專利名稱：無源直讀光電傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電傳感器，尤其涉及一種用于電表、水表、 純凈水表、熱能表、燃氣表結構測量數據的無源直讀光電傳感器。
背景技術：
目前電表、水表、純凈水表、熱能表、燃氣表中所使用的傳感器采 用機械式傳感器或霍爾傳感器。但機械式傳感器是在表針的計數盤上安 裝磁鐵，計數盤附近安裝竿簧管。當轉盤每轉一周，磁鐵經過竿簧管一 次，即產生一個開關信號脈沖，因此機械式傳感器存在不防磁和磁鐵退
磁及因振動造成計量不準的缺點；而霍爾傳感器是通過磁性件接近時， 產生霍爾效應，輸出開關信號脈沖，當有其它磁性物或其它磁場接近時， 導致計量不準確。
而且，目前采用機械轉輪式計數器和霍爾傳感器，都無一例外的采 用不間斷的供電方式來獲取脈沖信號，累計后最終才能得到處理器能夠 處理的數字。這種方式由于要至此至終的供電，不僅消耗大量的電源能 量，也容易受到外界電磁干擾，并且一旦電源斷開，所得數值將不會失真。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供了 一 種能夠在需要不受電磁干擾、可靠性高、在工作時接通電源，工作完成 后自動切斷電源的無源直讀光電傳感器。
為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種無源直讀光電傳感器， 包括機械計數器、主控板和若干個光電板，所述的機械計數器包括框架、 中心軸、傳動輪和字輪，所述的主控板固定與所述機械計數器的框架上， 所述的若干個光電板并排地焊接在所述的主控板上。
所述的主控板包括電路主板和設置在該電路主板上的電子元器件及 單片機。
所述的字輪的兩側:&有所述的光電板。
所述的光電板包括電路板和紅外傳感器，所述的紅外傳感器安裝在 所述的電3各板上，并對準所述的字輪。
所述的字輪包括有五位數字，所述字輪兩側的紅外傳感器也包括5 對，每對紅外傳感器由分別設置在一側電路板上的紅外發射管和紅外接 收管組成。
所述的單片機向所述光電板上的紅外發射管傳送脈沖電流信號，電 流信號使紅外發射管產生一束紅外光，紅外光穿過字輪;故該字4侖另外一 面的一片光電板上面正對的所述的紅外接收管接收，所述的紅外接收管 產生的電壓信號傳送至所述的單片機，經過所述的單片機轉換后由電壓 值變成了數字信號，并發送至外設接口裝置進行處理。
在所述的字輪上開有一個弧形半圓槽，所述半圓槽以輪中心為中心 點，并具有一定的寬度。
由于采用上述技術方案，本實用新型具有以下有益效果
1、 不受電磁干擾，提高工作時的可靠性；
2、 節省電能；
3、 由于采用獨特的字輪開槽及單片機編碼方式，準確性高；
4、 工作溫度范圍廣，因為采用了耐高，低溫的紅外光電管，可在-40°C 到+85。C之間正常工作；
5、 耐用性好，由于紅外光電傳感器不與機械轉動部分接觸，也不與轉輪 一起運動，因此保證了長久耐用；
6、 費用低，因為該新型裝置的制造工藝簡單，且所選用的電子元器件少 和價糾氐，因此生產、安裝方便，后續維護費用低；
7、 工作電壓寬，電流小，電壓為2. 7V-5. 5V;電流為開通紅外傳感器 時產生的脈沖式電路〈20mA/3. 6V;不工作時電流為0。
8、 單片機的接口能與遠傳集抄系統或無線模塊實現通訊，通信碼采 用才交驗方式，提高通信的可靠性。
圖1是本實用新型無源直讀光電傳感器的結構示意圖； 圖2是本實用新型的主控板的電路圖； 圖3是本實用新型的光電板的電路圖。
其中l-機械計數器；2-主控板；3-光電板；4-框架；5-中心軸；
傳動輪；6-字輪；7-電路主板；8-單片機；9-電路板；10-紅外發射管；
ll-紅外纟妻收管；具體實施方式
如圖1至圖3所示，本實用新型無源直讀光電傳感器，包括機械計 數器1、主控板2和若干個光電板3，機械計數器1包括框架4、中心軸 5、傳動輪5和字輪6，主控板2固定與機械計數器的框架4上，光電板 3并排地焊接在所述的主控板2上。
主控板2包括電路主板7和設置在該電路主板7上的電子元器件及 單片機8。字輪6的兩側設有光電板3。光電板3包括電路板9和紅外傳 感器，紅外傳感器安裝在電路板9上，并對準字輪6。
字輪6包括有五位數字，字輪6兩側的紅外傳感器也包括5對，每 對紅外傳感器由分別設置在一側電路板上的紅外發射管10和紅外接收 管ll組成。
單片機8向光電板3上的紅外發射管IO傳送脈沖電流信號，電流信 號使紅外發射管10產生一束紅外光，紅外光穿過字4侖被該字輪6另外一 面的一片光電板3上面正對的紅外接收管11接收，紅外接收管11產生 的電壓信號傳送至單片機8,經過單片機8轉換后由電壓值變成了數字 信號，并發送至外設接口裝置進行處理。在字輪6上開有一個弧形半圓 槽，半圓槽以輪中心為中心點，并具有一定的寬度。0-9的數字沿著輪
槽，半圓槽以輪中心為中心點，并具有一定的寬度。0-9的數字沿著輪 的圓柱面上均勻分布，即0-9這10個數字平均分360度的圓心。
本裝置中的紅外發射、接收管是指能產生波長為940nm紅外光的管.
本裝置具有串口通信功能，能以RS232或者RS485電平的方式把數 字傳送給第三方。i
與傳統的純機械式計數器和采用其它方式計數的裝置相比，本實用 新型具有所用電子元器件少，價格便宜，實用，維護方便等的特點。更
重要的特點是更節能和數值更加真實':對于那些已經安裝到用戶家里機 械式計數器或者正在尋找無源直讀光電傳感器人們來說是一個不錯的選 擇，特別適合那些采用電池供電的用戶。
光電效應的傳感器，在受到光(包處可見光和不可見光)照射后即產
生光電效應，將光信號轉換成電信號輸出，它是,:種應用極廣泛的重要
敏感器件。光電測量時不與被測對象直接接觸，在測量中不存在摩擦和 對被測對象幾乎不施加壓力，這對于傳統的機械式計數器來說擁有無與 倫比的優勢。因此在許多應用場合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯 的優越性。本新型裝置就是利用不可見光的紅外光這些特性來實現光電 的轉換。
平時，本實用裝置不需供電，只有在需要讀取的時候才給它供電。 供電過程也很短暫，主要取決于需要讀取的字輪個數，通常一個字輪的
讀取小于10毫秒，這樣一個計到萬位的計數器， 一共只需要10x5=50毫秒 左右的時間，這主要是因為主控板上單片機給光電板上的紅外發射管傳 送的是一個很短的脈沖電流信號，電流信號使紅外發射管產生一束紅外 光，紅外光或者被字輪所擋，或者穿過字輪上面開的槽，這將取決于字 輪當前所轉到的位置，如果是穿過字輪的，那么這束紅外光將被該字輪另 外一面的一片光電板上面正對的一個紅外接收管接收，之后因為接收管 接通產生的電壓信號又被單片機探測到，經過單片機轉換后由電壓值變 成了數字信號。每個字輪需要5對紅外發射、接收管，當單片機以脈沖電 流的方式逐一測量完這5對管是否被字輪所擋的狀態后，最后單片機通 過編碼分析后得到與字輪相一致的數字。
采用紅外光傳感器還能抵抗那些紅外成分少的日光燈的干擾，提高
了工作時的可靠性。
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型而并非限制本 實用新型所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施 例對本實用新型已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應 當理解，仍然可以對本實用新型進4刊務改或等同替換；而一切不脫離本 實用新型的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本實用新型 的權利要求范圍中。
權利要求1、一種無源直讀光電傳感器，包括機械計數器、主控板和若干個光電板，所述的機械計數器包括框架、中心軸、傳動輪和字輪，其特征在于所述的主控板固定與所述機械計數器的框架上，所述的若干個光電板并排地焊接在所述的主控板上。
2、 根據權利要求l所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于所述 的主控板包括電路主板和設置在該電路主板上的電子元器件及單片機。
3.根據權利要求1或2所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于 所述的字輪的兩側設有所述的光電板。
4、 根據權利要求3所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于所述 的光電板包括電路板和紅外傳感器，所述的紅外傳感器安裝在所述的電 路4反上，并對準所述的字輪。
5、 根據權利要求4所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于所述 的字輪包括有五位數字，所述字輪兩側的紅外傳感器也包括5對，每對 紅外傳感器由分別設置在一側電路板上的紅外發射管和紅外接收管組 成。
6、 根據權利要求5所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于所述 的單片機向所述光電板上的紅外發射管傳送脈沖電流信號，電流信號使 紅外發射管產生一束紅外光，紅外光穿過字輪被該字輪另外一面的一片 光電板上面正對的所述的紅外接收管接收，所述的紅外接收管產生的電 壓信號傳送至所述的單片機，經過所述的單片機轉換后由電壓值變成了 數字信號，并發送至外設接口裝置進行處理。
7、 根據權利要求l所述的無源直讀光電傳感器，其特征在于在所 述的字輪上開有一個弧形半圓槽，所述半圓槽以輪中心為中心點，并具 有一定的寬度。
專利摘要本實用新型公開了一種無源直讀光電傳感器，包括機械計數器、主控板和若干個光電板，所述的機械計數器包括框架、中心軸、傳動輪和字輪，所述的主控板固定與所述機械計數器的框架上，所述的若干個光電板并排地焊接在所述的主控板上。本實用新型不受電磁干擾、可靠性高、在工作時接通電源，工作完成后自動切斷電源的優點。
文檔編號G01D5/26GK201191195SQ20082005691
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月3日 優先權日2008年4月3日
發明者吳慶衛, 孟先鋒, 敏 徐, 梁世展, 洪運來, 過震強, 高志敏 申請人:上海大眾燃氣有限公司;上海潤金數碼科技發展有限公司