字輪式直讀式表頭的製作方法

2023-09-16 10:45:35

專利名稱：字輪式直讀式表頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用光纖傳導的字輪式表頭讀數方法以及字輪式直讀式表頭，屬於測量控制技術領域。
背景技術：
目前在我國大多數地區燃氣管理採用機械錶，燃氣公司抄表員每月挨家挨戶上門抄表，用戶根據使用氣量付費。在整個流程中，有幾點弊端1、抄表。越來越多的小區管理加強，用戶要求提高，入戶抄表產生矛盾現象呈直線增加。為了上門抄表不擾民，近年來，不少住宅小區將電錶、自來水錶從居室內移到了樓道裡。但燃氣表因安全問題無法解決，仍需抄表員進門抄表。為減少"擾民"次數、上門遇不到人的現象，燃氣公司現實行隔月抄表、估抄等制度，結果因估抄引發的服務糾紛也不少。 另外，社會閒雜人員冒充燃氣抄表員上門行騙的案件也時有發生。2、收費。燃氣公司先購氣後售氣，造成的資金壓力很大，如果採用IC卡預收費設備，則無法計算每月的輸配差，同時不有很多費用難以收不上來。於此提出一種預收費無線遠程控制設備，既能做到預收費，又能避免上門抄表，通過無線抄表將用戶當月的使用情況實時掌握，便於燃氣公司的管理。3、管理。信息化程度太低，管理隊伍龐大，對於一些長期不交費、或表壞無法計數的表，燃氣公司無法對單個用戶進行控制。自2009年8月溫家寶總理提出〃感知中國〃以來，物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入"政府工作報告"。採用先進的物聯網技術構建的燃氣遠程抄表系統符合國家大力發展的新興戰略產業要求。該系統由家庭智能無線數傳燃氣表、無線數傳手持抄表器、無線數傳集中器、無線數傳中繼器、無線數傳採集模塊、多功能手持數據採集管理器、相關的數據終端、G PRS數傳模塊、後臺數據中心等組成。1、解決抄表問題。該系統中的家庭智能無線數傳燃氣表，能夠準確記錄用戶的用氣情況，接收到控制命令時向系統中無線數傳手持抄表器、無線數傳集中器、無線數傳中繼器、無線數傳採集模塊、多功能手持數據採集管理器等相關設備發送的數據，而且此操作無需抄表人員入戶， 避免入戶產生的矛盾。2、解決資金壓力，做到提前收費，同時又不影響輸配差的核算。3、能夠單獨對用戶實行抄表、關閥和參數的設置。但燃氣表的機械讀數轉化為電子數多數採用的是脈衝計數、光電直讀或圖片加有線或無線傳輸。第一種脈衝計數方式對磁鋼的大小、安裝位置、幹簧管的品質要求很高，而且不能做到得到的電子數和機械數完全以致，總有一個差額(底數)。第二種光電直讀方式。目前採用均是發光二極體和光接受管組合，這種方式受光汙染影響較大，日光幹擾，讀數據時的相互幹擾容易造成誤碼，所以光電直讀計數器面市已有幾年，但一直由於正確率低、可靠性差沒有得到推廣。 發明內容為了解決現有技術中存在的上述問題，提高產品的可靠性，提出一種新的字輪式表頭讀數方法以及字輪式直讀式表頭，具體技術方案如下一種字輪式表頭讀數方法，對光電直讀方式的表頭在光脈衝發射端，編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區域；在光脈衝接收端，由光纖接收來自反光或透光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼， 最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖、以及光脈衝接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進位，設有相應的光脈衝發射/接收端的光纖對數，滿足每對光纖中， 發射的編碼光脈衝與接收的編碼光脈衝一致。光脈衝發射/接收端的每對光纖中的"明/暗"對應二進位碼的"0/1"；例如， 二進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為1對；八進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為3對；十進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為4對；十六進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為4對。一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自反光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的同側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構成反光區域；反光標貼上的反光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對立。一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的透光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自透光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的異側。[0030]所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分與字符對應地位置設有透光槽，構成透光區域；透光槽的透光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對應。本技術方案的原理是，光纖使用光脈衝沿光線路傳輸信息，以替代使用電脈衝沿電纜傳輸信息。在系統的一端，使用發光二極體作發射機產生光脈衝是信息到光纖線路的起始點，同時採用透鏡，將光脈衝集中到光纖介質，使光脈衝沿線路在光纖介質中傳輸。發射機接收到的已編碼電子脈衝信息來自於 銅線電纜，然後將信息處理並轉換成等效的編碼光脈衝。由內部全反射原理，光脈衝很容易沿光纖線路運動，光纖內部全反射原理說明了當入射角超過臨界值時，光就不能從光纖中溢出相反，光會反射回光纖內。直讀式表頭採用光電方式，發光二極體和光接受管有一定的距離，發光二極體和光接受管的組合容易受到外部光源的影響，特別是直讀式表頭體積較小，發光二極體和光接受管排列緊密，在讀數時發光二極體發光，由於發光二極體的光散射大，光源相互影響、 相互幹擾，光接受管不能接受到正確的光信號造成誤讀。使用光纖傳導後，發光二極體的光源可以安置在離光接受管相對較遠、相對鬆散的地方，通過光纖將光傳導至光接受管處，由於光纖傳導透過率高、傳導損耗低、無散射，在光接受管處沒有光幹擾，能準確讀數。直讀式表頭使用電池供電，為達到功耗低的要求必須採用低功耗設計，信息在電纜中傳遞時電流小至微安級甚至納安級。這樣極易受到電磁波幹擾造成誤碼。使用光纖傳導後可以徹底解決電磁波幹擾問題，由於光纖保密性強，體積小，重量輕、柔軟、靈活，易彎曲的特點，極易製作成各種型狀的光纖束既沒有信號間的相互串擾又能適合各種特殊應用環境。由於光纖具有傳導可靠性高、傳導波段寬廣的特點，使得採用光纖傳導的直讀式表頭能根據具體的應用場合及特殊環境選擇不同光譜範圍的光源，提高系統的可靠性。使用光纖傳導信息，由於通信信號在光纖中傳輸是以光的形式傳遞，所以不會像傳統電線因短路或接觸不良而產生火花或靜電等現象，這一特點使得採用光纖傳導的直讀式表頭在家用燃氣表、工業用燃氣表、燃氣流量計、油庫、彈藥庫，易燃易爆氣體倉庫，化學工廠等有高揮發與易燃氣體的場合特別適用。能夠確保使用安全和設備安全。本實用新型針對傳統的直讀式表頭具有易受光汙染、相互間光幹擾大、受電磁波幹擾大、安全性差、可靠性低、讀數誤碼率高等問題，提出一種採用光纖傳導的直讀式表頭實現方法，光纖具有傳導可靠性高、傳導波段寬廣、傳導透過率高、傳導損耗低、不受電磁波幹擾(不怕雷擊)、保密性強，體積小重量輕、柔軟、靈活，易彎曲等優點，通過該方法，能有效地杜絕外部光汙染、相互間光幹擾、電磁波幹擾，徹底解決讀數誤碼率高等問題，提高直讀式表頭的安全性、可靠性、正確率。本實用新型提出了一種抗幹擾，減少光汙染，提高可靠性的測量方法，有效保障數據的正確率。

圖1-1是例1中的讀取方法示意圖；圖1-2是圖1-1的字輪側面示意圖；圖中，以十進位字輪為例，共設有4對光纖即可，這4對光纖為圖中標識11、12、13和14 ；15為字輪，16為貼反光標貼的區域。圖2-1是例2中的讀取方法示意圖；圖2-2是圖2-1的字輪側面示意圖；圖中，以十進位字輪為例，共設有4對光纖即可，這4對光纖為圖中標識21、22、23 和M ；25為字輪，26為透光槽所在的區域。
具體實施方式
—種字輪式表頭讀數方法，對光電直讀方式的表頭在光脈衝發射端，編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區域；在光脈衝接收端，由光纖接收來自反光或透光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼， 最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖、以及光脈衝接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進位，設有相應的光脈衝發射/接收端的光纖對數，滿足每對光纖中， 發射的編碼光脈衝與接收的編碼光脈衝一致。光脈衝發射/接收端的每對光纖中的"明/暗"對應二進位碼的"0/1"；例如， 二進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為1對；八進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為3對；十進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為4對；十六進位字輪，光脈衝發射/接收端的光纖對數為4對。對於編碼光脈衝，可以採用現有的編碼方式，例如某個時鐘區間，光為明或暗，對應的解碼端識別相應的編碼信號，來區分光脈衝發射/接收端的每對光纖的地址(編號)。例1，參考圖1-1和圖1-2 ；一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，其特徵是光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自反光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的同側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構成反光區域；反光標貼上的反光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對應。例2，參考圖2-1和圖2-2 ；一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，其特徵是光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸 』編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的透光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自透光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的異側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分與字符對應地位置設有透光槽，構成透光區域；透光槽的透光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對應。具體來說，
例1的測量方式為讀數時控制器發出光信號，由光纖傳導到字輪上的反光標貼上，反光標貼反射的光信號再通過另一根光纖將反光標貼上的編碼信息傳輸到控制器，控制器經過一定的算法將信息解碼，生成讀數並進行相應的控制操作。例2的測量方式為讀數時控制器發出光信號，由光纖傳導到字輪的一側，光透過字輪上的編碼孔或編碼槽投射到字輪另一側的光纖或光接收管上，另一側的光纖或光接收管將信息傳輸給控制器，控制器經過一定的算法將信息解碼，生成讀數並進行相應的控制操作。
權利要求1.一種字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，其特徵是光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上，編碼光脈衝照射到字輪上的位置處設有與字輪上字符對應的反光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自反光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的同側。
2.根據權利要求1所述的字輪式直讀式表頭，其特徵是所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構成反光區域；反光標貼上的反光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對應。
3.一種字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈衝發射端和在光脈衝接收端，其特徵是光脈衝發射端，包括光脈衝發射機和光纖；編碼電子脈衝經光脈衝發射機轉換成等效的編碼光脈衝；用透鏡把編碼光脈衝集中到光纖，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上，編碼光脈衝照射到字輪上的位置處設有與字輪上字符對應的透光區域；光脈衝接收端，包括光脈衝接收機和光纖；由光纖接收來自透光區域的編碼光脈衝，並傳輸給光脈衝接收機，由光脈衝接收機把編碼光脈衝轉換成等效的編碼電子脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖與光脈衝接收端的光纖設在字輪的異側。
4.根據權利要求3所述的字輪式直讀式表頭，其特徵是所述字輪的盤面上，按照字輪的進位數等分，與字符對應地位置設有透光槽，構成透光區域；透光槽的透光點與發射/接收端的光纖對的相應位置對應。
專利摘要一種字輪式直讀式表頭，對光電直讀方式的表頭，在光脈衝發射端，使編碼光脈衝在光纖中傳輸；編碼光脈衝照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區域；在光脈衝接收端，由光纖接收來自反光或透光區域的編碼光脈衝，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈衝發射端的光纖、以及光脈衝接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進位，設有相應的光脈衝發射/接收端的光纖對數，滿足每對光纖中，發射的編碼光脈衝與接收的編碼光脈衝一致。本實用新型解決了傳統的直讀式表頭具有易受光汙染、相互間光幹擾大、受電磁波幹擾大、安全性差、可靠性低、讀數誤碼率高等問題。
文檔編號G08C23/06GK202057369SQ20112000912
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者張廣明, 李共, 魏曉冬 申請人:南京邦耀科技發展有限公司