[发明专利]机械式燃气表头数据采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集处理技术，特别涉及机械式燃气表头数据自动采集装置。

背景技术

机械式燃气表头，其计数原理是利用燃气的流动带动计数码轮转动进行计数的。要实现自动抄表，需要将计数码轮的转动转换成电信号，除了必须保证表头数据采集的准确性外，由于是嵌入表头内部的微型装置，必须做到结构紧凑，动作可靠，而且低功耗也是必须达到的指标。这是一个艰巨的任务，众多开发人员为此进行了各种尝试和努力，但至目前为止，尚未真正从实用角度解决好这一难题。

机械式燃气表头基本结构包括若干(一般6个以上)计数码轮盘，燃气流动带动计数码轮转动，各个计数码轮按照一定的转速比转动，对用气量进行计数并显示数字。目前，自动抄表系统的数据采集装置一般由传感器、微处理器及其外围电路构成。传感器对表头数据进行采集并将采集的数据输入微处理器，由微处理器进行记录、累加和编码传输。数据传感器常用的有光电传感器、磁敏传感器等。

光电传感器的工作原理，是在每个计数码轮上读数标记位置加装发光二极管，每个计数码轮还需加装一个数码盘，用以实现计数码轮读数的光信号转换。在需要抄表的时候，再对光电转换电路供电，完成表头读数的采集。磁敏传感器的工作原理主要是通过安装在燃气表头上的诸如霍耳元件、干簧管等磁敏传感器，检测计数码轮转动时产生的磁变化信号，根据计数码轮的转动频率产生脉冲，完成计数。

采用光电传感器的计数装置有如下缺点：

由于目前天然气基表一般在六位以上(含小数位)，要完成模拟量到数字量的光电转换，每个计数码轮都需要安装多个发光二极管与该计数码轮的各个不同量值相对应，传感器结构非常复杂。在这样的采集装置中，如果有一个发光二极管失效，势必带来整个系统的失效，造成了系统的不可靠。同时，由于光电直读模式在读取数据的时候，将同时驱动众多的发光二级管，即使采用超低功耗的发光二级管，其消耗功率也远远达不到低功耗的要求。

采用磁传感数据采集装置的最大缺点是，容易受到外部干扰，计数非常不可靠。

发明内容

本发明所要解决的计数问题，就是针对现有技术的上述缺点，提供一种利用机械触点开关与计数码轮联动进行数据采集的机械式燃气表头数据采集装置。

本发明解决所述计数问题，采用的技术方案是，机械式燃气表头数据采集装置，包括计数码轮、信号处理系统，其特征在于，所述计数码轮上设置有渐开线跳跃轮；所述渐开线跳跃轮与计数码轮同步转动，所述计数码轮转动一周，所述渐开线跳跃轮通过传动机构驱动机械触点开关动作完成一次电平转换；所述机械触点开关与信号处理系统连接，向所述信号处理系统输入电平转换的信号；

进一步的，所述渐开线跳跃轮轮廓线为以所述计数码轮转动轴为中心，基圆半径为r的渐开线；

优选的，所述r小于所述计数码轮的半径R，以使所述渐开线跳跃轮轮廓线不会超出所述计数码轮的轮廓线；

进一步的，传动机构由一顶杆构成，所述顶杆一端与机械触点开关联动，另一端装有滚轮，所述滚轮与所述渐开线跳跃轮接触；

具体的，所述信号处理系统由超低功耗微处理器及其外围电路构成，所述超低功耗微处理器的高阻抗I/O口与机械触点开关连接。

更具体的，所述超低功耗微处理器型号为MSP430F123。

本发明的有益效果是，数据采集装置结构简单紧凑，造价低廉，不受磁场干扰。仅涉及一个计数码轮的改装，该计数码轮开模后可一次注塑成型，成本低廉。传动机构动作可靠，机械触点开关具有百万次以上的开关寿命，计数准确可靠。选用渐开线跳跃轮，运行平稳可靠，不存在“临界点”。整个装置全部置于燃气表头内部，不影响表头原有功能，造价低廉，具有极长的工作寿命、极高的可靠性。

附图说明

图1是渐开线跳跃轮、传动机构及计数码轮配置结构示意图；

图2是图1中渐开线跳跃轮的左视图；

图3是图1中渐开线跳跃轮的右视图；

图4是传动结构与机械触点开关配置关系示意图；

图5是渐开线跳跃轮A、B位置关系示意图；

图6是电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。