本申請涉及計數(shù)表，特別是涉及一種光電直讀燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)在大多數(shù)燃氣表采用脈沖計數(shù)方式，干簧管采集的方式工作，工作原理為：利用字輪上的磁鋼的磁場作用，通過干簧管的吸合產(chǎn)生脈沖信號，達到脈沖累計計數(shù)功能。

然而，干簧管脈沖的產(chǎn)生并不是完全準確的，當永磁體逐漸靠近或離開干簧管時，簧片在磁力的作用下將逐漸吸合或者逐漸斷開，如果此時外界產(chǎn)生較大的振動，簧片將可能產(chǎn)生抖動，從而觸發(fā)一連串脈沖，造成燃氣表的多次計數(shù)，反之，當末位字輪以較快的轉速轉動時，永磁體將以較快的速度從干簧管旁邊經(jīng)過，簧片反應滯后，即簧片還未吸合永磁體已經(jīng)離開干簧管，干簧管未能及時產(chǎn)生脈沖，從而造成流量“漏計”。

上述現(xiàn)有的燃氣表存在容易受到干擾，計量精度不高的問題，同時，現(xiàn)有的脈沖式燃氣表由于干簧管需要在有電源前提下工作，信號存儲是靠記憶存儲芯片來完成，一旦斷電無法正常記數(shù)，因此需要實時供電，這也造成了能源的浪費。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┮环N光電直讀燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)。

本申請?zhí)岢鲆环N光電直讀燃氣表，包括：燃氣表箱體，計量裝置，燃氣進表通道和燃氣進戶通道；

所述燃氣表箱體上表面設有2個通孔，所述燃氣進表通道與所述燃氣進戶通道分別穿過通孔，在上述燃氣表箱體內部連通，所述計量裝置固定設置于燃氣表箱體內部；

所述計量裝置包括控制器、數(shù)據(jù)獲取裝置、顯示裝置、通信裝置和電源；

所述控制器分別與所述數(shù)據(jù)獲取裝置、所述顯示裝置、所述通信裝置和所述電源電連接；

所述獲取裝置包括計數(shù)裝置和讀數(shù)裝置；

所述讀數(shù)裝置包括多個基表字輪、多組光電直讀字輪板、光電直讀采集控制板、和多組對應的發(fā)射電路與接收電路；

所述基表字輪的軸心相互串聯(lián)，所述基表字輪上開有透光孔，在每個基表字輪的兩側設置有一組光電直讀字輪板，一側的光電直讀字輪板上設置有發(fā)射電路，另一側光電直讀字輪板上設置有接收電路；

所述發(fā)射電路包括多個級聯(lián)限流電阻的光電發(fā)射管組成，所述接收電路包括多個光電接收管組成；

所述光電直讀采集控制板設置有控制芯片；

所述燃氣表箱體正面開有兩個窗口，第一窗口上設置有透明片，所述基表字輪數(shù)值顯示于第一窗口，所述顯示裝置設置于第二窗口上，從所述燃氣表箱體內部透過第二窗口突出至所述燃氣表箱體外部；

所述計數(shù)裝置采用電子計數(shù)或機械計數(shù)。

優(yōu)選的，所述光電發(fā)射管和所述光電接收管的數(shù)量至少為5個。

優(yōu)選的，所述通信裝置為有線通信裝置或無線通信裝置。

更優(yōu)選的，所述無線通信裝置包括但不限于GPRS通信裝置、3G通信裝置、4G通信裝置、Wi-Fi通信裝置中的一種或多種。

更優(yōu)選的，所述光電直讀燃氣表為了減小產(chǎn)生的噪音，因而要限定光電發(fā)射管放大器的噪聲增益帶寬，因此所述光電發(fā)射管放大器的噪聲增益帶寬使用以下公式定義：

$A_S=\frac{R_n}{(1+\frac{jf\×\left(\ln \right(F_H/f_L)+f_H-f_L)}{{\left(\frac{E_n}{e_{nw}}\right)}^2})(1+jf/f_x)}---\left(1\right)$

其中A_S為噪聲信號增益，R_n為反饋電阻，f為信號頻率，f_x為信號頻率與噪聲頻率的交叉頻率，E_n為放大器的等效輸入噪聲電壓，e_nw為放大器的等效輸入噪聲電壓密度，f_H為放大器頻率，f_L為放大器頻率。

優(yōu)選的，所述電源包括蓄電池組、輸出裝置和外接供電接口。

優(yōu)選的，所述光電直讀燃氣表還包括存儲裝置，

所述存儲裝置與所述控制器連接；

所述存儲裝置用于當讀數(shù)裝置定期進行讀取時，將定期讀取的數(shù)據(jù)進行存儲，當需要調用時，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給請求端。

上述本實用新型提出的一種光電直讀燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)，獲得了以下技術效果：

1、本申請?zhí)岢龅墓怆娭弊x燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)，通過設置有光電發(fā)射電路和光電接收電路，使得讀取數(shù)據(jù)更準確。

2、本申請?zhí)岢龅墓怆娭弊x燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)，通過設置有通信裝置，使得可以遠程讀取數(shù)據(jù)，減少人力資源的浪費。

3、本申請?zhí)岢龅墓怆娭弊x燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)，通過分級比對機制，可以更快的找到泄露等問題點，使得維護效果更好。

4、本申請?zhí)岢龅墓怆娭弊x燃氣表及燃氣讀取系統(tǒng)，通過只在采集數(shù)據(jù)的時候供電，減少了能源的浪費，更為環(huán)保。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請光電直讀燃氣表的整體結構示意圖；

圖2是本申請圖1的A-A向剖面圖；

圖3是本申請計量裝置結構示意圖；

圖4是本申請數(shù)據(jù)獲取裝置的結構示意圖；

圖5是本申請讀數(shù)裝置的結構示意圖；

圖6是本申請發(fā)射電路的電路圖；

圖7是本申請接收電路的電路圖；

圖8是本申請光電直讀采集控制板的電路圖；

圖9是本申請光電直讀字輪板的結構示意圖；

圖10是本申請基表字輪的內部結構示意圖；

圖11是本申請燃氣讀取系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本申請?zhí)岢鲆环N光電直讀燃氣表，如圖1所示，包括：燃氣表箱體11，燃氣進表通道13和燃氣進戶通道14。

所述光電直讀燃氣表如圖2所示，還包括計量裝置12，所述燃氣表箱體11上表面設有2個通孔，所述燃氣進表通道13與所述燃氣進戶通道14分別穿過通孔，在上述燃氣表箱體11內部連通，所述計量裝置12固定設置于燃氣表箱體11內部。

所述計量裝置12，如圖3所示，包括控制器21、數(shù)據(jù)獲取裝置22、顯示裝置23、通信裝置24和電源25。

具體的，所述電源25包括蓄電池組、輸出裝置和外接供電接口。

具體的，所述通信裝置24為有線通信裝置或無線通信裝置。

更具體的，所述無線通信裝置包括但不限于GPRS通信裝置、3G通信裝置、4G通信裝置、Wi-Fi通信裝置中的一種或多種。

更具體的，所述有線通信裝置包括但不限于光纖通信裝置，同軸電纜通信裝置和雙絞線通信裝置中的一種或多種。

所述控制器21分別與所述數(shù)據(jù)獲取裝置22、所述顯示裝置23、所述通信裝置24和所述電源25電連接。

如圖4所示，所述獲取裝置22包括計數(shù)裝置31和讀數(shù)裝置32。

所述讀數(shù)裝置32，如圖5所示，包括多個基表字輪321、多組光電直讀字輪板322、光電直讀采集控制板323、和多組對應的發(fā)射電路324與接收電路325。

所述多個基表字輪321的軸心相互串聯(lián)，所述基表字輪321上開有透光孔，在每個基表字輪321的兩側設置有一組光電直讀字輪板322，一側的光電直讀字輪板322上設置有發(fā)射電路324，另一側光電直讀字輪板322上設置有接收電路325。

所述發(fā)射電路324包括多個級聯(lián)限流電阻的光電發(fā)射管組成。

具體的，所述光電發(fā)射管的數(shù)量至少為5個。

更具體的，如圖6所示，下面以5個光電發(fā)射管為例，描述發(fā)射電路的結構。其中D1、D2、D3、D4、D5是光電發(fā)射管，R1、R2、R3、R4、R5是限流電阻，每個光電發(fā)射管級聯(lián)限流電阻，組成發(fā)射電路，光電直讀采集控制板控制電源為發(fā)射電路供電，使得發(fā)射電路上的所有光電發(fā)射二極管發(fā)射光電信號。

更具體的，所述光電直讀燃氣表為了減小產(chǎn)生的噪音，因而要限定光電發(fā)射管放大器的噪聲增益帶寬，因此所述光電發(fā)射管放大器的噪聲增益帶寬使用以下公式定義：

$A_S=\frac{R_n}{(1+\frac{jf\×\left(\ln \right(F_H/f_L)+f_H-f_L)}{{\left(\frac{E_n}{e_{nw}}\right)}^2})(1+jf/f_x)}---\left(1\right)$

其中A_SE為噪聲信號增益，R_n為反饋電阻，f為信號頻率，f_x為信號頻率與噪聲頻率的交叉頻率，E_n為放大器的等效輸入噪聲電壓，e_nw噪聲源電阻 為放大器的等效輸入噪聲電壓密度，f_H為放大器頻率，f_L為放大器頻率。

如圖2和3所示，光電直讀采集控制板電路中，噪聲源分別為放大器Q1-Q5，要降低電路的噪聲，首先，由于噪聲的大小與帶寬成正比，要嚴格限制噪聲增益帶寬，在滿足信號增益帶寬的前提下，使帶寬為最小值。

所述接收電路325包括多個光電接收管組成。

具體的，所述光電接收管的數(shù)量至少為5個。

下面以5個光電接收管為例，如圖7所示，描述接收電路的結構。其中D6、D7、D8、D9、D10是光電接收管，在發(fā)射電路發(fā)射光電信號時，接收電路對發(fā)射的光電信號使用光電接收管進行接收。

所述光電直讀采集控制板設置有控制芯片，如圖8所示，所述控制芯片控制發(fā)射電路發(fā)射光電信號，分析接收電路所返回的電平獲得二進制代碼，將二進制代碼轉換為燃氣表讀數(shù)。

更具體的，所述光電直讀采集控制板使用5個模塊P1、P2、P3、P4、P5分別采集字輪萬位、千位、百位、十位、個位。網(wǎng)絡信號NET1、NET2、NET3、NET4、NET5是接收信號讀取位，R17、R18、R19、R20、R21是網(wǎng)絡信號的上拉電阻，確保信號低電平有效。網(wǎng)絡信號SEL1、SEL2、SEL3、SEL4、SEL5是光電管發(fā)射或者接收的公共控制端，輸出高電平三極管導通。

以SEL2導通為例，說明工作原理：SEL2輸入高電平Q2導通，P1_8、P2_7管腳是低電平，對應萬位接收管導通處于接收狀態(tài)，千位發(fā)射管導通處于發(fā)射狀態(tài)，此時采集千位字輪讀數(shù)。其它同樣原理，這樣設計好處是5位字輪采集只需要10個IO控制，減少主控制器IO口使用量。

所述燃氣表箱體正面開有兩個窗口，如圖1所示，第一窗口上設置有透明片，所述基表字輪數(shù)值顯示于第一窗口，所述顯示裝置設置于第二窗口上，從所述燃氣表箱體內部透過第二窗口突出至所述燃氣表箱體外部。

所述計數(shù)裝置采用電子計數(shù)或機械計數(shù)。

具體的，所述所述光電直讀燃氣表還包括存儲裝置。

所述存儲裝置與所述控制器連接。

所述存儲裝置用于當讀數(shù)裝置定期進行讀取時，將定期讀取的數(shù)據(jù)進行存儲，當需要調用時，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送給請求端。

如圖9所示，基表字輪321透光孔設計，透光采用10∶3∶7的比例開槽，對應圓弧圓心角是90°∶27°∶63°。

如圖10所示，所述基表字輪采用360°圓心角布局，每個字輪對應9°編碼格式，所以透光孔采用9°倍數(shù)關系設計，對應每個數(shù)字有3種編碼方式，0～9十個數(shù)字組成30個編碼。這樣設計無誤碼率，編碼方式準確高效，使用中調用30個二進制代碼，即可顯示讀取數(shù)據(jù)。

更具體的，比如字輪轉到數(shù)字1，發(fā)射光電管通過透光孔發(fā)射紅外光，光接收光電管讀取，沒有讀取到管子是高電平1狀態(tài)，讀取到是低電平0，通過判斷IO狀態(tài)，組成不同編碼。數(shù)字1對應光電管編碼應該是0x1E，0x16，0x17。

上述基于圖1-10介紹了本申請?zhí)岢龅墓怆娭弊x燃氣表，接下來依據(jù)圖11介紹本申請?zhí)岢龅娜細庾x取系統(tǒng)。

本申請還提出一種燃氣讀取系統(tǒng)，如圖11所示，包括上述光電直讀燃氣表1、燃氣公司端2、樓匯聚端3、小區(qū)匯聚端4和通信鏈路5。

所述光電直讀燃氣表1用于統(tǒng)計用戶的燃氣使用情況，將燃氣使用情況發(fā)送給樓匯聚端3。

所述通信鏈路5用于將所述光電直讀燃氣表1與所述樓匯聚端3連通，將所述樓匯聚端3和所述小區(qū)匯聚端4連通，將所述小區(qū)匯聚端4和所述燃氣公司端5連通。

更具體的，所述通信鏈路5為有線通信鏈路或無線通信鏈路。

所述樓匯聚端3用于讀取每棟樓的燃氣使用情況，接收所述光電直讀燃氣表1發(fā)送的用戶燃氣使用情況，并統(tǒng)計整棟樓的用戶燃氣使用情況，與樓燃氣使用情況進行比對，將比對結果發(fā)送給小區(qū)匯聚端4。

所述小區(qū)匯聚端4用于讀取每個小區(qū)的燃氣使用情況，接收所述樓匯聚端3發(fā)送的比對結果，并統(tǒng)計整個小區(qū)的用戶燃氣使用情況，與小區(qū)燃氣使 用情況進行比對，將比對結果發(fā)送給燃氣公司端2。

所述燃氣公司端2用于接收所述樓小區(qū)匯聚端發(fā)送的比對結果，將比對結果進行分析，如果結果與燃氣公司輸出燃氣量相同，則進行相應的扣費行為，否則將問題用戶或問題樓或問題小區(qū)上報維修檢測部門。

所述樓匯聚端3和所述光電直讀燃氣表1之間還可以設置梯位匯聚端，所述光電直讀燃氣表1將讀取的數(shù)據(jù)匯聚至梯位匯聚端，梯位匯聚端采集整個梯位的燃氣用量，與匯聚的用戶用量進行比對，將比對結果發(fā)送至樓匯聚端。

更具體的，所述梯位匯聚端設置于樓道燃氣管道分支前端，所述梯位匯聚端包括讀取模塊、通信模塊、存儲模塊和處理器。

所述讀取模塊用于讀取梯位總的燃氣使用量。

所述通信模塊用于接收梯位中所有光電直讀燃氣表1發(fā)送的用戶燃氣使用情況。

所述處理器用于統(tǒng)計該梯位中所有光電直讀燃氣表1發(fā)送的用戶燃氣使用量，并將總的用戶使用量與所述讀取模塊讀取的梯位總燃氣使用量進行比對，若沒有差別則通過通信模塊向樓匯聚端發(fā)送總使用量，若有差別，則通過通信模塊向燃氣公司發(fā)出泄露警告。

所述通信模塊用于向所述光電直讀燃氣表1發(fā)送調取用戶燃氣使用量請求將梯位總使用量發(fā)送給樓匯聚端，將泄露警告發(fā)送給燃氣公司。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。