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計(jì)量表讀數(shù)字輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種能準(zhǔn)確采集字輪讀數(shù)信息并將該信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的計(jì)量表讀數(shù)字輪。包括輪體，緊貼輪體的側(cè)面或輪體的其中一個(gè)底面，設(shè)有首尾相接的金屬膜或片，該金屬膜或片的寬度由其首端至尾端逐漸變窄，在輪體之外且臨近金屬膜或片的位置，設(shè)有電磁感應(yīng)線圈，該電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直穿過正對(duì)其的金屬膜或片，所述電磁感應(yīng)線圈接于信號(hào)采集電路，在輪體的側(cè)面上還間隔均勻設(shè)有十個(gè)供人工讀取的數(shù)字，該數(shù)字為0至9。本發(fā)明可使所有計(jì)量裝置中對(duì)氣、液體計(jì)量數(shù)據(jù)的采集完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，更需要將機(jī)械儀表可視讀數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并通過GPRS、CDMA等無(wú)線互聯(lián)技術(shù)或有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)字處理及控制中心。
【專利說(shuō)明】計(jì)量表讀數(shù)字輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種適用于濕式、干式水表或燃?xì)獗淼冗h(yuǎn)傳計(jì)量表內(nèi)計(jì)數(shù)器機(jī)構(gòu)的讀 數(shù)字輪，特別涉及一種通過電磁感應(yīng)采集字輪讀數(shù)的計(jì)量表讀數(shù)字輪。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在濕式水表、干式水表或膜式燃?xì)獗淼葌鹘y(tǒng)機(jī)械式計(jì)量?jī)x表中，主要采用光 電編碼技術(shù)來(lái)采集讀數(shù)字輪編碼信息，以此，實(shí)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)累加計(jì)數(shù)器遠(yuǎn)傳電子直讀。中國(guó) 實(shí)用新型專利（申請(qǐng)?zhí)枮椋?00820212544. 4,名稱為：遠(yuǎn)傳直讀計(jì)量表計(jì)數(shù)器的編碼字輪） 公開一種計(jì)量表的讀數(shù)字輪，該字輪存在如下不足：
[0003] 1)受計(jì)量表殼內(nèi)空間狹小的局限和有限的字輪編碼組的制約，導(dǎo)致字輪在逢"9" 進(jìn)"0"位時(shí)，由于信息量的不足而造成進(jìn)位判斷出現(xiàn)讀數(shù)誤碼，使得其無(wú)法對(duì)字輪位置精準(zhǔn) 定位；
[0004] 2)即使在計(jì)量表幾何尺寸許可的條件下，可通過增加光電對(duì)管數(shù)量來(lái)提高字輪定 位精度（編碼數(shù)據(jù)增加），但同時(shí)卻帶來(lái)制造成本的提升，且電子元器件的增多也加大產(chǎn)品 故障風(fēng)險(xiǎn)，從而影響了傳統(tǒng)機(jī)械式計(jì)量表遠(yuǎn)傳電子直讀，尤其是直讀水表及直讀氣表的推 廣與應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能準(zhǔn)確采集字輪讀數(shù)信息并將該信息轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)的計(jì)量表讀數(shù)字輪。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 本發(fā)明的計(jì)量表讀數(shù)字輪，包括圓柱狀的輪體、間隔設(shè)置于該輪體一個(gè)底面周邊 上的進(jìn)位從動(dòng)齒和設(shè)于該輪體另一個(gè)底面周邊上的進(jìn)位主動(dòng)齒以及位于輪體中央的軸孔， 緊貼輪體的側(cè)面或輪體的其中一個(gè)底面，設(shè)有首尾相接的金屬膜或片，該金屬膜或片的寬 度由其首端至尾端逐漸變窄，在輪體之外且臨近金屬膜或片的位置，設(shè)有電磁感應(yīng)線圈，該 電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直穿過正對(duì)其的金屬膜或片，所述電磁感應(yīng)線圈接于信號(hào)采集 電路，在輪體的側(cè)面上還間隔均勻設(shè)有十個(gè)供人工讀取的數(shù)字，該數(shù)字為〇至9。
[0008] 設(shè)置于輪體的側(cè)面上的金屬膜或片，沿輪體圓周方向展開后其形狀呈三角形或梯 形。
[0009] 設(shè)置于輪體其中一個(gè)底面上的金屬膜或片的形狀呈螺旋形。
[0010] 所述的輪體材料為非導(dǎo)磁材料。
[0011] 所述的輪體由塑膠材料注塑成型。
[0012] 所述的數(shù)字印制在塑膜片上，該塑膜片通過粘合劑將其粘接在所述輪體的側(cè)面 上。
[0013] 所述的數(shù)字印制在塑膜片上，該塑膜片通過粘合劑將其粘接在所述輪體的側(cè)面 上。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在字輪上設(shè)置金屬膜或片和可與該金屬膜或片產(chǎn)生 互感磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)線圈以及可將該電磁感應(yīng)線圈電感變化量采集并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（該 電信號(hào)可以是模擬信號(hào)，也可以是數(shù)字信號(hào)）的信號(hào)采集電路的結(jié)構(gòu)，使得采用本發(fā)明字 輪的計(jì)量表不僅能輸出準(zhǔn)確的計(jì)量數(shù)字信息，而且可使所有計(jì)量裝置中對(duì)氣、液體計(jì)量數(shù) 據(jù)的采集完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別隨著如今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，更需要將各種計(jì)量數(shù)據(jù)由機(jī)械儀 表可視讀數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并通過GPRS、CDMA等無(wú)線互聯(lián)技術(shù)或有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)字處 理及控制中心。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確、成本低廉且性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明計(jì)量表讀數(shù)字輪實(shí)施例1的側(cè)視示意圖。
[0016] 圖2是圖1中A向示意圖。
[0017] 圖3是圖1中B向示意圖。
[0018] 圖4是圖1側(cè)面展開示意圖。
[0019] 圖5是本發(fā)明計(jì)量表讀數(shù)字輪實(shí)施例2的側(cè)視示意圖。
[0020] 圖6是圖5中C向示意圖。
[0021] 圖7是圖5中D向示意圖。
[0022] 圖8是電渦流效應(yīng)原理圖。
[0023] 圖9是本發(fā)明信號(hào)采集電路框圖。
[0024] 附圖標(biāo)記如下：
[0025] 輪體1、底面2、側(cè)面3、金屬膜或片4、電磁感應(yīng)線圈5、進(jìn)位從動(dòng)齒6、進(jìn)位主動(dòng)齒 7、軸孔8、穩(wěn)壓電源U2、單片機(jī)U3、阻抗變換器U4、顯示模塊U5、通信或發(fā)射模塊U6。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 本發(fā)明的計(jì)量表讀數(shù)字輪主要用于各種液體和氣體流量計(jì)量表，通常，單個(gè)計(jì)量 表中需要該讀數(shù)字輪4 一 8個(gè)，其間并列設(shè)置，其中，每個(gè)讀數(shù)字輪上的進(jìn)位主動(dòng)齒7與下 一個(gè)相鄰的讀數(shù)字輪上的進(jìn)位從動(dòng)齒6相嚙合，前一個(gè)讀數(shù)字輪旋轉(zhuǎn)一周撥動(dòng)下一個(gè)相鄰 的讀數(shù)字輪進(jìn)一個(gè)字?jǐn)?shù)位，如圖1、5所示，其形狀呈扁圓柱體的輪盤（以下稱輪體1)，在輪 體1的盤面（即該扁圓柱體的上下兩個(gè)底面2)中央設(shè)有軸孔8,在一個(gè)盤面上沿其周邊間 隔均勻設(shè)有若干個(gè)進(jìn)位從動(dòng)齒6,在另一個(gè)盤面上沿其周邊設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)位主動(dòng)齒7,該 字輪通過穿置于所述軸孔8中的轉(zhuǎn)軸安裝在計(jì)量表中。每個(gè)讀數(shù)字輪的輪體1側(cè)面3(即 扁圓柱體的側(cè)面3)上均勻間隔設(shè)置十個(gè)肉眼可視的數(shù)字，這十個(gè)數(shù)字分別是0至9。
[0027] 本發(fā)明緊貼輪體1側(cè)面3或輪體1的其中一側(cè)盤面上，設(shè)有首尾相接的金屬膜或 片4,該金屬膜或片4的寬度由其首端至尾端逐漸變窄，在輪體1之外位于金屬膜或片4的 近旁，設(shè)有載有電磁感應(yīng)線圈5的支板，該電磁感應(yīng)線圈5產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直穿過其正對(duì)的金 屬膜或片4,電磁感應(yīng)線圈5與信號(hào)采集電路相接，工作時(shí)，該讀數(shù)字輪攜金屬膜或片4繞所 述轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，而電磁感應(yīng)線圈5固定在計(jì)量表內(nèi)并與所述金屬膜或片4保持固定距離。
[0028] 本發(fā)明利用電渦流效應(yīng)來(lái)檢測(cè)讀數(shù)字輪所在位置，并將電磁感應(yīng)線圈5采集到的 信號(hào)轉(zhuǎn)換成電數(shù)字信號(hào)量輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)讀數(shù)字輪動(dòng)態(tài)所在位置信號(hào)的轉(zhuǎn)換與傳遞。
[0029] 如圖8所示，當(dāng)給電磁感應(yīng)線圈5兩端加上交變電壓信號(hào)^后，便有交變電流L 流過該線圈5,交變電流Ii在該線圈5中產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)Hi，根據(jù)電磁感應(yīng)原理可知，交 變磁場(chǎng)氏就會(huì)在與該電磁感應(yīng)線圈5正對(duì)的金屬膜或片4的體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)渦流電流12，該 渦流電流12又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反磁場(chǎng)H 2抵消一部分氏，而線圈5要維持原來(lái)交變磁場(chǎng)氏的量 值就必然要加大交變電流Ii的量值。從等效的觀點(diǎn)來(lái)看，就相當(dāng)于線圈5的電感L、阻抗Z 和品質(zhì)因數(shù)Q值發(fā)生了變化。顯然渦流電流1 2越大，電感L、阻抗Z和品質(zhì)因數(shù)Q值的變化 也越大，即它們都是渦流電流12的函數(shù)。渦流電流1 2的大小取決于線圈5的幾何形狀、交 變電流L的激磁頻率f、環(huán)境溫度、金屬膜或片4與線圈5的距離X，以及金屬膜或片4的電 阻率P、磁導(dǎo)率A、幾何形狀S等參數(shù)。如果控制上述參數(shù)中一個(gè)參數(shù)改變，其余皆不變， 那么就可以構(gòu)成測(cè)位移、測(cè)溫度、測(cè)硬度等的各種傳感器。本發(fā)明就是選擇了其中的金屬膜 或片4的幾何形狀S作為變量，其余假定不變，利用信號(hào)采集電路將其最后變換成為電壓或 電流輸出，繼而準(zhǔn)確檢測(cè)出讀數(shù)字輪的動(dòng)態(tài)位置。
[0030] 本發(fā)明的輪體1材料為非導(dǎo)磁材料，優(yōu)選為由塑膠材料注塑成型。所述金屬膜或 片由導(dǎo)電金屬材料所制，本發(fā)明優(yōu)選為銅材所制。
[0031] 如圖9所示，所述的信號(hào)采集電路包括穩(wěn)壓電源U2、單片機(jī)U3、阻抗變換器U4、顯 示模塊U5和信號(hào)通信或發(fā)射模塊U6,其中，所述的電磁感應(yīng)線圈5與阻抗變換器U4相接， 穩(wěn)壓電源U2為單片機(jī)U3與阻抗變換器U4提供工作電壓，單片機(jī)U3將其接收到的信號(hào)既 可通過顯示模塊U5顯示，也可通過通信或發(fā)射模塊U6將其發(fā)射至計(jì)量控制中心。
[0032] 本發(fā)明的計(jì)量表讀數(shù)字輪與電磁感應(yīng)線圈5配合，可確定讀數(shù)字輪上的數(shù)字示值 (對(duì)應(yīng)讀數(shù)字輪旋轉(zhuǎn)角度）、進(jìn)位從動(dòng)齒6、進(jìn)位主動(dòng)齒7以及電磁感應(yīng)物理量四者之間形成 的相對(duì)空間關(guān)系，計(jì)量表讀數(shù)字輪每旋轉(zhuǎn)一定角度，安裝在讀數(shù)字輪近旁的電磁感應(yīng)線圈5 可輸出與圓周角度對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)，從而根據(jù)本計(jì)量表讀數(shù)字輪的實(shí)際角度位置即可測(cè)得 讀數(shù)字輪相對(duì)應(yīng)位置上的示值?？扇〈F(xiàn)有各種濕式、干式水表或燃?xì)獗淼葌鹘y(tǒng)機(jī)械計(jì)量 表內(nèi)之計(jì)數(shù)器機(jī)構(gòu)的讀數(shù)字輪。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 如圖1、2、3、4所示，本實(shí)施例中金屬膜或片4設(shè)置于輪體1側(cè)面3,該金屬膜或片 4沿輪體1圓周方向展開后形狀呈三角形或梯形，優(yōu)選為等腰三角形、直角三角形、等腰梯 形或直角梯形。
[0035] 所述電磁感應(yīng)線圈5所在平面與輪體1側(cè)面3的切面相平行。
[0036] 所述的數(shù)字印制在塑膜片上，該塑膜片通過粘合劑將其粘接在所述輪體1的側(cè)面 3上，其中，0 - 9中每一個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)所述金屬膜或片4上不同的寬度區(qū)域，其間固定不變。
[0037] 當(dāng)該讀數(shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述電磁感應(yīng)線圈5兩端取得到的電信號(hào)也隨之變化，由 此獲得與該電信號(hào)對(duì)應(yīng)的讀數(shù)字輪上的示出數(shù)字，從而，可準(zhǔn)確獲知該讀數(shù)字輪上任一時(shí) 刻正對(duì)電磁感應(yīng)線圈5位置的數(shù)字是幾，而且可將該數(shù)字轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出或顯示。
[0038] 本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，所用空間更小。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 如圖5、6、7所不，本實(shí)施例除金屬膜或片4和電磁感應(yīng)線圈5設(shè)置的位置與實(shí)施 例1不同外，其它均相同。
[0041] 本實(shí)施例中的金屬膜或片4設(shè)置在讀數(shù)字輪輪體1的其中一個(gè)盤面上，其形狀呈 螺旋形，所述電磁感應(yīng)線圈5位于該金屬膜或片4近旁，電磁感應(yīng)線圈5所在平面與該金屬 膜或片4所在盤面平行。
[0042] 本實(shí)施例較實(shí)施例1的優(yōu)點(diǎn)是制作相對(duì)簡(jiǎn)單。
[〇〇43] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干 簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種計(jì)量表讀數(shù)字輪，包括圓柱狀的輪體（1)、間隔設(shè)置于該輪體（1) 一個(gè)底面（2) 周邊上的進(jìn)位從動(dòng)齒（6)和設(shè)于該輪體（1)另一個(gè)底面（2)周邊上的進(jìn)位主動(dòng)齒（7)以及 位于輪體（1)中央的軸孔（8)，其特征在于：緊貼輪體（1)的側(cè)面（3)或輪體（1)的其中一 個(gè)底面（2)，設(shè)有首尾相接的金屬膜或片（4)，該金屬膜或片（4)的寬度由其首端至尾端逐 漸變窄，在輪體（1)之外且臨近金屬膜或片（4)的位置，設(shè)有電磁感應(yīng)線圈（5)，該電磁感應(yīng) 線圈（5)產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直穿過正對(duì)其的金屬膜或片（4)，所述電磁感應(yīng)線圈（5)接于信號(hào) 采集電路，在輪體（1)的側(cè)面（3)上還間隔均勻設(shè)有十個(gè)供人工讀取的數(shù)字，該數(shù)字為0至 9 〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：設(shè)置于輪體（1)的側(cè)面（3)上 的金屬膜或片（4)，沿輪體（1)圓周方向展開后其形狀呈三角形或梯形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：設(shè)置于輪體（1)其中一個(gè)底 面（2)上的金屬膜或片（4)的形狀呈螺旋形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 一 3中任一項(xiàng)所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：所述的輪體（1) 材料為非導(dǎo)磁材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：所述的輪體（1)由塑膠材料 注塑成型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：所述的數(shù)字印制在塑膜片上， 該塑膜片通過粘合劑將其粘接在所述輪體（1)的側(cè)面（3)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)量表讀數(shù)字輪，其特征在于：所述的數(shù)字印制在塑膜片上， 該塑膜片通過粘合劑將其粘接在所述輪體（1)的側(cè)面（3)上。
【文檔編號(hào)】G01F15/06GK104089674SQ201410348730
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】陳健 申請(qǐng)人:陳健