專利名稱：高精度直讀式燃氣表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃氣表，具體涉及一種高精度直讀式燃氣表。
背景技術：
自上個世紀開始對水、電、氣使用就引入了計量表，傳統的燃氣表采用的是機械計數的原理，從燃氣表的計量原理就可以了解，燃氣表玻璃窗的中的滾輪是用來計算燃氣的用量，從燃氣表的外面能看到小玻璃窗里有個帶數碼的滾輪，滾輪上也有七位數字，小數點前四位黑色，后三位紅色。用氣的時候能看到最低位的數字輪慢悠悠地轉動。當最低位從 0轉到9時，它前面的那一位數字輪就轉動一下，使讀數增加一個數，這就是進位。顯然，這也是一種十進位的計數裝置，叫“滾輪計數器”，燃氣表計數的原理，就是靠燃氣的壓力對外做功，推動滾輪計數器計數。然而這個一百多年來的最傳統的使用方式需要人工抄表，十幾年前甚至現在，很多落后地區還是用最原始的抄表方式——“親自登門拜訪”。傳統的燃氣表需要抄表人員定期挨家挨戶抄取數據，結算出費用后，再到各家索取，誤差大、統計工作量大，人為的錯誤給物業管理和用戶帶來極大不便。隨著城市燃氣的發展以及人民生活水平的提高，燃氣民用戶數量逐年增加。抄表難、收費難困擾著眾多的燃氣公司，抄表人員的不斷增加提高了燃氣公司的經營成本，也給管理帶來許多麻煩，于是可通過遠程抄表來實現預付費方式的IC卡燃氣表便應運而生。為了實現燃氣表的遠程抄表，需要將傳統的機械計量方式由改為電子計量方式， 因此人們在普通轉盤計數的燃氣表中加裝了干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數轉盤附近，磁鐵安裝在計數盤位上，當轉盤每轉1圈，磁鐵就經過干簧管1次，在信號端產生1個計量脈沖。其優點是成本較低，工藝簡單，不需耗電，通用性較強。其缺點是臨界點顫動誤發信號，信號容易受到外部磁場干擾；傳感器的核心部件水磁鐵隨著時間的延長會出現退磁現象，使得下簧管在計數轉盤轉過時不能輸出脈沖，從而導致脈沖少計。在實際使用過程中故障往往不是短時間可以暴露的，有的問題幾個月以后才普遍出現，一旦出現就造成大而積的、不可挽回的損失。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是現有燃氣表計數不精確、長時間使用后容易出現計數誤差的不足，提供一種高精度直讀式燃氣表。為實現上述目的，本實用新型所設計的一種高精度直讀式燃氣表，包括計數器和處理器。其中計數器包括固定支架、由2個或2個以上的計數字輪組成的碼盤、以及計數電路板；2個或2個以上的計數字輪的軸心相互串聯后一并安裝在固定支架上；每個計數字輪的側面開設有7個軸向貫通的透光槽，且這些透光槽沿計數字輪的軸心等距分布在同一圓周上；上述每個計數字輪的兩側各設置有1塊計數電路板、即固裝有7個紅外發射管的發射電路板和固裝有7個紅外接收管的接收電路板；紅外發射管和紅外接收管分別以計數字輪的軸心為中心呈圓周等距分布在相應的發射電路板或接收電路板上；且紅外發射管所圍成的圓周、紅外發射管所圍成的圓周、以及計數字輪上的透光槽所圍成的圓周具有相同的半徑；上述紅外發射管和紅外接收管兩兩相對形成7對紅外收發管對；處理器與上述發射電路板和接收電路板電連接，處理器控制紅外發射管的發光、 并依據紅外接收管返回的電平進行二進制循環編碼后轉換為十進制計數值顯示或輸出；計數時，發射電路板上的紅外發射管接到指令全部發光，接收電路板上的紅外接收管同時接收；當某對紅外收發管對與計數字輪上的透光槽正對時，該對紅外收發管對的紅外接收管返回高電平信號至處理器；否則，該對紅外收發管對的紅外接收管返回低電平信號至處理器。上述方案所述7對紅外收發管對中，其中3對紅外收發管對為編碼校正位，另外4 對紅外收發管對為編碼計數位。上述方案所述相鄰2個紅外發射管、或相鄰2個紅外接收管之間的間隔均介于 20° 40°之間。上述方案所述相鄰2個紅外發射管、或相鄰2個紅外接收管之間的間隔均為36°。上述方案所述計數字輪的個數為8個，與之相對應的計數電路板的對數也為8對。上述方案所述每個計數字輪的圓周側面上刻有直讀標示。上述方案所述所述處理器還與一個WIFI無線收發模塊相連。與現有技術相比，本實用新型具有如下特點1、通過改進計數器的結構，即在計數字輪上開設透光槽，同時計數字輪兩側的計數電路板上裝有7對紅外收發管對來采集計數信號，處理器對每位計數信號進行二進制循環編碼碼后獲得精確的十進制的數字計數值，以便于燃氣表的遠程監控和抄表；2、7對紅外收發管對中留出4對作為編碼計數位，另外3對則作為編碼校正位；編碼校正位能夠產生多余的編碼信息來對編碼計數位所產生的誤差值進行修正，這不僅提高了計數精度、基本做到了零誤差；而且對于計數器的制作安裝的精度要求也相應降低；3、通過設置8組計數字輪和計數電路板，既能夠實現個位到萬位讀數，也能實現小數點后2位讀數，這樣能夠進一步提高計數精度、滿足不同數據統計的需要；4、處理器上增設WIFI無線收發模塊，通過該WIFI無線收發模塊對處理器所處理得的電子計量值遠傳至監控中心或抄表機上，這樣可免除長距離布線所帶來的布線建設和維護投入、降低了成本。

圖1為本實用新型一種高精度直讀式燃氣表的結構示意圖；圖2為本實用新型一種計數器的正視圖；圖3為計數字輪的側視圖。圖中標示1、殼體；2、出氣孔；3、進氣孔；4、計數器；4-1、固定支架；4_2、碼盤； 4-2-1、計數字輪；4-2-2、透光槽；4-2-3、直讀標示；4_3、計數電路板；4_3_1、紅外發射管； 4-3-2、紅外接收管；5、總控電路板；5-1、處理器；5-2、WIFI無線收發模塊；5_3、天線；6、 IXD顯示屏；7、電池盒。
具體實施方式
本實用新型一種高精度直讀式燃氣表如圖1所示，其主要由殼體1，殼體1上開設的進氣孔3和出氣孔2，殼體1內安裝的電池盒7、計數器4、總控電路板5和LCD顯示屏6 組成。電池盒7內裝有電池，為整個燃氣表的電路部分進行供電。總控電路板5對整個燃氣表進行電器控制，其上主要焊接有處理器5-1。進氣孔3和出氣孔2與計數器4相通，推動計數器4進行計數.計數器4獲得的機械計數值返回值至處理器5-1進行數字化處理后得到數字計數值。IXD顯示屏6連接在處理器5-1上，用以顯示處理器5-1處理而得的電子計數值。本實用新型的設計核心是如圖2所示的計數器4，該計數器4包括固定支架4-1、 由2個或2個以上的計數字輪4-2-1組成的碼盤4-2、以及計數電路板4-3。2個或2個以上的計數字輪4-2-1的軸心相互串聯后一并安裝在固定支架4-1上；每個計數字輪4-2-1 的側面開設有7個軸向貫通的透光槽4-2-2，且這些透光槽4-2-2沿計數字輪4_2_1的軸心等距分布在同一圓周上，參見圖3。上述每個計數字輪4-2-1的兩側各設置有1塊計數電路板4-3、即固裝有7個紅外發射管4-3-1的發射電路板和固裝有7個紅外接收管4-3-2的接收電路板；紅外發射管4-3-1和紅外接收管4-3-2分別以計數字輪4-2-1的軸心為中心呈圓周等距分布在相應的發射電路板或接收電路板上；且紅外發射管4-3-1所圍成的圓周、 紅外發射管4-3-1所圍成的圓周、以及計數字輪4-2-1上的透光槽4-2-2所圍成的圓周具有相同的半徑；上述紅外發射管4-3-1和紅外接收管4-3-2兩兩相對形成7對紅外收發管對。處理器5-1與上述發射電路板和接收電路板電連接，處理器5-1控制紅外發射管4-3-1 的發光、并依據紅外接收管4-3-2返回的電平進行二進制循環編碼后轉換為十進制計數值顯示或輸出；計數時，發射電路板上的紅外發射管4-3-1接到指令全部發光，接收電路板上的紅外接收管4-3-2同時接收；當某對紅外收發管對與計數字輪4-2-1上的透光槽4-2-2 正對時，該對紅外收發管對的紅外接收管4-3-2返回高電平信號至處理器5-1 ；否則，該對紅外收發管對的紅外接收管4-3-2返回低電平信號至處理器5-1。為了正確無誤地識別0到9等10個數字，理論上采用4對紅外收發管對即可識別 10個不同的信息。但是考慮到低位計數字輪4-2-1在從9到0轉動過程中，機械讀數可能處于臨界位置，同時根據編碼規則要求相鄰信息之間的海明距離為1。這就要求在一個計數字輪4-2-1上至少需要5對以上紅外收發管對，且每2個紅外發射管4-3-1或每2個紅外接收管4-3-2之間的安裝跨度要大于90度，且安裝在同一圓周上，以保證保證紅外接收管4-3-2的輸出信號中既有高電平，又有低電平。而在本實用新型中，采用7對紅外收發管對，這樣接收到的二進制文件位數增加了，便于進一步處理器5-1分析處理。在本實用新型中，相鄰2個紅外發射管4-3-1、或相鄰2個紅外接收管4-3-2之間的間隔均介于20° 40°之間。在本實用新型優選實施例中，相鄰2個紅外發射管4-3-1、或相鄰2個紅外接收管4-3-2之間的間隔均為36°。開設在計數字輪4-2-1上的7個透光槽4-2-2可以根據 7對紅外收發管對的位置間隔開設，也可以將7個透光槽4-2-2連通成1個弧形的透光槽 4-2-2。一個編碼系統中任意兩個合法編碼(碼字)之間不同的二進制數位(bit)數叫這兩個碼字的碼距，而整個編碼系統中任意兩個碼字的最小距離就是該編碼系統的碼距即海
5明距離。在計算機數據傳輸中，信息是已知的，信息編碼的作用是進行校驗和糾錯，因此信息編碼的海明距離要求大于3，才能對編碼進行校驗和糾錯。而燃氣表數字化中采用的編碼信息要從紅外收發管對中獲得，一旦獲得信息，編碼也就確定了。而不同的紅外收發管對之間存在個體差異、電路板裝配、加工存在偏差，當信息編碼海明距離大于1時，任意兩個合法編碼之間不同的二進制數位會發生好幾種變化，由于受到成本和體積的限制，采用的紅外收發管個數有限，而這些變化可能會引起編碼的重疊，造成誤讀。因此數字化編碼的海明距離取1，相鄰的碼字只由一個數字位相互區分開，也就是，在相鄰的信息組中，二進制信息間的小差別或距離只是一比特的變化。為此本實用新型的增加了紅外收發管對的對數， 使得獲得的二進制數的位數增加，將7對紅外收發管對中的3對紅外收發管對作為編碼校正位，另外4對紅外收發管對作為編碼計數位。這樣能夠避免只用4對紅外收發管對時，由于制造裝配的誤差，在進位時所產生的誤差。通過增加3對紅外收發管對，能產生多余的信息，通過軟件邏輯判斷，可以修正錯誤，計數精度大為提高、基本做到了零誤差。在本實用新型優選實施例中，計數器4針對每一個計數字輪4-2-1的數據讀取時， 采用T 7對紅外收發管對，即Ql，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7 ；它們分別代表6個編碼位，即DO,Dl, D2，D3，D4，D5，D6 ；這個7對紅外收發管對的信號輸出端分別對應并與處理器5_1的ΡΑ0， PA1，PA2，PA3，PA4，PA5，PA6，PA7數據位相連。當需要讀去該計數字輪4_2_1的數據時，處理器5-1的PCl引腳PCl發出控制信號驅動電路板上的三級管T1-A1162，使該計數數輪所有7對紅外管上電(電壓為VCC)，即紅外發射管4-3-1發光，紅外接收管4-3-2開始接收紅外發射信號，計數電路板4-3將采集信號送到處理器5-1處理。處理器5-1在進行數據處理時，設定透光表示0，不透表示1。當碼盤4-2轉到二進制數0111(十進制數7)與1000(十進制數8)兩個代碼的邊界上時，可能因為裝配誤差，會造成超前，可能會出現1111(十進數為15)。這時候我們的D6，D5，D4作為校驗碼的作用就體現出來了，如果我們設定D6、D5、 D4校驗碼的在十進制數7和十進制數8之間的有效值為二進制000 (十進制0)到二進制 111(十進制7)，那么不管碼輪的變化是否有誤差，他都可以從上一次的走數數值和這次的 D6、D5、D4值判斷出正確的讀數，滿足對精度的要求。當計數器4針對多個計數字輪4_2_1 的數據讀取時，可通過多路開關控制選擇，分時對不同計數字輪4-2-1的數據進行讀取。在本實用新型優選實施例中，選用的計數字輪4-2-1的個數為8個，與之相對應的計數電路板 4-3的對數也為8對，它們分別作為十進制的萬位、千位、百位、十位、個位、和兩個小數位。 本實用新型在兩位小數的計數字輪4-2-1上也采取了 7對紅外收發管對，這樣可以有效的判斷出兩個整數間的小數位的數值，滿足一些特定用戶的需求。為了能夠將數字計數值遠傳至抄表機或監控中心處，本實用新型所述處理器5-1 的輸出端還可以通過有線或無線方式與抄表機或監控中心相連。在本實用新型優選實施例中，所述總控電路板5上還焊接有WIFI無線收發模塊5-2及與WIFI無線收發模塊5_2相連的天線5-3。WIFI無線收發模塊5-2與處理器5-1的輸出端相連，通過WIFI無線收發模塊5-2將計數信號輸出。上述WIFI無線收發模塊5-2我們采用的是LBWA18HEPZ模塊，它是一個IEEE標準的WLAN 802. llb/g模塊，該模塊內部集成了 WLAN芯片、電擦除存儲器、低壓差線性溫壓器、驅動及功率放大器、晶振、不平衡變壓器和單刀雙擲開關。此外，為了能夠讓燃氣表實現機械直讀，本實用新型的每個計數字輪4-2-1的圓周側面上還等距地刻有“0”、 “ 1 ”、“ 2 ”、“ 3 ”、“ 4 ”、“ 5 ”、“ 6 ”、“ 7 ”、“ 8 ”、“ 9 ” 這 10 個直讀標示 4—2—3。
權利要求1.高精度直讀式燃氣表，包括處理器(5-1)和計數器G)，其特征在于所述計數器 ⑷包括固定支架G-1)、由2個或2個以上的計數字輪(4-2-1)組成的碼盤0-2)、以及計數電路板G-3)；2個或2個以上的計數字輪G-2-1)的軸心相互串聯后一并安裝在固定支架(4-1) 上；每個計數字輪G-2-1)的側面開設有7個軸向貫通的透光槽0-2-2)，且這些透光槽 (4-2-2)沿計數字輪G-2-1)的軸心等距分布在同一圓周上；上述每個計數字輪G-2-1)的兩側各設置有1塊計數電路板G-3)、即固裝有7個紅外發射管G-3-1)的發射電路板和固裝有7個紅外接收管G-3-2)的接收電路板；紅外發射管(4-3-1)和紅外接收管(4-3- 分別以計數字輪G-2-1)的軸心為中心呈圓周等距分布在相應的發射電路板或接收電路板上；且紅外發射管(4-3-1)所圍成的圓周、紅外發射管(4-3-1)所圍成的圓周、以及計數字輪G-2-1)上的透光槽(4-2-2)所圍成的圓周具有相同的半徑；上述紅外發射管G-3-1)和紅外接收管(4-3- 兩兩相對形成7對紅外收發管對；處理器(5-1)與上述發射電路板和接收電路板電連接。
2.根據權利要求1所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于上述7對紅外收發管對中，其中3對紅外收發管對為編碼校正位，另外4對紅外收發管對為編碼計數位。
3.根據權利要求1或2所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于相鄰2個紅外發射管(4-3-1)、或相鄰2個紅外接收管(4-3-2)之間的間隔介于20° 40°之間。
4.根據權利要求3所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于相鄰2個紅外發射管 (4-3-1)、或相鄰2個紅外接收管(4-3-2)之間的間隔均為36°。
5.根據權利要求1或2所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于計數字輪(4-2-1)的個數為8個，與之相對應的計數電路板G-3)的對數也為8對。
6.根據權利要求1所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于每個計數字輪(4-2-1) 的圓周側面上刻有直讀標示0-2-3)。
7.根據權利要求1所述的高精度直讀式燃氣表，其特征在于所述處理器(5-1)還與一個WIFI無線收發模塊(5- 相連。
專利摘要本實用新型公開一種高精度直讀式燃氣表，包括計數器和處理器。其中計數器包括固定支架、由2個或2個以上的計數字輪組成的碼盤、以及計數電路板。每個計數字輪的側面開設有軸向貫通的透光槽；每個計數字輪的兩側各設置有1塊計數電路板，2塊計數電路板上分別安裝7對紅外收發管對；處理器與上述發射電路板和接收電路板電連接，處理器控制紅外發射管的發光、并依據紅外接收管返回的電平進行二進制循環編碼后轉換為十進制計數值顯示或輸出。本實用新型不僅提高了燃氣表的計數精度、基本做到了零誤差；而且對于計數器的制作安裝的精度要求也相應降低。
文檔編號G01F15/07GK201945344SQ20112002625
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月25日 優先權日2011年1月25日
發明者傅云生, 劉洪林, 張保忠, 曹旻, 梁文耕, 羅源偉 申請人:桂林市利通電子科技有限責任公司