一種智能水表光電直讀器的制造方法
【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種智能水表光電直讀器，適應于采用光電技術對機械計數器顯示的讀數進行電信號編碼輸出的水表，尤其是光電直讀式濕式水表。
【背景技術】
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[0002]水表分為干式水表與濕式水表兩大類，目前自動遠程抄表技術出現了一種通過加裝光電傳感器組件，讀取一次計量儀表讀數信息的裝置，即光電直讀式傳感器裝置，簡稱光電直讀傳感器。該裝置通過對原機械計數器裝置的計數器字輪作技術改造，在計數器字輪上按一定的編碼規律，制作編碼條，采用光電傳感器部件，將計數器字輪上的“O”- “9”十個數字轉化為數字編碼信號，通過接口，直接將讀數輸出到遠端抄表設備，該直讀裝置平時不需要供電，只有需要抄表時才瞬間供電，解決了以前脈沖抄表系統中的的長期供電問題。隨著技術的發展，光電直讀技術在近幾年得到了較快的發展，由于干式水表的用水計量傳動加裝了一級磁傳感，精度低，且隨著時間的推移，其流量計量精度越來越低，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生氣泡，尤其是在編碼條上或編碼槽中存在氣泡時，當光發射管發出的光線通過時，容易產生折射等現象，使照射到光接收管的光強度降低，使得光接收管的感應電流降低，造成傳感器編碼錯誤，導致由于氣泡干擾產生的讀數錯誤；針對氣泡干擾，目前業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。
【發明內容】
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[0003]本實用新型的設計目的是:提供一種智能水表光電直讀器，用于采用光電技術對機械計數器顯示的讀數進行電信號編碼輸出的水表，使用該方法設計的光電直讀式濕式水表防氣泡干擾的能力強，同時具備價格低廉，性能穩定、使用電子元器件數量少的特點。
[0004]本實用新型所提供的智能水表光電直讀器，包括單片機、通訊接口組件、直流供電組件、多組由多對光敏接收管、光發射管對管組成的光電傳感器的光電傳感譯碼器組件，本實用新型為實現上述目的，通過以下技術方案來實現:
[0005]為方便進一步說明，預先對采用一對光敏接收管與光發射管的光感應原理進行描述，光發射管D負極連接低電位、光發射管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，此時光發射管工作，定義此條件下的發光強度為Pw ;光敏接收管Q的發射極連接低電位，集電極連接電阻R的一端，連結點定義為采樣點Vsin，電阻R的另一端連接供電電源Vcc，設當光強度為Pw的光照射到光敏接收管Q上，光敏接收管Q感應的電流為I，假設光敏接收管工作在線性區，且不考慮其他器件因素，將符合以下計算:
[0006]Vsin = Vcc-Rl x I ；
[0007]本實用新型可通過以下具體的技術方案與流程來實現:
[0008]1、單片機采用內置有多路模擬數字轉換器(ADC)。
[0009]2、每組光電傳感器組件由兩個取樣電阻、一個限流電阻，多對包含一個光敏接收管、一個光發射管的光電傳感器對管組成，每組光發射管正極并聯后，連通單片機的一個ADC輸入腳ADTn，再串接限流電阻直接連接單片機的一個輸出引腳VDn，每組光敏接收管的正極并聯后，連通單片機的一個ADC輸入腳ARTn，再串接第一個取樣電阻Rn-2，第一個取樣電阻Rn-2連通單片機的I/O端口 VQn，再串接第二個取樣電阻Rn-1，第二個取樣電阻Rn-1串接連接單片機的I/O端口 VRn，每對光電傳感器對管的負極VSm連通，多組光電傳感器組件中相對應位置的負極VSm連接后，直接連接單片機的一個輸出引腳；通過程序設定，光敏接收管采樣電路可做以下配置:將I/O端口 VRn設置為輸入功能、I/O端口 VQn設置為輸出功能，且輸出高電平，此條件下光敏接收管的采樣電阻為Rn-2，下文將此模式稱為模式一；通過程序設定，將I/O端口 VQn設置為輸入功能、I/O端口 VRn設置為輸出功能，且輸出高電平，此條件下光敏接收管的采樣電阻為Rn-2串聯Rn-1，阻值為Rn-1+Rn_2，下文將該模式稱為模式二 ；光電傳感器組件采用逐一掃描的方式完成數據測量，每次完整的掃描過程包含以下五個步驟:
[0010]第一步:通過單片機程序控制，將光敏接收管采樣電路配置為模式一，此時等效于取樣電阻Rn-2連通到供電電源Vcc上，將需掃描檢測的光電傳感器組件對應的VDn輸出低電平，需掃描檢測的光電對管對應的負極VSm輸出低電平，然后通過測量ARTn的信號電平，測量外部環境光照強度，如外部環境光的強度超過一定的設定值，停止繼續往下測量，報光干擾錯誤；否則，繼續進行下步驟的掃描測量；
[0011]第二步:通過單片機程序控制，將光敏接收管采樣電路配置為模式一，此時等效于取樣電阻Rn-2連通到供電電源Vcc上，將對應的VDn輸出高電平，需檢測的光電對管對應的負極VSm輸出低電平，點亮發光管Dn-m，然后測量ARTn的信號電平，再依次掃描各光電傳感器，記錄此次掃描的轉換數據；假設此時光發射管Dn發出的光透過編碼器的編碼孔槽照射到光敏接收管Qn的光通道，如不存在氣泡干擾，則沒有經過氣泡干擾衰減，ARTn的信號電平將符合正常的邏輯要求，譯碼數據正常；但光通過光通道時，可能會經過一個或多個干擾氣泡時，照射到光敏接收管Qn上的光強度Pw將降低，光敏接收管Qn的感應電流也會降低，導致此條件所獲取的采樣電壓ARTn的信號電平會比正常的電壓值抬高，當抬高到超過閾值V時，即氣泡干擾嚴重時，采樣點的邏輯電平由正常的“O”變為了“ 1”，導致處理后的數據錯誤；
[0012]第三步:通過單片機程序控制，將光敏接收管采樣電路配置為模式二，此條件下，可等效為第一個取樣電阻Rn-2串接了第二個取樣電阻Rn-1，再連接到供電電源Vcc上，此時取樣電阻將增大為Rn-2+Rn-l，通過控制單片機的對需檢測的光電傳感器組件對應的VDn輸出低電平，需檢測的光電對管對應的負極VSm輸出低電平，然后通過測量ARTn的信號電平，測量外部環境光照強度，如外部環境光的強度超過一定的設定值，停止繼續往下測量，上報第二步的測量數據，此數據可能存在氣泡干擾；否則繼續測量，達到消除氣泡干擾的效果；
[0013]第四步:通過單片機程序控制，將光敏接收管采樣電路配置為模式二，將對應的VDn輸出高電平，需檢測的光電對管對應的負極VSm輸出低電平，點亮發光管Dn_m，然后測量ARTn的信號電平，再依次掃描各光電傳感器，記錄此次掃描的轉換數據；假設此時光發射管Dn發出的光透過編碼器的編碼孔槽照射到光敏接收管Qn的光通道，如不存在氣泡干擾，由于取樣電阻已增大為Rn-1+R，則沒有經過氣泡干擾衰減時，ARTn的信號電平也符合正常的邏輯要求，譯碼數據正常；但光通過光通道時，可能會經過一個或多個干擾氣泡時，照射到光敏接收管Qn上的光強度Pw將降低，光敏接收管Qn的感應電流也會降低，由于在感應電流降低的條件下，取樣電阻升高，導致此條件所獲取的采樣電壓ARTn的信號電平會比正常值抬高幅度不大，甚至比正常的采樣電壓ARTn值還要低，使得采樣點的邏輯電平維持正常的邏輯“O”，處理后的數據正常；
[0014]第五步:將第二步與第四步得到的譯碼數據運算處理，當兩組數據一致時，取任意一組數據作為譯碼數據，此時不存在能影響數據測量的氣泡干擾；當兩組數據不一致時，取第四步獲取的數據作為譯碼數據，此時存在能影響數據測量的氣泡干擾，同時報氣泡干擾警示標志。
[0015]本實用新型優點在于:
[0016]1、在每組光電傳感器組件采用兩個取樣電阻的條件下，僅通過單片機軟件調整I/O端口的性質，達到調整取樣電阻的阻值，修正光敏接收管Q的接收傳感靈敏度的效果，實現在光通道遇到氣泡干擾時，光電直讀傳感器的譯碼正常。
[0017]2、具有程序操作簡單，容易實現的特征。
【附圖說明】
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[0018]圖1:本實用新型實施例電原理示意圖。
【具體實施方式】
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[0019]下面結合附圖，對本實用新型做進一步的說明:
[0020]如圖1所示:本實施例提供的智能水表光電直讀器，包括單片機、通訊接口組件、直流供電組件、多組由多對光敏接收管、光發射管對管組成的光電傳感器的光電傳感譯碼器組件，在圖1中，使用由5對光敏接收管、光發射管對管組成光電傳感器，由η組光電傳感器組成光電傳感譯碼器，其中光電傳感譯碼器給出了詳細的電氣原理連接圖，在圖1中，Dn-m，與Qn-m(m表示1_5的標示數)組成一對光發射管、光敏接收管對管，Dn-1，與Qn-