水表传感器的制作方法

本发明涉及一种水表传感器，尤其是能在不对机械水表进行任何改装的情况下采集水表的累计流量、瞬时流量和正反转状态的水表传感器。

背景技术：

目前，公知的水表传感器类型有磁感水表传感器和光电水表传感器。磁感水表传感器需要在水表内加装磁性元件，然后感知磁性元件的旋转，转化为开关量信号输出。光电水表传感器是使用多个光电传感器来感知水表字轮位置，获取水表的读数。两种水表传感器都存在的问题是需要对要采集的水表进行改装，改变了水表原来的机械结构，影响水表的计量精度。磁感水表传感器不直接输出累计流量、瞬时流量和正反转状态；光电水表传感器不直接输出瞬时流量和正反转状态。

技术实现要素：

为了克服现有的水表传感器需要对水表进行改装才能采集水表数据的不足, 本发明提供了一种光学水表传感器，该光学水表传感器不仅能采集水表的累计流量、瞬时流量和正反转状态，而且无需对水表进行任何改装即可方便地安装使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在机械水表表盘外的玻璃上固定光学水表传感器，该水表传感器上带有聚光型发光二极管和两个感光电子元件，聚光型发光二极管在水表标度盘的指针旋转范围内照射出一个光度均匀的覆盖感光电子元件感测区域的圆光斑，感光电子元件接收感测区域反射光的光学信息。当旋转的指针进入感光电子元件的感测区域时，指针对光产生漫反射和吸收现象，此时的反射光与指针未进入感测区域时的反射光的光学信息有很大差异，根据该差异特征，检测出指针的位置；该水表传感器上沿指针旋转轨迹并列布置了两个感光电子元件，当水表指针正转或反转时，首先检测到指针的感光电子元件不同，从而识别出指针的正反转状态。根据检测到的指针正反转状态、旋转频率和累计次数可以计算出水表的累计流量和瞬时流量。

本发明的有益效果是：无需对机械水表进行任何改装，即可同时采集水表的累计流量、瞬时流量和正反转状态，不影响水表精度且使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：图1所示，本发明是一个外形为圆柱体的水表传感器（2），圆柱高为5公分，直径为2公分，底部为光学信息采集单元（3），外壳内部封装带信号处理单元的电路板，顶部为供电通信电缆（1），内含供电电线和通信电线。将水表传感器（2）底部的光学信息采集单元（3）端固定在水表表盘（4）某一标度盘（5）的正上方的玻璃上，聚光型发光二极管（7）在标度盘（5）上照射出一个光度均匀的覆盖感光电子元件（10）感测区域的圆光斑。图2是本发明光学信息采集单元（3）的正视外形图，包括一个聚光型发光二极管（7）和两个感光电子元件（10），分别通过隔光板（8）隔开。两个聚焦透镜（9）将两个感光电子元件（10）感测区域反射回来的光分别聚焦到两个感光电子元件（10）上，以增强感光电子元件（10）的分辨力。

具体实施方式

如图1中所示，本发明是一个外形为圆柱体的水表传感器（2），圆柱高为5公分，直径为2公分，外壳直径略大于水表标度盘（5）的直径，传感器（2）的底端是光学信息采集单元（3），水表传感器（2）外壳内封装了具有电源管理、数据采集、处理、存储功能的电路板。本发明通过防水密封胶将如图1所示的水表传感器（2）的光学信息采集单元（3）端粘固在水表表盘（4）的玻璃上，位于水表标度盘（5）的正上方。

如图2所示，本发明的光学信息采集单元（3）的主要元件由一个聚光型发光二极管（7）和两个感光电子元件（10）以及配套的聚光透镜（9）组成，聚光型发光二极管（7）直径为3毫米，发光角度为60度，发射光为5500K色温的冷白光。聚光型发光二极管（7）位于标度盘中心位置，两个感光电子元件（10）沿指针（6）的旋转轨迹并列布置，两个感光电子元件（10）通过聚光透镜（9）的感测区域为两个相外切的直径为2.2毫米的圆面。三个电子元件分别用隔光板（8）隔开，避免相互干扰。

在图1所示的实施例中，水表传感器（2）的光学信息采集单元（3）端通过防水密封胶粘固在水表表盘（4）的玻璃上，通过供电通信电缆（1）供电之后，会在标度盘（5）上照射出一个光度均匀的覆盖感光电子元件（10）感测区域的圆光斑。当指针（6）没有旋转到感光电子元件（10）的感测区域内时，感光电子元件（10）接收到标度盘（5）白色底板反射的以白光为主的反射光；当指针（6）转到感光电子元件（10）的感测区域内时，由于光斑在指针（6）的表面发生漫反射现象，光强减弱，并且带有颜色的指针（6）会吸收除自己本色以外的其他颜色的光，反射与指针（6）相同颜色的光，从而使得通过聚光透镜（9）到感光电子元件（10）的反射光的光学信息发生具有鲜明特征的变化，感光电子元件（10）将这些光学信息变化收集，并转化为电信号变化，交由外壳内电路板的信号处理单元，信号处理单元捕捉到该特征的连续两次变化就会识别为指针（6）旋转了一圈；另外该水表传感器（2）的光学信息采集单元（3）沿水表指针（6）的旋转轨迹并列布置了两个感光电子元件（10），指针（6）正转或反转时，首先感知到光学信息变化的感光电子元件（10）不同，故可以识别出水表正反转状态；水表传感器（2）外壳内电路板上的信号处理单元根据指针（6）的正反转状态、旋转频率和旋转圈数计算出水表的累计流量和瞬时流量，并进行处理和存储供与外部的通讯使用。