一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，通過(guò)金屬水表指針與不同區(qū)域金屬鍍層形成電容，構(gòu)成高頻信號(hào)通路，從而檢測(cè)指針位置。本實(shí)用新型性能穩(wěn)定，精度較高，成本較低，功耗低，采用非接觸測(cè)量方式，不受惡劣工作環(huán)境的影響，適用范圍廣。
【專利說(shuō)明】一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水表領(lǐng)域，具體為一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水表指針電子讀數(shù)是通過(guò)檢測(cè)水表指針位置得到水表讀數(shù)信號(hào)的。目前，水表正向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)讀數(shù)、無(wú)人抄表成為智能水表新的標(biāo)準(zhǔn)。然而，新型水表的發(fā)展面臨兩個(gè)最大的問(wèn)題:一方面，水表的工作環(huán)境較為惡劣，要求水表讀數(shù)系統(tǒng)能夠在污池液體中，磁場(chǎng)干擾下，低功耗穩(wěn)定地長(zhǎng)時(shí)間工作；另一方面，水表市場(chǎng)的特點(diǎn)決定了新的水表需要與傳統(tǒng)水表兼容，并且整體成本必須較低。目前水表指針電子讀數(shù)系統(tǒng)采用的方法主要有光電傳感器、電感傳感器、韋根傳感器、CCD/CM0S圖像傳感器等。光電傳感器功耗較大，并且對(duì)于污濁液體的測(cè)量效果較差；電感傳感器制造成本高、并且容易受到環(huán)境電磁場(chǎng)干擾；韋根傳感器受到環(huán)境電磁場(chǎng)干擾很大，工作不穩(wěn)定；CCD/CM0S圖像傳感器功耗大、對(duì)于污濁液體的測(cè)量效果較差并且系統(tǒng)復(fù)雜成本高昂。這些傳感器不適合在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間無(wú)養(yǎng)護(hù)工作，也無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)水表市場(chǎng)的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，以解決現(xiàn)有數(shù)字電子水表技術(shù)中造價(jià)偏高，功耗過(guò)大，易受環(huán)境電磁影響，無(wú)法在污濁液體中工作、難以長(zhǎng)時(shí)間無(wú)維護(hù)工作的問(wèn)題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，包括有表體、通過(guò)金屬轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在表體上的金屬水表指針，其特征在于:表體上設(shè)置有罩在金屬水表指針外的透明電介質(zhì)材料制成的表罩，表罩外壁嵌入有與金屬水表指針位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)盤，且讀數(shù)盤中心在金屬水表指針金屬轉(zhuǎn)軸中心線延長(zhǎng)線上，所述讀數(shù)盤上沿圓周均勻刻度有讀數(shù)，相鄰讀數(shù)之間的讀數(shù)盤上設(shè)置有扇環(huán)形的金屬鍍層，讀數(shù)盤上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構(gòu)成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設(shè)置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號(hào)發(fā)生電路、高頻信號(hào)檢測(cè)電路，所述高頻信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端與金屬水表指針通過(guò)導(dǎo)線電連接，讀數(shù)盤上多段金屬鍍層分別通過(guò)導(dǎo)線與高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端電連接。
[0006]所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:讀數(shù)盤上沿圓周均分為十塊扇環(huán)形區(qū)域，每個(gè)扇環(huán)形區(qū)域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環(huán)形匹配的形狀一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在各個(gè)扇環(huán)形區(qū)域中，相鄰金屬鍍層之間通過(guò)絕緣體絕緣。
[0007]所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構(gòu)成完整的正多邊形。
[0008]所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述表罩為玻璃材料制成。
[0009]所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述讀書(shū)盤上設(shè)置有引出焊盤，多個(gè)金屬鍍層上的導(dǎo)線分別通過(guò)引出焊盤排線引出至高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端。
[0010]所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述表體中設(shè)置有金屬軸承，金屬轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在金屬軸承中，高頻信號(hào)發(fā)生電路信號(hào)輸出端上的導(dǎo)線與金屬軸承電連接，從而構(gòu)成高頻信號(hào)發(fā)生電路至金屬水表指針的完整高頻信號(hào)通路。
[0011]本實(shí)用新型工作原理為:金屬水表指針、電介質(zhì)材料制成的表罩、金屬水表指針當(dāng)前所對(duì)應(yīng)的讀數(shù)盤上金屬鍍層三者之間形成電容，高頻信號(hào)發(fā)生電路向金屬水表指針上加載高頻信號(hào)，根據(jù)電容通高頻阻低頻的特性，高頻信號(hào)可通過(guò)電容傳至讀數(shù)盤的金屬鍍層上，進(jìn)而通過(guò)檢測(cè)讀數(shù)盤上各個(gè)獨(dú)立金屬鍍層是否有高頻信號(hào)可得到指針指向方位，從而得到指針讀數(shù)。
[0012]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)為:本實(shí)用新型性能穩(wěn)定，精度較高，成本較低，功耗較低；采用非接觸測(cè)量方式，在使用操作時(shí)不受惡劣工作環(huán)境的影響，適用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型工作原理框圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型讀數(shù)盤上金屬鍍層劃分示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-圖4所示。一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，包括有表體1、通過(guò)金屬轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在表體I上的金屬水表指針3，表體I上設(shè)置有罩在金屬水表指針3外的透明電介質(zhì)材料制成的表罩4，表罩4外壁嵌入有與金屬水表指針3位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)盤5，且讀數(shù)盤5中心在金屬水表指針3金屬轉(zhuǎn)軸2中心線延長(zhǎng)線上，讀數(shù)盤5上沿圓周均勻刻度有讀數(shù)，相鄰讀數(shù)之間的讀數(shù)盤5上設(shè)置有扇環(huán)形的金屬鍍層，讀數(shù)盤5上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構(gòu)成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設(shè)置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號(hào)發(fā)生電路、高頻信號(hào)檢測(cè)電路，高頻信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端與金屬水表指針3通過(guò)導(dǎo)線電連接，讀數(shù)盤5上多段金屬鍍層分別通過(guò)導(dǎo)線與高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端電連接。
[0018]讀數(shù)盤5上沿圓周均分為十塊扇環(huán)形區(qū)域，每個(gè)扇環(huán)形區(qū)域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環(huán)形匹配的形狀一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在各個(gè)扇環(huán)形區(qū)域中，相鄰金屬鍍層之間通過(guò)絕緣體絕緣。
[0019]金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構(gòu)成完整的正多邊形。
[0020]表罩4為玻璃材料制成。
[0021]讀書(shū)盤5上設(shè)置有引出焊盤，多個(gè)金屬鍍層上的導(dǎo)線分別通過(guò)引出焊盤排線引出至高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端。
[0022]表體I中設(shè)置有金屬軸承，金屬轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在金屬軸承中，高頻信號(hào)發(fā)生電路信號(hào)輸出端上的導(dǎo)線與金屬軸承電連接，從而構(gòu)成高頻信號(hào)發(fā)生電路至金屬水表指針3的完整高頻信號(hào)通路。
[0023]本實(shí)用新型中，水表讀數(shù)系統(tǒng)由微處理器、高頻信號(hào)發(fā)生電路、金屬水表指針、讀數(shù)盤、高頻信號(hào)檢測(cè)電路組成。讀數(shù)盤表面構(gòu)建如圖3所示的十塊相互絕緣金屬鍍層，并通過(guò)引線引出。水表工作時(shí)，金屬水表指針處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)；讀數(shù)時(shí)，金屬水表指針與十塊金屬鍍層中的一塊處于相對(duì)位置，從而形成電容，玻璃表罩作為電介質(zhì)。讀數(shù)時(shí)，與金屬水表指針相連的高頻信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生高頻信號(hào)，根據(jù)電容通高頻阻低頻的特性，會(huì)在與指金屬水表指針相對(duì)的金屬鍍層上產(chǎn)生高頻信號(hào)。高頻信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)出產(chǎn)生高頻信號(hào)的金屬鍍層，從而確定指針的位置。根據(jù)指針的位置判斷水表當(dāng)前讀數(shù)。
[0024]本實(shí)用新型中，每塊金屬鍍層為角度為36度的扇環(huán)，或者梯形。每塊金屬鍍層位于水表相鄰讀數(shù)之間，金屬鍍層之間相互絕緣，并通過(guò)引線引出。讀數(shù)盤可以鑲嵌在玻璃表罩上，利用玻璃作為穩(wěn)定的電介質(zhì)。金屬水表指針與高頻信號(hào)發(fā)生電路相連，讀數(shù)時(shí)，金屬水表指針將帶有高頻信號(hào)，并通過(guò)電容效應(yīng)，將高頻信號(hào)傳輸?shù)脚c之對(duì)應(yīng)的讀數(shù)盤上某一金屬鍍層。高頻信號(hào)檢測(cè)電路與讀數(shù)盤上十塊金屬鍍層相連，讀數(shù)時(shí)檢測(cè)各個(gè)鍍層上的高頻信號(hào)，微處理器依此判斷金屬水表指針位置。得出水表讀數(shù)。
[0025]本實(shí)用新型基于電容效應(yīng)進(jìn)行水表指針讀數(shù)，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，受環(huán)境干擾小，功耗極低。原因在于:1、電容效應(yīng)受環(huán)境磁場(chǎng)影響極小。2、該方法利用水表玻璃防護(hù)罩作為穩(wěn)定的電介質(zhì)，受水質(zhì)影響很小3、可采用成熟的雕刻、腐蝕等印刷電路制造工藝生產(chǎn)傳感器，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，良品率高，造價(jià)低廉，利于降低系統(tǒng)造價(jià)，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。4、克服了傳統(tǒng)傳感器需要實(shí)時(shí)工作的缺點(diǎn)，本方法只需在讀數(shù)時(shí)短暫工作，降低了傳感器功耗，同時(shí)降低了系統(tǒng)總體功耗。這些優(yōu)點(diǎn)使得該檢測(cè)方法利于水表的低功耗讀數(shù)，利于水表在各種較為的惡劣工作環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間無(wú)養(yǎng)護(hù)工作。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，包括有表體、通過(guò)金屬轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在表體上的金屬水表指針，其特征在于:表體上設(shè)置有罩在金屬水表指針外的透明電介質(zhì)材料制成的表罩，表罩外壁嵌入有與金屬水表指針位置對(duì)應(yīng)的讀數(shù)盤，且讀數(shù)盤中心在金屬水表指針金屬轉(zhuǎn)軸中心線延長(zhǎng)線上，所述讀數(shù)盤上沿圓周均勻刻度有讀數(shù)，相鄰讀數(shù)之間的讀數(shù)盤上設(shè)置有扇環(huán)形的金屬鍍層，讀數(shù)盤上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構(gòu)成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設(shè)置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號(hào)發(fā)生電路、高頻信號(hào)檢測(cè)電路，所述高頻信號(hào)發(fā)生電路的信號(hào)輸出端與金屬水表指針通過(guò)導(dǎo)線電連接，讀數(shù)盤上多段金屬鍍層分別通過(guò)導(dǎo)線與高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:讀數(shù)盤上沿圓周均分為十塊扇環(huán)形區(qū)域，每個(gè)扇環(huán)形區(qū)域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環(huán)形匹配的形狀一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在各個(gè)扇環(huán)形區(qū)域中，相鄰金屬鍍層之間通過(guò)絕緣體絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構(gòu)成完整的正多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述表罩為玻璃材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述讀書(shū)盤上設(shè)置有引出焊盤，多個(gè)金屬鍍層上的導(dǎo)線分別通過(guò)引出焊盤排線引出至高頻信號(hào)檢測(cè)電路的信號(hào)輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電容式數(shù)字水表讀數(shù)裝置，其特征在于:所述表體中設(shè)置有金屬軸承，金屬轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在金屬軸承中，高頻信號(hào)發(fā)生電路信號(hào)輸出端上的導(dǎo)線與金屬軸承電連接，從而構(gòu)成高頻信號(hào)發(fā)生電路至金屬水表指針的完整高頻信號(hào)通路。
【文檔編號(hào)】G01F15/06GK203396434SQ201320361965
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】王曉旭, 許彥武, 趙吉文, 劉凱, 黃健, 郭乾麗, 高立明 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)