專利名稱：無源直讀光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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?xì)獗斫Y(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)的無源直讀光電傳感器。
背景技術(shù)：
目前電表、水表、純凈水表、熱能表、燃?xì)獗碇兴褂玫膫鞲衅鞑?用機(jī)械式傳感器或霍爾傳感器。但機(jī)械式傳感器是在表針的計(jì)數(shù)盤上安 裝磁鐵，計(jì)數(shù)盤附近安裝竿簧管。當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過竿簧管一 次，即產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號(hào)脈沖，因此機(jī)械式傳感器存在不防磁和磁鐵退
磁及因振動(dòng)造成計(jì)量不準(zhǔn)的缺點(diǎn)；而霍爾傳感器是通過磁性件接近時(shí)， 產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，輸出開關(guān)信號(hào)脈沖，當(dāng)有其它磁性物或其它磁場接近時(shí)， 導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確。
而且，目前采用機(jī)械轉(zhuǎn)輪式計(jì)數(shù)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(hào)，累計(jì)后最終才能得到處理器能夠 處理的數(shù)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(shù)值將不會(huì)失真。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)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(shí)接通電源，工作完成 后自動(dòng)切斷電源的無源直讀光電傳感器。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種無源直讀光電傳感器， 包括機(jī)械計(jì)數(shù)器、主控板和若干個(gè)光電板，所述的機(jī)械計(jì)數(shù)器包括框架、 中心軸、傳動(dòng)輪和字輪，所述的主控板固定與所述機(jī)械計(jì)數(shù)器的框架上， 所述的若干個(gè)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(shè)置在該電路主板上的電子元器件及 單片機(jī)。
所述的字輪的兩側(cè):&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(duì)準(zhǔn)所述的字輪。
所述的字輪包括有五位數(shù)字，所述字輪兩側(cè)的紅外傳感器也包括5 對(duì)，每對(duì)紅外傳感器由分別設(shè)置在一側(cè)電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接 收管組成。
所述的單片機(jī)向所述光電板上的紅外發(fā)射管傳送脈沖電流信號(hào)，電 流信號(hào)使紅外發(fā)射管產(chǎn)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(duì)的所述的紅外接收管接收，所述的紅外接收管 產(chǎn)生的電壓信號(hào)傳送至所述的單片機(jī)，經(jīng)過所述的單片機(jī)轉(zhuǎn)換后由電壓 值變成了數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至外設(shè)接口裝置進(jìn)行處理。
在所述的字輪上開有一個(gè)弧形半圓槽，所述半圓槽以輪中心為中心 點(diǎn)，并具有一定的寬度。
由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果
1、 不受電磁干擾，提高工作時(shí)的可靠性；
2、 節(jié)省電能；
3、 由于采用獨(dú)特的字輪開槽及單片機(jī)編碼方式，準(zhǔn)確性高；
4、 工作溫度范圍廣，因?yàn)椴捎昧四透?，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(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分接觸，也不與轉(zhuǎn)輪 一起運(yùn)動(dòng)，因此保證了長久耐用；
6、 費(fèi)用低，因?yàn)樵撔滦脱b置的制造工藝簡單，且所選用的電子元器件少 和價(jià)糾氐，因此生產(chǎn)、安裝方便，后續(xù)維護(hù)費(fèi)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(shí)產(chǎn)生的脈沖式電路〈20mA/3. 6V;不工作時(shí)電流為0。
8、 單片機(jī)的接口能與遠(yuǎn)傳集抄系統(tǒng)或無線模塊實(shí)現(xiàn)通訊，通信碼采 用才交驗(yàn)方式，提高通信的可靠性。


圖1是本實(shí)用新型無源直讀光電傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的主控板的電路圖； 圖3是本實(shí)用新型的光電板的電路圖。
其中l(wèi)-機(jī)械計(jì)數(shù)器；2-主控板；3-光電板；4-框架；5-中心軸；
傳動(dòng)輪；6-字輪；7-電路主板；8-單片機(jī)；9-電路板；10-紅外發(fā)射管；
ll-紅外纟妻收管；具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型無源直讀光電傳感器，包括機(jī)械計(jì) 數(shù)器1、主控板2和若干個(gè)光電板3，機(jī)械計(jì)數(shù)器1包括框架4、中心軸 5、傳動(dòng)輪5和字輪6，主控板2固定與機(jī)械計(jì)數(shù)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(shè)置在該電路主板7上的電子元器件及 單片機(jī)8。字輪6的兩側(cè)設(shè)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(duì)準(zhǔn)字輪6。
字輪6包括有五位數(shù)字，字輪6兩側(cè)的紅外傳感器也包括5對(duì)，每 對(duì)紅外傳感器由分別設(shè)置在一側(cè)電路板上的紅外發(fā)射管10和紅外接收 管ll組成。
單片機(jī)8向光電板3上的紅外發(fā)射管IO傳送脈沖電流信號(hào)，電流信 號(hào)使紅外發(fā)射管10產(chǎn)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(duì)的紅外接收管11接收，紅外接收管11產(chǎn)生 的電壓信號(hào)傳送至單片機(jī)8,經(jīng)過單片機(jī)8轉(zhuǎn)換后由電壓值變成了數(shù)字 信號(hào)，并發(fā)送至外設(shè)接口裝置進(jìn)行處理。在字輪6上開有一個(gè)弧形半圓 槽，半圓槽以輪中心為中心點(diǎn)，并具有一定的寬度。0-9的數(shù)字沿著輪
槽，半圓槽以輪中心為中心點(diǎn)，并具有一定的寬度。0-9的數(shù)字沿著輪 的圓柱面上均勻分布，即0-9這10個(gè)數(shù)字平均分360度的圓心。
本裝置中的紅外發(fā)射、接收管是指能產(chǎn)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(shù) 字傳送給第三方。i
與傳統(tǒng)的純機(jī)械式計(jì)數(shù)器和采用其它方式計(jì)數(shù)的裝置相比，本實(shí)用 新型具有所用電子元器件少，價(jià)格便宜，實(shí)用，維護(hù)方便等的特點(diǎn)。更
重要的特點(diǎn)是更節(jié)能和數(shù)值更加真實(shí)':對(duì)于那些已經(jīng)安裝到用戶家里機(jī) 械式計(jì)數(shù)器或者正在尋找無源直讀光電傳感器人們來說是一個(gè)不錯(cuò)的選 擇，特別適合那些采用電池供電的用戶。
光電效應(yīng)的傳感器，在受到光(包處可見光和不可見光)照射后即產(chǎn)
生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，它是,:種應(yīng)用極廣泛的重要
敏感器件。光電測量時(shí)不與被測對(duì)象直接接觸，在測量中不存在摩擦和 對(duì)被測對(duì)象幾乎不施加壓力，這對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式計(jì)數(shù)器來說擁有無與 倫比的優(yōu)勢(shì)。因此在許多應(yīng)用場合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯 的優(yōu)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(shí)現(xiàn)光電 的轉(zhuǎn)換。
平時(shí)，本實(shí)用裝置不需供電，只有在需要讀取的時(shí)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(gè)數(shù)，通常一個(gè)字輪的
讀取小于10毫秒，這樣一個(gè)計(jì)到萬位的計(jì)數(shù)器， 一共只需要10x5=50毫秒 左右的時(shí)間，這主要是因?yàn)橹骺匕迳蠁纹瑱C(jī)給光電板上的紅外發(fā)射管傳 送的是一個(gè)很短的脈沖電流信號(hào)，電流信號(hào)使紅外發(fā)射管產(chǎn)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(dāng)前所轉(zhuǎn)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(duì)的一個(gè)紅外接收管接收，之后因?yàn)榻邮展?接通產(chǎn)生的電壓信號(hào)又被單片機(jī)探測到，經(jīng)過單片機(jī)轉(zhuǎn)換后由電壓值變 成了數(shù)字信號(hào)。每個(gè)字輪需要5對(duì)紅外發(fā)射、接收管，當(dāng)單片機(jī)以脈沖電 流的方式逐一測量完這5對(duì)管是否被字輪所擋的狀態(tài)后，最后單片機(jī)通 過編碼分析后得到與字輪相一致的數(shù)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(shí)的可靠性。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本 實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施 例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)4刊務(wù)改或等同替換；而一切不脫離本 實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型 的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求1、一種無源直讀光電傳感器，包括機(jī)械計(jì)數(shù)器、主控板和若干個(gè)光電板，所述的機(jī)械計(jì)數(shù)器包括框架、中心軸、傳動(dòng)輪和字輪，其特征在于所述的主控板固定與所述機(jī)械計(jì)數(shù)器的框架上，所述的若干個(gè)光電板并排地焊接在所述的主控板上。
2、 根據(jù)權(quán)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(shè)置在該電路主板上的電子元器件及單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)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(cè)設(shè)有所述的光電板。
4、 根據(jù)權(quán)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(duì)準(zhǔn)所述的字輪。
5、 根據(jù)權(quán)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(shù)字，所述字輪兩側(cè)的紅外傳感器也包括5對(duì)，每對(duì) 紅外傳感器由分別設(shè)置在一側(cè)電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管組 成。
6、 根據(jù)權(quán)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(jī)向所述光電板上的紅外發(fā)射管傳送脈沖電流信號(hào)，電流信號(hào)使 紅外發(fā)射管產(chǎn)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(duì)的所述的紅外接收管接收，所述的紅外接收管產(chǎn)生的電 壓信號(hào)傳送至所述的單片機(jī)，經(jīng)過所述的單片機(jī)轉(zhuǎn)換后由電壓值變成了 數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送至外設(shè)接口裝置進(jìn)行處理。
7、 根據(jù)權(quán)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(gè)弧形半圓槽，所述半圓槽以輪中心為中心點(diǎn)，并具 有一定的寬度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無源直讀光電傳感器，包括機(jī)械計(jì)數(shù)器、主控板和若干個(gè)光電板，所述的機(jī)械計(jì)數(shù)器包括框架、中心軸、傳動(dòng)輪和字輪，所述的主控板固定與所述機(jī)械計(jì)數(shù)器的框架上，所述的若干個(gè)光電板并排地焊接在所述的主控板上。本實(shí)用新型不受電磁干擾、可靠性高、在工作時(shí)接通電源，工作完成后自動(dòng)切斷電源的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01D5/26GK201191195SQ20082005691
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者吳慶衛(wèi), 孟先鋒, 敏 徐, 梁世展, 洪運(yùn)來, 過震強(qiáng), 高志敏 申請(qǐng)人:上海大眾燃?xì)庥邢薰?上海潤金數(shù)碼科技發(fā)展有限公司