专利名称：一组水气表磁传感直读字轮的制作方法
技术领域：
本实用新型一组水气表磁传感直读字轮，具体涉及一组共24种在计度字轮上嵌 入磁钢或高导磁材料片，字轮周围装有磁敏传感器，再将各磁敏传感器的输出接至低功耗 单片机电路的水气表机械字轮直读表头，尤其是用于直接获取水、气表机械字轮读数的方 法及依此方法制造出的水气表直读字轮。
背景技术：
目前，国内的水表、燃气表均采用机械方式计量，显示方式均为机械字轮。要想实 现预付费、远传、阶梯价格等多种智能化功能，必须将机械的计度方式转化为电子式或直接 将机械字轮显示数转换成电子信息。将机械的计度方式转化为电子式计度的方法称为脉冲式，其原理是将机械转动变 为电子脉冲，最终将其累加而获得水、气消耗量的电子信息，在水气表计量中，有光电、霍 尔、单干簧管、双干簧管、双干簧管自保持开关等方案，前三种已基本不用，后两种大量使用 但问题仍不少。直接将机械字轮显示数转换成电子信息的方法称为直读式，其原理是平时 不供电，仅由机械部份工作，当需要计量信息时，供电并依据机械字轮电子、光电或磁的物 理特性获取此时机械字轮的显示数。脉冲式需要时刻给感应接收电路供电，因而其累计的耗电量是很大的，在电池供 电的水、气、暖表中，它的耗电占了电池能量的大部份，脉冲式是靠累加得到计量信息，如果 过程中有错，则该错误将一直保持下去。直读式是保留原机械计量字轮组，采用某种方法在 需要时直接获取字轮组上的显示数，显然该方法不考虑成本等因素下比脉冲式更优越。直读式实现方法目前大致有四种光电式、触点式、摄像式、条码直读式。直读式以 摄像直读式为最早，它的结构方式为在机械字轮显示窗前安装一只摄像头，将拍到的数字 图像传出后分析即可得到显示数；光电式是在每一位水表字轮周面上设置五个反射面(或 透穿孔)，在与之相对应的位置上设置五只光电耦合器，通过耦合器是否反射(收到)来对 计数字轮的位置进行判定；触点直读式的结构方式为在指针式水表的表盘下面每一位指 针轴上装上一只同步电位器，通过触点电位器测出的阻值判定指针所指的位置；条码直读 式与光电式类同，但读取对象是条码。另有一种称为计数直读式，其方案是将采集脉冲的芯片装在计量字轮上，通过电 池保持其工作，将纪录和累积的数据存蓄于芯片中，从芯片读出的数据就是表盘同步数 据，实际上是脉冲式的模块化。与脉冲式相比，所有直读式都有两个共同优点1、表具上读出的数据就是表盘上 显示的数据，不是脉冲。2、数据以机械方式记录在字轮上，平时不需供电，只在读取数据的 瞬间上电。因此，不怕停电、不怕断线。从理论上讲，它读出的数据和表盘数据总是一致的。 所以，自从直读式的概念产生以来，一直受到人们的追宠和关注。目前运用的直读式实现方法也有许多问题，例如触点式由于是接触方式，磨损和 老化都会使其失效，也不能用于湿式水表；摄像直读式虽然没有改变原有水、气表的机械外型，结构也较简单，但图像处理太复杂，摄影的对焦及把图像中的模糊数字译成数码也是难 点，另外，由于图像数据量大，采集、传递非常困难，摄像头在水表这样的工作条件下，长期 可靠性难以保障；光电式和条码直读式需要装入数量巨大的光发射和光接收管(识别5位 数需要5X5对)，工作耗电大，零部件精密度和装配的高精度要求高，从而使得成本高昂、 产品可靠性差。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一组水气表磁传感直读字轮，以实现成本更低、加工 精密度要求不高、耗电更省、识别成功率更高的字轮直读。本实用新型为解决现有字轮直读技术的各方面问题所采用的技术方案是一组水 气表磁传感直读字轮，包括在原机械计度字轮显示数的下方，按特定方法Fl编码指定位 置嵌入磁钢或高导磁率材料片(该材料可以不用)，再将显示有0 9数字的塑料条遮盖 (参看

图1)。另在字轮一周对应9个显示数位置(参看图2)，按特定编码方法F2指定的位 置装上磁敏传感器，再将各磁敏传感器的输出接至低功耗单片机，单片机再对外引出2根 信号线。其中，所述的磁敏传感器为磁阻感应开关。其中，同一字轮嵌入磁钢至少需隔一位显示数。其中，所述的磁敏传感器焊装在磁敏传感器印刷电路板上。其中，所述的单片机安装在单片机印刷电路板上。其工作过程为当外部电子设备需要实时机械字轮显示数时，向直读字轮加电，直 读字轮内单片机复位，开始工作，依序采集每个字轮周边磁敏传感器的输出状态，此时，若 磁敏传感器前方对应磁钢，则磁钢磁力线穿过磁敏传感器而输出为” 0”信号，若磁敏传感器 前方对应高导磁率材料片，则对应处无磁力线穿过磁敏传感器且其它相邻磁钢磁力线被高 导磁材料片短路而导致磁敏传感器磁场强度很小而输出” 1”信号，通过该字轮的多个(4 9)磁敏传感器输出值经译码获得该字轮显示数从而获得全部显示数，再按相关通讯规约向 外部电子设备传送实时机械字轮显示数，任务完成后单片机进入休眠，外部电子设备关断 直读字轮电源。本实用新型所指的特定方法Fl是指在原机械计度字轮显示数下方10个位置有的 嵌有高导磁率材料片(用"1"表示，或用"0"表示)，有的嵌有磁钢(用"0"表示，或 用"1"表示)。Fl共有5种编码方案(其中，若“1”代表高导磁率材料片，则“0”代表磁 钢，反之，若“ 1”代表磁钢，则“ 0，，代表高导磁率材料片)
权利要求1.一组水气表磁传感直读字轮，其特征在于在原机械计度字轮显示数的下方，嵌入 磁钢或高导磁率材料片，再用显示有O 9数字的塑料条遮盖；另在字轮一周对应9个显 示数位置，装上磁敏传感器，再将各磁敏传感器的输出接至低功耗单片机，单片机再对外引 出2根信号线；所述的磁敏传感器焊装在磁敏传感器印刷电路板上；所述的单片机安装在 单片机印刷电路板上。
2.根据权利要求1所述的一组水气表磁传感直读字轮，其特征在于所述的磁敏传感 器为磁阻感应开关。
3.根据权利要求1所述的一组水气表磁传感直读字轮，其特征在于同一字轮嵌入磁 钢至少需隔一位显示数。
专利摘要本实用新型涉及一组水气表磁传感直读字轮，其特征在于在原机械计度字轮显示数的下方，按特定方法F1编码指定位置嵌入磁钢或高导磁率材料片(可以不用)，再用显示有0～9数字的塑料条遮盖；另在字轮一周对应9个显示数位置，按特定编码方法F2指定的位置装上磁敏传感器，再将各磁敏传感器的输出接至低功耗单片机，单片机再对外引出2根信号线；所述的磁敏传感器焊装在磁敏传感器印刷电路板上；所述的单片机安装在单片机印刷电路板上。
文档编号G01F15/06GK201780133SQ200920270939
公开日2011年3月30日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者刘新宇, 姜树泉, 曹海明, 王瑞毅, 陈仲平 申请人:苏州银河龙芯科技有限公司