一种光纤直读采集器的光电转换机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光纤直读采集器的光电转换机构，信号轮和信号头轮均包括4个并排的断面，每个断面的外表面开有凹槽、断面的外缘周对应一路入射光纤的输出端和一路反射光纤的入射端；信号轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第一发射光电管连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管连接；信号头轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第二发射光电管连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管连接。本实用新型专利技术采用四排带有沟槽的字轮，能够稳定地采样并提高采样精度；反射光纤接收到调制光信号后产生0和1两种状态，配合字轮编码表就能运算出字轮的数字，准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤直读采集器的光电转换机构
本技术涉及一种光纤直读采集器的光电转换机构，具体地说是用于计量仪表 中计数器的光纤直读采集器的光电转换机构。
技术介绍
传统的计量仪表（包括煤气表、水表、电表、热能表等）的计量数据的采集是靠人 工抄表计数器值来实现。随着微电子技术的发展，出现了电子与机械仪表结合的控制器，利 用IC卡或远传集抄来控制仪表的计量数据。这种控制器的采样原理是一种动态随机信号 的被动采集系统，这种系统广泛应用的是利用仪表的转动部件，采用磁感应传感器采样的 方法。当仪表转动时，转动部件上的磁钢与传器（舌簧管、霍尔元件）接近时，传感器的通 断状态发生变化，使其电平信号输入CPU，按一个脉冲为一固定计量单位数据运算与存储。 根据上述原理制作的控制器存在着一系列不足之处，主要包括：1、由于采集的是动态随机 信号，控制器的软件及系统处于高几率的运动之中。这种长年累月连续的动态采样过程，对 控制器系统要求有极高的可靠性，但作为民品及控制价格的要求，此控制系统的可靠性不 可能太高。因此在实际应用中，售后服务量大，用户对主品的信誉度不高；2、保证计量数据 采样的准确性技术难度大，大量系统数据出现偏差则无法补偿；3、采样系统易受干扰及攻 击；4、功耗较大，计量仪表控制大多使用电池供电，需要经常更换电池。上述问题的存在在 一定程度上影响了现有控制技术的控制仪表的推广使用。
技术实现思路
本技术目的是提供一种能够稳定采样且准确率高的光纤直读采集器光电转 换机构，以克服上述缺陷。 本技术为实现上述目的所采用的技术方案是： -种光纤直读采集器的光电转换机构，信号轮和信号头轮均包括4个并排的断 面，每个断面的外表面开有凹槽、断面的外缘周对应一路入射光纤的输出端和一路反射光 纤的入射端；信号轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第一发射光电管连接，四 路反射光纤的末端分别与四只接收光电管连接；信号头轮的4个断面分别对应的四路入射 光纤始端与第二发射光电管连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管连接。 所述凹槽为断面外缘周上沿周向的弧形槽。 所述4个并排的断面从左至右的第一个字轮的弧形槽为两个，两个弧形槽的弧长 均为圆周的1/5、且两个弧形槽间隔圆周的1/5。 所述4个并排的字轮从左至右的第二个字轮的弧形槽的弧长为圆周的3/5。 所述4个并排的字轮从左至右的第三个字轮的弧形槽的弧为半圆弧。 所述4个并排的字轮从左至右的第四个字轮的弧形槽的弧长为圆周的2/5。 所述入射光纤和反射光纤采用纤芯材料为二氧化硅的光纤。 所述入射光纤的始端和反射光纤的入射端位于字轮的上部，且在字轮未开凹槽部 分的反射面上形成反射点。 所述入射光纤的始端和反射光纤的入射端形成的角平分线通过信号轮或信号头 轮的圆心。 所述角平分线与通过圆心的坚直线所成夹角为18°。 本技术具有以下有益效果及优点： 1.本技术的光纤采用二氧化硅（Si02)为纤芯材料的耐高温光纤，并固定于 轮架上，使光纤非常集中，上方的光纤合成板将其位置固定不发生位移，转弯半径达到最大 状态；光纤安装在轮架上方，避免了水中杂质对发光面的污染。 2.本技术采用四排带有沟槽的字轮，能够稳定地采样并提高采样精度；反射 光纤接收到调制光信号后产生〇和1两种状态，配合字轮编码表就能运算出字轮的数字，准 确率高。 【附图说明】 图1为本技术的光纤直读式水表采集器剖面图； 图2为图1中沿A-A的光纤直读组件剖面图； 1信号轮，2信号头轮，3蜗轮轴，4光纤合成板，5光电管PCB板，6光电管座，7叶轮 组件，8密封圈，9磁钢，10上壳体，11干簧管，12齿轮传动组件，13密封圈，14光纤直读组 件，15轮架，16棘轮，17联结螺母，18下壳体，19支架，20螺钉； 图3为光电转换机构电气连接及工作原理图； 图4为信号轮断面结构图； 其中，（a) (b) (c)⑷依次为第一、二、三、四个断面结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。 光纤直读式热水表采集器如图1、2所示， 由标准热水表（DN15、DN20、DN25)的叶轮组件7,齿轮传动组件12及含有本技术 特有字轮和光纤的光纤直读组件14组成水表的内部结构；由上壳体10,下壳体18及联结 螺母17,密封圈8构成外部结构； 由蜗轮轴3的蜗轮与齿轮传动组件12的蜗杆啮合，叶轮组件7的叶轮轴与齿轮传 动组件12的齿轮啮合。水表叶轮在水流作用下经叶轮组件7的叶轮轴带动齿轮传动组件 12的齿轮转动，进而带动蜗杆使蜗轮带动蜗轮轴3转动。蜗轮轴3带动信号头轮2转动，蜗 轮轴3与信号头轮2为过渡配合。 光纤直读组件14包括蜗轮轴3、轮架15、支架19、棘轮16、信号轮1，信号头轮2 以及光纤和光电管（发光、接收）；蜗轮轴3的不锈钢轴穿过轮架15 -侧的孔，经过信号头 轮2、信号轮1的内孔，最后再穿到轮架15另一侧的孔。由于不锈钢轴与信号头轮的内孔 为过渡配合，所以蜗轮轴的轴向被固定只能转动。蜗轮轴3与轮架15、信号轮1相配孔为 间隙配合。蜗轮轴3带动信号头轮2旋转，信号头轮2转一周经棘轮16带动信号轮1转动 36° (即1个数字）。轮架15上设有对应信号轮和信号头轮的孔，用于每个轮子在轮架15 上装有4对光纤。 光纤直读组件14内的光电转换结构如图3和图4所示，入射和反射光纤按图4 (信 号轮与断面结构）角度固定经支架19与光纤合成板4,按图3 (信号轮与光路结构）连接组 成两个发光管A、B的两组发射光纤束，与4个光电管1、2、3、4组成4组反射光纤束，在光纤 合成板4上共组成6组光纤束。光纤合成板4上的密封圈13与上壳体10用螺钉20连接。 光纤直读组件中的光纤采用二氧化硅（Si02)为纤芯材料的耐高温光纤，因其物 理性质易断，所以要求转弯半径（R)越大越好，长度也不易过长。为解决这个问题，本技术 采用四排带有沟槽的字轮。反射光纤接收到调制光信号后产生〇和1两种状态，配合字轮 编码表（表一）就能运算出字轮的数字。在轮架15上方集中打孔用于固定光纤，使光纤非 常集中，上方的光纤合成板4将其位置固定不发生位移，转弯半径（R)达到最大状态。光纤 安装在轮架15上方，避免了水中杂质对发光面的污染。 光纤直读式热水表采集器工作原理如图3所示，1、2、3、4为接收的光电管；如图4 所示，（a) (b) (c) (d)为面向字轮从左至右的断面示意图。（a)断面的反射光纤与图3中的 1号光电管对应，（b)断面反射光纤与2号光电管对应，（c)断面反射光纤与3号光电管对 应，（d)断面反射光纤与4号光电管对应； 表一字轮编码表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤直读采集器的光电转换机构，其特征在于：信号轮和信号头轮均包括4个并排的断面，每个断面的外表面开有凹槽、断面的外缘周对应一路入射光纤的输出端和一路反射光纤的入射端；信号轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第一发射光电管(21)连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管(23、24、25、26)连接；信号头轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第二发射光电管(22)连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管(23、24、25、26)连接。

【技术特征摘要】
1. 一种光纤直读采集器的光电转换机构，其特征在于：信号轮和信号头轮均包括4个 并排的断面，每个断面的外表面开有凹槽、断面的外缘周对应一路入射光纤的输出端和一 路反射光纤的入射端；信号轮的4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第一发射光电管 (21)连接，四路反射光纤的末端分别与四只接收光电管（23、24、25、26)连接；信号头轮的 4个断面分别对应的四路入射光纤始端与第二发射光电管（22)连接，四路反射光纤的末端 分别与四只接收光电管（23、24、25、26)连接。2. 根据权利要求1所述的一种光纤直读米集器的光电转换机构，其特征在于所述凹槽 为断面外缘周上沿周向的弧形槽。3. 根据权利要求1所述的一种光纤直读米集器的光电转换机构，其特征在于所述4个 并排的断面从左至右的第一个字轮的弧形槽为两个，两个弧形槽的弧长均为圆周的1/5、且 两个弧形槽间隔圆周的1/5。4. 根据权利要求1所述的一种光纤直读米集器的光电转换机构，其特征在于所述4个 并排的字轮从左至右的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汴荣，
申请(专利权)人：黄汴荣，
类型：新型
国别省市：辽宁;21