專利名稱：轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)識(shí)別裝置，特別是涉及一種機(jī)械轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)械式計(jì)度器是一種廣泛應(yīng)用于電表、水表、煤氣表等計(jì)量?jī)x表上的人工直讀式累加計(jì)數(shù)器。這類機(jī)械式計(jì)度器的突出優(yōu)點(diǎn)是，無(wú)須電源就能進(jìn)行計(jì)量(如水表、氣表)，缺點(diǎn)則是只能人工讀數(shù)抄表。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們希望能應(yīng)用電子技術(shù)將此類機(jī)械式計(jì)度器的計(jì)數(shù)值進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取(即遠(yuǎn)程抄表)。
一種對(duì)電表、水表、煤氣表等計(jì)量?jī)x表進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取的解決方法是通過脈沖式計(jì)數(shù)進(jìn)行數(shù)字化處理，即通過對(duì)該儀表某一轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)通過光、磁或諧振感應(yīng)方式等進(jìn)行脈沖輸出計(jì)量，每轉(zhuǎn)動(dòng)一次便輸出一個(gè)脈沖或脈沖組，再由單片計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理并加以累計(jì)和存儲(chǔ)。但是，這種方式缺點(diǎn)是易受干擾；對(duì)于機(jī)械式水表或氣表等這類沒有電的計(jì)量?jī)x表來(lái)說，脈沖計(jì)量裝置必須保證在計(jì)量的全過程中外接電，當(dāng)斷電時(shí)容易造成計(jì)量不準(zhǔn)。
近年來(lái)，發(fā)展出非接觸式電子讀取裝置，如2001年3月7日公告的中國(guó)專利第00208157.1號(hào)所揭露的一種電子數(shù)字化讀取的機(jī)械轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器，以及2004年4月28日公告的中國(guó)專利第00105255.1號(hào)所揭露的一種電子數(shù)字化讀取的機(jī)械轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器。上述計(jì)數(shù)器的數(shù)字化讀取是通過發(fā)射光線到數(shù)碼轉(zhuǎn)輪上，數(shù)碼轉(zhuǎn)輪上對(duì)應(yīng)讀數(shù)的區(qū)域?yàn)榉瓷鋮^(qū)或吸收區(qū)，四個(gè)開光量式傳感器檢測(cè)反射區(qū)或吸收區(qū)的反射光，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過整形電路的整形，判斷為開(1)或關(guān)(0)狀態(tài)。通過感應(yīng)到的四個(gè)數(shù)字的不同排列的狀態(tài)而確定視區(qū)上的確切讀數(shù)。上述兩專利可以對(duì)計(jì)量?jī)x表進(jìn)行非接觸式電子讀取，解決了脈沖計(jì)數(shù)所帶來(lái)的二次計(jì)量等問題。
但是，采用四個(gè)開關(guān)量傳感器導(dǎo)致該計(jì)數(shù)器成本高，連接四個(gè)開關(guān)量傳感器的電路也較為復(fù)雜，因此，有必要研究一種成本低而又簡(jiǎn)單的新的電子讀取裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置的因傳感器過多而導(dǎo)致成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種低成本、簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，包括轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤、鄰近轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤設(shè)置的感應(yīng)裝置，所述轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有讀數(shù)，所述讀數(shù)所在區(qū)域是被感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)裝置是模擬量式光電傳感器，被感應(yīng)區(qū)是灰階反光區(qū)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置的有益效果是本實(shí)用新型僅采用1或2個(gè)感應(yīng)裝置就能獲得全部的電子讀數(shù)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)采用4個(gè)傳感器來(lái)讀取讀數(shù)的辦法，本實(shí)用新型在成本上明顯降低；另外，由于本實(shí)用新型采用模擬量式傳感器，不需要現(xiàn)有技術(shù)的整形電路來(lái)對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行整形，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。

圖1是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置某位數(shù)字輪中，涂上顏色為灰階分布的反光材料的示意圖，以及每個(gè)灰階與對(duì)應(yīng)的視區(qū)讀數(shù)列表；圖3是圖1中所示感應(yīng)裝置的電路圖；圖4是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置第一實(shí)施方式的涂上顏色為灰階分布的反光材料的數(shù)字輪示意圖，以及每個(gè)灰階與對(duì)應(yīng)的視區(qū)讀數(shù)列表。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型的原理是在機(jī)械轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)輪上設(shè)置灰階分布的不同反射率區(qū)域，采用模擬量式傳感器感應(yīng)這些反射率區(qū)域。因?yàn)槟M量式傳感器能感應(yīng)到不同灰階的反射率區(qū)域的差別，進(jìn)而得出各個(gè)對(duì)應(yīng)視區(qū)讀數(shù)的電子讀數(shù)。以下詳細(xì)說明本實(shí)用新型參見圖1，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置包括表示計(jì)量值中不同位數(shù)的多個(gè)轉(zhuǎn)輪11以及鄰近轉(zhuǎn)輪11固定位置上設(shè)置的感應(yīng)裝置20(傳感器)。所述轉(zhuǎn)輪11圓周上設(shè)置有讀數(shù)，讀數(shù)所在區(qū)域是被感應(yīng)區(qū)12(參閱圖2)。
參閱圖2，所述讀數(shù)是0～9十個(gè)十進(jìn)制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一個(gè)被感應(yīng)區(qū)12。本實(shí)施方式中感應(yīng)裝置20是一個(gè)紅外發(fā)射接收對(duì)管光電傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)輪11或轉(zhuǎn)盤外適當(dāng)?shù)墓潭ǖ胤?。?duì)應(yīng)地被感應(yīng)區(qū)12是反光區(qū)。
被感應(yīng)區(qū)12是黑白灰階分布的不同反射率區(qū)域，所述反光區(qū)涂覆有黑白顏色線性跳變的材料。圖中對(duì)應(yīng)數(shù)字0的色彩最白，數(shù)字9的色彩稍黑，數(shù)字8更黑，依次類推，環(huán)繞一圈到數(shù)字1顏色最黑，共十個(gè)灰階色彩。數(shù)字0～9對(duì)應(yīng)被感應(yīng)區(qū)12的顏色本身被感應(yīng)到的狀態(tài)分別是9～0，即和顏色深度成反比。因此感應(yīng)裝置20在每個(gè)視區(qū)讀數(shù)下感應(yīng)10種灰階的一種，可以獲得10個(gè)對(duì)應(yīng)0～9讀數(shù)的不重復(fù)的感應(yīng)值。
本實(shí)用新型機(jī)械轉(zhuǎn)輪11式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置還包括一個(gè)連接感應(yīng)裝置20的單片機(jī)，和一個(gè)連接單片機(jī)的無(wú)線收發(fā)裝置(圖未示)。感應(yīng)裝置20的輸出信號(hào)經(jīng)單片機(jī)30A/D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)變?yōu)?～9十個(gè)十進(jìn)制電子讀數(shù)。而無(wú)線收發(fā)裝置則將感應(yīng)到的計(jì)量結(jié)果或處理數(shù)據(jù)用無(wú)線發(fā)送到服務(wù)器，進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取(即遠(yuǎn)程抄表)。
如上所述，感應(yīng)計(jì)量值時(shí)，感應(yīng)裝置20可以感應(yīng)到10種感應(yīng)值。圖中A為紅外發(fā)射接收對(duì)管光電傳感器。顯然當(dāng)轉(zhuǎn)輪每轉(zhuǎn)一格，光電傳感器A的狀態(tài)都發(fā)生相應(yīng)的改變。從0到9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電傳感器組A得到的狀態(tài)是不同的。通過單片機(jī)ATMEGA8L處理后(參閱圖3)，可以識(shí)別轉(zhuǎn)輪11的視值。所述10種感應(yīng)值排列成的被感應(yīng)區(qū)12和轉(zhuǎn)輪11的0～9視區(qū)讀數(shù)一一對(duì)應(yīng)如下表一
具體運(yùn)作原理如下參閱圖3，理想狀況下，當(dāng)轉(zhuǎn)輪11處于視值為1的位置時(shí)，由于光電傳感器A固定設(shè)置在轉(zhuǎn)輪11視區(qū)的背面，所以光電傳感器A對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)輪11的數(shù)字6。于是當(dāng)A光電傳感器發(fā)出紅外光時(shí)，被數(shù)字6對(duì)應(yīng)的反光區(qū)反射，光電傳感器接A收到數(shù)字6的感應(yīng)區(qū)12顏色強(qiáng)度成反比的光信號(hào)，其感應(yīng)值為5。光電傳感器A的輸出信號(hào)經(jīng)連接感應(yīng)裝置20的單片機(jī)30 A/D轉(zhuǎn)換后，可以獲得的數(shù)字信號(hào)為5，如輪轉(zhuǎn)到視區(qū)讀數(shù)為四時(shí)，則得電子讀數(shù)八，因此視區(qū)讀數(shù)十進(jìn)制的0到9十個(gè)數(shù)，可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制的十個(gè)電子讀數(shù)，從而完成對(duì)轉(zhuǎn)輪11的非接觸電子讀取。
為剔除背景噪音對(duì)讀數(shù)的影響，可另外設(shè)計(jì)如下方法剔除背景噪音A、分別獲得在有光線照射被感應(yīng)區(qū)12和無(wú)光線照射情況下的被感應(yīng)區(qū)12的感應(yīng)值；比如感應(yīng)裝置20先不發(fā)光(紅外線)，檢測(cè)被感應(yīng)區(qū)12，這時(shí)感應(yīng)值S1＝無(wú)光時(shí)被感應(yīng)區(qū)12真實(shí)檢測(cè)值R1+背景光造成的檢測(cè)值L+電子元器件的噪音N；再讓感應(yīng)裝置20發(fā)光，檢測(cè)被感應(yīng)區(qū)12，這時(shí)感應(yīng)值S2＝無(wú)光時(shí)被感應(yīng)區(qū)12真實(shí)檢測(cè)值R1+背景光造成的檢測(cè)值L+電子元器件的噪音N+有光時(shí)被感應(yīng)區(qū)12真實(shí)檢測(cè)值R2；B、獲得上述兩感應(yīng)值的差值，即真正的電子讀數(shù)是S2-S1＝R2。
所述兩感應(yīng)值S1，S2差值的獲得是通過單片機(jī)30完成，兩感應(yīng)值S1，S2被單片機(jī)30內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換后，獲得十個(gè)電子讀數(shù)，從而完成對(duì)轉(zhuǎn)輪11的非接觸電子讀取。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于本實(shí)用新型不需采用脈沖計(jì)量的方法，平時(shí)不用電，只需要在讀數(shù)時(shí)啟動(dòng)本實(shí)用新型即可使用非接觸式感應(yīng)裝置20感應(yīng)轉(zhuǎn)輪11上數(shù)字而獲得計(jì)量結(jié)果，因此特別適合無(wú)電的水表和氣表使用，壽命高、成本低并且精度好；最主要的是本實(shí)用新型僅采用1個(gè)感應(yīng)裝置20就能獲得全部10個(gè)不同的電子讀數(shù)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)采用四個(gè)傳感器來(lái)讀取讀數(shù)的辦法，本實(shí)用新型在成本上明顯降低；另外，由于本實(shí)用新型采用模擬量式傳感器，不需要現(xiàn)有技術(shù)的整形電路來(lái)對(duì)感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行整形，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低；最后，由于在感應(yīng)裝置20所獲得的感應(yīng)值中剔除電子元器件或背景光所造成的背景噪音，因此電子讀數(shù)非常準(zhǔn)確，解決了長(zhǎng)期以來(lái)因?yàn)樵胍舸嬖诙绊戇h(yuǎn)程抄表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題。
本實(shí)用新型其他實(shí)施方式參閱圖4，可以采用A，B2個(gè)感應(yīng)裝置40，被感應(yīng)區(qū)14也是黑白灰階分布的不同反射率區(qū)域，但所述反光區(qū)的灰階分布不再線性漸變，而是采用六個(gè)灰階級(jí)別，一個(gè)全白，其它五個(gè)顏色深淺不一。五個(gè)顏色深淺不一的被感應(yīng)區(qū)14被顏色全白的被感應(yīng)區(qū)14間開。數(shù)字0～9對(duì)應(yīng)被感應(yīng)區(qū)14的顏色本身可被感應(yīng)到的感應(yīng)值分別是9、0、9、2、9、4、9、6、9、8。
對(duì)應(yīng)地，每個(gè)感應(yīng)裝置40可分別感應(yīng)到6種狀態(tài)，即0、2、4、6、8、9。固定設(shè)置在轉(zhuǎn)輪外的2個(gè)感應(yīng)裝置40分別感應(yīng)2個(gè)相鄰的被感應(yīng)區(qū)14。在圖中A、B感應(yīng)裝置40所在位置下，所述二個(gè)相鄰被感應(yīng)區(qū)14灰階對(duì)應(yīng)狀態(tài)的排列和轉(zhuǎn)輪13的0～9視區(qū)讀數(shù)一一對(duì)應(yīng)如下表二
對(duì)應(yīng)二個(gè)感應(yīng)裝置的情況，感應(yīng)裝置的電路圖參照?qǐng)D3稍作改動(dòng)，每個(gè)轉(zhuǎn)輪設(shè)置兩個(gè)感應(yīng)裝置，即小數(shù)位、個(gè)位、十位、百位、千位、萬(wàn)位都配置兩個(gè)個(gè)紅外發(fā)射接收對(duì)管光電傳感器。
由于感應(yīng)裝置20，40在轉(zhuǎn)輪11，13的位置可以隨意變動(dòng)，所以對(duì)應(yīng)不同位置的感應(yīng)裝置20，40，表一和表二的視區(qū)讀數(shù)和感應(yīng)裝置20，40所能感應(yīng)到的狀態(tài)(排列)不一樣，其具體排列參照表一和表二的規(guī)律和依據(jù)感應(yīng)裝置20，40的位置而確定。
在本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中，所述反光區(qū)可以涂覆黑白顏色線性漸變的材料，即相鄰被感應(yīng)區(qū)顏色之間的過渡是連續(xù)而非跳躍的；或者全涂成一種顏色，但其面積則線性漸/跳變，一樣可以分辨出十個(gè)被感應(yīng)區(qū)12的狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，包括轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤、鄰近轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤設(shè)置的感應(yīng)裝置，所述轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有讀數(shù)，讀數(shù)所在區(qū)域是被感應(yīng)區(qū)，其特征在于所述感應(yīng)裝置是模擬量式光電傳感器，被感應(yīng)區(qū)是灰階反光區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述讀數(shù)是0～9十個(gè)十進(jìn)制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一個(gè)被感應(yīng)區(qū)，感應(yīng)裝置數(shù)量為二，對(duì)應(yīng)其中的兩個(gè)被感應(yīng)區(qū)設(shè)置，其分別感應(yīng)到的兩個(gè)感應(yīng)值對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)輪視區(qū)內(nèi)的讀數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應(yīng)區(qū)是黑白灰階分布的六個(gè)不同反射率區(qū)域，其中五個(gè)顏色深淺不一的被感應(yīng)區(qū)被另外一種被感應(yīng)區(qū)間開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述讀數(shù)是0～9十個(gè)十進(jìn)制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)一個(gè)被感應(yīng)區(qū)，感應(yīng)裝置數(shù)量為一，對(duì)應(yīng)其中的一個(gè)被感應(yīng)區(qū)設(shè)置，感應(yīng)到的一個(gè)感應(yīng)值對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)輪視區(qū)內(nèi)的讀數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應(yīng)區(qū)是黑白灰階線性跳變分布的十個(gè)不同反射率區(qū)域，感應(yīng)裝置感應(yīng)到的感應(yīng)值和被感應(yīng)區(qū)顏色深度成反比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于包括一個(gè)連接感應(yīng)裝置的單片機(jī)，感應(yīng)裝置的輸出信號(hào)經(jīng)單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)變?yōu)?～9十個(gè)十進(jìn)制數(shù)字的十個(gè)電子讀數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)連接單片機(jī)的無(wú)線收發(fā)裝置，將獲得的電子讀數(shù)或處理數(shù)據(jù)用無(wú)線發(fā)送到遠(yuǎn)端服務(wù)器，進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應(yīng)區(qū)的反射率沿所述轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)輪的周向連續(xù)過渡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述感應(yīng)裝置是一個(gè)紅外發(fā)射接收對(duì)管光電傳感器，設(shè)置在轉(zhuǎn)輪外適當(dāng)?shù)墓潭ㄎ恢谩?br> 專利摘要本實(shí)用新型公開一種轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置，該轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)器的電子讀取裝置包括轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤以及鄰近轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤設(shè)置的感應(yīng)裝置，所述轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有讀數(shù)，所述讀數(shù)所在區(qū)域是被感應(yīng)區(qū)，所述感應(yīng)裝置是一個(gè)模擬量式光電傳感器，被感應(yīng)區(qū)是灰階反光區(qū)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型僅采用1或2個(gè)感應(yīng)裝置就能獲得全部的電子讀數(shù)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)采用4個(gè)傳感器來(lái)讀取讀數(shù)的辦法，本實(shí)用新型在成本上明顯降低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G06M1/272GK2862199SQ20052006254
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者黃華 申請(qǐng)人:黃華