創(chuàng)意無極限,儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利――一種光電
直讀水表傳感器抑制氣泡干擾的方法。該專利由江蘇駿普智能儀表有限公司申請(qǐng),并于2017年9月26日獲得授權(quán)公告。
內(nèi)容說明
本發(fā)明涉及一種光電直讀水表傳感器抑制氣泡干擾的方法,適應(yīng)于采用光電技術(shù)對(duì)機(jī)械計(jì)數(shù)器顯示的讀數(shù)進(jìn)行電信號(hào)編碼輸出的水表,尤其是光電直讀式濕式水表。
發(fā)明背景
水表分為干式水表與濕式水表兩大類,目前自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表技術(shù)出現(xiàn)了一種通過加裝
光電傳感器組件,讀取一次計(jì)量儀表讀數(shù)信息的裝置,即光電直讀式傳感器裝置,簡稱光電直讀傳感器。該裝置通過對(duì)原機(jī)械計(jì)數(shù)器裝置的計(jì)數(shù)器字輪作技術(shù)改造,在計(jì)數(shù)器字輪上按一定的編碼規(guī)律,制作編碼條,采用光電傳感器部件,將計(jì)數(shù)器字輪上的“0”-“9”十個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)字編碼信號(hào),通過接口,直接將讀數(shù)輸出到遠(yuǎn)端抄表設(shè)備,該直讀裝置平時(shí)不需要供電,只有需要抄表時(shí)才瞬間供電,解決了以前脈沖抄表系統(tǒng)中的的長期供電問題。隨著技術(shù)的發(fā)展,光電直讀技術(shù)在近幾年得到了較快的發(fā)展,由于干式水表的用水計(jì)量傳動(dòng)加裝了一級(jí)磁傳感,精度低,且隨著時(shí)間的推移,其流量計(jì)量精度越來越低,也影響了干式表的使用與推廣;但已有的用于濕式水表的光電直讀傳感器,其不足也較為明顯:濕式水表液封盒中容易產(chǎn)生氣泡,尤其是在編碼條上或編碼槽中存在氣泡時(shí),當(dāng)光發(fā)射管發(fā)出的光線通過時(shí),容易產(chǎn)生折射等現(xiàn)象,使照射到光接收管的光強(qiáng)度降低,使得光接收管的感應(yīng)電流降低,造成傳感器編碼錯(cuò)誤,導(dǎo)致由于氣泡干擾產(chǎn)生的讀數(shù)錯(cuò)誤;針對(duì)氣泡干擾,目前業(yè)界還沒有有效的辦法,由于氣泡干擾的限制,使得光電直讀式濕式水表的推廣困難。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的是:提供一種光電直讀水表傳感器抑制氣泡干擾的方法,用于采用光電技術(shù)對(duì)機(jī)械計(jì)數(shù)器顯示的讀數(shù)進(jìn)行電信號(hào)編碼輸出的水表,使用該方法設(shè)計(jì)的光電直讀式濕式水表防氣泡干擾的能力強(qiáng),同時(shí)具備價(jià)格低廉,性能穩(wěn)定、使用電子元器件數(shù)量少的特點(diǎn)。
圖為本發(fā)明實(shí)施例電原理示意圖
本發(fā)明所提供的光電直讀水表傳感器抑制氣泡干擾的方法,包括單片機(jī)、通訊接口組件、直流供電組件、多組由多對(duì)光敏接收管、光發(fā)射管對(duì)管組成的光電傳感器的光電傳感譯碼器組件,本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的,通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):連接光敏接收管的單片機(jī)I/O端口具備可編程的輸出功能和帶上拉的輸入功能,通過程序控制將該端口切換為輸出功能和帶上拉的輸入功能,完成對(duì)光敏接收管的不同的供電連接,使得光敏接收管的采樣電阻在單一外接采樣電阻Rn-1與外接采樣電阻Rn-1串接單片機(jī)內(nèi)部I/O端口的上拉電阻R之間切換,使光敏接收管采樣電阻的阻值在Rn-1與Rn-1+R之間切換,通過調(diào)整光敏接收管采樣電阻,來調(diào)整光敏接收管的傳感靈敏度,實(shí)現(xiàn)抑制氣泡干擾的作用。
為方便進(jìn)一步說明,預(yù)先對(duì)采用一對(duì)光敏接收管與光發(fā)射管的光感應(yīng)原理進(jìn)行描述,光發(fā)射管D負(fù)極連接低電位、光發(fā)射管D正極連接分壓電阻R3的一端,R2的另一端連接供電電源Vcc,接通電源,此時(shí)光發(fā)射管工作,定義此條件下的發(fā)光強(qiáng)度為Pw;光敏接收管Q的發(fā)射極連接低電位,集電極連接電阻R的一端,連結(jié)點(diǎn)定義為采樣點(diǎn)Vsin,電阻R的另一端連接供電電源Vcc,設(shè)當(dāng)光強(qiáng)度為Pw的光照射到光敏接收管Q上,光敏接收管Q感應(yīng)的電流為I,假設(shè)光敏接收管工作在線性區(qū),且不考慮其他器件因素,將符合以下計(jì)算:Vsin=Vcc-R1 x I。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:1、在不增加任何硬件電路的條件下,僅通過單片機(jī)軟件調(diào)整I/O端口的性質(zhì),達(dá)到調(diào)整取樣電阻的阻值,修正光敏接收管Q的接收傳感靈敏度的效果,實(shí)現(xiàn)在光通道遇到氣泡干擾時(shí),光電直讀傳感器的譯碼正常。2、具有程序操作簡單,容易實(shí)現(xiàn)的特征。
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