阅读说明：本技术 双空心线圈燃气表无磁取信装置及其取信方法、燃气表 (Nonmagnetic signal taking device and method for double-hollow-coil gas meter and gas meter ) 是由 李亚亮 邓立斌 金永利 祝艳婷 王�琦 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种双空心线圈燃气表无磁取信装置及其取信方法、燃气表,所述取信装置至少包括圆盘和金属棒,圆盘的圆周上设有齿轮,圆盘上固定有圆轴,金属棒的中间设有与金属棒的长度方向相垂直的椭圆槽孔,圆盘设置于燃气表的基表上并与基表的输出齿轮相啮合,金属棒的两端分别通过固定件设置于基表上,两端的固定件上均绕有线圈且线圈的引出线与燃气表的电路板连接,所述圆轴穿设于椭圆槽孔中；当气体流过基表时,通过基表的输出齿轮转动带动圆盘转动从而带动圆轴在椭圆槽孔中沿其长度方向往复运动进而带动金属棒在两个固定件中交替往复运动。该取信装置有效避免了传统双干簧管和双霍尔元方式的磁干扰,以及光电取信的光干扰问题。(The invention discloses a double-hollow coil gas meter non-magnetic letter taking device, a letter taking method and a gas meter, wherein the letter taking device at least comprises a disc and a metal rod, gears are arranged on the circumference of the disc, a circular shaft is fixed on the disc, an oval slot hole vertical to the length direction of the metal rod is formed in the middle of the metal rod, the disc is arranged on a base meter of the gas meter and meshed with an output gear of the base meter, two ends of the metal rod are respectively arranged on the base meter through fixing pieces, coils are wound on the fixing pieces at the two ends, lead-out wires of the coils are connected with a circuit board of the gas meter, and the circular shaft penetrates through the oval slot hole; when the gas flows through the base meter, the output gear of the base meter rotates to drive the disc to rotate, so that the circular shaft is driven to reciprocate in the elliptical groove hole along the length direction of the elliptical groove hole, and the metal rod is driven to reciprocate in the two fixing pieces alternately. The device effectively avoids the magnetic interference of the traditional double reed switches and double Hall elements and the problem of optical interference of photoelectric signal acquisition.)

双空心线圈燃气表无磁取信装置及其取信方法、燃气表

技术领域

本发明涉及仪表计量

技术领域

，具体涉及一种双空心线圈燃气表无磁取信装置及其取信方法、燃气表。

背景技术

目前，燃气表常用的计量采集方式主要为双干簧管、双霍尔元方式和光电取信等。其中，双干簧管和双霍尔元件取信方式容易受磁场感扰产生误计数；同理，光电取信也会受光干扰产生误计数，且对外壳遮光性要求较高。

现有技术中也有利用铁氧体磁芯提高电感量，同时将磁感线汇聚来实现对外部金属检测，但是外部磁场很容易使铁氧体磁芯饱和而失去作用，即无法避免磁干扰问题，反而不如用霍尔简单。

公开号为CN111998904A的中国专利公开了一种无磁计量装置，其是在PCB上将线路绕成圆饼状用作电感，来增大与金属物体的相对面积，但是，由于电感量很低，振荡频率很高，对电路和软件处理算法要求很高，需要专门的MCU做处理，一般整表厂商无法自己实现，需要外购模块，成本不可控。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种双空心线圈燃气表无磁取信装置，该取信装置的结构简单，易于实现，可靠性强，有效避免了传统双干簧管和双霍尔元方式的磁干扰，以及光电取信的光干扰问题。本发明还提供了一种双空心线圈燃气表无磁取信装置的取信方法以及燃气表。

术语解释：

1、机电信号转换：将基表的机械转动信号转换为可被采集处理的电信号。

2、过阻尼态：当金属棒运动到空心线圈内部时为过阻尼态。

3、欠阻尼态：当金属棒运动出空心线圈内部时为欠阻尼态。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种双空心线圈燃气表无磁取信装置，至少包括圆盘和金属棒，所述圆盘的圆周上设有齿轮，圆盘上固定有圆轴，所述金属棒的中间设有与金属棒的长度方向相垂直的椭圆槽孔，所述圆盘设置于燃气表的基表上并与基表的输出齿轮相啮合，所述金属棒的两端分别通过固定件设置于基表上，两端的固定件上均绕有线圈且线圈的引出线与燃气表的电路板连接，所述圆轴穿设于椭圆槽孔中；当气体流过基表时，通过基表的输出齿轮转动带动圆盘转动从而带动圆轴在椭圆槽孔中沿其长度方向往复运动进而带动金属棒在两个固定件中交替往复运动。

进一步地，所述固定件和圆盘均采用非磁性材质，以避免对取信过程产生干扰。

更进一步地，所述固定件和圆盘采用塑料材质，塑料的价格低、重量轻，且易于加工。

进一步地，所述固定件的外表面设有用于绕制线圈的凹槽，固定件沿中轴线设有与金属棒的形状相匹配的通孔以使得金属棒在两个固定件中交替往复运动。

进一步地，所述金属棒为圆柱状，通孔的横截面为圆形，且通孔的直径略大于金属棒的直径。

进一步地，所述椭圆槽孔的长度大于等于圆轴所在圆的直径。

本发明还提供了一种如上述所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置的取信方法，至少包括如下步骤：

S1、当有气体流过基表时，基表的输出齿轮转动，带动圆盘做圆周运动；

S2、圆盘带动圆轴也做圆周运动，同时在椭圆槽孔中沿椭圆槽孔的长度方向做往复运动；

S3、金属棒在两个固定件内做往复运动；

S4、设金属棒的两端分别为第一端和第二端，当金属棒的第一端运动到靠近金属棒第一端的固定件内时，金属棒完全穿设到靠近金属棒第一端的线圈内部，此时金属棒的第一端接到的激励信号为最强过阻尼状态，经电路处理后无脉冲输出；同时，金属棒的第二端完全脱离出靠近金属棒第二端的线圈的内部，此时金属棒的第二端接到的激励信号为最强欠阻尼状态，经电路处理后有脉冲输出。

进一步地，圆盘每旋转一周，两个线圈交替进入一次过阻尼状态和一次欠阻尼状态，实现燃气表的机电信号转换。

本发明还提供了一种燃气表，至少包括基表，还包括如上述所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置，或使用上述所述的取信方法进行燃气流量计量。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过机械结构将基表输出齿轮的圆周运动转化为金属棒的往复运动，使两个空心线圈交替进入过阻尼和欠阻尼状态，经过电路后处理实现机电转换，大大增加了欠阻尼和过阻尼振荡强度对比。

2、本发明的结构简单，易于实现，可靠性强，有效避免了传统双干簧管和双霍尔元方式的磁干扰，以及光电取信的光干扰问题。

3、本发明的结构使得电路处理简单，无需专门的MCU做处理，直接使用燃气表整表的主控MCU即可，成本更低。

4、本发明仍然采用两个信号交替的方式，现有霍尔取信的软件算法主逻辑不变，便于软件移植。

附图说明

图1为本发明实施例所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置的结构示意图。

图中，1、固定件，11、凹槽，12、通孔，2、线圈、3、圆盘，31、圆轴，4、金属棒，41、椭圆槽孔。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

实施例1、

如图1所示，本实施例所述的一种双空心线圈燃气表无磁取信装置，至少包括固定件1、线圈2、圆盘3和金属棒4。

所述固定件1的外表面设有凹槽11，凹槽11便于绕制线圈2，将线圈绕制于凹槽11上不容易脱离固定件；固定件1为中空，沿中轴线设有与金属棒4的形状相匹配的通孔12，可以承载金属棒4做往复运动。

两个线圈2的引出线与燃气表的电路板连接，燃气表的电路板上设有燃气表整表的主控MCU，具体是，两个线圈2的引出线经信号调理电路后与燃气表的主控MCU连接，所述信号调理电路不是本发明的创新点，采用现有的信号调理电路结构即可，此处不做过多描述。

所述圆盘3的圆周上设有齿轮，圆盘的齿轮与燃气表基表的输出齿轮相啮合，圆盘3的其中一面靠近边缘处固定有圆轴31。

所述金属棒4的两端可插入固定件1的通孔12内，金属棒4的中间设有与金属棒的长度方向相垂直的椭圆槽孔41，所述圆轴31可插入椭圆槽孔41中。

本实施例中，所述固定件1和圆盘3均采用非磁性材质，进一步优选，所述固定件1和圆盘3采用塑料材质，塑料的价格低、重量轻，且易于加工。

所述金属棒4优选为圆柱状，相应地，通孔12的横截面为圆形，且通孔12的直径略大于金属棒4的直径，以使得金属棒4可以穿设在固定件的通孔12内并自由往复运动。

优选地，所述椭圆槽孔41的长度大于等于圆轴31所在圆的直径。

本实施例所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置的结构，如图1所示，首先，将圆盘3固定于燃气表的基表上，具体是固定于基表外面的外壳中，圆盘3与基表的输出齿轮相啮合；然后，将绕制好线圈2的一个固定件1与基表固定，具体也是固定于基表外面的外壳中；再将金属棒4的一端插入固定好的固定件1中，并使得圆盘3上的圆轴31插入椭圆槽孔41中，再将另一个固定件1套在金属棒4上并与基表固定；最后，将两个线圈2的引出线与燃气表的电路板连接。

本发明所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置不限于如图1所示的水平安装方式，也可以根据基表结构进行垂直安装，此时圆轴31在椭圆槽孔41中做左右往复运动，金属棒4做上下往复运动；除了水平和垂直安装方式，也可以根据燃气表的具体结构合理设计安装，只要能满足圆轴31在椭圆槽孔41中沿其长度方向往复运动且使得金属棒4在两个固定件1中交替往复运动即可。

本实施例的结构使得电路处理简单，无需专门的MCU做处理，直接使用燃气表整表的主控MCU即可，成本更低，结构简单，且易于实现。

实施例2、

本实施例提供了一种如实施例1所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置的取信方法，如图1所示，至少包括如下步骤：

S1、当有气体流过基表时，基表的输出齿轮转动，带动圆盘3做圆周运动；

S2、圆盘带动圆轴31也做圆周运动，同时在椭圆槽孔41中沿椭圆槽孔的长度方向做往复运动；

S3、圆轴31带动金属棒4在两个固定件1内做往复运动；

S4、当金属棒4的左端运动到靠近左端的固定件1内时，金属棒4完全穿设到左端的线圈2内部，即左端的线圈2内部被金属棒4填满，此时金属棒4的左端接到的激励信号为最强过阻尼状态，经电路处理后无脉冲输出；同时，金属棒4的右端完全脱离出右端的线圈2的内部，即右端的线圈2内部为无金属棒4的状态，此时金属棒4的右端接到的激励信号为最强欠阻尼状态，经电路处理后有脉冲输出。

所述圆盘3每旋转一周，两个线圈2交替进入一次过阻尼状态和一次欠阻尼状态，可以避免机械抖动造成多计数，可靠的实现燃气表的机电信号转换。

通过本实施例所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置的取信方法，使两个空心线圈交替进入过阻尼和欠阻尼状态，经过电路后处理实现机电转换，大大增加了欠阻尼和过阻尼振荡强度对比，有效避免了传统双干簧管和双霍尔元方式的磁干扰，以及光电取信的光干扰问题；该方法仍然采用两个信号交替的方式，现有霍尔取信的软件算法主逻辑不变，便于软件移植。

实施例3、

本实施例提供了一种燃气表，至少包括基表，还包括如实施例1所述的双空心线圈燃气表无磁取信装置，或使用实施例2所述的取信方法进行燃气流量计量，基表的结构为现有结构，在此不再赘述。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。