專利名稱：無電源碼盤式水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬流量測量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無電源碼盤式水表。
目前，對水流量的計(jì)量一般采用機(jī)械式水表加以實(shí)現(xiàn)。其基本原理是依靠水流動(dòng)力驅(qū)動(dòng)管道中葉輪旋轉(zhuǎn)，通過葉輪旋轉(zhuǎn)軸到水表計(jì)數(shù)指針軸間按規(guī)定傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的正齒輪組嚙合傳動(dòng)，使水表上各位數(shù)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，并根據(jù)水表指針?biāo)杆砜潭缺P的刻度數(shù)，靠人工讀取水流量數(shù)據(jù)。這種水表在使用當(dāng)中，因其外部工作環(huán)境惡劣，表內(nèi)懸浮物及雜質(zhì)的吸附，極易造成水表刻度盤玻璃面模糊；加之依靠人工讀表、抄表，不可避免地存在誤差甚至錯(cuò)誤，這些因素都是產(chǎn)生讀數(shù)不準(zhǔn)，乃至收費(fèi)不實(shí)的弊病的原因所在。另外，由于使用機(jī)械式水表，也不可能完全不依靠人工來實(shí)現(xiàn)水流計(jì)量、收費(fèi)全過程的現(xiàn)代化管理。
本實(shí)用新型的目的則是針對上述存在的問題，設(shè)計(jì)了一種無需提供電源，即可對水流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的無電源碼盤式水表。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案一種無電源碼盤式水表，包括葉輪、主機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(正齒輪組)，其特征是在碼盤每一數(shù)位的垂直方向上均安裝一對紅外光線發(fā)送管和紅外光線接收管，其中01、02二對紅外光線發(fā)送、接收管輸出端分別接到并行輸入串行輸出移位寄存器U174LS165的5、6腳(即P6、P7)，03、04、05、06、07、08、09、010八對紅外光線發(fā)送、接收管輸出端分別接到并行輸入串行輸出移位寄存器U274LS165的11、12、13、14、3、4、5、6腳(即P0-P7)，U1的串行輸出端9腳與U2的串行輸入端10腳相連，U1的2腳、16腳分別與U2的2腳、16腳并聯(lián)，U1的1腳與U2的1腳并聯(lián)。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1．采用機(jī)械水表與現(xiàn)代光電技術(shù)相結(jié)合，依靠機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)光電碼盤，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。
2．?dāng)?shù)據(jù)采用光電轉(zhuǎn)換方式。它由三部分組成，即光源發(fā)送、碼盤、光源接收。其中光源發(fā)送、光源接收采用紅外發(fā)送、紅外接收對管，以增加可靠性。
3．編碼通過編碼盤實(shí)現(xiàn)。為保證讀數(shù)準(zhǔn)確，碼盤采用連續(xù)可靠無間隙的編碼技術(shù)保證光電轉(zhuǎn)換無跳碼出現(xiàn)。
4．光電轉(zhuǎn)換器與碼盤的準(zhǔn)確定位，可通過機(jī)械定位來保證，再加上采用連續(xù)編碼的方式檢測數(shù)據(jù)，該碼盤式水表的準(zhǔn)確度與機(jī)械水表相同甚至更高(只要水表的葉輪帶動(dòng)碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，光電轉(zhuǎn)換在工作時(shí)，水表只存在系統(tǒng)誤差，由于采用編碼技術(shù)，其誤差可降低至最小)。
5．碼盤編碼的讀數(shù)采用并行輸入串行輸出的方式。因此可保證水表中碼盤上編碼位數(shù)與機(jī)械水表中讀數(shù)的位數(shù)相對應(yīng)。增減機(jī)械水表讀數(shù)的位數(shù)，只需相應(yīng)增減碼盤上編碼的位數(shù)。在碼盤達(dá)到一定位數(shù)時(shí)，再增加碼盤的位數(shù)將使碼盤的直徑過大。為解決這一問題，可將兩個(gè)以上的同樣位數(shù)的碼盤串聯(lián)起來，將水表讀數(shù)的各位數(shù)依次有序地分配在這些碼盤上。由此在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，可以僅通過5條工作線路加以實(shí)現(xiàn)，這五條線路分別為地線、電源線、時(shí)鐘線、數(shù)據(jù)線和控制線。
6．在讀取水表數(shù)據(jù)時(shí)，采用非接觸式光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用軟件技術(shù)保證讀取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。
7．碼盤編碼在抄表儀的控制下，經(jīng)IC電路解碼后，串行輸出數(shù)據(jù)，并在顯示管上同時(shí)顯示數(shù)據(jù)。
8．水表不需要提供電源，即能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。在需要讀取水表的數(shù)據(jù)時(shí)，通過防水電纜，連通抄表儀(專門設(shè)計(jì))，輸入工作電源(低壓3-6V)，此時(shí)通過串行通訊線(2條)和控制線(1條)，采集流量及有關(guān)數(shù)據(jù)，并能根據(jù)需要，同時(shí)在顯示管上顯示有關(guān)數(shù)據(jù)。
9．水表內(nèi)設(shè)置表號、用戶代碼等有關(guān)數(shù)據(jù)(初步定為16位)，使用戶與其水流量計(jì)數(shù)相對應(yīng)，使之能在與PC機(jī)通訊時(shí)一次輸入全部數(shù)據(jù)。
10．本實(shí)用新型技術(shù)的水表部分可在現(xiàn)有機(jī)械水表上經(jīng)過改裝而成。由于采用非接觸式光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，就可不影響水表的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的讀數(shù)，并保證了水表數(shù)據(jù)讀取的準(zhǔn)確性。


圖1是碼盤式水表結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是碼盤式水表碼盤示意圖。
圖3是碼盤式水表碼盤光電轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)傳送電路圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖1所示水表驅(qū)動(dòng)葉輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞到主機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9，從而實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比，然后帶動(dòng)碼盤5轉(zhuǎn)動(dòng)。在碼盤5每一數(shù)位的垂直方向上均安裝一個(gè)紅外光線發(fā)送管4和一個(gè)紅外線接收管6。當(dāng)碼盤5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紅外光線在碼盤5上依次透光或遮光(也就是所謂的“0”和“1”的變化)，從而產(chǎn)生數(shù)碼，例如格雷碼。實(shí)現(xiàn)了記錄水流量的數(shù)據(jù)。為擴(kuò)大記錄水流量碼盤5可采用一個(gè)、二個(gè)或若干個(gè)串聯(lián)構(gòu)成。圖1中部件3是為此而設(shè)計(jì)的碼盤間機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)比1∶2n(n為所設(shè)定碼盤的位數(shù))。例如，所設(shè)定的碼盤為7位，則在碼盤間機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1∶27，即1∶128。圖1中1為把各級碼盤數(shù)據(jù)傳送到抄表儀中的通訊電纜插座，2為通訊電纜。
如圖3所示圖3中01、02……010就是安裝在碼盤5每一數(shù)位上的一對紅外光線發(fā)送、接收管。碼盤5轉(zhuǎn)動(dòng)在每一數(shù)位上產(chǎn)生的“0”和“1”變化輸入到并行輸入串行輸出移位寄存器U174LS165、U274LS165上，U1的串行輸出端9腳與U2串行輸入端10腳串聯(lián)，形成數(shù)據(jù)線，U1的2腳1、16腳分別與U2的2腳、16腳并聯(lián)，形成時(shí)鐘脈沖1”變化輸入到并行輸入串行輸出移位寄存器U174LS165、U274LS165上，U1的串行輸出端9腳與U2串行輸入端10腳串聯(lián)，形成數(shù)據(jù)線，U1的2腳1、16腳分別與U2的2腳、16腳并聯(lián)，形成時(shí)鐘脈沖線，U1的1腳與U2的1腳并聯(lián)，形成并行輸入串行輸出控制線，利用控制時(shí)鐘脈沖把每一位數(shù)按串聯(lián)的次序，順序地向外界傳送。這種串行傳送數(shù)據(jù)的方式，只需數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘脈沖線和并行輸入串行輸出控制線三條線，即使有更多的位數(shù)，只把它們的寄存器順序地串聯(lián)起來，最終只有三條線與抄表儀連接。當(dāng)需要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，再接入外接電源二條線，這樣，無電源碼盤式水表與外界連接總共只有五條線，就能實(shí)現(xiàn)多位數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。
U4SW-DIP8為水表序號而設(shè)計(jì)的代碼數(shù)，通過U1的9腳與U2的10腳相連，就能把水表代碼數(shù)據(jù)各位串聯(lián)起來，通過時(shí)鐘脈沖線第2、16腳順序地把數(shù)據(jù)通過U1的10腳傳送到外界。
權(quán)利要求1.一種無電源碼盤式水表，包括葉輪、主機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(正齒輪組)，其特征是在碼盤每一數(shù)位的垂直方向上均安裝一對紅外光線發(fā)送管和紅外光線接收管，其中01、02二對紅外光線發(fā)送、接收管輸出端分別接到并行輸入串行輸出移位寄存器U174LS165的5、6腳(即P6、P7)，03、04、05、06、07、08、09、010八對紅外光線發(fā)送、接收管輸出端分別接到并行輸入串行輸出移位寄存器U274LS165的11、12、13、14、3、4、5、6腳(即P0-P7)，U1的串行輸出端9腳與U2的串行輸入端10腳相連，U1的2腳、16腳分別與U2的2腳、16腳并聯(lián)，U1的1腳與U2的1腳并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無電源碼盤式水表，其特征碼盤可采用若干個(gè)串聯(lián)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種無需提供電源,即可對水流量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)的無電源碼盤式水表,它包括葉輪、正齒輪組,其特征是在碼盤每一數(shù)位的垂直方向上均安裝一對紅外光線發(fā)送、接收管,其中01、02二對紅外光線發(fā)送、接收管輸出端分別接到U1的P
文檔編號G01F1/05GK2304895SQ97207249
公開日1999年1月20日 申請日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月28日
發(fā)明者周朝輔, 李杰仁, 朱明 , 劉立民, 徐煥海 申請人:南京利特飛科技實(shí)業(yè)有限公司