿字轮 轴的长度方向安装一个线阵光电传感器，字轮是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字和 条形码，阿拉伯数字和条形码各自沿圆柱体侧面周向排列，条形码由数组编码条构成，每一 组编码条中的数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字。 条形码在字轮圆柱体侧面上周向连续排列。所述的每组编码条至少包含两种颜色，编码条 为矩形。所述的一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。字轮的圆柱体侧面圆周等分30份，每 份12度，每12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度 范围内，一个阿拉伯数字位于36度范围内。所述的编码条组至少由四个编码条组成。所述 的编码条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等。字轮的圆柱体侧面的边沿处设置定 位条，定位条绕圆柱体侧面一周。字轮的圆柱体侧面的边沿处设置校正条，校正条绕圆柱体 侧面一周。字轮的圆柱体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧 设置编码条组，编码条组内侧设置阿拉伯数字，定位条、校正条、编码条组及阿拉伯数字依 次轴向排列。
[0005] 本发明为燃气表提供了一种条形码字轮直读燃气计度器，它解决了现有技术中的 不足，将条形码制作在字轮的圆柱体侧面上，条形码中的数个编码条在字轮的圆柱体侧面 上轴向排列，用这种条形码制作的字轮可采用线阵光电传感器的结构，只需要一个线阵光 电传感器就可读取多个字轮上的编码信息，使直读表计度器解决了现有技术中存在的所有 不足。线阵光电传感器无连接误差，无安装位置误差，读取数据准确，产品成品率达到100%， 字轮的角度分辨度达到0. 85度左右，读数精准，字轮在转动中不出现卡死现象，产品在使 用寿命内无需维修。本发明的计度器还具有使用方便、制造成本低、抗干扰能力强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 附图1是本发明结构示意图；附图2是本发明计度器的立体图； 附图3是附图1的俯视结构示意图；附图4是附图1中字轮5圆柱体侧面展开图；附 图5是字轮上的编码条组用二进制格雷码排列编码的方法编制的编码条组结构示意图，图 上显示一个阿拉伯数字对应三组编码条；附图6是字轮上的编码条组用二进制格雷码排列 编码的方法编制的编码条组结构示意图，图上显示一个阿拉伯数字对应一组编码条；附图 7是字轮上的编码条采用二进制自然递增顺序排列编码方法编制编码条的结构示意图；附 图8是字轮上的编码条采用二进制随机排列编码方法编制的编码条结构示意图。
[0007] 附图中：1壳体2坚板3安装板4字轮轴5字轮6线阵光电传感器7固定座8 编码条9校正条10定位条12阿拉伯数字13条形码14圆柱体侧面。
【具体实施方式】
[0008] 本发明的一种条形码字轮直读燃气计度器，包括壳体1，壳体1上安装字轮轴4,字 轮轴4上安装数个直读字轮5,在数个字轮的一侧、沿字轮轴的长度方向安装一个线阵光电 传感器6, 一个线阵光电传感器6能读取字轮轴上安装的所有字轮信息，字轮5是圆柱体，圆 柱体侧面上设置阿拉伯数字和条形码13,阿拉伯数字12和条形码13各自沿圆柱体侧面周 向排列，条形码13由数组编码条8构成，每一组编码条中的数个编码条沿圆柱体侧面轴向 排列，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字。本发明使用一个线阵光电传感器既能读取字 轮轴上安装的所有字轮上的编码信息，实现了本发明的目的并达到了积极效果。
[0009] 本发明所述的线阵光电传感器也可改换成线阵图像传感器，将控制电路做相应的 改变设计，达到一个线阵图像传感器识别多个字轮上的编码信息既可，这种控制电路的设 计采用公知技术完成。
[0010] 本发明的优选方案是：所述的条形码在字轮圆柱体侧面上周向连续排列，这是读 数最精确的排列方法，它可使读取数据的误差降至最低。
[0011] 本发明所述的每组编码条至少包含两种颜色，编码条为矩形，便于传感器识别字 轮上的编码组合方式反映的信息，两种颜色是达到使用要求的最低生产成本的方案。当然， 也可采用三种或四种颜色，字轮上制作多种颜色，使制造工艺相对复杂。
[0012] 一般情况下字轮上的一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。至少一组编码条对应一 个阿拉伯数字时，即能使线阵光电传感器读取编码信息，但是，本发明优选的方案是一个阿 拉伯数字对应3-6组编码条。这种方案可使字轮在转动时使线阵光电传感器读取的编码信 息更多，进一步提高读取数据的精确度，制造成本相对较低。
[0013] 本发明更进一步优选的方案是：字轮的圆柱体侧面圆周等分30份，每份12度，每 12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度范围内，一个 阿拉伯数字位于36度范围内。这是在达到读数准确的同时，制造成本相对更低的选择。
[0014] 本发明为了进一步实现字轮在转动中使线阵光电传感器读取数据更准确，不出现 字轮上两个数字之间的读取误差，进一步提高读数准确性，做出的进一步优选方案是：所述 的编码条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等，所述的编码条组至少由四个编码条 组成。
[0015] 本发明所述的字轮上的条形码沿圆柱体侧面周向排列，各组的编码条均在字轮圆 柱体侧面上轴向排列，用于实现一个线阵光电传感器读取多个字轮上的编码信息，减少误 差及提高读取数据的准确性等。
[0016] 本发明字轮上的条形码优选了二进制的格雷码编码排列，至少一组编码条对应一 个阿拉伯数字，如图6所示。也可用多组编码条对应一个阿拉伯数字，图5所示的是一个阿 拉伯数字对应了三组编码条。一个阿拉伯数字对应的编码条组数越多，线阵光电传感器在 字轮转动时读取的数据精准度越高。通常在达到使用要求的同时，尽可能减少一个阿拉伯 数字对应的编码条组数，以降低制造成本。
[0017] 本发明字轮上的条形码除了采用二进制编码外，还可采用三进制或四进制，甚至 更多进制编码。当采用二进制编码时，用二种颜色即可在字轮上制作二种识别信息，采用三 进制或四进制编码时，则需采用三种颜色或四种颜色在字轮上制作识别信息，这种情况下 使字轮的制作工艺复杂、成本升高，但是，某些大口径计度器具或有特殊需要的计度器具， 需要同时读取许多位数据时，采用多进制的编码方式，可实现目的。
[0018] 另外，当需要将字轮的轴向厚度做薄时，即：在相同的字轮轴长度内多安装字轮 时，也可采用多进制的方法编码，使长度相同的线阵光电传感器能读取更多个字轮上的信 息。虽然采用多进制方法编码时，可使字轮的制造成本升高，但可实现特殊用途或某些行业 需要。
[0019] 本发明提供的字轮上条形码的编码，优选的方案是二进制格雷码，这是制作工艺 最简单的方法，使字轮的制造成本最低。当然，能够实现字轮上条形码在圆柱体侧面周向排 列、编码条在字轮圆柱体侧面上轴向排列的结构的编码方法，还有多种编码方法都能实现。 例如：随机排列编码、自然递增排列编码等，图7所示是采用二进制自然递增顺序排列编码 方法的示意图，图8是采用二进制随机排列编码方法的示意图，这些编排码方法还不能包 含其它所有编排码方法，只是普遍使用的方法，这是制造成本相对较低的方法，这些编排码 方法在制作成字轮上对应的条形码、编码条使用时，读数的误差相对多一些，例如：线阵光 电传感器读码时可能出现超出相邻两码范围的错误，使读取数据的准确性降低，为了解决 这种不足，可在两个相邻编码条之间的底端采用过渡线条弥补这种不足，但是，这种结构使 字轮上的编码条制作工艺复杂，制造成本升高。
[0020] 本发明为了更好的实现发明目的，达到更优效果，选取的编码方法是用二进制的 格雷码编排制条形码的编码条，至少由两种颜色组成编码条组，每一组二进制格雷码对应 一组编码条，编码条制作在字轮圆柱体侧面上，每一组编码条至少由4个编码条构成，如图 3、图4所示，由黑白两种颜色构成，每一组编码条中的各编码条在字轮圆柱体侧面上轴向 排列，实现了本发明积极效果的同时，使制造工艺相对简单，制造成本低，产品成品率高。
[0021] 本发明的字轮上还可设置定位条10或校正条6,或者设置定位条10和校正条9。 字轮圆柱体侧面的边沿处设置定位条10,定位条10绕圆柱体侧面一周。定位条轴向位于条 形码外侧，条形码内侧与阿拉伯数字相临，这里所述的内、外侧是指以图示位置的右端为外 侦牝由右端向左移动为内侧。定位条用于线阵光电传感器在字轮上识别编码条的起始点，避 免字轮在转动中可能产生的轴向位置偏移时出现的读码混乱。当数个字轮安装精度很高， 使用中不出现字轮轴向偏移时的情况下，可不在字轮上设置定位条。
[0022] 本发明的字轮上在圆柱体侧面的边沿处设置校正条9,校正条9绕圆柱体侧面一 周。在字轮上设置校正条9的作用是对读码信息饱和度进行校正，避免出现编码颜色的识 别错误，进一步提高传感器读数的精确度。当本发明字轮上的编码条颜色制作的足够精确 时，可不设置校正条9。定位条10和校正条9的设置位置见图3、图4,图中10是定位条，9 是校正条。定位条10、校正条9、编码条和阿拉伯数字是在字轮圆柱体侧面上轴向排列，定 位条位于字轮圆柱体侧面上最外端一个编码条的外侧，在圆柱体侧面的边沿处。如图3、图 4所示，字轮圆柱体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧设置 编码条组，编码条组内侧设置阿拉伯数字12,定位条10、校正条9、编码条组及阿拉伯数字 12依次轴向排列。
[0023] 本发明所述的字轮上的阿拉伯数字也可设置在一组编码条的中间部位，S卩：一组 编码条可分布在阿拉伯数字的左右两侧。本发明未详述内容均为公知技术。
【权利要求】
1. 一种条形码字轮直读燃气计度器，包括壳体（1 )，其特征在于：壳体（1)上安装字轮 轴（4)，字轮轴（4)上安装数个直读字轮（5)，在数个字轮的一侧、沿字轮轴（4)的长度方向 安装一个线阵光电传感器（6)，字轮（5)是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字（12)和条 形码（13)，阿拉伯数字（12)和条形码（13)各自沿圆柱体侧面周向排列，条形码（13)由数组 编码条构成，每一组编码条中的数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列，至少一组编码条对应 一个阿拉伯数字（12)。
2. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：条形码（13) 在字轮圆柱体侧面上周向连续排列。
3. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：所述的每组 编码条至少包含两种颜色，编码条为矩形。
4. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：所述的一个 阿拉伯数字对应3-6组编码条。
5. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：字轮的圆柱 体侧面圆周等分30份，每份12度，每12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分 布在圆柱体侧面的360度范围内，一个阿拉伯数字位于36度范围内。
6. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：所述的编码 条组至少由四个编码条组成。
7. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：所述的编码 条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等。
8. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：字轮的圆柱 体侧面的边沿处设置定位条，定位条绕圆柱体侧面一周。
9. 根据权利要求1或7所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：字轮的 圆柱体侧面的边沿处设置校正条，校正条绕圆柱体侧面一周。
10. 根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读燃气计度器，其特征在于：字轮的圆柱 体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧设置编码条组，编码条 组内侧设置阿拉伯数字，定位条、校正条、编码条组及阿拉伯数字依次轴向排列。
【文档编号】G01F15/07GK104111100SQ201410254630
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】郭翠玲, 魏光强, 郭荣岭, 李淑山 申请人:莱芜欧利电子有限公司