[实用新型]膜式燃气表单光束流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单光束流量传感器，更具体地涉及一种膜式燃气表的机械字轮计数转换成电子信号的单光束流量传感器。

背景技术

目前，大量应用的膜式燃气表流量信号的转换元件，一是磁敏感器件，如干簧管、韦根、霍尔等元件，二是光电元件。

磁敏感器件是在计数字轮靠外圆处装有一个稀土磁钢，当字轮转过干簧管附近时使其触点簧片磁化吸合，从而产生一个开关信号，而韦根元件是产生一个脉冲信号，这些信号可供单片机计数用。但是燃气表往往是安装在户内不易监管，当计数器附近有磁干扰时磁场会叠加在原磁场上使正常计数磁场强度或磁极发生改变，结果使计数变得不正常或停止。虽然可用双干簧管作逻辑判断报警，但计数的基本功能仍不能恢复，甚至要用一个阀门关闭用气来处理被磁干扰的影响，因此用磁敏感器件干簧管作燃气表流量信号的转换元件其可靠性是有条件的，若受到磁攻击会造成处理的麻烦，甚至造成收费纠纷，以致于扩大供销差而无从知晓。

光电元件如红外收发对管、槽型光藕等。用光电元件检测燃气表流量信号可以完全避免磁干扰，但在信号转换上稍微复杂。典型的应用如直读型装置，是用5对光电对管检测1个字轮的角位移（窗口值），5位计数5个字轮就要使用25对光电对管。虽然最大的好处是平时可以不用电维持累计，需要数据时再通电由单片机处理直接得到窗口值，但用过多的硬件结构来检测流量造成了结构复杂成本增大，软件进位处理受硬件安装精度影响容易出现漏洞，且制造工艺性变差，不易批量生产。

实用新型内容

1、本实用新型的目的。

为了克服现有的流量信号转换元件中磁敏感器件干簧管不能抗磁干扰和光电型直读器硬件过多成本高、制造工艺性差的缺点，而提出的一种单光束流量传感器。

2、本实用新型所采用的技术方案。

采用一个具有扇型遮光片的遮光码盘附加在原有机械计数器的小拨轮上，且安装在机械计数器字轮立方米小数点后的字轮间，在遮光码盘外圈处安有一槽型光藕，用单光束槽型光藕检测流量信号。由于小拨轮是下位字轮转一圈，小拨轮转90o或一圈驱动上位字轮进一位，因此遮光码盘和小拨轮的转动是与整个计数器连动的。

更进一步，遮光码盘安装在小数点后第1位第2位字轮间（右数第2和第3字轮间），或小数点后第2位第3位字轮间。

更进一步，遮光码盘的遮光片可以是2个扇形对置或单个半圆扇形。

3、本实用新型的有益效果。

本实用新型是把机械计数器字轮间的驱动小拨轮（八牙拨轮）上附加一个遮光码盘，采用单光束槽型光藕检测流量信号。通过这种结构的改进不仅磁干扰无效，流量信号转换可靠性大大提高，而且结构简单、零件少、对原有计数装置改动很小并且成本降低，装配制造工艺性好，易批量生产。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的设计结构图。

图2是本实用新型的实施例2的设计结构图。

图3是本实用新型的实施例1的遮光码盘零件设计图。

图4是本实用新型的实施例2的遮光码盘零件设计图。

图中标号 1.字轮，2.八牙小拨轮，3.线路板，4.槽型光藕，5.遮光码盘（附拨轮齿），6.自攻螺钉，7.计数器支架。

具体实施方式

实施例

在图1中，遮光码盘安装在小数点后第1位第2位字轮间（右数第2和第3字轮间），如图3所示，遮光码盘5（附拨轮）的扇形遮光片为一圆周4分频，是在原小拨轮2的中间伸出两扇薄薄对置的遮光片，随着字轮1的转动，遮光码盘5也跟着转动驱动高位字轮进位。在遮光码盘外圈处安有一槽型光藕4。

槽型光藕4通过定时扫描，若检测出遮光片两次处在不同位置，即遮光变透光或透光变遮光，尽管字轮转动是不均匀的，仍可认为遮光小拨轮转动了约90o。由于字轮转一圈驱动小拨轮转90o，如该字轮是小数点后第2位，就可判断流量有0.1立方米。如该字轮是小数点后第1位，就可判断流量有1立方米。

遮光码盘5的遮光片通过槽型光藕4，便能被其检测出转动状态，槽型光藕4的工作测得接收侧的电平信号供单片机AD转换用。与干簧管开关信号不同的是，当光束照到码盘5边沿时，呈现过渡区状态，测得的AD值也在中间值状态，因此要做一些信号处理。

光藕4扫描间隔时间要根据字轮的最大转速来确定，扫描间隔时间过长会丢失流量信号，扫描时间计算如下：

假如使用每小时最大流量2.5m3的燃气表，最后（右起第1）一个字轮每秒经过的最大流量Vmax为：