[發(fā)明專利]無芯線圈感應(yīng)式表頭數(shù)據(jù)采集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410083151.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN103791973B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐子林;徐海鴻;王水泉;趙敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川恒芯科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01F15/07
• 分類號(hào): G01F15/07
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙)51124
• 代理人: 李凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，特別涉及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。

背景技術(shù)

普通的燃?xì)獗砘蜃詠硭硎菣C(jī)械式燃?xì)獗砘驒C(jī)械式自來水表，其計(jì)數(shù)原理是利用燃?xì)饣蛩鞯牧鲃?dòng)帶動(dòng)計(jì)數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù)，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表，需要將計(jì)數(shù)碼輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。目前市場(chǎng)上所見到的遠(yuǎn)程抄表大體分為兩類，一類是脈沖式的，另一類是直讀式的。

脈沖式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的傳感器，即數(shù)據(jù)采集裝置，主要由干簧管和磁鋼構(gòu)成，將磁鋼安裝在字輪上，當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鋼也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼靠近干簧管時(shí)，干簧管的彈片吸合，磁鋼離開干簧管時(shí)干簧管的彈片斷開，采集電路通過判斷干簧管的彈片的吸合或斷開狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。脈沖式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要存在以下缺陷：1）計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確，當(dāng)燃?xì)獗砘蜃詠硭砀浇型饨绱艌?chǎng)干擾時(shí)，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，當(dāng)干簧管的彈片吸合或斷開時(shí)易發(fā)生抖動(dòng)，這些因素都會(huì)造成計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確；2）脈沖式傳感器由于是采用累加計(jì)數(shù)的方式，采集電路需要長(zhǎng)期供電，如斷電則采集電路無法工作，脈沖漏計(jì)，會(huì)造成數(shù)據(jù)偏少的現(xiàn)象。

直讀式遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)主要有電阻式和光電式兩種，分別稱為電阻式直讀表及光電式直讀表。

電阻式直讀表中數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理是：通過在字輪上安裝的金屬觸點(diǎn)，與對(duì)應(yīng)的電路板上的不同電阻接觸，通過不同的電阻值來識(shí)別字輪的位置，電阻式直讀表實(shí)現(xiàn)方法是在機(jī)械計(jì)數(shù)器的字輪間固定安裝電路板，電路板上均勻分布10片扇形金屬片，組成與字輪大小相當(dāng)?shù)膱A形，該金屬片接通不同的電阻，每個(gè)字輪上安裝金屬觸點(diǎn)，組裝后可與電路板接觸，這樣當(dāng)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)到某一位置時(shí)，觸點(diǎn)就接觸不同的電路板，可產(chǎn)生不同的電阻值，每個(gè)電阻值都對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器上的數(shù)字，然后由采集電路處理得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完成讀表操作。電阻式直讀表的特點(diǎn)是：可以從采集電路輸出的數(shù)據(jù)直接讀出字輪上的數(shù)據(jù)，平時(shí)無需供電，原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，一般來說裝置可以嵌入表內(nèi)，對(duì)原表結(jié)構(gòu)改動(dòng)較小，這種方式實(shí)現(xiàn)了字輪數(shù)字的直讀，但也存在一些問題：1）計(jì)量問題，字輪屬于電阻式直讀表的計(jì)量記錄裝置，當(dāng)有外力與其接觸時(shí)，會(huì)影響計(jì)量性能，這需要電阻式直讀表廠家重新設(shè)計(jì)電阻式直讀表的字輪組以減小摩擦，這種接觸方式經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間摩擦?xí)?duì)字輪的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生移動(dòng)的影響；2）工藝問題，由于這種接觸是機(jī)械接觸，其接觸力和位置取決于安裝過程，字輪組有固有的間隙誤差，增加電路板后，電路板與字輪的邊緣距離較近，在安裝完成后高位字輪無法檢測(cè)，這樣會(huì)產(chǎn)生由于安裝精度造成高位字輪與電路板刮擦影響轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，安裝工序和精度均要求較高，不利于批量生產(chǎn)；3）運(yùn)行問題，由于接觸式主要是通過電阻方式來識(shí)別，而電阻會(huì)隨溫度，接觸點(diǎn)而發(fā)生變化，電阻的溫漂和觸點(diǎn)的不良接觸可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量盲區(qū)或誤判，長(zhǎng)期運(yùn)行很難保證可靠性，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤讀現(xiàn)象。

光電式直讀表中數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理是：在普通燃?xì)獗砘蜃詠硭淼挠?jì)數(shù)器字輪印刷0～9位置的邊緣再印刷特定標(biāo)記（或在字輪上開不同尺寸的孔），在其外圍固定光電傳感器及相關(guān)電路，外部供電讀表時(shí)，通過光電傳感器判斷特定標(biāo)記“有”和“無”的狀態(tài)，通過組合編碼判斷以獲得字輪的讀數(shù)（即窗口值）。這種方法的原理不再是電阻式的模擬計(jì)量方式，而是通過對(duì)字輪建立數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過組合計(jì)算，得出正確的讀數(shù)。目前采用的光電式直讀表主要有光電對(duì)射（透射）式和光電反射式兩種，其主要區(qū)別在于機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)算法不同，光電對(duì)射（透射）式是在字輪間安裝光電器件和電路板的方式，光電反射式是在字輪周圍安裝光電器件和電路板的方式。光電式直讀表有以下特點(diǎn)：直接讀取計(jì)數(shù)器碼盤數(shù)字（即各字輪窗口數(shù)字）得到“窗口值”，表內(nèi)不需設(shè)置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無需存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不存在累計(jì)誤差，真正實(shí)現(xiàn)了“讀表”，結(jié)束了累計(jì)脈沖、換算數(shù)值的歷史，直讀表內(nèi)電子部分與計(jì)數(shù)器等裝置沒有機(jī)械接觸完全分離，不影響計(jì)量精度。光電直讀表在克服了電阻式直讀表的一些缺點(diǎn)的同時(shí)自身也還存在以下缺陷：1）抗干擾性能：采用紅外光光電傳感器，紅外接收管很容易受到外界紅外光或者自然光的影響，在極端環(huán)境下甚至能致使傳感器完全無法工作；2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性：現(xiàn)在的光電式直讀表一個(gè)字輪一般采用五對(duì)紅外傳感器來“讀數(shù)”，理論上五對(duì)傳感器最多可以分辨32種狀態(tài)，但字輪特別是高位字輪在一個(gè)小范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)是一個(gè)連續(xù)的過程，這個(gè)時(shí)候的字輪“讀數(shù)”只能通過軟件來“估計(jì)”，在遇到多個(gè)字輪同時(shí)進(jìn)位的情況下軟件“估計(jì)”出來的數(shù)據(jù)往往是不可靠的，在實(shí)際的應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)了這樣的問題；3）工藝復(fù)雜，需要在機(jī)械計(jì)數(shù)器的字輪上安裝很多光電裝置，同時(shí)導(dǎo)致成本較高。發(fā)明內(nèi)容