一組水氣表磁傳感直讀字輪的製作方法

2023-10-18 10:39:54 4

專利名稱：一組水氣表磁傳感直讀字輪的製作方法
技術領域：
本實用新型一組水氣表磁傳感直讀字輪，具體涉及一組共24種在計度字輪上嵌 入磁鋼或高導磁材料片，字輪周圍裝有磁敏傳感器，再將各磁敏傳感器的輸出接至低功耗 單片機電路的水氣表機械字輪直讀表頭，尤其是用於直接獲取水、氣表機械字輪讀數的方 法及依此方法製造出的水氣表直讀字輪。
背景技術：
目前，國內的水錶、燃氣表均採用機械方式計量，顯示方式均為機械字輪。要想實 現預付費、遠傳、階梯價格等多種智能化功能，必須將機械的計度方式轉化為電子式或直接 將機械字輪顯示數轉換成電子信息。將機械的計度方式轉化為電子式計度的方法稱為脈衝式，其原理是將機械轉動變 為電子脈衝，最終將其累加而獲得水、氣消耗量的電子信息，在水氣表計量中，有光電、霍 爾、單幹簧管、雙幹簧管、雙幹簧管自保持開關等方案，前三種已基本不用，後兩種大量使用 但問題仍不少。直接將機械字輪顯示數轉換成電子信息的方法稱為直讀式，其原理是平時 不供電，僅由機械部份工作，當需要計量信息時，供電並依據機械字輪電子、光電或磁的物 理特性獲取此時機械字輪的顯示數。脈衝式需要時刻給感應接收電路供電，因而其累計的耗電量是很大的，在電池供 電的水、氣、暖表中，它的耗電佔了電池能量的大部份，脈衝式是靠累加得到計量信息，如果 過程中有錯，則該錯誤將一直保持下去。直讀式是保留原機械計量字輪組，採用某種方法在 需要時直接獲取字輪組上的顯示數，顯然該方法不考慮成本等因素下比脈衝式更優越。直讀式實現方法目前大致有四種光電式、觸點式、攝像式、條碼直讀式。直讀式以 攝像直讀式為最早，它的結構方式為在機械字輪顯示窗前安裝一隻攝像頭，將拍到的數字 圖像傳出後分析即可得到顯示數；光電式是在每一位水錶字輪周面上設置五個反射面(或 透穿孔)，在與之相對應的位置上設置五隻光電耦合器，通過耦合器是否反射(收到)來對 計數字輪的位置進行判定；觸點直讀式的結構方式為在指針式水錶的錶盤下面每一位指 針軸上裝上一隻同步電位器，通過觸點電位器測出的阻值判定指針所指的位置；條碼直讀 式與光電式類同，但讀取對象是條碼。另有一種稱為計數直讀式，其方案是將採集脈衝的晶片裝在計量字輪上，通過電 池保持其工作，將紀錄和累積的數據存蓄於晶片中，從晶片讀出的數據就是錶盤同步數 據，實際上是脈衝式的模塊化。與脈衝式相比，所有直讀式都有兩個共同優點1、表具上讀出的數據就是錶盤上 顯示的數據，不是脈衝。2、數據以機械方式記錄在字輪上，平時不需供電，只在讀取數據的 瞬間上電。因此，不怕停電、不怕斷線。從理論上講，它讀出的數據和錶盤數據總是一致的。 所以，自從直讀式的概念產生以來，一直受到人們的追寵和關注。目前運用的直讀式實現方法也有許多問題，例如觸點式由於是接觸方式，磨損和 老化都會使其失效，也不能用於溼式水錶；攝像直讀式雖然沒有改變原有水、氣表的機械外型，結構也較簡單，但圖像處理太複雜，攝影的對焦及把圖像中的模糊數字譯成數碼也是難 點，另外，由於圖像數據量大，採集、傳遞非常困難，攝像頭在水錶這樣的工作條件下，長期 可靠性難以保障；光電式和條碼直讀式需要裝入數量巨大的光發射和光接收管(識別5位 數需要5X5對)，工作耗電大，零部件精密度和裝配的高精度要求高，從而使得成本高昂、 產品可靠性差。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一組水氣表磁傳感直讀字輪，以實現成本更低、加工 精密度要求不高、耗電更省、識別成功率更高的字輪直讀。本實用新型為解決現有字輪直讀技術的各方面問題所採用的技術方案是一組水 氣表磁傳感直讀字輪，包括在原機械計度字輪顯示數的下方，按特定方法Fl編碼指定位 置嵌入磁鋼或高導磁率材料片(該材料可以不用)，再將顯示有0 9數字的塑料條遮蓋 (參看

圖1)。另在字輪一周對應9個顯示數位置(參看圖2)，按特定編碼方法F2指定的位 置裝上磁敏傳感器，再將各磁敏傳感器的輸出接至低功耗單片機，單片機再對外引出2根 信號線。其中，所述的磁敏傳感器為磁阻感應開關。其中，同一字輪嵌入磁鋼至少需隔一位顯示數。其中，所述的磁敏傳感器焊裝在磁敏傳感器印刷電路板上。其中，所述的單片機安裝在單片機印刷電路板上。其工作過程為當外部電子設備需要實時機械字輪顯示數時，向直讀字輪加電，直 讀字輪內單片機復位，開始工作，依序採集每個字輪周邊磁敏傳感器的輸出狀態，此時，若 磁敏傳感器前方對應磁鋼，則磁鋼磁力線穿過磁敏傳感器而輸出為」 0」信號，若磁敏傳感器 前方對應高導磁率材料片，則對應處無磁力線穿過磁敏傳感器且其它相鄰磁鋼磁力線被高 導磁材料片短路而導致磁敏傳感器磁場強度很小而輸出」 1」信號，通過該字輪的多個(4 9)磁敏傳感器輸出值經解碼獲得該字輪顯示數從而獲得全部顯示數，再按相關通訊規約向 外部電子設備傳送實時機械字輪顯示數，任務完成後單片機進入休眠，外部電子設備關斷 直讀字輪電源。本實用新型所指的特定方法Fl是指在原機械計度字輪顯示數下方10個位置有的 嵌有高導磁率材料片(用"1"表示，或用"0"表示)，有的嵌有磁鋼(用"0"表示，或 用"1"表示)。Fl共有5種編碼方案(其中，若「1」代表高導磁率材料片，則「0」代表磁 鋼，反之，若「 1」代表磁鋼，則「 0，，代表高導磁率材料片)
權利要求1.一組水氣表磁傳感直讀字輪，其特徵在於在原機械計度字輪顯示數的下方，嵌入 磁鋼或高導磁率材料片，再用顯示有O 9數字的塑料條遮蓋；另在字輪一周對應9個顯 示數位置，裝上磁敏傳感器，再將各磁敏傳感器的輸出接至低功耗單片機，單片機再對外引 出2根信號線；所述的磁敏傳感器焊裝在磁敏傳感器印刷電路板上；所述的單片機安裝在 單片機印刷電路板上。
2.根據權利要求1所述的一組水氣表磁傳感直讀字輪，其特徵在於所述的磁敏傳感 器為磁阻感應開關。
3.根據權利要求1所述的一組水氣表磁傳感直讀字輪，其特徵在於同一字輪嵌入磁 鋼至少需隔一位顯示數。
專利摘要本實用新型涉及一組水氣表磁傳感直讀字輪，其特徵在於在原機械計度字輪顯示數的下方，按特定方法F1編碼指定位置嵌入磁鋼或高導磁率材料片(可以不用)，再用顯示有0～9數字的塑料條遮蓋；另在字輪一周對應9個顯示數位置，按特定編碼方法F2指定的位置裝上磁敏傳感器，再將各磁敏傳感器的輸出接至低功耗單片機，單片機再對外引出2根信號線；所述的磁敏傳感器焊裝在磁敏傳感器印刷電路板上；所述的單片機安裝在單片機印刷電路板上。
文檔編號G01F15/06GK201780133SQ200920270939
公開日2011年3月30日 申請日期2009年12月2日 優先權日2009年12月2日
發明者劉新宇, 姜樹泉, 曹海明, 王瑞毅, 陳仲平 申請人:蘇州銀河龍芯科技有限公司