专利名称：字轮式直读式表头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用光纤传导的字轮式表头读数方法以及字轮式直读式表头，属于测量控制技术领域。
背景技术：
目前在我国大多数地区燃气管理采用机械表，燃气公司抄表员每月挨家挨户上门抄表，用户根据使用气量付费。在整个流程中，有几点弊端1、抄表。越来越多的小区管理加强，用户要求提高，入户抄表产生矛盾现象呈直线增加。为了上门抄表不扰民，近年来，不少住宅小区将电表、自来水表从居室内移到了楼道里。但燃气表因安全问题无法解决，仍需抄表员进门抄表。为减少"扰民"次数、上门遇不到人的现象，燃气公司现实行隔月抄表、估抄等制度，结果因估抄引发的服务纠纷也不少。 另外，社会闲杂人员冒充燃气抄表员上门行骗的案件也时有发生。2、收费。燃气公司先购气后售气，造成的资金压力很大，如果采用IC卡预收费设备，则无法计算每月的输配差，同时不有很多费用难以收不上来。于此提出一种预收费无线远程控制设备，既能做到预收费，又能避免上门抄表，通过无线抄表将用户当月的使用情况实时掌握，便于燃气公司的管理。3、管理。信息化程度太低，管理队伍庞大，对于一些长期不交费、或表坏无法计数的表，燃气公司无法对单个用户进行控制。自2009年8月温家宝总理提出〃感知中国〃以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入"政府工作报告"。采用先进的物联网技术构建的燃气远程抄表系统符合国家大力发展的新兴战略产业要求。该系统由家庭智能无线数传燃气表、无线数传手持抄表器、无线数传集中器、无线数传中继器、无线数传采集模块、多功能手持数据采集管理器、相关的数据终端、G PRS数传模块、后台数据中心等组成。1、解决抄表问题。该系统中的家庭智能无线数传燃气表，能够准确记录用户的用气情况，接收到控制命令时向系统中无线数传手持抄表器、无线数传集中器、无线数传中继器、无线数传采集模块、多功能手持数据采集管理器等相关设备发送的数据，而且此操作无需抄表人员入户， 避免入户产生的矛盾。2、解决资金压力，做到提前收费，同时又不影响输配差的核算。3、能够单独对用户实行抄表、关阀和参数的设置。但燃气表的机械读数转化为电子数多数采用的是脉冲计数、光电直读或图片加有线或无线传输。第一种脉冲计数方式对磁钢的大小、安装位置、干簧管的品质要求很高，而且不能做到得到的电子数和机械数完全以致，总有一个差额(底数)。第二种光电直读方式。目前采用均是发光二极管和光接受管组合，这种方式受光污染影响较大，日光干扰，读数据时的相互干扰容易造成误码，所以光电直读计数器面市已有几年，但一直由于正确率低、可靠性差没有得到推广。 发明内容为了解决现有技术中存在的上述问题，提高产品的可靠性，提出一种新的字轮式表头读数方法以及字轮式直读式表头，具体技术方案如下一种字轮式表头读数方法，对光电直读方式的表头在光脉冲发射端，编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的反光或透光区域；在光脉冲接收端，由光纤接收来自反光或透光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码， 最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤、以及光脉冲接收端的光纤成对设置，且位置对应；对应字轮的进制，设有相应的光脉冲发射/接收端的光纤对数，满足每对光纤中， 发射的编码光脉冲与接收的编码光脉冲一致。光脉冲发射/接收端的每对光纤中的"明/暗"对应二进制码的"0/1"；例如， 二进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为1对；八进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为3对；十进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为4对；十六进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为4对。一种应用上述方法的字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的反光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自反光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的同侧。所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分，与字符对应地位置贴有反光标贴，构成反光区域；反光标贴上的反光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对立。一种应用上述方法的字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的透光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自透光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的异侧。[0030]所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分与字符对应地位置设有透光槽，构成透光区域；透光槽的透光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对应。本技术方案的原理是，光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端，使用发光二极管作发射机产生光脉冲是信息到光纤线路的起始点，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于 铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。由内部全反射原理，光脉冲很容易沿光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从光纤中溢出相反，光会反射回光纤内。直读式表头采用光电方式，发光二极管和光接受管有一定的距离，发光二极管和光接受管的组合容易受到外部光源的影响，特别是直读式表头体积较小，发光二极管和光接受管排列紧密，在读数时发光二极管发光，由于发光二极管的光散射大，光源相互影响、 相互干扰，光接受管不能接受到正确的光信号造成误读。使用光纤传导后，发光二极管的光源可以安置在离光接受管相对较远、相对松散的地方，通过光纤将光传导至光接受管处，由于光纤传导透过率高、传导损耗低、无散射，在光接受管处没有光干扰，能准确读数。直读式表头使用电池供电，为达到功耗低的要求必须采用低功耗设计，信息在电缆中传递时电流小至微安级甚至纳安级。这样极易受到电磁波干扰造成误码。使用光纤传导后可以彻底解决电磁波干扰问题，由于光纤保密性强，体积小，重量轻、柔软、灵活，易弯曲的特点，极易制作成各种型状的光纤束既没有信号间的相互串扰又能适合各种特殊应用环境。由于光纤具有传导可靠性高、传导波段宽广的特点，使得采用光纤传导的直读式表头能根据具体的应用场合及特殊环境选择不同光谱范围的光源，提高系统的可靠性。使用光纤传导信息，由于通信信号在光纤中传输是以光的形式传递，所以不会像传统电线因短路或接触不良而产生火花或静电等现象，这一特点使得采用光纤传导的直读式表头在家用燃气表、工业用燃气表、燃气流量计、油库、弹药库，易燃易爆气体仓库，化学工厂等有高挥发与易燃气体的场合特别适用。能够确保使用安全和设备安全。本实用新型针对传统的直读式表头具有易受光污染、相互间光干扰大、受电磁波干扰大、安全性差、可靠性低、读数误码率高等问题，提出一种采用光纤传导的直读式表头实现方法，光纤具有传导可靠性高、传导波段宽广、传导透过率高、传导损耗低、不受电磁波干扰(不怕雷击)、保密性强，体积小重量轻、柔软、灵活，易弯曲等优点，通过该方法，能有效地杜绝外部光污染、相互间光干扰、电磁波干扰，彻底解决读数误码率高等问题，提高直读式表头的安全性、可靠性、正确率。本实用新型提出了一种抗干扰，减少光污染，提高可靠性的测量方法，有效保障数据的正确率。
图1-1是例1中的读取方法示意图；图1-2是图1-1的字轮侧面示意图；图中，以十进制字轮为例，共设有4对光纤即可，这4对光纤为图中标识11、12、13和14 ；15为字轮，16为贴反光标贴的区域。图2-1是例2中的读取方法示意图；图2-2是图2-1的字轮侧面示意图；图中，以十进制字轮为例，共设有4对光纤即可，这4对光纤为图中标识21、22、23 和M ；25为字轮，26为透光槽所在的区域。
具体实施方式
—种字轮式表头读数方法，对光电直读方式的表头在光脉冲发射端，编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的反光或透光区域；在光脉冲接收端，由光纤接收来自反光或透光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码， 最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤、以及光脉冲接收端的光纤成对设置，且位置对应；对应字轮的进制，设有相应的光脉冲发射/接收端的光纤对数，满足每对光纤中， 发射的编码光脉冲与接收的编码光脉冲一致。光脉冲发射/接收端的每对光纤中的"明/暗"对应二进制码的"0/1"；例如， 二进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为1对；八进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为3对；十进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为4对；十六进制字轮，光脉冲发射/接收端的光纤对数为4对。对于编码光脉冲，可以采用现有的编码方式，例如某个时钟区间，光为明或暗，对应的解码端识别相应的编码信号，来区分光脉冲发射/接收端的每对光纤的地址(编号)。例1，参考图1-1和图1-2 ；一种应用上述方法的字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，其特征是光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的反光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自反光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的同侧。所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分，与字符对应地位置贴有反光标贴，构成反光区域；反光标贴上的反光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对应。例2，参考图2-1和图2-2 ；一种应用上述方法的字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，其特征是光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输 ’编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的透光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自透光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的异侧。所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分与字符对应地位置设有透光槽，构成透光区域；透光槽的透光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对应。具体来说，
例1的测量方式为读数时控制器发出光信号，由光纤传导到字轮上的反光标贴上，反光标贴反射的光信号再通过另一根光纤将反光标贴上的编码信息传输到控制器，控制器经过一定的算法将信息译码，生成读数并进行相应的控制操作。例2的测量方式为读数时控制器发出光信号，由光纤传导到字轮的一侧，光透过字轮上的编码孔或编码槽投射到字轮另一侧的光纤或光接收管上，另一侧的光纤或光接收管将信息传输给控制器，控制器经过一定的算法将信息译码，生成读数并进行相应的控制操作。
权利要求1.一种字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，其特征是光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上，编码光脉冲照射到字轮上的位置处设有与字轮上字符对应的反光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自反光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的同侧。
2.根据权利要求1所述的字轮式直读式表头，其特征是所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分，与字符对应地位置贴有反光标贴，构成反光区域；反光标贴上的反光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对应。
3.一种字轮式直读式表头，包括字轮、在光脉冲发射端和在光脉冲接收端，其特征是光脉冲发射端，包括光脉冲发射机和光纤；编码电子脉冲经光脉冲发射机转换成等效的编码光脉冲；用透镜把编码光脉冲集中到光纤，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上，编码光脉冲照射到字轮上的位置处设有与字轮上字符对应的透光区域；光脉冲接收端，包括光脉冲接收机和光纤；由光纤接收来自透光区域的编码光脉冲，并传输给光脉冲接收机，由光脉冲接收机把编码光脉冲转换成等效的编码电子脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤与光脉冲接收端的光纤设在字轮的异侧。
4.根据权利要求3所述的字轮式直读式表头，其特征是所述字轮的盘面上，按照字轮的进制数等分，与字符对应地位置设有透光槽，构成透光区域；透光槽的透光点与发射/接收端的光纤对的相应位置对应。
专利摘要一种字轮式直读式表头，对光电直读方式的表头，在光脉冲发射端，使编码光脉冲在光纤中传输；编码光脉冲照射到字轮上的特定位置，该特定位置设有与字轮上字符对应的反光或透光区域；在光脉冲接收端，由光纤接收来自反光或透光区域的编码光脉冲，再由解码模块解码，最终得到字轮的相应字符；光脉冲发射端的光纤、以及光脉冲接收端的光纤成对设置，且位置对应；对应字轮的进制，设有相应的光脉冲发射/接收端的光纤对数，满足每对光纤中，发射的编码光脉冲与接收的编码光脉冲一致。本实用新型解决了传统的直读式表头具有易受光污染、相互间光干扰大、受电磁波干扰大、安全性差、可靠性低、读数误码率高等问题。
文档编号G08C23/06GK202057369SQ20112000912
公开日2011年11月30日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者张广明, 李共, 魏晓冬 申请人:南京邦耀科技发展有限公司