專利名稱：轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)識別裝置，特別是涉及一種機械轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置。
背景技術：
機械式計度器是一種廣泛應用于電表、水表、煤氣表等計量儀表上的人工直讀式累加計數(shù)器。這類機械式計度器的突出優(yōu)點是，無須電源就能進行計量(如水表、氣表)，缺點則是只能人工讀數(shù)抄表。隨著社會的發(fā)展，人們希望能應用電子技術將此類機械式計度器的計數(shù)值進行遠程讀取(即遠程抄表)。
一種對電表、水表、煤氣表等計量儀表進行遠程讀取的解決方法是通過脈沖式計數(shù)進行數(shù)字化處理，即通過對該儀表某一轉動部件的轉動次數(shù)通過光、磁或諧振感應方式等進行脈沖輸出計量，每轉動一次便輸出一個脈沖或脈沖組，再由單片計算機進行數(shù)字化處理并加以累計和存儲。但是，這種方式缺點是易受干擾；對于機械式水表或氣表等這類沒有電的計量儀表來說，脈沖計量裝置必須保證在計量的全過程中外接電，當斷電時容易造成計量不準。
近年來，發(fā)展出非接觸式電子讀取裝置，如2001年3月7日公告的中國專利第00208157.1號所揭露的一種電子數(shù)字化讀取的機械轉輪式計數(shù)器，以及2004年4月28日公告的中國專利第00105255.1號所揭露的一種電子數(shù)字化讀取的機械轉輪式計數(shù)器。上述計數(shù)器的數(shù)字化讀取是通過發(fā)射光線到數(shù)碼轉輪上，數(shù)碼轉輪上對應讀數(shù)的區(qū)域為反射區(qū)或吸收區(qū)，四個開光量式傳感器檢測反射區(qū)或吸收區(qū)的反射光，轉換為電信號，再經(jīng)過整形電路的整形，判斷為開(1)或關(0)狀態(tài)。通過感應到的四個數(shù)字的不同排列的狀態(tài)而確定視區(qū)上的確切讀數(shù)。上述兩專利可以對計量儀表進行非接觸式電子讀取，解決了脈沖計數(shù)所帶來的二次計量等問題。
但是，采用四個開關量傳感器導致該計數(shù)器成本高，連接四個開關量傳感器的電路也較為復雜，因此，有必要研究一種成本低而又簡單的新的電子讀取裝置。

實用新型內容為了克服現(xiàn)有技術轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置的因傳感器過多而導致成本高、結構復雜的技術問題，本實用新型提供一種低成本、簡單的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是提供一種轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，包括轉輪或轉盤、鄰近轉輪或轉盤設置的感應裝置，所述轉輪或轉盤上設置有讀數(shù)，所述讀數(shù)所在區(qū)域是被感應區(qū)，所述感應裝置是模擬量式光電傳感器，被感應區(qū)是灰階反光區(qū)。
相對于現(xiàn)有技術，本實用新型轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置的有益效果是本實用新型僅采用1或2個感應裝置就能獲得全部的電子讀數(shù)，相對于現(xiàn)有技術采用4個傳感器來讀取讀數(shù)的辦法，本實用新型在成本上明顯降低；另外，由于本實用新型采用模擬量式傳感器，不需要現(xiàn)有技術的整形電路來對感應信號進行整形，電路結構簡單成本低。

圖1是本實用新型轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置第一實施方式的結構示意圖；圖2是本實用新型轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置某位數(shù)字輪中，涂上顏色為灰階分布的反光材料的示意圖，以及每個灰階與對應的視區(qū)讀數(shù)列表；圖3是圖1中所示感應裝置的電路圖；圖4是本實用新型轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置第一實施方式的涂上顏色為灰階分布的反光材料的數(shù)字輪示意圖，以及每個灰階與對應的視區(qū)讀數(shù)列表。
具體實施方式
以下結合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明。
本實用新型的原理是在機械轉輪式計數(shù)器的轉輪上設置灰階分布的不同反射率區(qū)域，采用模擬量式傳感器感應這些反射率區(qū)域。因為模擬量式傳感器能感應到不同灰階的反射率區(qū)域的差別，進而得出各個對應視區(qū)讀數(shù)的電子讀數(shù)。以下詳細說明本實用新型參見圖1，本實用新型轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置包括表示計量值中不同位數(shù)的多個轉輪11以及鄰近轉輪11固定位置上設置的感應裝置20(傳感器)。所述轉輪11圓周上設置有讀數(shù)，讀數(shù)所在區(qū)域是被感應區(qū)12(參閱圖2)。
參閱圖2，所述讀數(shù)是0～9十個十進制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個數(shù)字對應一個被感應區(qū)12。本實施方式中感應裝置20是一個紅外發(fā)射接收對管光電傳感器，設置在轉輪11或轉盤外適當?shù)墓潭ǖ胤?。對應地被感應區(qū)12是反光區(qū)。
被感應區(qū)12是黑白灰階分布的不同反射率區(qū)域，所述反光區(qū)涂覆有黑白顏色線性跳變的材料。圖中對應數(shù)字0的色彩最白，數(shù)字9的色彩稍黑，數(shù)字8更黑，依次類推，環(huán)繞一圈到數(shù)字1顏色最黑，共十個灰階色彩。數(shù)字0～9對應被感應區(qū)12的顏色本身被感應到的狀態(tài)分別是9～0，即和顏色深度成反比。因此感應裝置20在每個視區(qū)讀數(shù)下感應10種灰階的一種，可以獲得10個對應0～9讀數(shù)的不重復的感應值。
本實用新型機械轉輪11式計數(shù)器的電子讀取裝置還包括一個連接感應裝置20的單片機，和一個連接單片機的無線收發(fā)裝置(圖未示)。感應裝置20的輸出信號經(jīng)單片機30A/D轉換后轉變?yōu)?～9十個十進制電子讀數(shù)。而無線收發(fā)裝置則將感應到的計量結果或處理數(shù)據(jù)用無線發(fā)送到服務器，進行遠程讀取(即遠程抄表)。
如上所述，感應計量值時，感應裝置20可以感應到10種感應值。圖中A為紅外發(fā)射接收對管光電傳感器。顯然當轉輪每轉一格，光電傳感器A的狀態(tài)都發(fā)生相應的改變。從0到9轉動時，光電傳感器組A得到的狀態(tài)是不同的。通過單片機ATMEGA8L處理后(參閱圖3)，可以識別轉輪11的視值。所述10種感應值排列成的被感應區(qū)12和轉輪11的0～9視區(qū)讀數(shù)一一對應如下表一
具體運作原理如下參閱圖3，理想狀況下，當轉輪11處于視值為1的位置時，由于光電傳感器A固定設置在轉輪11視區(qū)的背面，所以光電傳感器A對應轉輪11的數(shù)字6。于是當A光電傳感器發(fā)出紅外光時，被數(shù)字6對應的反光區(qū)反射，光電傳感器接A收到數(shù)字6的感應區(qū)12顏色強度成反比的光信號，其感應值為5。光電傳感器A的輸出信號經(jīng)連接感應裝置20的單片機30 A/D轉換后，可以獲得的數(shù)字信號為5，如輪轉到視區(qū)讀數(shù)為四時，則得電子讀數(shù)八，因此視區(qū)讀數(shù)十進制的0到9十個數(shù)，可以全部轉變?yōu)槭M制的十個電子讀數(shù)，從而完成對轉輪11的非接觸電子讀取。
為剔除背景噪音對讀數(shù)的影響，可另外設計如下方法剔除背景噪音A、分別獲得在有光線照射被感應區(qū)12和無光線照射情況下的被感應區(qū)12的感應值；比如感應裝置20先不發(fā)光(紅外線)，檢測被感應區(qū)12，這時感應值S1＝無光時被感應區(qū)12真實檢測值R1+背景光造成的檢測值L+電子元器件的噪音N；再讓感應裝置20發(fā)光，檢測被感應區(qū)12，這時感應值S2＝無光時被感應區(qū)12真實檢測值R1+背景光造成的檢測值L+電子元器件的噪音N+有光時被感應區(qū)12真實檢測值R2；B、獲得上述兩感應值的差值，即真正的電子讀數(shù)是S2-S1＝R2。
所述兩感應值S1，S2差值的獲得是通過單片機30完成，兩感應值S1，S2被單片機30內部的A/D轉換后，獲得十個電子讀數(shù)，從而完成對轉輪11的非接觸電子讀取。
相對于現(xiàn)有技術，由于本實用新型不需采用脈沖計量的方法，平時不用電，只需要在讀數(shù)時啟動本實用新型即可使用非接觸式感應裝置20感應轉輪11上數(shù)字而獲得計量結果，因此特別適合無電的水表和氣表使用，壽命高、成本低并且精度好；最主要的是本實用新型僅采用1個感應裝置20就能獲得全部10個不同的電子讀數(shù)，相對于現(xiàn)有技術采用四個傳感器來讀取讀數(shù)的辦法，本實用新型在成本上明顯降低；另外，由于本實用新型采用模擬量式傳感器，不需要現(xiàn)有技術的整形電路來對感應信號進行整形，電路結構簡單成本低；最后，由于在感應裝置20所獲得的感應值中剔除電子元器件或背景光所造成的背景噪音，因此電子讀數(shù)非常準確，解決了長期以來因為噪音存在而影響遠程抄表產業(yè)發(fā)展的難題。
本實用新型其他實施方式參閱圖4，可以采用A，B2個感應裝置40，被感應區(qū)14也是黑白灰階分布的不同反射率區(qū)域，但所述反光區(qū)的灰階分布不再線性漸變，而是采用六個灰階級別，一個全白，其它五個顏色深淺不一。五個顏色深淺不一的被感應區(qū)14被顏色全白的被感應區(qū)14間開。數(shù)字0～9對應被感應區(qū)14的顏色本身可被感應到的感應值分別是9、0、9、2、9、4、9、6、9、8。
對應地，每個感應裝置40可分別感應到6種狀態(tài)，即0、2、4、6、8、9。固定設置在轉輪外的2個感應裝置40分別感應2個相鄰的被感應區(qū)14。在圖中A、B感應裝置40所在位置下，所述二個相鄰被感應區(qū)14灰階對應狀態(tài)的排列和轉輪13的0～9視區(qū)讀數(shù)一一對應如下表二
對應二個感應裝置的情況，感應裝置的電路圖參照圖3稍作改動，每個轉輪設置兩個感應裝置，即小數(shù)位、個位、十位、百位、千位、萬位都配置兩個個紅外發(fā)射接收對管光電傳感器。
由于感應裝置20，40在轉輪11，13的位置可以隨意變動，所以對應不同位置的感應裝置20，40，表一和表二的視區(qū)讀數(shù)和感應裝置20，40所能感應到的狀態(tài)(排列)不一樣，其具體排列參照表一和表二的規(guī)律和依據(jù)感應裝置20，40的位置而確定。
在本實用新型第一實施方式中，所述反光區(qū)可以涂覆黑白顏色線性漸變的材料，即相鄰被感應區(qū)顏色之間的過渡是連續(xù)而非跳躍的；或者全涂成一種顏色，但其面積則線性漸/跳變，一樣可以分辨出十個被感應區(qū)12的狀態(tài)。
權利要求1.一種轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，包括轉輪或轉盤、鄰近轉輪或轉盤設置的感應裝置，所述轉輪或轉盤上設置有讀數(shù)，讀數(shù)所在區(qū)域是被感應區(qū)，其特征在于所述感應裝置是模擬量式光電傳感器，被感應區(qū)是灰階反光區(qū)。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述讀數(shù)是0～9十個十進制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個數(shù)字對應一個被感應區(qū)，感應裝置數(shù)量為二，對應其中的兩個被感應區(qū)設置，其分別感應到的兩個感應值對應一個轉輪視區(qū)內的讀數(shù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應區(qū)是黑白灰階分布的六個不同反射率區(qū)域，其中五個顏色深淺不一的被感應區(qū)被另外一種被感應區(qū)間開。
4.根據(jù)權利要求1所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述讀數(shù)是0～9十個十進制環(huán)狀排列的數(shù)字，每個數(shù)字對應一個被感應區(qū)，感應裝置數(shù)量為一，對應其中的一個被感應區(qū)設置，感應到的一個感應值對應一個轉輪視區(qū)內的讀數(shù)。
5.根據(jù)權利要求4所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應區(qū)是黑白灰階線性跳變分布的十個不同反射率區(qū)域，感應裝置感應到的感應值和被感應區(qū)顏色深度成反比。
6.根據(jù)權利要求5所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于包括一個連接感應裝置的單片機，感應裝置的輸出信號經(jīng)單片機A/D轉換后轉變?yōu)?～9十個十進制數(shù)字的十個電子讀數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于進一步包括一個連接單片機的無線收發(fā)裝置，將獲得的電子讀數(shù)或處理數(shù)據(jù)用無線發(fā)送到遠端服務器，進行遠程讀取。
8.根據(jù)權利要求4所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述被感應區(qū)的反射率沿所述轉盤或轉輪的周向連續(xù)過渡。
9.根據(jù)權利要求1所述的轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，其特征在于所述感應裝置是一個紅外發(fā)射接收對管光電傳感器，設置在轉輪外適當?shù)墓潭ㄎ恢谩?br> 專利摘要本實用新型公開一種轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置，該轉輪式計數(shù)器的電子讀取裝置包括轉輪或轉盤以及鄰近轉輪或轉盤設置的感應裝置，所述轉輪或轉盤上設置有讀數(shù)，所述讀數(shù)所在區(qū)域是被感應區(qū)，所述感應裝置是一個模擬量式光電傳感器，被感應區(qū)是灰階反光區(qū)。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型僅采用1或2個感應裝置就能獲得全部的電子讀數(shù)，相對于現(xiàn)有技術采用4個傳感器來讀取讀數(shù)的辦法，本實用新型在成本上明顯降低，結構簡單。
文檔編號G06M1/272GK2862199SQ20052006254
公開日2007年1月24日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權日2005年8月1日
發(fā)明者黃華 申請人:黃華