一種數傳電錶的製作方法
2023-05-25 11:59:41 3
專利名稱：一種數傳電錶的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電的計量裝置，尤其涉及一種電子計數(數據傳輸)的電錶。
對電的計量數據進行收費和控制管理現在單位和居民家中對電的計量數據數據進行收費和控制管理，還需要管理人員到家中抄收或抄記電錶上顯示數據，管理人員和居民均十分不便。隨著城市居民小區在管理上進行物業管理，使得傳統的人工上門抄表、收費的模式已愈來愈不適應現代化發展的需要，所以迫切要求使用智能手段進行管理和自動收費。將傳統的機械電錶改裝成電子電錶又是首當其衝的，已經有電子電錶出現。如在報導以專門布置的導線聯網進行計算機收費，每隻電錶使用一載波單元機，此裝置價格高，在使用上只能傳導單一數據；全電子計數電錶是另一種表具，如IC卡電錶等，但尚未能推廣應用，而且在使用中容易完全脫離管理人員的視線，否則其管理的成本高。已有的電子計數電錶也有在機械電錶上改裝的，但是均是在機械電錶的計數轉盤的一側或兩側加裝有紅外或光電型(均稱為光電型)發射和接收裝置，這樣的裝置已經能將機械錶改裝成電子表，適用於自動收費等許多場合，其準確度和可靠性一般優於步進電機型電子電錶。但其可靠性仍有待於提高，本實用新型的目的在於提供一種具有自動抄收用戶使用電量計數的裝置，便於管理用戶家中電錶使用狀態及維護信息，並能通過微處理器或計算機實現對用戶使用電量的自動收費。本實用新型的目的尤其在現有機械電錶上附設的裝置改裝而成，從而得到準確度和可靠性更好、和使用方便的電子計數電錶，而且信號處理電路簡單。
本實用新型的目的是由下列方案實現的一種電子數傳電錶，包括機械電度表和傳感器組成，其特徵是在傳統機械計數電度表上加裝光電脈衝訊號傳感器，即以電度表計數盤帶動的計數器蝸輪軸的輪上或其側面附加輪上設有脈衝計數裝置，在蝸輪軸上的輪的近旁設有光電傳感器，在蝸輪軸上的輪或附加輪上安裝有光電透明或反射窗口形成光柵輪。
本實用新型的進一步改進是光電傳感器的接收管通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸線與信號處理儀器相連接。其中一線連接電源，另一線與信號處理儀器相連接。
本實用新型的改進還包括光電傳感器的接收處理電路按如下方式改進，通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸信號先經過放大電路處理後，再經過光耦與信號處理儀器相連接。
此外，在光電傳感器的發射和接收電路的電源在機械電錶上提供，即在電錶上驅動電錶盤旋轉的電壓線圈上加繞副線圈或在電壓線圈上抽頭輸出低電壓，並經過整流濾波穩壓後連接光電傳感器和處理電路。
電度表機械計數器在計數過程中，計數器蝸輪軸旋轉並計數，蝸輪軸上的光柵輪隨之旋轉，在其上安裝的光電透明或反射窗口亦同步旋轉，每當光電透明或反射窗口在旋轉過程中，光電傳感器中紅外發射二極體的紅外光透過電錶計數光柵或窗口被紅外接收管T1所接收，這時T1紅外接收三極體導通，產生計數脈衝信號，T1紅外接收三極體電路支路有電流產生。上述數傳電度表都是通過兩線制計數脈衝傳輸線與信號處理儀器相連接。信號處理儀器一般為電力載波單元管理機(或稱採集終端)相連接。由一臺電力載波單元管理機自動抄收多戶(二戶-十六戶)居民家中的電錶2-16塊，並由該電力載波單元管理機控制該二戶-十六戶配電盤中的限費漏電斷路數控器，該電力載波單元管理機與居民小區物業管理計算機的數據通訊是通過該居民小區電力線進行的。
本實用新型的特點是具有自動抄收用戶使用電量計數的裝置，便於管理用戶家中電錶用量，並能通過微處理器或計算機而方便實現對用戶使用電量的自動收費。本實用新型在現有機械電錶上附設的裝置改裝而成，從而得到準確度和可靠性更好、使用方便的電子計數電錶，以電度表計數盤帶動的計數器蝸輪軸的輪上安裝，蝸輪軸上的光柵輪的速度已經低於電度表計數鋁盤的轉速，因而信號處理電路簡單。通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸線與信號處理儀器相連接，同時通過這兩線既有電源線的功能，又有信號線的功能，且為一種電流環電路，工作可靠，抗幹擾能力強，除了有計數脈衝的信號，還有線路開路、短路信息的輸出，因而在使用中完全在管理人員的視線內。此外，在光電傳感器的接收處理電路上的改進使得信號處理更加可靠，提供給光電傳感器及其接收處理電路的電源也使得整個數傳電錶結構緊湊、簡潔。
以下結合附圖和通過實施例對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型在蝸輪上直接安裝光電傳感脈衝計數結構示意圖圖2為圖1的側視圖圖3為圖1、2中計數器蝸輪及其光柵的結構示意圖圖4為本實用新型在蝸輪軸上另安裝一脈衝計數輪的裝置圖5為圖1的側視圖圖6為本實用新型的最簡要的原理電路圖，計數脈衝傳輸線通過兩線制與信號處理儀器相連接。
圖7為與本實用新型光電輸出端相連的處理電路及提供的電源的電路圖從圖1-5的數傳電錶光電傳感器產生光電傳感脈衝計數信號，在其結構示意圖中，光電傳感器即紅外發射二極體與紅外接收三極體1-2之間安裝有計數器蝸輪1-3或光柵輪1-1，計數器蝸輪1-3或光柵輪1-1安裝在蝸輪軸1-5上，以上均安裝在計數器框架1-4下部。在光柵輪或計數器蝸輪平面的兩側裝有紅外發射管及紅外接收管，該電路紅外發射管與紅外接收管之間的輪上安裝有光柵或透明窗口，此光柵輪電度表機械計數器在計數過程中，計數光柵輪同步旋轉，每當電錶計數光柵或透明窗口(亦可以在轉盤上設一孔)在旋轉過程中，紅外發射二極體的紅外光透過電錶計數光柵(或窗口)被紅外接收管T1所接收，這時T1紅外接收三極體導通。T1紅外接收三極體電路支路有電流產生。
當然，本實用新型也包括在電度表計數盤平面的一側並列裝有紅外發射管及紅外接收管，在貼近的電度表計數盤平面上的一處設有反光裝置，其餘為不反光的塗層，如黑色等深色。這樣，當電度表計數盤在旋轉時，亦可以每轉一周給出相應的脈衝信號。這種裝置並沒有超出本實用新型的保護範圍。本實用新型的內容還包括可見光光電信號傳輸和發射裝置。
如圖6所示，數傳型電度表採用傳統機械計數電度表加裝紅外脈衝訊號傳感器。圖中還包括紅外脈衝訊號傳感器電路圖。圖6電路中共有6個電子元件，它們分別為R電阻、R1電阻。D整流二極體、D1紅外發射二極體及T1紅外接收三極體，其餘元件用於紅外發射。上述數傳電度表都是通過兩線制計數脈衝傳輸線與電力載波單元管理機相連接。其中光電接收管與電阻R串聯、並設一電阻R1與所述傳感接受器、阻R並聯。從並聯的電阻R兩端引出信號線。應該指出，電阻R、R1串並聯為本實用新型的最基本、亦為本實用新型的最簡單可靠的形式，在其基本電路上的簡單增加元件--如並聯或再串聯電阻、串聯一二極體等--並沒有超出本實用新型的範圍。
在圖6所示電路圖中，信號輸出端有兩根線1、2，一根線1連接信號處理儀器的信號輸入端，此輸入端連接圖2的信號輸入端S2，並通過電子開關U5輸入微處理器U7，此輸入端同時並聯連接比較器U6A-U8B，通過與計數脈衝的比較，由信號處理儀器即電力載波單元管理機內的微處理器判斷，是否有信號線路開路、短路信息。本實用新型的工作電壓一般為6-12V，可由配電盤中的信號處理儀器順便給出。
在圖7所示電路圖中，兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸信號從T2輸出先經過放大電路Q1(即所謂計數模塊)處理和三極體T2放大後驅動光耦Q2，光耦的次級再通過兩線制計數脈衝傳輸線與電力載波單元管理機相連接。其中光電接收管與電阻R串聯、並設一電阻R1與所述磁傳感器、電阻R並聯。即8V、S2兩線與信號處理儀器相連接。
亦如圖7所示，在光電傳感器的發射和接收電路的電源在機械電錶上提供。在電錶上驅動電錶盤旋轉的電壓線圈L1上抽頭或者另行繞制一低壓繞組，用於輸出低電壓，並經過整流D7V、濾波C1、C3、穩壓塊(三端穩壓器)Q3後得到穩定的直流電源供光電傳感器和處理電路工作。
為了使本實用新型有進一步的智能化，可以設有檢流器L2，此為一互感器型檢流器，將進出輸電線同時穿過互感器鐵芯。其不平衡信號即竊電信號可以被互感器次級檢出，並通過計數模塊或放大器Q4再連接光耦Q5，此光耦的輸出與上述計數光耦的輸出並聯。在光耦的信號輸出端，即光電接收管與電阻R1串聯、並設一電阻R與所述傳感接受器、電阻R1並聯，另串聯一光耦Q8輸出信號。此光耦的作用是，當正常進出導線時，此光耦導通，而當根本不通過電錶接線時，此光耦截止，則保證提供給單元管理機或上位計算機以準確的用電狀態監測信號。
權利要求1．一種電子數傳電錶，包括機械電度表和傳感器組成，其特徵是在傳統機械計數電度表上加裝光電脈衝訊號傳感器，即以電度表計數盤帶動的計數器蝸輪軸的輪上或其側面附加輪上設有脈衝計數裝置，在蝸輪軸上的輪的近旁設有光電傳感器，在蝸輪軸上的輪或附加輪上安裝有光電透明或反射窗口形成光柵輪。
2．由權利要求1所述的電子數傳電錶，其特徵是光電傳感器的接收管通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸線與信號處理儀器相連接，其中一線連接電源，另一線與信號處理儀器相連接。
3．由權利要求1、2所述的電子數傳電錶，其特徵是光電傳感器的接收處理電路按如下方式改進，通過兩線制信號傳輸線輸出電子計數脈衝，傳輸信號先經過放大電路處理後，再經過光耦與信號處理儀器相連接。
4．由權利要求1、2所述的電子數傳電錶，其特徵是在光電傳感器的發射和接收電路的電源在機械電錶上提供，即在電錶上驅動電錶盤旋轉的電壓線圈上抽頭輸出低電壓，並經過整流濾波穩壓後連接光電傳感器和處理電路。
5．由權利要求1、2所述的電子數傳電錶，其特徵是設有檢流器(L2)，此為一互感器型檢流器，將進出輸電線同時穿過互感器鐵芯。
6．由權利要求3、5所述的電子數傳電錶，其特徵是在光耦的信號輸出端，另串聯一光耦(Q8)輸出信號。
7．由權利要求5所述的電子數傳電錶，其特徵是檢流器輸出通過計數模塊或放大器(Q4)再連接光耦(Q5)，此光耦的輸出與上述計數光耦的輸出並聯。
專利摘要一種電子數傳電錶,包括機械電度表和傳感器組成,其特徵是在傳統機械計數電度表上加裝光電脈衝訊號傳感器,即以電度表計數盤帶動的計數器蝸輪軸的輪上或其側面附加輪上設有脈衝計數裝置,在蝸輪軸上的輪下方設有光電傳感器,在蝸輪軸上的輪上安裝有光電透明或反射窗口。本實用新型將限費、漏電保護、斷路控制等多種實用功能綜合在一個裝置中,不但是對傳統開關的智能型升級換代產品。
文檔編號G01R11/16GK2324545SQ9822659
公開日1999年6月16日 申請日期1998年4月24日 優先權日1998年4月24日
發明者郭建國, 管雪元 申請人:郭建國, 管雪元