[發明專利]遠傳儀表用電信號計數光電直讀裝置

有效

• 申請號: 201310505196.5
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103499357A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 楊子昂
• 申請（專利權）人: 遼寧宏建儀器制造有限公司
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 刁佩德

技術領域

本發明涉及一種應用于光電裝置的遠傳計量水表、電表、煤氣表等儀表的以電信號形式表示計數結果的計數機構，特別是一種遠傳儀表用電信號計數光電直讀裝置。

背景技術

目前，水表、電表、煤氣表等表計的傳統的機械結構隨著電子數字化技術的迅速發展，其十進制機械轉輪式計數器正在逐漸被機電一體化的應用于遠傳表計的編碼字輪光電直讀裝置所替代，國內、外現有的表計光電直讀裝置按其編碼和光路結構形式主要分為以下類型：即軸向透射型、徑向反射型和徑向透射型。

據相關專利文獻介紹，軸向透射型為光傳播的路徑方向與軸平行，發光管和光接收管在字輪兩側，如公開號為CN101592500A“一種四位角編碼器”、公告號為CN2689175Y“直讀式數字計數表”等文獻中，都公開了一種軸向透射型光電直讀裝置，其結構簡單，適合批量生產，但是軸向透射型光傳播路徑長，傳播路徑中各介質間的折射現象嚴重，抗干擾能力差，受環境影響大，在水中時光路上光線散射現象嚴重，無法準確讀取數據。

徑向反射型為光傳播的路徑方向與軸垂直，并且發光管和接收管在字輪圓柱面一側，發光管照射字輪圓柱面上的反光區，將光線返回給光接收管進行測量，如公開號為CN101377830A“遠傳表計二維編碼字輪光電直讀裝置”，公開號為CN101482939A“遠傳表計二維編碼數字輪及其集成傳感器讀碼裝置”，公開號為CN1835002A“一種機械字輪計數器非接觸讀數傳感器及設計方法”等文獻中，都公開了一種徑向反射型光電直讀裝置，但是其存在測量精度差，現有生產工藝生產成本高，難以實現等缺點。

徑向透射型為光傳播的路徑方向與軸垂直，其發光管在字輪軸內，光接收管在字輪圓柱面一側，通過字輪上的透光區，將光線傳播到光接收管。公開號為CN101308550A“遠傳表計數字輪徑向透射光電直讀裝置”，公開了一種徑向透射光電直讀裝置。該裝置其包括表計支架和固定其上的字輪軸、讀碼器和多位編碼數字輪，其技術要點是：字輪軸采用帶透光窗的剖分式柱形遮光軸，在其內置電路板上排列發光二極管，編碼數字輪分別由透光輪體和遮光輪體拼裝而成，讀碼器由封閉罩及封裝其內的有光導狹縫的光導框架、帶有三極管的接收電路板、譯碼器組成，各發光二極管的中心與透光輪體的透光輻板中心線、光導狹縫的中心線相重合。其優點為徑向發光，發光二極管在字輪軸內順序排列，通過編碼字輪的透光輪體和光導框架內的光導板將光傳播到光接收管，字輪軸、編碼字輪和光導框架的間隙小，光在不同環境中傳播受環境影響小，抗干擾能力較強。但是，因其透光輪體和遮光輪體分段吻合拼裝后，透光輪體另一側無遮擋，故當發光二極管照射透光輪體時，易使透光輪體形成二次光源，誤碼率高，造成干擾。由于字輪間配合要求間隙，發光二極管可能透過字輪間的間隙直接照射到光導板，無法正常測量，其光導框架的遮光隔離板、遮光支撐板和光導板結構過于復雜，使生產加工工藝繁瑣，生產成本增加，由于采用四個光導狹縫，所以精度偏低。

發明內容

本發明的目的是提供一種遠傳儀表用電信號計數光電直讀裝置，解決了現有光電直讀裝置存在的元件數量多、抗干擾能力差、誤碼率大等問題，其結構設計合理，測量精度高，誤碼率低，抗干擾能力強，具有適用各種環境，適合批量加工生產，生產成本低等優點。

本發明所采用的技術方案是：該遠傳儀表用電信號計數光電直讀裝置包括帶有解碼器的導光組件、通過發光軸組件組裝在導光組件上的編碼字輪組，其技術要點是：所述編碼字輪組中各編碼字輪均由左遮光輪體、右遮光輪體及夾在兩輪體之間的透明輪體拼裝成整體結構，編碼字輪的左遮光輪體設有左擋光圈，右遮光輪體設有右擋光圈，相鄰兩個編碼字輪相互配合時左、右擋光圈交疊，透明輪體的透光輻板凹槽與左、右遮光輪體的側置凸臺相吻合拼接，拼裝后的編碼字輪外圓周形成透光區域和遮光區域；發光軸組件的內置發光軸電路板的發光軸軸體上對應各編碼字輪的透明輪體透光輻板內周設置透光窗，發光軸電路板上沿軸向排列與編碼字輪數量相同的發光管，發光管中心對應各編碼字輪的透光窗中心；導光組件的導光支架與編碼字輪外圓周緊密配合的上弧面沿軸向排列與編碼字輪數量相同的導光孔組，每組中的各導光孔頂端沿弧面的周向排列對準編碼字輪的透明輪體透光輻板外周，各導光孔底端分別組裝有光接收管，各光接收管分別固定在導光支架下平面的解碼器的同一解碼電路板上，解碼器與發光軸電路板連接；各導光孔內的相互隔開的光接收管，將發光管傳播過來的光信號經透光窗、導光孔轉換為電信號，由控制發光管發光的解碼芯片進行解碼，判斷出當前編碼字輪轉動的角度，形成從發光軸組件開始，到編碼字輪，再到導光組件，最后到達解碼器的徑向光線傳播路徑。