[发明专利]远传表计二维编码数字轮及其集成传感器读码装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种专用于远传计量水表、电表、煤气表等的远传表计数字轮及其集成传感器读码装置，特别是一种在与一维角度对应位置设置的携带宽度量值第二维编码信息的远传表计“角度加宽度”二维编码数字轮，及采用该远传表计二维编码数字轮进行读码的集成传感器读码装置。

背景技术

目前，水表、电表、煤气表等表计的传统的机械结构随着电子数字化技术的迅速发展，其十进制机械转轮式计数器正在逐渐被机电一体化的应用于远传表计的编码字轮光电直读装置所替代。据相关专利文献介绍，如公告号为CN2641731Y的“用于计量表内计数器上的字轮”、公告号为CN1236281C的“机械字轮电子数字化方法及其无源自动抄表系统”、公告号为CN2747541Y的“表计机械计数器字轮彩色条形编码及数字电信号输出装置”、公开号为CN1835002A的“一种机械字轮计数器非接触读数传感器及设计方法”等文献中，都公开了相应的编码字轮及其直读装置。这些编码字轮的光电直读装置可分为脉冲和光电直读二类。其中脉冲类表计因需要持续供电，断电后需重新设置初始值，故应用的较少。而光电直读类表计由于平时不供电，只在抄表瞬间供电，并且是直接读取字轮数字，不需设置初始值，所以得到推广应用。

国内、外现有的表计光电直读装置按其编码和光路结构形式主要分为以下类型：即轴向透射型、径向反射型、径向光纤反射型和径向透射型。以上类型虽然结构各异，但它们的编码方式都属于“角度一维编码”，即：在编码字轮圆周数字0起点的不同角度的字码位置上，仅加工有对于光电传感器具有“亮”和“暗”差别的编码点，当检测光照射到编码字轮的字码时，接收器只能读取并输出“1”或“0”的二进制数字信号。如果在编码字轮圆周的四个以上检测点可以同时读取二进制数字信号，那么就能通过译码算法，计算出编码字轮当前转动的角度，换算出编码字轮上对应的数字。这类“角度一维编码”有一定的优点：即采用1或0的数字信号模式，信噪比高；但存在的缺点是：1、需要在编码字轮圆周需设置至少四个以上检测点，故使用检测器件较多、造价较高；2、在编码字轮圆周的多个检测点分布的总角度大于72度，故光电直读装置的体积大，加工难度也大；3、由于读码点多，不仅导致光电直读装置的编码算法复杂，而且无法解决对于电源电路产生的电压波动、干扰噪声以及在使用过程中的传感元件老化和对“亮”、“暗”编码点表面的污染等不良环境条件对读、译码结果的影响，所计算出的有干扰的数值准确度就很难达到理想的要求。因此，现有编码字轮及编码方法有待进一步改进和完善。

为了解决“角度一维编码”数字轮带来的上述问题，本发明人曾设计出一种专利申请号为200810228004.X的“远传表计二维编码字轮光电直读装置”。其中，编码字轮的结构采用了一种“角度加亮度”的二维编码字轮，即在字轮的圆柱面的左侧设置带有零级至九级离散数字量值或连续模拟量值的编码条，并利用其独特的具有自动调整校准功能的直读装置完成其读码功能。其结构紧凑，体积较小，造价较低，读数准确，利用“角度加亮度”的二维编码字轮，较好地解决了现有“角度一维编码”数字轮存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种在与一维角度对应位置设置的携带宽度量值第二维编码信息的远传表计二维编码数字轮及其集成传感器读码装置，从根本上解决现有携带“角度一维编码”信息的远传表计数字轮的读码装置使用检测器件较多、体积大、编码复杂、读码干扰因素较多的难题，与现有使用分立光电器件制作的读码装置相比，它具有体积小、价格低、功耗少、工作可靠性高的优点。

本发明所采用的技术方案是：该远传表计二维编码数字轮包括设置在编码数字轮黑色衬底的外圆周面上的编码条，其技术要点是：所述编码条为宽度阶梯编码条，所述宽度阶梯编码条设置为浅色的十段等差阶梯宽度编码或十段奇偶阶梯宽度编码，所述编码数字轮的外圆周面上对应所述宽度阶梯编码条均匀排列红色数字0～9。

所述远传表计二维编码数字轮的集成传感器读码装置包括表计支架和固定其上的字轮轴、组装在字轮轴上的多位编码数字轮及读码器，其技术要点是：所述读码器的读码译码电路板上封装与所述字轮轴平行的集成宽度传感器，所述集成宽度传感器的工作面上对应多位所述编码数字轮的所述宽度阶梯编码条设置多个传感器段，每个所述传感器段设置一行多列发光单元，并对应所述发光单元设置一行多列接收单元，所述发光单元之间、发光单元与所述接收单元之间、接收单元之间均设置光电隔离层。

所述集成宽度传感器连接着所述读码译码电路板上设置的串行开关。