專利名稱：電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)數(shù)裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種使用電磁感應(yīng)的電渦流衰減振蕩技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)械計(jì)數(shù)器電子信號(hào)的轉(zhuǎn)換識(shí)別的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器。它廣泛適用于電表、水表、煤氣表等自動(dòng)化裝置的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)數(shù)器是由計(jì)數(shù)輪和進(jìn)位控制的傳遞輪組成。如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?2259101.X的“一種帶有電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)裝置”的實(shí)用新型專利，它由機(jī)械計(jì)數(shù)輪、進(jìn)位傳遞輪、固定于計(jì)數(shù)輪上的定位器及位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器組成，計(jì)數(shù)輪相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器是轉(zhuǎn)動(dòng)的。機(jī)械計(jì)數(shù)輪用于計(jì)數(shù)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，定位器及位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器用于將機(jī)械計(jì)數(shù)輪上所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榫幋a電信號(hào)輸出，用于數(shù)據(jù)傳送。上述的“一種帶有電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)裝置”的實(shí)用新型專利適用于需要對(duì)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集的設(shè)備中。
然而機(jī)械計(jì)數(shù)器一般通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)的變換，從齒輪嚙合傳動(dòng)變?yōu)樽州嗈D(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)位讀數(shù)，計(jì)數(shù)器的累加量數(shù)值需人工來(lái)讀取。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)抄讀應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通常對(duì)機(jī)械傳動(dòng)儀表加裝位置傳感器與電子存儲(chǔ)器以適應(yīng)遠(yuǎn)傳讀數(shù)需要，位置傳感器由干簧管、霍爾或韋根傳感器構(gòu)成，而電子存儲(chǔ)器需要長(zhǎng)期通電工作，其缺點(diǎn)是抗干擾差，容易引起計(jì)數(shù)信號(hào)丟失造成機(jī)電數(shù)據(jù)不同步現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種利用電磁感應(yīng)原理使用電子技術(shù)在非接觸的條件下讀取機(jī)械計(jì)數(shù)器的同步數(shù)據(jù)的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器。
本發(fā)明的目的是通過(guò)提供一種具有如下結(jié)構(gòu)的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器而實(shí)現(xiàn)的，它包括帶有計(jì)數(shù)輪軸的計(jì)數(shù)輪、與所述的計(jì)數(shù)輪相連接的進(jìn)位控制傳遞輪、所述的傳遞輪設(shè)置有傳遞軸的機(jī)械計(jì)數(shù)器。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入有金屬導(dǎo)電物質(zhì)；所述的計(jì)數(shù)輪外部設(shè)置多個(gè)沿圓周方向分布的電感線圈，所述的電感線圈配置有電容；所述的電感線圈與所述的電容固定配置在線路板上，所述的線路板由波形振蕩觸發(fā)電路、波形讀取電路、通訊電路及單片微型計(jì)算機(jī)組成。
本發(fā)明根據(jù)電磁感應(yīng)原理，使用電子技術(shù)在非接觸的條件下讀取機(jī)械計(jì)數(shù)器的同步數(shù)據(jù)。本發(fā)明在所述的計(jì)數(shù)輪的外邊沿圓周方向安裝若干個(gè)所述的電感線圈，并與電容器組成振蕩電路，在所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部沿圓周方向嵌入一定形狀的所述的金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
其工作原理是所述的電感線圈與電容器組成振蕩電路，LC電路觸發(fā)振蕩后產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)交變磁場(chǎng)前面有所述的金屬導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)，在所述的導(dǎo)電物質(zhì)表面會(huì)形成電渦流損耗，根據(jù)所述的電感線圈距所述的金屬導(dǎo)電物質(zhì)位置、距離和感應(yīng)面積的不同會(huì)產(chǎn)生不一樣的LC振蕩阻尼，從而使電路衰減振蕩時(shí)間發(fā)生變化，電路利用衰減時(shí)間的差異進(jìn)行編碼讀取機(jī)械同步數(shù)據(jù)。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、螺旋狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、封閉的圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的、等徑的、圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非封閉的、多段的圓弧狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
所述的計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的非等徑的螺旋狀、同心的非等徑的封閉的圓環(huán)狀、沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的等徑的圓環(huán)狀、同心的非封閉的多段的圓弧狀的多種方式相組合的金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
所述的電感線圈在所述的每個(gè)計(jì)數(shù)輪的圓周上配有2～10個(gè)。
所述的計(jì)數(shù)輪與所述的進(jìn)位控制傳遞輪設(shè)置為外嚙合連接?；蛩龅挠?jì)數(shù)輪與所述的進(jìn)位控制傳遞輪設(shè)置為內(nèi)嚙合連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，讀數(shù)系統(tǒng)的抗干擾能力大為提高；2.在電表、煤氣表、水表上以及濕式水表上安裝方便，數(shù)據(jù)抄讀不會(huì)引起數(shù)據(jù)掉失，失步等現(xiàn)象；3.讀數(shù)非接觸掃描方式，無(wú)機(jī)械阻尼；4.制造成本低廉，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)信息管理。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖面的第一種形狀即本發(fā)明計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、螺旋狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)的示意圖；
圖3為圖1的A-A剖面的第二種形狀即本發(fā)明計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、封閉的圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)的示意圖；圖4為圖1的A-A剖面的第三種形狀即本發(fā)明計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的、等徑的、圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)的示意圖；圖5為圖1的A-A剖面的第四種形狀即本發(fā)明計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非封閉的圓弧狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)的示意圖；圖6為本發(fā)明的電感線圈與金屬導(dǎo)電物質(zhì)作用影響相對(duì)較大、產(chǎn)生較大渦流阻尼的感應(yīng)電壓與衰減振蕩時(shí)間發(fā)生變化的曲線圖；圖7為本發(fā)明的電感線圈距金屬導(dǎo)電物質(zhì)作用影響相對(duì)較小、產(chǎn)生較小渦流阻尼的感應(yīng)電壓與衰減振蕩時(shí)間發(fā)生變化的曲線圖；圖8為圖1的右側(cè)視圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1至圖8示出了本發(fā)明電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器的一個(gè)實(shí)施方式。本發(fā)明根據(jù)電磁感應(yīng)原理，使用電子技術(shù)在非接觸的條件下讀取機(jī)械計(jì)數(shù)器的同步數(shù)據(jù)。本發(fā)明在計(jì)數(shù)輪1的外邊沿圓周方向安裝若干個(gè)電感線圈5，并與電容器6組成振蕩電路，在計(jì)數(shù)輪1內(nèi)部沿圓周方向嵌入一定形狀的金屬導(dǎo)電物質(zhì)8。
本發(fā)明電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器包括多個(gè)帶有計(jì)數(shù)輪軸3的計(jì)數(shù)輪1、計(jì)數(shù)輪1連接有進(jìn)位控制傳遞輪2、設(shè)置有傳遞軸4的機(jī)械計(jì)數(shù)器10。如圖1所示。
按不同的編碼方式，計(jì)數(shù)輪1內(nèi)部嵌入的導(dǎo)電物質(zhì)有不同的形狀根據(jù)感應(yīng)距離不同的連續(xù)變化量方式或沿圓周感應(yīng)面積變化的連續(xù)變化量方式；即在計(jì)數(shù)輪1內(nèi)部嵌入非同心的、非等徑的、封閉的金屬導(dǎo)電物質(zhì)82，如圖3所示，或在計(jì)數(shù)輪1內(nèi)部嵌入同心的、非等徑的、螺旋狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)81，如圖2所示；沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的、等徑的、圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)83，如圖4所示。斷續(xù)數(shù)字變化量方式，即在計(jì)數(shù)輪1內(nèi)部嵌入同心的、非封閉的多段圓弧狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)84，如圖5所示。
也可是上述方式的組合方式。
在計(jì)數(shù)輪1外部設(shè)置多個(gè)沿圓周方向分布的電感線圈5。
在每個(gè)計(jì)數(shù)輪1的圓周上，感應(yīng)數(shù)據(jù)讀取可根據(jù)讀數(shù)分辨率配有不同數(shù)量的電感線圈5，如2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)等電感線圈，一般不大于10個(gè)。
電感線圈5與電容6固定在線路板7上，線路板7由波形振蕩觸發(fā)電路、波形讀取電路、通訊電路及單片微型計(jì)算機(jī)等組成。
電感線圈5與電容6組合的LC電路觸發(fā)振蕩后產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，當(dāng)交變磁場(chǎng)前面有金屬導(dǎo)電物質(zhì)時(shí)，在導(dǎo)電物質(zhì)表面會(huì)形成電渦流損耗，根據(jù)電感線圈距金屬導(dǎo)電物質(zhì)位置、距離和感應(yīng)面積的不同會(huì)產(chǎn)生不一樣的LC振蕩阻尼，從而使電路衰減振蕩時(shí)間發(fā)生變化，振蕩曲線如圖6、7所示；圖中橫坐標(biāo)t為衰減振蕩時(shí)間；圖中縱坐標(biāo)u為L(zhǎng)C振蕩電壓值；電路利用衰減時(shí)間的差異進(jìn)行編碼讀取機(jī)械同步數(shù)據(jù)。
本發(fā)明電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器既適用于外進(jìn)位的控制傳遞輪，即控制傳遞輪2與計(jì)數(shù)輪1設(shè)置為外嚙合連接；本發(fā)明也適用于內(nèi)進(jìn)位的控制傳遞輪，即控制傳遞輪2與計(jì)數(shù)輪1設(shè)置為內(nèi)嚙合連接。
本每個(gè)LC振蕩電路輪流觸發(fā)導(dǎo)通，得到計(jì)數(shù)輪1在此電感線圈位置的編碼位值，根據(jù)讀數(shù)的分辨精度配置不同數(shù)量的電感傳感器。例如圖5為數(shù)字變化量的編碼方式，有3個(gè)傳感器5，每個(gè)傳感器可選擇無(wú)導(dǎo)電介質(zhì)，進(jìn)入一半導(dǎo)電介質(zhì)，整個(gè)導(dǎo)電介質(zhì)的三進(jìn)制狀態(tài)，因此能產(chǎn)生3×3×3＝27個(gè)編碼，此處可選取20個(gè)編碼。為了增加讀數(shù)分辨率，可增加傳感器的數(shù)量，每個(gè)傳感器根據(jù)要求也可分為二進(jìn)制、三進(jìn)制、四進(jìn)制等不同狀態(tài)。
本發(fā)明電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器可獨(dú)立封裝成一個(gè)密封組件，能方便地安裝在電表、煤氣表、水表上，尤其能應(yīng)用于濕式水表。讀數(shù)電路只在讀取同步數(shù)據(jù)時(shí)才通電工作，使讀數(shù)系統(tǒng)的抗干擾能力大為提高，數(shù)據(jù)抄讀不會(huì)引起數(shù)據(jù)掉失，失步等現(xiàn)象，并且制造成本低廉，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)信息管理。
權(quán)利要求
1.一種電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，它包括帶有計(jì)數(shù)輪軸的計(jì)數(shù)輪、與所述的計(jì)數(shù)輪相連接的進(jìn)位控制傳遞輪、所述的傳遞輪設(shè)置有傳遞軸的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入有金屬導(dǎo)電物質(zhì)；所述的計(jì)數(shù)輪(1)外部設(shè)置多個(gè)沿圓周方向分布的電感線圈(5)，所述的電感線圈(5)配置有電容(6)；所述的電感線圈(5)與所述的電容(6)固定配置在線路板(7)上，所述的線路板(7)由波形振蕩觸發(fā)電路、波形讀取電路、通訊電路及單片微型計(jì)算機(jī)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、螺旋狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)(81)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非等徑的、封閉的圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)(82)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的、等徑的、圓環(huán)狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)(83)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的、非封閉的、多段的圓弧狀金屬導(dǎo)電物質(zhì)(84)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置為同心的非等徑的螺旋狀、同心的非等徑的封閉的圓環(huán)狀、沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的等徑的圓環(huán)狀、同心的非封閉的多段的圓弧狀的多種方式相組合的金屬導(dǎo)電物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的電感線圈(5)在所述的每個(gè)計(jì)數(shù)輪(1)的圓周上配有2～10個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)與所述的進(jìn)位控制傳遞輪(2)設(shè)置為外嚙合連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征在于所述的計(jì)數(shù)輪(1)與所述的進(jìn)位控制傳遞輪(2)設(shè)置為內(nèi)嚙合連接。
全文摘要
一種電磁感應(yīng)編碼的機(jī)械計(jì)數(shù)器，它包括帶有計(jì)數(shù)輪、進(jìn)位控制傳遞輪的機(jī)械計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入有金屬導(dǎo)電物質(zhì)，計(jì)數(shù)輪外部設(shè)置多個(gè)沿圓周方向分布的電感線圈，電感線圈配置有電容，電感線圈與電容固定配置在線路板上，線路板由波形振蕩觸發(fā)電路、波形讀取電路、通訊電路及單片微型計(jì)算機(jī)組成；計(jì)數(shù)輪內(nèi)部嵌入的金屬導(dǎo)電物質(zhì)的形狀設(shè)置同心的非等徑的封閉的圓環(huán)狀、或同心的非等徑的螺旋狀、沿圓周表面發(fā)生面積變化的同心的、等徑的、圓環(huán)狀或同心的非封閉的多段圓弧狀、或以上多種方式相組合的金屬導(dǎo)電物質(zhì)；計(jì)數(shù)輪與進(jìn)位控制傳遞輪設(shè)置為外嚙合或內(nèi)嚙合連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，讀數(shù)系統(tǒng)的抗干擾能力大；制造成本低廉，并能方便地安裝在電表、煤氣表、水表上，數(shù)據(jù)抄讀不會(huì)引起數(shù)據(jù)掉失，失步等現(xiàn)象，便于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)信息管理。
文檔編號(hào)G06M1/00GK1928899SQ200610048949
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月6日
發(fā)明者趙達(dá)飛 申請(qǐng)人:寧波水表股份有限公司