一种被动高频感应法直读式计量仪表用计度器的制作方法

本发明涉及直读式计度器，是一种被动高频感应法直读式计量仪表用计度器。

背景技术：

由于机械式计量仪表采用的光电编码技术等方案存在较多不足，所以，本领域技术人员为解决这些问题提供了多种改进技术。例如：201210051124.3、201210089537.0专利等，这些方案虽然有所改进，解决了一些问题，但是仍存在不足：虽然用磁铁实现的角位移能够使测量分辨率取决于模数转换的实际精度，提高了字轮角度识别精度，但是，如果收到外部强磁干扰字轮内嵌的磁铁会使字轮产生极重阻力，影响计量仪表的整体精度，严重时，会使计数器内部的磁屏蔽片失去作用，这个漏洞会导致大量人为盗用水、气；字轮之间不能共用字轮轴，这种结构易产生阻力，进而影响计量仪表的精度；字轮轴间的摩擦阻力大，影响计量仪表的精度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种被动高频感应法直读式计量仪表用计度器，以解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案：一种被动高频感应法直读式计量仪表用计度器，包括数个字轮和进位轮，字轮上的圆柱面上设置0-9十个数字，进位轮上设置齿牙，字轮的一侧边缘周向设置数个拔齿，另一侧边缘周向设置两个拔齿，其特征在于：数个字轮均安装在一个字轮轴上，数个进位轮均安装在一个进位轮轴上，字轮轴和进位轮轴均安装在支架上，在字轮具有数个拔齿的端面开设腔体，腔体内安装反射片，与安装反射片字轮相对应的一侧安装发射接收板，发射接收板安装在字轮轴上，反射片上设置第一金属线圈，第一金属线圈包括圆形接收线圈和交叉互联反射线圈，圆形接收线圈设有一开口，开口端金属线与交叉互联反射线圈金属线相连，交叉互联反射线圈由2个对称且绕向相反的线圈构成，发射接收板上设置第二金属线圈，第二金属线圈包括发射线圈、A相接收线圈和B相接收线圈，A相接收线圈为两个对称分布的线圈，B相接收线圈为两个对称分布的线圈。上述发射接收板安装在发射接收板保护盒内，发射接收保护盒安装在字轮轴上。交叉互联反射线圈的两个对称且绕向相反的线圈各占90度的扇形区域。发射线圈的形状是圆形，两个A相接收线圈的绕向相反，两个B相接收线圈的绕向相反，A相接收线圈与B相接收线圈错开90度。每个A相接收线圈和每个B相接收线圈各为90度分布的扇形区域。所述反射片是圆形片。反射片上的1个圆形接收线圈对应2个以上的交叉互联反射线圈。圆形接收线圈为4匝线圈，交叉互联反射线圈为4匝线圈。反射片中心处开设轴孔，反射片的边缘处开设金属线过孔。反射片上的线圈设置在反射片的圆形表面，或设置在反射片厚度的表面上。

本发明提供的方案可使字轮在360度范围内实现角度识别，能够精确测量字轮相对显示窗口的旋转角度，读数准确、稳定，并且角度识别的信息量大，不会出现进位误差，使进位阶段的读数窗口准确；在字轮的0-9进位过程中，可以精确连续地测量到字轮角度信息，准确实现进位修正，不出现误码；采用的高频感应反射片和发射接收板能够实现各字轮共用一条字轮轴，使字轮在转动中不产生阻力，使计量仪表的精度高；高频感应反射片和发射接收板上均不需要焊接任何电子元件，不产生因电子元件老化、焊接不良等原因造成的故障风险，运行可靠性极高；无元器件老化导致的读码失败现象，抗噪特性比现在技术中的任一种结构均高20-30倍；制造成本低等。

附图说明

附图1是本发明结构示意图；附图2是图1中反射片4的结构示意图；附图3是图1中发射接收板12的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种被动高频感应法直读式计量仪表用计度器，包括数个字轮6和进位轮5，字轮6上的圆柱面上设置0-9十个数字，进位轮5上设置齿牙，字轮6的一侧边缘周向设置数个拔齿，另一侧边缘周向设置两个拔齿，其特征在于：数个字轮6均安装在一个字轮轴10上，数个进位轮5均安装在一个进位轮轴2上，字轮轴10和进位轮轴2均安装在支架1上，在字轮5具有数个拔齿的端面开设腔体，腔体内安装反射片4，与安装反射片4字轮6相对应的一侧安装发射接收板12，发射接收板12安装在字轮轴10上，反射片4上设置第一金属线圈，第一金属线圈包括圆形接收线圈16和交叉互联反射线圈15，圆形接收线圈16设有一开口14，开口14端金属线与交叉互联反射线圈15金属线相连，交叉互联反射线圈15由2个对称且绕向相反的线圈构成，发射接收板12上设置第二金属线圈，第二金属线圈包括发射线圈17、A相接收线圈18和B相接收线圈19，A相接收线圈18为两个对称分布的线圈，B相接收线圈19为两个对称分布的线圈。以图示位置为参考，右起第一个字轮与字轮轴紧密耦合在一起，字轮轴的最右端安装耦合拔轮9。进位轮5位于每两个字轮之间，所述的字轮具有数个拔齿是指字轮右端面的侧边上设置20个耦合齿。此时，字轮的左侧端面侧边上设置2个耦合齿。所述的在字轮具有数个拨齿的端面开设腔体，其中腔体是浅腔体，反射片安装后的外表面低于字轮上的20个耦合齿的外表面0.5-1毫米，使反射片及发射接收板上更容易接收信号，反射片也可以安装在字轮2牙一侧。本发明所述的上述方案中反射片在空间上与字轮一侧的发射接收板平行，便于准确接收信号。本发明所述的圆形接收线圈与交叉互联反射线圈在电气上串联。

本发明所述的发射接收板上设置的发射线圈通正弦高频激励信号，发射绕组产生的磁通为激励磁通。反射片上的线圈由接收线圈感应激励磁通产生感生电动势，该电动势驱动反射片回路产生电流，电流产生的磁通为反射磁通。由于反射片上的反射线圈是两个绕向相反的子线圈组成的，因此产生的反射磁通对发射线圈来说是相互抵消的，因此对发射接收板上的发射绕组不会产生互感作用。反射片反射线圈产生的磁通会随着字轮旋转，并且被发射接收板上的接收线圈接收，由接收信号以及激励信号的相位就能够实现四象限角度识别，实现360度范围内的角度识别。同时，由于A相和B相接收线圈都是由两个完全对称并且绕向相反的子线圈组成的，因此激励磁通不会在A相和B相接收线圈上产生感应电动势，因此激励磁通不会干扰接收线圈对反射磁通的接收。

A相接收线圈 和B相接收线圈两个电动势经过放大、检波后可以用ADC被CPU采集，然后再根据信号的相关关系实用360度范围内的角度识别，角度识别精度只取决于ADC的转换精度。

本发明由于角度识别精度只取决于ADC的转换精度，因此能够更好的完成逢“9”进“0”阶段的修正，不会出现进位误差，在角度识别信息量大的情况下，角度识别精度极高。

本发明优先的方案是：发射接收板12安装在发射接收板保护盒11内，发射接收保护盒11安装在字轮轴10上。该方案结构能够进一步保证发射接收板在湿式水表应用中不受湿气干扰，提高产品精度。

本发明所述交叉互联反射线圈15的两个对称且绕向相反的线圈各占90度的扇形区域。该优选方案为成本最低。

本发明是按照2相（A相、B相）接收的情况描述的，实际上本发明不限于只采用2相接收，也可以采用三相，或者更多相。以三相接收为例，反射片4上的反射线圈的两个子线圈所占的最佳角度则变为：360 / 6 = 60度，发射接收板12上就需要布置3相接收，成为A相、B相、C相，每相接收线圈仍然由2个子线圈交叉串联而成，并且2个子线圈对角布置，所占角度为：60度，每相共占120度角，三相占满整个圆周的360度

本发明所述发射线圈17的形状是圆形，两个A相接收线圈的绕向相反，两个B相接收线圈的绕向相反，A相接收线圈与B相接收线圈错开90度。每个A相接收线圈18和每个B相接收线圈19各为90度分布的扇形区域。该方案是采用2相接收的达到最佳效果优选方案。

本发明所述反射片4是圆形片。选择圆形片是优选方案，效果最好，但椭圆形、方形、多边形也能达到使用效果，只要保证磁通的对称性就可。

本发明所述反射片上的1个圆形接收线圈16对应2个以上的交叉互联反射线圈15。这种优选的方案之一，也可以是1个圆形接收线圈对应一个交叉互联反射线圈，或者2个圆形接收线圈对应一个交叉互联反射线圈，或者2个圆形接收线圈对应4个交叉互联反射线圈等。

本发明进一步的方案是：圆形接收线圈16为4匝线圈，交叉互联反射线圈15为4匝线圈，反射片4中心处开设轴孔23，反射片4的边缘处开设金属线过孔22，反射片4上的线圈设置在反射片的圆形表面，或设置在反射片厚度的表面上。本发明所述的发射接收板的平面与字轮轴垂直，与字轮上的反射片平行。

本发明所述的反射片优选PCB板制造，也可以用漆包线、或其他带有绝缘层的导线，按照本发明所说的方法直接绕制，同理发射接收板也可以直接用漆包线或绝缘导线直接绕制，但是PCB制作最容易，能够更好的使反射线圈将接收到的电磁波反射到发射接收板。

本发明所述的发射接收板上的接收线圈和发射线圈在电气上均是独立的，互不串联。

图中3是进位轮连接件，7是字轮轴滚花，8是密封圈，13是20齿牙，20是过轴孔，21是与B相接收线圈对角位置的接收线圈。