[實用新型]機械計數器的數字轉換及傳輸裝置

有效

• 申請號: 201720185762.2
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206460495U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 任印強;游志鋒
• 申請（專利權）人: 任印強;游志鋒
• 主分類號: G06M1/274
• 分類號: G06M1/274
• 代理公司: 北京市東方至睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11485
• 代理人: 霍金虎

技術領域

本實用新型涉及一種機械計數器的數字轉換及傳輸裝置，屬于數字轉換及傳輸裝置技術領域。

背景技術

物聯網技術當中，智能建筑的水、電、氣三表的計算機處理技術是一個重要組成部分。現今大量使用的水、電、氣三表，基本上以機械計度器作為累積計量數據的顯示和存儲元件，只提供了現場人工識別和人工抄讀功能。要實現計算機遠程自動管理，就必須對機械計度器上的機械指示進行數字轉換，轉換成對應的計算機可識別的數據形式，如二進制數據，并將轉換后的數據傳送出去。

實現這個功能的方式有很多種，在數字轉換方面有脈沖計數方式、光電直讀方式、電渦流感應直讀方式、視覺圖像直讀方式等，在數據傳送方面分有線和無線方式，而有線方式多為RS485總線和MBUS總線方式。這些方式各自具有不同的技術特點，但都存在較大的自身難以克服之缺陷。

脈沖計數方式實質上與計度器形成了二次計量，長期使用難以同步。光電直讀方式和視覺圖像直讀方式應用在水表時不能浸泡在水中，隔離密封成為一個麻煩問題。電渦流感應直讀方式實際上是照搬金屬接近開關的工作原理，需要有較大的零件尺寸才足以產生出足夠的渦流效應，難以用在三表中狹小的計度器上。RS485總線和MBUS總線都是采用集成電路芯片直接連接到外部通信線路上，沒有隔離措施，直接承受線路上的電磁干擾和沖擊，必須加大成本進行重重保護，即使如此，可靠性也難以媲美隔離通信的方式。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術存在的問題，進而提供一種機械計數器的數字轉換及傳輸裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種機械計數器的數字轉換及傳輸裝置，包括：機械計度器弧形框架、機械計度器字輪、字輪轉動軸、鐵氧體磁芯片、電感線圈、H型鐵氧體磁芯、U型鐵氧體磁芯、E型鐵氧體磁芯、工字型鐵氧體磁芯、隔離傳輸變壓器、通信接口電路、單片機電路、電感測量電路、電源電路和電路板，所述字輪轉動軸固定在機械計度器弧形框架上，字輪轉動軸上設有一組機械計度器字輪，每個機械計度器字輪的曲面上間隔地設有鐵氧體磁芯片，在機械計度器弧形框架的背面與每個機械計度器字輪對應的固定有H型鐵氧體磁芯、U型鐵氧體磁芯、E型鐵氧體磁芯和工字型鐵氧體磁芯，H型鐵氧體磁芯、U型鐵氧體磁芯、E型鐵氧體磁芯和工字型鐵氧體磁芯上面均設有電感線圈，隔離傳輸變壓器、通信接口電路、單片機電路、電感測量電路和電源電路均固定在電路板上，通信接口電路與隔離傳輸變壓器的次級相連接，電源電路與隔離傳輸變壓器的初級串聯連接到外部線路上，單片機電路分別與通信接口電路和電感測量電路相連接，電感測量電路分別與H型鐵氧體磁芯、U型鐵氧體磁芯、E型鐵氧體磁芯和工字型鐵氧體磁芯上的電感線圈相連接，電源電路分別與通信接口電路、單片機電路和電感測量電路相連接。

本實用新型的技術方案是利用改變電感磁芯的回路總磁阻，進而改變電感線圈電感量的工作原理，構建計度器字輪轉動角度位置傳感器。計度器字輪轉動的角度，實際上一一對應著計度器的機械指示數值，檢測字輪的角度位置信息，就可以得到與計度器機械字輪指示數值對應的計算機數據，從而完成對應的數字化轉換。

本實用新型中包括多個線圈繞在鐵氧體磁芯上的電感，分布在每個字輪周圍的弧形框架上，鐵氧體磁芯的形狀有U型、H型、E型和工字型。電感線圈電感量大小與其鐵氧體磁芯磁路的總磁阻成反比。在其他條件不變的情況下改變電感磁路的總磁阻，電感量隨之改變。

根據磁路原理，電感磁芯的磁力線是一個連續封閉的回路，回路的總磁阻是回路中各段磁阻之和。電感磁芯的總磁阻在空氣當中實際上就是磁芯磁阻和空氣間隙磁阻之和。在水中就是磁芯磁阻和水間隙磁阻之和。磁阻大小在磁芯截面積、磁芯磁導率、線圈匝數、線圈電流大小都不變的前提下，主要取決于磁路的長度。

空氣的相對磁導率為1，水的相對磁導率近似為1，而鐵氧體材料的相對磁導率為幾百到幾千，所以空氣間隙或水間隙的磁阻在總磁阻中所占比例遠大于鐵氧體磁芯磁阻，因此在空氣間隙或水間隙的磁路中移入一段鐵氧體磁芯，減小空氣間隙或水間隙的磁路長度，將會大大減小磁路總磁阻，總磁阻減小意味著電感量將增大。