[实用新型]基于双轴角度传感器的燃气数据采集器

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气数据采集器，特别涉及基于双轴角度传感器的燃气数据采集器。

背景技术

普通的燃气表是机械式燃气表，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。目前市场上所见到的远传表 大体分为两类。一类是脉冲式的，一类为直读式的。

脉冲式远传燃气表的传感器主要由干簧管和磁钢构成，把磁钢安装在字轮上，当字轮转 动时，磁钢也随之转动，磁钢靠近干簧管时干簧管的弹片吸合，磁钢离开干簧管时干簧管的 弹片断开，采集电路通过判断干簧管的弹片的吸合或断开状态来实现计数。脉冲式远传表主 要存在以下缺陷：(1)计数不准确。当燃气表附近有外界磁场干扰时，数据不准确，当干簧 管的弹片吸合或断开时易发生抖动，这些因素都为造成计数不准确。(2)脉冲式传感器由于 是采用累加计数的方式，采集器需要长期供电，如断电采集器无法工作，脉冲漏计，会造成 数据偏少得现象。

直读式远传表主要有电阻式和光电式两种。

电阻式直读表的工作原理是：通过在字轮上安装的金属触点，与对应的电路板上的不同 电阻接触，通过不同的电阻值来识别字轮的位置。电阻式直读表实现方法是在表计机械计数 器的字轮间固定安装电路板，电路板上均匀分布10片扇形金属片，组成与字轮大小相当的圆 形，该金属片接通不同的电阻，每个字轮上安装金属触点，组装后与电路板接触。这样当字 轮转动到某一位置时，触点就接触不同的电路，可产生不同的电阻值，每个电阻值都对应计 数器上的数字，然后由采集电路处理得到相应的数据，完成读表操作。

电阻式直读表的特点：

数据可以直接读出字轮上的数据，平时无需供电。原理简单，实现容易。一般装置可以 嵌入表内，对原表结构改动较小。这种方式实现了表计字轮数字的直读，但也存在一些问题： (1)计量问题：字轮属于表计的计量记录装置，当有外力与其接触时，会影响表计的计量性 能。这需要表计厂家重新设计表计的字轮组以减小摩擦。这种接触方式经过长时间摩擦会对 字轮的转动产生一定的影响。(2)工艺问题：由于这种接触是机械接触，其接触力和位置取 决于安装过程。子轮组有固有的间隙误差，增加电路板后，电路板与字轮的边缘距离较近， 在安装完成后高位字轮无法检测，这样会产生由于安装精度造成高位字轮与电路板刮擦影响 转动。同时，安装工序和精度均要求较高，不利于批量生产。(3)运行问题：由于接触式主要 是通过电阻方式来识别，而电阻会随温度，接触点而发生变化。电阻的温漂和触电的不良接 触可能会导致测量盲区或误判，长期运行很难保证可靠性，有时会产生误读现象。

光电式直读表的原理是：在普通燃气表的计数器字轮印刷0-9位置的外缘再印刷特定标 记(或在字轮上开不同尺寸的孔)；在其外围固定光电传感器及相关电路。外部供电读表时， 通过光电传感器判断特定标记“有”和“无”的状态，通过组合编码判断以获得字轮的读数 (表计的窗口值)。这种方法的原理不再是电阻式的模拟量方式，而是通过对字轮建立数学模 型，经过组合计算，得出正确的读数。目前采用这种方式的直读表主要有光电对射(透射) 式和光电反射式两种，主要区别在于机械结构和数学算法不同。光电对射式是在字轮间安装 光电器件和电路板的方式，光电反射式是在字轮周围安装光电器件和电路板的方式。

光电直读式远传燃气表有以下特点：直接读取表具的计数器码盘数字即“窗口值”，表内 不需设置表底数，表常数等参数，无需存储数据，不存在累计误差，真正实现了“读表”，结 束了累计脉冲、换算数值的历史。直读表具电子部分与表具内的计数器等装置没有机械接触 完全分离，不影响计量精度。光电直读表在克服了电阻式直读表的一些缺点的同时自身也还 存在另外一些缺陷：(1)抗干扰性能：采用红外光光电传感器，红外接收管很容易受到外界 红外光或者自然光的影响，在极端环境下甚至能致使传感器完全无法工作。(2)数据准确性： 现在的光电直读表字轮一般采用五对红外传感器来“读数”，理论上五对传感器最多可以分辨 32种状态，但字轮特别是高位字轮在一个小范围内的转动是一个连续的过程，这个时候的字 轮“读数”只能通过软件来“估计”，在遇到多个字轮同时进位的情况下软件“估计”出来的 数据往往是不可靠的，在实际的应用过程中也发现了这样的问题。(3)工艺复杂。需要在机 械计数器的字轮上安装很多光电装置。

实用新型内容