一種電容式數字水表讀數裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電容式數字水表讀數裝置，通過金屬水表指針與不同區域金屬鍍層形成電容，構成高頻信號通路，從而檢測指針位置。本實用新型性能穩定，精度較高，成本較低，功耗低，采用非接觸測量方式，不受惡劣工作環境的影響，適用范圍廣。
【專利說明】一種電容式數字水表讀數裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水表領域，具體為一種電容式數字水表讀數裝置。
【背景技術】
[0002]水表指針電子讀數是通過檢測水表指針位置得到水表讀數信號的。目前，水表正向著數字化、智能化的方向發展，自動檢測、自動讀數、無人抄表成為智能水表新的標準。然而，新型水表的發展面臨兩個最大的問題:一方面，水表的工作環境較為惡劣，要求水表讀數系統能夠在污池液體中，磁場干擾下，低功耗穩定地長時間工作；另一方面，水表市場的特點決定了新的水表需要與傳統水表兼容，并且整體成本必須較低。目前水表指針電子讀數系統采用的方法主要有光電傳感器、電感傳感器、韋根傳感器、CCD/CM0S圖像傳感器等。光電傳感器功耗較大，并且對于污濁液體的測量效果較差；電感傳感器制造成本高、并且容易受到環境電磁場干擾；韋根傳感器受到環境電磁場干擾很大，工作不穩定；CCD/CM0S圖像傳感器功耗大、對于污濁液體的測量效果較差并且系統復雜成本高昂。這些傳感器不適合在惡劣的環境中長時間無養護工作，也無法滿足現實水表市場的需求。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種電容式數字水表讀數裝置，以解決現有數字電子水表技術中造價偏高，功耗過大，易受環境電磁影響，無法在污濁液體中工作、難以長時間無維護工作的問題。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0005]一種電容式數字水表讀數裝置，包括有表體、通過金屬轉軸轉動安裝在表體上的金屬水表指針，其特征在于:表體上設置有罩在金屬水表指針外的透明電介質材料制成的表罩，表罩外壁嵌入有與金屬水表指針位置對應的讀數盤，且讀數盤中心在金屬水表指針金屬轉軸中心線延長線上，所述讀數盤上沿圓周均勻刻度有讀數，相鄰讀數之間的讀數盤上設置有扇環形的金屬鍍層，讀數盤上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號發生電路、高頻信號檢測電路，所述高頻信號發生電路的信號輸出端與金屬水表指針通過導線電連接，讀數盤上多段金屬鍍層分別通過導線與高頻信號檢測電路的信號輸入端電連接。
[0006]所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:讀數盤上沿圓周均分為十塊扇環形區域，每個扇環形區域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環形匹配的形狀一一對應設置在各個扇環形區域中，相鄰金屬鍍層之間通過絕緣體絕緣。
[0007]所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構成完整的正多邊形。
[0008]所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述表罩為玻璃材料制成。
[0009]所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述讀書盤上設置有引出焊盤，多個金屬鍍層上的導線分別通過引出焊盤排線引出至高頻信號檢測電路的信號輸入端。
[0010]所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述表體中設置有金屬軸承，金屬轉軸轉動安裝在金屬軸承中，高頻信號發生電路信號輸出端上的導線與金屬軸承電連接，從而構成高頻信號發生電路至金屬水表指針的完整高頻信號通路。
[0011]本實用新型工作原理為:金屬水表指針、電介質材料制成的表罩、金屬水表指針當前所對應的讀數盤上金屬鍍層三者之間形成電容，高頻信號發生電路向金屬水表指針上加載高頻信號，根據電容通高頻阻低頻的特性，高頻信號可通過電容傳至讀數盤的金屬鍍層上，進而通過檢測讀數盤上各個獨立金屬鍍層是否有高頻信號可得到指針指向方位，從而得到指針讀數。
[0012]本實用新型優點為:本實用新型性能穩定，精度較高，成本較低，功耗較低；采用非接觸測量方式，在使用操作時不受惡劣工作環境的影響，適用范圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結構原理示意圖。
[0014]圖2為本實用新型工作原理框圖。
[0015]圖3為本實用新型讀數盤上金屬鍍層劃分示意圖。
[0016]圖4為本實用新型整體結構立體示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1-圖4所示。一種電容式數字水表讀數裝置，包括有表體1、通過金屬轉軸2轉動安裝在表體I上的金屬水表指針3，表體I上設置有罩在金屬水表指針3外的透明電介質材料制成的表罩4，表罩4外壁嵌入有與金屬水表指針3位置對應的讀數盤5，且讀數盤5中心在金屬水表指針3金屬轉軸2中心線延長線上，讀數盤5上沿圓周均勻刻度有讀數，相鄰讀數之間的讀數盤5上設置有扇環形的金屬鍍層，讀數盤5上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號發生電路、高頻信號檢測電路，高頻信號發生電路的信號輸出端與金屬水表指針3通過導線電連接，讀數盤5上多段金屬鍍層分別通過導線與高頻信號檢測電路的信號輸入端電連接。
[0018]讀數盤5上沿圓周均分為十塊扇環形區域，每個扇環形區域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環形匹配的形狀一一對應設置在各個扇環形區域中，相鄰金屬鍍層之間通過絕緣體絕緣。
[0019]金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構成完整的正多邊形。
[0020]表罩4為玻璃材料制成。
[0021]讀書盤5上設置有引出焊盤，多個金屬鍍層上的導線分別通過引出焊盤排線引出至高頻信號檢測電路的信號輸入端。
[0022]表體I中設置有金屬軸承，金屬轉軸2轉動安裝在金屬軸承中，高頻信號發生電路信號輸出端上的導線與金屬軸承電連接，從而構成高頻信號發生電路至金屬水表指針3的完整高頻信號通路。
[0023]本實用新型中，水表讀數系統由微處理器、高頻信號發生電路、金屬水表指針、讀數盤、高頻信號檢測電路組成。讀數盤表面構建如圖3所示的十塊相互絕緣金屬鍍層，并通過引線引出。水表工作時，金屬水表指針處于轉動狀態；讀數時，金屬水表指針與十塊金屬鍍層中的一塊處于相對位置，從而形成電容，玻璃表罩作為電介質。讀數時，與金屬水表指針相連的高頻信號發生電路產生高頻信號，根據電容通高頻阻低頻的特性，會在與指金屬水表指針相對的金屬鍍層上產生高頻信號。高頻信號檢測電路檢測出產生高頻信號的金屬鍍層，從而確定指針的位置。根據指針的位置判斷水表當前讀數。
[0024]本實用新型中，每塊金屬鍍層為角度為36度的扇環，或者梯形。每塊金屬鍍層位于水表相鄰讀數之間，金屬鍍層之間相互絕緣，并通過引線引出。讀數盤可以鑲嵌在玻璃表罩上，利用玻璃作為穩定的電介質。金屬水表指針與高頻信號發生電路相連，讀數時，金屬水表指針將帶有高頻信號，并通過電容效應，將高頻信號傳輸到與之對應的讀數盤上某一金屬鍍層。高頻信號檢測電路與讀數盤上十塊金屬鍍層相連，讀數時檢測各個鍍層上的高頻信號，微處理器依此判斷金屬水表指針位置。得出水表讀數。
[0025]本實用新型基于電容效應進行水表指針讀數，其構造簡單，造價低廉，受環境干擾小，功耗極低。原因在于:1、電容效應受環境磁場影響極小。2、該方法利用水表玻璃防護罩作為穩定的電介質，受水質影響很小3、可采用成熟的雕刻、腐蝕等印刷電路制造工藝生產傳感器，產品性能穩定，良品率高，造價低廉，利于降低系統造價，迅速占領市場。4、克服了傳統傳感器需要實時工作的缺點，本方法只需在讀數時短暫工作，降低了傳感器功耗，同時降低了系統總體功耗。這些優點使得該檢測方法利于水表的低功耗讀數，利于水表在各種較為的惡劣工作環境下長時間無養護工作。
【權利要求】
1.一種電容式數字水表讀數裝置，包括有表體、通過金屬轉軸轉動安裝在表體上的金屬水表指針，其特征在于:表體上設置有罩在金屬水表指針外的透明電介質材料制成的表罩，表罩外壁嵌入有與金屬水表指針位置對應的讀數盤，且讀數盤中心在金屬水表指針金屬轉軸中心線延長線上，所述讀數盤上沿圓周均勻刻度有讀數，相鄰讀數之間的讀數盤上設置有扇環形的金屬鍍層，讀數盤上多段金屬鍍層具有相同的扇形角度并能構成完整圓形，相鄰金屬鍍層之間設置使相鄰金屬鍍層絕緣的絕緣體，還包括有微處理器及分別接入微處理器的高頻信號發生電路、高頻信號檢測電路，所述高頻信號發生電路的信號輸出端與金屬水表指針通過導線電連接，讀數盤上多段金屬鍍層分別通過導線與高頻信號檢測電路的信號輸入端電連接。
2.根據權利要求1所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:讀數盤上沿圓周均分為十塊扇環形區域，每個扇環形區域角度分別為36度，多段金屬鍍層以與扇環形匹配的形狀一一對應設置在各個扇環形區域中，相鄰金屬鍍層之間通過絕緣體絕緣。
3.根據權利要求1所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述金屬鍍層為梯形，多段金屬鍍層具有相同的形狀且多段金屬鍍層能構成完整的正多邊形。
4.根據權利要求1所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述表罩為玻璃材料制成。
5.根據權利要求1所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述讀書盤上設置有引出焊盤，多個金屬鍍層上的導線分別通過引出焊盤排線引出至高頻信號檢測電路的信號輸入端。
6.根據權利要求1所述的一種電容式數字水表讀數裝置，其特征在于:所述表體中設置有金屬軸承，金屬轉軸轉動安裝在金屬軸承中，高頻信號發生電路信號輸出端上的導線與金屬軸承電連接，從而構成高頻信號發生電路至金屬水表指針的完整高頻信號通路。
【文檔編號】G01F15/06GK203396434SQ201320361965
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月24日 優先權日:2013年6月24日
【發明者】王曉旭, 許彥武, 趙吉文, 劉凱, 黃健, 郭乾麗, 高立明 申請人:安徽大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
