專利名稱：字輪式表頭讀數(shù)方法以及字輪式直讀式表頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用光纖傳導的字輪式表頭讀數(shù)方法以及字輪式直讀式表頭，屬 于測量控制技術領域。
背景技術：
目前在我國大多數(shù)地區(qū)燃氣管理采用機械表，燃氣公司抄表員每月挨家挨戶上門 抄表，用戶根據(jù)使用氣量付費。在整個流程中，有幾點弊端1、抄表。越來越多的小區(qū)管理加強，用戶要求提高，入戶抄表產(chǎn)生矛盾現(xiàn)象呈直線 增加。為了上門抄表不擾民，近年來，不少住宅小區(qū)將電表、自來水表從居室內(nèi)移到了樓道 里。但燃氣表因安全問題無法解決，仍需抄表員進門抄表。為減少"擾民"次數(shù)、上門遇不 到人的現(xiàn)象，燃氣公司現(xiàn)實行隔月抄表、估抄等制度，結果因估抄引發(fā)的服務糾紛也不少。 另外，社會閑雜人員冒充燃氣抄表員上門行騙的案件也時有發(fā)生。2、收費。燃氣公司先購氣后售氣，造成的資金壓力很大，如果采用IC卡預收費設 備，則無法計算每月 的輸配差，同時不有很多費用難以收不上來。于此提出一種預收費無線 遠程控制設備，既能做到預收費，又能避免上門抄表，通過無線抄表將用戶當月的使用情況 實時掌握，便于燃氣公司的管理。3、管理。信息化程度太低，管理隊伍龐大，對于一些長期不交費、或表壞無法計數(shù) 的表，燃氣公司無法對單個用戶進行控制。自2009年8月溫家寶總理提出〃感知中國〃以來，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新 興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入"政府工作報告"。采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術構建的燃氣遠程抄表 系統(tǒng)符合國家大力發(fā)展的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)要求。該系統(tǒng)由家庭智能無線數(shù)傳燃氣表、無線數(shù) 傳手持抄表器、無線數(shù)傳集中器、無線數(shù)傳中繼器、無線數(shù)傳采集模塊、多功能手持數(shù)據(jù)采 集管理器、相關的數(shù)據(jù)終端、GPRS數(shù)傳模塊、后臺數(shù)據(jù)中心等組成。1、解決抄表問題。該系統(tǒng)中的家庭智能無線數(shù)傳燃氣表，能夠準確記錄用戶的用氣情況，接收到控 制命令時向系統(tǒng)中無線數(shù)傳手持抄表器、無線數(shù)傳集中器、無線數(shù)傳中繼器、無線數(shù)傳采集 模塊、多功能手持數(shù)據(jù)采集管理器等相關設備發(fā)送的數(shù)據(jù)，而且此操作無需抄表人員入戶， 避免入戶產(chǎn)生的矛盾。2、解決資金壓力，做到提前收費，同時又不影響輸配差的核算。3、能夠單獨對用戶實行抄表、關閥和參數(shù)的設置。但燃氣表的機械讀數(shù)轉化為電子數(shù)多數(shù)采用的是脈沖計數(shù)、光電直讀或圖片加有 線或無線傳輸。第一種脈沖計數(shù)方式對磁鋼的大小、安裝位置、干簧管的品質要求很高，而且不能 做到得到的電子數(shù)和機械數(shù)完全以致，總有一個差額(底數(shù))。第二種光電直讀方式。目前采用均是發(fā)光二極管和光接受管組合，這種方式受光 污染影響較大，日光干擾，讀數(shù)據(jù)時的相互干擾容易造成誤碼，所以光電直讀計數(shù)器面市已有幾年，但一直由于正確率低、可靠性差沒有得到推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，提高產(chǎn)品的可靠性，提出一種新的字輪式 表頭讀數(shù)方法以及字輪式直讀式表頭，具體技術方案如下一種字 輪式表頭讀數(shù)方法，對光電直讀方式的表頭在光脈沖發(fā)射端，編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效的編碼光脈沖；用透 鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈沖照射到字輪上的特 定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區(qū)域；在光脈沖接收端，由光纖接收來自反光或透光區(qū)域的編碼光脈沖，并傳輸給光脈 沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再由解碼模塊解碼， 最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖、以及光脈沖接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進制，設有相應的光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)，滿足每對光纖中， 發(fā)射的編碼光脈沖與接收的編碼光脈沖一致。光脈沖發(fā)射/接收端的每對光纖中的"明/暗"對應二進制碼的"0/1"；例如， 二進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為1對；八進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的 光纖對數(shù)為3對；十進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為4對；十六進制字輪，光脈 沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為4對。一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和在光脈沖 接收端，光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成 等效的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼 光脈沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自反光區(qū)域的編碼光脈 沖，并傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再 由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的同側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進制數(shù)等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構 成反光區(qū)域；反光標貼上的反光點與發(fā)射/接收端的光纖對的相應位置對應。一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和在光脈沖 接收端，光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成 等效的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼 光脈沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的透光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自透光區(qū)域的編碼光脈 沖，并傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再 由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的異側。
所述字輪的盤面上，按照字輪的進制數(shù)等分，與字符對應地位置設有透光槽，構成 透光區(qū)域；透光槽的透光點與發(fā)射/接收端的光纖對的相應位置對應。 本技術方案的原理是，光纖使用光脈沖沿光線路傳輸信息，以替代使用電脈沖沿 電纜傳輸信息。在系統(tǒng)的一端，使用發(fā)光二極管作發(fā)射機產(chǎn)生光脈沖是信息到光纖線路的起始 點，同時采用透鏡，將光脈沖集中到光纖介質，使光脈沖沿線路在光纖介質中傳輸。發(fā)射機接收到的已編碼電子脈沖信息來自于銅線電纜，然后將信息處理并轉換成 等效的編碼光脈沖。由內(nèi)部全反射原理，光脈沖很容易沿光纖線路運動，光纖內(nèi)部全反射原 理說明了當入射角超過臨界值時，光就不能從光纖中溢出；相反，光會反射回光纖內(nèi)。直讀式表頭采用光電方式，發(fā)光二極管和光接受管有一定的距離，發(fā)光二極管和 光接受管的組合容易受到外部光源的影響，特別是直讀式表頭體積較小，發(fā)光二極管和光 接受管排列緊密，在讀數(shù)時發(fā)光二極管發(fā)光，由于發(fā)光二極管的光散射大，光源相互影響、 相互干擾，光接受管不能接受到正確的光信號造成誤讀。使用光纖傳導后，發(fā)光二極管的光 源可以安置在離光接受管相對較遠、相對松散的地方，通過光纖將光傳導至光接受管處，由 于光纖傳導透過率高、傳導損耗低、無散射，在光接受管處沒有光干擾，能準確讀數(shù)。直讀式表頭使用電池供電，為達到功耗低的要求必須采用低功耗設計，信息在電 纜中傳遞時電流小至微安級甚至納安級。這樣極易受到電磁波干擾造成誤碼。使用光纖傳 導后可以徹底解決電磁波干擾問題，由于光纖保密性強，體積小，重量輕、柔軟、靈活，易彎 曲的特點，極易制作成各種型狀的光纖束既沒有信號間的相互串擾又能適合各種特殊應用 環(huán)境。由于光纖具有傳導可靠性高、傳導波段寬廣的特點，使得采用光纖傳導的直讀式 表頭能根據(jù)具體的應用場合及特殊環(huán)境選擇不同光譜范圍的光源，提高系統(tǒng)的可靠性。使用光纖傳導信息，由于通信信號在光纖中傳輸是以光的形式傳遞，所以不會像 傳統(tǒng)電線因短路或接觸不良而產(chǎn)生火花或靜電等現(xiàn)象，這一特點使得采用光纖傳導的直讀 式表頭在家用燃氣表、工業(yè)用燃氣表、燃氣流量計、油庫、彈藥庫，易燃易爆氣體倉庫，化學 工廠等有高揮發(fā)與易燃氣體的場合特別適用。能夠確保使用安全和設備安全。本發(fā)明針對傳統(tǒng)的直讀式表頭具有易受光污染、相互間光干擾大、受電磁波干擾 大、安全性差、可靠性低、讀數(shù)誤碼率高等問題，提出一種采用光纖傳導的直讀式表頭實現(xiàn) 方法，光纖具有傳導可靠性高、傳導波段寬廣、傳導透過率高、傳導損耗低、不受電磁波干擾 (不怕雷擊)、保密性強，體積小重量輕、柔軟、靈活，易彎曲等優(yōu)點，通過該方法，能有效地 杜絕外部光污染、相互間光干擾、電磁波干擾，徹底解決讀數(shù)誤碼率高等問題，提高直讀式 表頭的安全性、可靠性、正確率。本發(fā)明提出了一種抗干擾，減少光污染，提高可靠性的測量方法，有效保障數(shù)據(jù)的 正確率。


圖1-1是例1中的讀取方法示意圖；圖1-2是圖1-1的字輪側面示意圖；圖中，以十進制字輪為例，共設有4對光纖即可，這4對光纖為圖中標識11、12、13和14 ；15為字輪，16為貼反光標貼的區(qū)域。圖2-1是例2中的讀取方法示意圖；圖2-2是圖2-1的字輪側面示意圖；圖中，以十進制字輪為例，共設有4對光纖即可，這4對光纖為圖中標識21、22、23 和24 ；25為字輪，26為透光槽所在的區(qū)域。
具體實施方式
—種字輪式表頭讀數(shù)方法，對光電直讀方式的表頭在光脈沖發(fā)射端，編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效的編碼光脈沖；用透 鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈沖照射到字輪上的特 定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區(qū)域；在光脈沖接收端，由光纖接收來自反光或透光區(qū)域的編碼光脈沖，并傳輸給光脈 沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再由解碼模塊解碼， 最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖、以及光脈沖接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進制，設有相應的光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)，滿足每對光纖中， 發(fā)射的編碼光脈沖與接收的編碼光脈沖一致。光脈沖發(fā)射/接收端的每對光纖中的"明/暗"對應二進制碼的"0/1"；例如， 二進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為1對；八進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的 光纖對數(shù)為3對；十進制字輪，光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為4對；十六進制字輪，光脈 沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)為4對。對于編碼光脈沖，可以采用現(xiàn)有的編碼方式，例如某個時鐘區(qū)間，光為明或暗，對 應的解碼端識別相應的編碼信號，來區(qū)分光脈沖發(fā)射/接收端的每對光纖的地址(編號)。例1，參考圖1-1和圖1-2 ；一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和在光脈沖 接收端，其特征是光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成 等效的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼 光脈沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自反光區(qū)域的編碼光脈 沖，并傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再 由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的同側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進制數(shù)等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構 成反光區(qū)域；反光標貼上的反光點與發(fā)射/接收端的光纖對的相應位置對應。例2，參考圖2-1和圖2-2 ；一種應用上述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和在光脈沖 接收端，其特征是光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸 ’編碼 光脈沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的透光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自透光區(qū)域的編碼光脈 沖，并傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再 由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的異側。所述字輪的盤面上，按照字輪的進制數(shù)等分，與字符對應地位置設有透光槽，構成 透光區(qū)域；透光槽的透光點與發(fā)射/接收端的光纖對的相應位置對應。具體來說，例1的測量方式為讀數(shù)時控制器發(fā)出光信號，由光纖傳導到字輪上的反光標貼上，反光標貼反射的 光信號再通過另一根光纖將反光標貼上的編碼信息傳輸?shù)娇刂破鳎刂破鹘?jīng)過一定的算法 將信息譯碼，生成讀數(shù)并進行相應的控制操作。例2的測量方式為 讀數(shù)時控制器發(fā)出光信號，由光纖傳導到字輪的一側，光透過字輪上的編碼孔或 編碼槽投射到字輪另一側的光纖或光接收管上，另一側的光纖或光接收管將信息傳輸給控 制器，控制器經(jīng)過一定的算法將信息譯碼，生成讀數(shù)并進行相應的控制操作。
權利要求
1.一種字輪式表頭讀數(shù)方法，其特征是對光電直讀方式的表頭，在光脈沖發(fā)射端，編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效的編碼光脈沖；用透鏡把 編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈沖照射到字輪上的特定位 置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區(qū)域；在光脈沖接收端，由光纖接收來自反光或透光區(qū)域的編碼光脈沖，并傳輸給光脈沖接 收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再由解碼模塊解碼，最終 得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖、以及光脈沖接收端的光纖成對設置，且位置對應； 對應字輪的進制，設有相應的光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)，滿足每對光纖中，發(fā)射 的編碼光脈沖與接收的編碼光脈沖一致。
2.根據(jù)權利要求1所述的字輪式表頭讀數(shù)方法，其特征是光脈沖發(fā)射/接收端的每對 光纖中的"明/暗"對應二進制碼的"0/1"。
3.一種應用權利要求1所述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和 在光脈沖接收端，其特征是光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效 的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈 沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自反光區(qū)域的編碼光脈沖，并 傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再由解 碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的同側。
4.根據(jù)權利要求3所述的字輪式直讀式表頭，其特征是所述字輪的盤面上，按照字輪 的進制數(shù)等分，與字符對應地位置貼有反光標貼，構成反光區(qū)域；反光標貼上的反光點與發(fā) 射/接收端的光纖對的相應位置對應。
5.一種應用權利要求1所述方法的字輪式直讀式表頭，包括字輪、在光脈沖發(fā)射端和 在光脈沖接收端，其特征是光脈沖發(fā)射端，包括光脈沖發(fā)射機和光纖；編碼電子脈沖經(jīng)光脈沖發(fā)射機轉換成等效 的編碼光脈沖；用透鏡把編碼光脈沖集中到光纖，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈 沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的透光區(qū)域；光脈沖接收端，包括光脈沖接收機和光纖；由光纖接收來自透光區(qū)域的編碼光脈沖，并 傳輸給光脈沖接收機，由光脈沖接收機把編碼光脈沖轉換成等效的編碼電子脈沖，再由解 碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖與光脈沖接收端的光纖設在字輪的異側。
6.根據(jù)權利要求5所述的字輪式直讀式表頭，其特征是所述字輪的盤面上，按照字輪 的進制數(shù)等分，與字符對應地位置設有透光槽，構成透光區(qū)域；透光槽的透光點與發(fā)射/接 收端的光纖對的相應位置對應。
全文摘要
一種字輪式表頭讀數(shù)方法以及字輪式直讀式表頭，對光電直讀方式的表頭，在光脈沖發(fā)射端，使編碼光脈沖在光纖中傳輸；編碼光脈沖照射到字輪上的特定位置，該特定位置設有與字輪上字符對應的反光或透光區(qū)域；在光脈沖接收端，由光纖接收來自反光或透光區(qū)域的編碼光脈沖，再由解碼模塊解碼，最終得到字輪的相應字符；光脈沖發(fā)射端的光纖、以及光脈沖接收端的光纖成對設置，且位置對應；對應字輪的進制，設有相應的光脈沖發(fā)射/接收端的光纖對數(shù)，滿足每對光纖中，發(fā)射的編碼光脈沖與接收的編碼光脈沖一致。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的直讀式表頭具有易受光污染、相互間光干擾大、受電磁波干擾大、安全性差、可靠性低、讀數(shù)誤碼率高等問題。
文檔編號G01F15/06GK102147279SQ20111000626
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者張廣明, 李共, 魏曉冬 申請人:南京邦耀科技發(fā)展有限公司