[實(shí)用新型]超低微功耗復(fù)合式燃?xì)獗頂?shù)據(jù)采集裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720079106.0
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN201034677Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧承先;張長明;梁今朝
• 申請（專利權(quán)）人: 四川恒芯科技有限公司
• 主分類號(hào): G01F15/07
• 分類號(hào): G01F15/07;G01F15/06
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所
• 代理人: 李順德

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，特別涉及燃?xì)獗頂?shù)據(jù)的采集。

背景技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)天然氣遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，必須解決的問題是要保證燃?xì)獗眍^數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。這是一個(gè)艱巨的任務(wù)，眾多開發(fā)人員為此進(jìn)行了著各種嘗試和努力，但至目前為止，尚未真正從實(shí)用角度解決好這一難題。

燃?xì)獗眍^的基本結(jié)構(gòu)包括計(jì)數(shù)基輪以及6個(gè)以上的計(jì)數(shù)輪盤，燃?xì)饬鲃?dòng)帶動(dòng)計(jì)數(shù)基輪轉(zhuǎn)動(dòng)，各個(gè)計(jì)數(shù)輪盤按照一定的轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)用氣量進(jìn)行計(jì)數(shù)并顯示數(shù)字。目前，遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置一般由數(shù)據(jù)傳感器、微處理器及其外圍電路構(gòu)成。數(shù)據(jù)傳感器對(duì)表頭讀數(shù)進(jìn)行采集，通過外圍電路處理，將采集的數(shù)據(jù)輸入微處理器，由微處理器進(jìn)行記錄、累加和編碼傳輸。數(shù)據(jù)傳感器常用的有光電傳感器、磁敏傳感器等。光電傳感器的工作原理是，在每個(gè)計(jì)數(shù)輪盤上讀數(shù)標(biāo)記位置加裝一發(fā)光二極管，每個(gè)計(jì)數(shù)輪盤還需加裝一個(gè)數(shù)碼盤，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)輪盤讀數(shù)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換，在需要抄表的時(shí)候，再對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路供電，完成表頭讀數(shù)的采集。磁敏傳感器的工作原理主要是通過安裝在燃?xì)獗眍^上的諸如干簧管等磁敏元器件，檢測計(jì)數(shù)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁變化信號(hào)，根據(jù)計(jì)數(shù)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率產(chǎn)生脈沖，完成計(jì)數(shù)。

采用光電傳感器的計(jì)數(shù)模式有如下缺點(diǎn)：

1、由于目前天然氣基表一般在六位以上(含小數(shù)位)，要完成模擬量到數(shù)字量的光電轉(zhuǎn)換，每個(gè)計(jì)數(shù)輪盤上均要安裝多個(gè)發(fā)光二極管與該計(jì)數(shù)輪盤的十個(gè)不同量值相對(duì)應(yīng)，傳感器結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜。同時(shí)也造成了系統(tǒng)的不可靠性，在這樣的采集裝置中，如果有一個(gè)發(fā)光二極管失效，勢必帶來整個(gè)系統(tǒng)的失效。同時(shí)，由于光電直讀模式在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，將同時(shí)驅(qū)動(dòng)眾多的發(fā)光二級(jí)管，即使采用超低功耗的發(fā)光二級(jí)管，要達(dá)到能識(shí)別的亮度，每個(gè)表頭至少需要100毫安以上的電流，按一棟樓100戶計(jì)算，同時(shí)抄表需要的外部電源至少需要提供10安以上的電流。

2、光電傳感器的數(shù)據(jù)采集原理，決定了它的機(jī)械精密度要求較高，但天然氣表是非精密機(jī)械，這一點(diǎn)從表頭齒輪全為塑料制品，齒輪間活動(dòng)間隙公差可達(dá)0.5毫米就可以得知。在不對(duì)表頭進(jìn)行重新設(shè)計(jì)而直接加裝光電采集裝置，必將帶來系統(tǒng)的可靠性問題，據(jù)資料顯示，現(xiàn)今使用光電直讀模式的表頭，因考慮到用戶可接受的成本問題，大部份采用的是在原表頭上直接加裝光電采集部分器械。光電直讀表頭系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致了傳感器本身的不可靠、成本高等缺點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)槌頃r(shí)所需外部電流過大，將帶來外圍系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

采用磁敏傳感器的脈沖計(jì)模式的缺點(diǎn)：

脈沖計(jì)數(shù)模式相對(duì)于光電直讀模式有著結(jié)構(gòu)簡單、成本低的特點(diǎn)。但一般脈沖計(jì)數(shù)傳感器工作功耗大，必須提供外部電源，在外部電源失效的情況下，脈沖計(jì)數(shù)也會(huì)失效。外部電源失效的原因很多，如市電斷電、后備蓄電池電量耗盡、供電線路損壞等；同時(shí)，由于脈沖計(jì)數(shù)使用的方法是：齒輪轉(zhuǎn)到某個(gè)固定刻度，磁敏元件狀態(tài)立即轉(zhuǎn)換，而一轉(zhuǎn)過這個(gè)刻度，磁敏元件狀態(tài)再次轉(zhuǎn)換，如果計(jì)數(shù)齒輪剛好停在這個(gè)刻度上，磁敏元件開關(guān)可能處于不確定狀態(tài)，勢必造成計(jì)數(shù)錯(cuò)亂，從而加大計(jì)數(shù)誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是針對(duì)現(xiàn)有燃?xì)獗頂?shù)據(jù)采集裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)數(shù)不可靠，誤差大的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的燃?xì)獗肀眍^數(shù)據(jù)采集裝置，以克服上述缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，超低微功耗復(fù)合式燃?xì)獗頂?shù)據(jù)采集裝置，包括微處理器，數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳感器由開關(guān)構(gòu)成；所述開關(guān)與燃?xì)獗碛?jì)數(shù)基輪聯(lián)動(dòng)；

進(jìn)一步的，所述計(jì)數(shù)基輪轉(zhuǎn)動(dòng)的某半周，所述開關(guān)閉合；所述計(jì)數(shù)基輪轉(zhuǎn)動(dòng)的另一半周，所述開關(guān)斷開；

具體的，所述開關(guān)為接觸式開關(guān)；所述計(jì)數(shù)基輪沿直徑分為兩部分，一部分為導(dǎo)電層，另一部分為絕緣層；所述接觸式開關(guān)與絕緣層接觸時(shí)，接觸式開關(guān)處于斷開狀態(tài)；所述接觸式開關(guān)與導(dǎo)電層接觸時(shí)，接觸式開關(guān)處于閉合狀態(tài)；

更進(jìn)一步的，所述微處理器采用具有多種省電模式的低功耗微處理器；

特別的，所述低功耗微處理器型號(hào)為MSP430F123。

本實(shí)用新型的有益效果是，采集裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低。加裝后不涉及表頭計(jì)量問題，加裝程序簡單，安裝方便，并且數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確可靠，采集裝置功耗極低。

附圖說明

圖1a是計(jì)數(shù)基輪與開關(guān)的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖1b是圖1a的A向視圖；

圖2是數(shù)據(jù)采集裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式