CN107923768A - 借助于线圈和装备有计数器设备的计数器来对转轮的转数计数的设备 - Google Patents

借助于线圈和装备有计数器设备的计数器来对转轮的转数计数的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107923768A
CN107923768A CN201680050005.2A CN201680050005A CN107923768A CN 107923768 A CN107923768 A CN 107923768A CN 201680050005 A CN201680050005 A CN 201680050005A CN 107923768 A CN107923768 A CN 107923768A
Authority
CN
China
Prior art keywords
runner
coil
equipment
counter
metal derby
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680050005.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107923768B (zh
Inventor
H·泰布尔勒
J-M·高丁
P·莫罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagemcom Energy and Telecom SAS
Original Assignee
Sagemcom Energy and Telecom SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagemcom Energy and Telecom SAS filed Critical Sagemcom Energy and Telecom SAS
Publication of CN107923768A publication Critical patent/CN107923768A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107923768B publication Critical patent/CN107923768B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/202Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by movable a non-ferromagnetic conductive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D4/00Tariff metering apparatus
    • G01D4/02Details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

一种用于对旋转部件(8)围绕相对于外壳(100)的轴旋转的转数进行计数的设备,包括由非金属材料制成的转轮(6)和至少两个线圈(1、2),所述转轮可旋转地连接到旋转部件并局部地装备有至少一个偏心金属块(7),所述偏心金属块使得所述转轮的一部分未被覆盖,所述至少两个线圈彼此分隔开并以下述方式面向金属块的轨迹的一部分相对于所述外壳固定安装:至少除了一个线圈之外的所有线圈总是对所述金属块有响应性且每个线圈属于被电连接到计数单元(5)的一电感电路(10.1、10.2)。整合了这样的设备的计数器。

Description

借助于线圈和装备有计数器设备的计数器来对转轮的转数计 数的设备
本发明涉及对例如在机械计量表(诸如用于分配燃气、水或电的那些计量表)领域中的旋转元件的转数进行计数。本发明还涉及这样的一种计量表。
已知的燃气计量表包括以下述方式可围绕相对于某一结构的轴旋转的旋转元件:旋转元件的转速代表了输送的燃气量。所述计量表包括用于对旋转元件的转数进行计数的计数器设备,所述设备包括固定到旋转元件上的偏心磁铁以及例如里德球(reed bulb)型的磁性继电器,它被供电并以相对于所述结构固定的方式被安装,其被连接到用于检测磁铁通过并进而对转数进行计数的计数器电路。这样的设备的一种缺陷是它们的电耗,就是说它们不能使用电池长持续时间地工作,而另一种缺陷是它们对欺骗行为的灵敏度,因为来自任何源的磁场的存在都能扰乱设备的工作。在其中磁铁由一块金属代替且磁性继电器由谐振电路线圈代替的计数器设备也是已知的。那种类型的设备提供了仅部分超越具有磁铁的计数器设备的改进。
一种欺骗性技术是将检测器(磁性继电器或线圈)从旋转元件移开,使得检测器不再与旋转元件配准,因而造成检测器不起作用。在这样的计量表中,旋转元件和计数器设备被封闭在外壳内,计数器设备通过螺钉固定到该外壳上,可从外壳外接触到该螺钉。在一种企图欺骗中,螺钉被移除,使得计数器设备相对于旋转元件移位,因而妨碍计数器设备检测旋转元件的旋转。
已知的是借助于在外壳被移除时就被激活的开关来检测计数器设备的移动并且进而检测企图欺骗。然而,这种检测的可靠性以相对严格的制造公差为前提。还已知的是依靠磁性或电感装置,而这些解决方案没有令人完全满意。
本发明的一个目标是改进现有的计数器设备。
为此,本发明提供了一种用于对旋转元件围绕相对于某一结构的轴的转数进行计数的计数器设备,所述设备包括由非金属材料制成的转轮以及至少两个线圈,所述转轮被限制为随着旋转元件旋转并且局部装备了至少一个偏心金属块,该偏心金属块使转轮的一部分未被覆盖,所述至少两个线圈彼此间隔开并以下述方式面对着所述金属块的路径的一部分相对于所述结构固定安装:至少除了一个线圈之外的所有线圈总是对所述金属块感应,所述金属块被安排成限制线圈之间的耦合,每个线圈属于被电连接到计数器单元的一电感电路,所述计数器单元被安排成:以大于或等于转轮的预定最大旋转频率的四倍的发出频率周期性地且基本上同时地将电压脉冲发出到每个电感电路中;检测由每个电感电路输出的振荡电压信号并将其与参考电压进行比较以便对信号中的大于参考电压的振荡数计数;以及每次遇到下述情况就使转数计数器增1:对于电感电路之一,大于参考电压的该振荡数处于第一预定值范围内,而对于每个其它电感电路,该数目处于与第一范围不重叠的第二预定值范围中。
当金属部件靠近线圈时,线圈经受金属块的影响,使得电感电路的减振特性导致由线圈生成的衰减振荡信号的电压电平的减少。这样,当存在或不存在金属块时,电压脉冲不以相同的方式被衰减。计数基于检测呈现出大于参考电压的最大振幅的振荡数。以此方式计数是可靠的且对企图欺骗行为是相对不敏感的。另外,计数器设备并非持久供电,而是仅当将电压脉冲注入到电感电路中、检测振荡信号、进行比较以及执行递增时才供电。这样,计数器设备消耗非常小的能量,并且可以由电池供电达相对长的持续时间。应该观察到金属块总是被所述线圈中的至少一个线圈检测到。这样,在线圈相对于转轮被移动的情况下,没有线圈检测到金属块就暴露了企图欺骗行为。对两个电感电路的使用使得增加计数的可靠性变得可能(当金属块位于线圈之一附近但没有面对它时计数半转且避免了不确定性),并且使得减少对欺骗行为的敏感性变得可能,因为该计数假设了仅有一个线圈没有同时受到金属块的影响。
优选地,计数器单元被安排成执行以以下方式调整每个电感电路的脉冲电压的操作:大于参考电压且小于预定阈值的振荡信号的振荡数在存在面对线圈的金属块时处于第二预定范围内,而在缺少金属块的情况下处于第一预定范围内。
电感电路的特征是可随时间或根据温度变化的各特性(振荡信号的谐振频率、电压电平)。
在一特定实施例中,转轮配备有外周轮齿,并且第一齿轮被固定到旋转元件以便将旋转元件的运动传递给转轮。
这样,转轮没有被直接固定到旋转元件,这给予了放置转轮和放置电感电路的更大自由度。
在这样的情况下,并且有利的是,第二齿轮与转轮以及与第一齿轮啮合,以便将第一齿轮的转动运动传递给转轮,并且齿轮和转轮的直径是这样的:转轮具有小于第一齿轮的旋转频率的旋转频率。
通过减少转轮的旋转频率,使得限制发出电压脉冲的频率并进而限制计量表设备的功耗变得可能。
优选地,计数器单元被安排成在下述任一条件为真的情况下用信号通知欺骗行为:
-在给定计数操作中大于参考电压的振荡总数大于或等于第二预定阈值;
-对于所述线圈中的至少一个线圈,大于参考电压的振荡数小于第三预定阈值或大于第四预定阈值;以及
-对于N个线圈中的至少两个线圈,在给定计数操作中大于参考电压的振荡数大于第五预定阈值。
有利地,如果对于全部线圈,在给定计数操作中大于参考电压的振荡数大于第五预定阈值,则计数器单元被安排成发出预定特定信号以用信号通知拆除型欺骗行为。
本发明还提供了与上述指定类型的计数器设备适配的计量表。
在阅读了下面的对本发明的特定、非限制性实施例的描述之后,本发明的其他特征以及优点将显现。
参考各附图,在附图中:
-图1是本发明的第一实施例中的计量表的示意透视图;
-图2是针对旋转元件的一个位置的本发明的计数器设备的示意图,该位置与由每个电感电路所产生的电感信号的形貌相关联;
-图3到5是与图2类似的视图,针对旋转元件的其它位置示出了计数器设备;
-图6是计数器设备的电路图;
-图7是示出计数器设备的操作的流程图;
-图8a、8b和8c示出在缺少金属块、存在金属块和存在欺骗行为的情况下的振荡信号的形貌;
-图9是本发明第二实施例中的计数器设备的转轮的示意平面图;
-图10是类似于图9的针对本发明的第三实施例中的计数器设备的视图;
以及
-图11是类似于图9的针对本发明的第四实施例中的计数器设备的视图。
本文以应用于燃气计量表来描述本发明,燃气计量表用于安装在私人住宅中以便将住宅中的燃气分配安装与外部燃气分配网络相连。自然地,本发明并不局限于这种应用,并且具体而言也可适用于水表、电表……。
参考图1到8c,计量表包括形成外壳100的结构,在该外壳中接入被连接到外部分配网络的供气管101,并且接出用于安装的燃气分配管102。这两个管通过接头3被连接在一起,旋转元件4的一部分伸入该接头,旋转元件由经过该接头从管101流到管102的燃气以下述方式旋转驱动:旋转元件4的旋转代表了通过接头3的燃气量。这种布置本身是已知的而不在此进行详细描述。
计量表还包括用于对旋转元件4的转数进行计数的计数器设备,给予整体标号5。计数器设备5包括由非金属材料制成的转轮6,该转轮被限制为随着旋转元件4旋转并且局部装备了至少一个偏心金属块7,该偏心金属块采用与转轮6的外周相邻的角扇形的形式而使得转轮6的一部分6'未被覆盖。在这个示例中,金属块7占据了转轮6的超过一半多一点。转轮6具有外周轮齿,并且第一齿轮8被固定到旋转元件4以便经由与转轮6和第一齿轮8都啮合的第二齿轮9将旋转元件4的运动传递给转轮6。齿轮8和9、以及转轮6的直径是这样的:转轮6以低于第一齿轮8旋转的频率的某一频率旋转。在这个示例中,转轮6以第一齿轮8的一半速率旋转。
在这个示例中,计数器设备5还具有两个谐振电感电路,给予整体标号10.1和10.2,它们被连接到包括微控制器11的计数器单元。
每个电感电路10.1、10.2具有各自的线圈1、2,每个线圈相对于外壳100固定安装,并且每个线圈面对着金属块7所沿路径的一部分(在图2到5中仅示出线圈1和2在转轮6上的投影1'和2')。线圈1和2彼此分隔开,使得每个线圈1、2接连感测金属块7,同时确保金属块7总是被这两个线圈中的至少一个感测到,即确保在任何时刻t,这两个线圈1和2中仅一个线圈没有经受金属块7的影响是可能的,而线圈1和2中的另一个线圈必定被影响。另外,金属块7占据了等于下式的角度β(单位:度):
β=360/N+α
其中N是线圈数,而α是由线圈之一在转轮上的投影所占据的转轮6的角扇形的角度(以度数为单位)。在该示例中,角度β进而等于180+α。应该观察到这个角度值使得确保两个线圈中的至少一个总是感测到所述金属块7,同时保留了转轮6的足以确保可靠计数的未覆盖部分是可能的。
每个线圈1、2具有通过相应的开关12.1、12.2连接到微控制器11的数模转换器DAC的顶端以及连接到开关13的相应端子A1、A2的底端,所述开关13具有接地的第三端子和连接到比较器14的正输入的第四端子B。比较器14具有连接到微控制器11的数模转换器的负输入以及连接到微控制器11的输入的输出,所述微控制器整合了一种用于对在比较器的输出处的上升沿计数的机制,所述比较器的输出以方波脉冲形式(例如3.3伏(V))传递信号(同样可能对下降沿计数以取代上升沿)。
开关13的端子B经二极管15连接到微控制器11的模数转换器ADC。电容器16连接在二极管15的阴极和地之间以便形成用于检测经开关13的端子B到达的信号的包络的包络检测器。
微控制器11借助于信号Cmd1和Cmd2控制晶体管12.1和12.2以在它们的导通和截止状态之间切换。
计数器单元被安排为通过实现下述步骤来执行计数操作:
-周期性地且准同时地经微控制器11的另一个数模转换器输出在每个电感电路10.1、10.2中以一发出频率发出相应的电压脉冲Vref1、Vref2,该发出频率大于转轮6的预定最大旋转频率且等于所述最大频率的至少四倍,以便能够使用所述电感电路无误差地对转轮6的转数计数;
-检测由电感电路10.1、10.2输出的相应的振荡电压信号S1、S2,并将它们与参考电压Vcc/2进行比较;以及
-在电感电路10.1和10.2相继地给出相应的振荡信号之后递增所储存的转数CT,所述振荡信号具有大于参考电压且小于预定阈值的相应的振荡数M1、M2。
可以理解,电感电路10.1、10.2衰减了电压脉冲并提供了振荡信号。取决于线圈之下是否存在金属块7,电感电路10.1、10.2所产生的衰减被改变(参见图2到5)。
脉冲的相应电压Vref1和Vref2被预先(例如在工厂中)调整,以便稍微大于参考电压Vcc/2,并且在该示例中这些电压分别等于Vcc/2+|ε1|和Vcc/2+|ε2|。这些电压的值用于在金属块7存在和不存在的情况下调整振荡信号的数目M1和M2。
以下更详细地描述本发明的操作。
在工厂中执行校准步骤(201)是优选的。对于每个电感电路10.1、10.2,电压Vref1、Vref2以这样的方式被校准:
-在存在金属的情况下,大于参考电压的振荡数M1、M2等于5;而
-在线圈1或2之下缺少金属块7的情况下,大于参考电压的振荡数M1、M2为等于7或8。
这相当于定义了等于6的阈值,而两种数目值之间的差值2使得清楚地区分金属块是存在还是缺失变得可能。
此后,初始化计数器设备的操作变量(步骤202):
-Nt是转轮6的半转数(即理论上的旋转元件4的转数);
-CT是旋转元件4的转数;
-R是计数器单元的状态变量;
-DI指示出哪个是检测到了7、8和9个脉冲的最新线圈(如果是线圈1则值为1,如果是线圈2则值为2);
-M1v和M2v指示出针对每个线圈所测得的最新正确值(5、7或8);
-SA1(或SA2)是标志信号,只要***处于针对线圈1测得6而针对线圈2测得7或8的状态,该信号就等于1(或者对于SA2,针对线圈2测得6以及针对线圈1测得7或8),否则该信号等于0;
-U1n和U2n表示包络电压电平;以及
-E1和E2表示振荡信号S1和S2的包络的平均值(N个最新U1n、U2n的平均)。
一旦计量表被安装,且在其正常操作模式中,计数器设备被置于待机达200毫秒(步骤203)以便节省能量。这对应于5赫兹的采样频率,当然在所述的实施例中,转轮6的最大旋转频率是0.5赫兹。以不同的采样频率工作也是同样可能的,例如7赫兹,这将进而对应于143ms(而不是200ms)的采样周期。
晶体管12.1和12.2于是处于截止状态,而开关13将线圈1和2两者都接地。
在时刻t=tn,通过注入电压脉冲,线圈1被激励。为此,晶体管12.1被置于其导通状态,且在2微秒(线圈1的电容进而被充电)之后,控制开关13以将线圈1连接到比较器14的正输入并向其提供信号S1。在t=tn+t0,数目M1被确定,并且在t=tn+t1,电压电平U1n被确定(步骤204)。
在时刻t=tn+50μs,通过注入电压脉冲,线圈2被激励。为此,晶体管12.2被置于其导通状态,且在2μs(线圈2的电容进而被充电)之后,操作开关13以将线圈2连接到比较器14的正输入并为其提供信号S2。在t=tn+50μs+t0,数目M2被确定,并且在t=tn+50μs+t1,电压电平U2n被确定(步骤205)。典型地,t0=10μs且t1=20μs。
随后,计算包络E1和E2的平均值(步骤206)。
此后,进行搜索以确定下述条件中的至少一个条件是否为真:
-M1+M2≥16;
-M1<4;
-M1>9;
-M2<4;
-M2>9;
-M1=4且M2=9;
-M1=9且M2=4;
-M1>6且M2>6;
-E1小于预定阈值E_thresh;以及
-E2小于预定阈值E_thresh。
如果这些条件中的任一条件为真,则发出欺骗警告(步骤208),其中当M1>6且M2>6时为指明拆除的指示。具体而言,考虑这两个条件,并通过比较图8a、8b和8c,可以发现:
-在缺少金属块7且缺少外部金属块的情况下的信号的包络的平均值(图8a)大于在存在金属块7且缺少外部金属块的情况下的信号的包络的平均值(图8b);以及
-在存在金属块7且缺少外部金属块的情况下的信号的包络的平均值(图8b)大于存在外部金属块的情况下的信号的包络的平均值(图8c)。
如果那些条件中没有一个条件为真,则进行搜索以确定下述条件中的至少一个是否为真:
-M1=4;
-M1=6;
-M1=9;
-M2=4;
-M2=6;
-M2=9。
这些条件对应于对电感电路10.1、10.2的减振特性的改变。如果这些条件中的任一条件为真,需要执行自校准步骤210。该自校准也可被周期性地执行,例如每7天一次。自校准像校准阶段那样被执行,改变值ε1、ε2。
如果那些条件中没有条件为真,且在自校准结束时也没有条件为真,则进行搜索以确定下述条件中的任一条件是否为真(步骤220):
-M1=5;
-M1=7;
-M1=8。
如果这些条件中的至少一个条件为真,值M1被给予M1v,并且如果M2v=0,那么如果M1v=5则M2v=7,否则M2v=5(步骤221),并且所述方法移动到步骤222。如果这些条件中没有条件为真,则方法移动到步骤222。
此后,进行搜索以确定下述条件中的任一条件是否为真(步骤222):
-M2=5;
-M2=7;
-M2=8。
如果这些条件中的至少一个条件为真,值M2被给予M2v,并且如果M1v=0,那么如果M2v=5则M1v=7,否则M1v=5(步骤223),并且所述方法移动到步骤224。如果这些条件中没有条件为真,则方法移动到步骤224。
此后,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤224):
-M1=6;
-M2=7或M2=8。
如果这些条件为真,值1被给予SA1。否则,值0被给予SA1。
此后,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤225):
-M2=6;
-M1=7或M1=8。
如果这些条件为真,值1被给予SA2。否则,值0被给予SA2。
此后,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤211):
-R=0或R=2;
-7≤M1≤9。
如果这些条件为真,值1被给予R和DI(步骤212),并且随后在递增步骤213期间,变量NT取值NT+1,而变量CT取值NT。此后,从将计数器设备置于待机(203)开始重复该循环。
如果这些条件中的至少一个条件不为真,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤214):
-R=1;
-7≤M2≤9。
如果这些条件为真,值2被给予R和DI(步骤215),并且随后在递增步骤213期间,变量NT取值NT+1,而变量CT取值NT。此后,从将计数器设备置于待机(203)开始重复该循环。
如果这些条件中的至少一个条件不为真,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤216):
-R=0或R=4;
-7≤M2≤9。
如果这些条件为真,值3被给予R而值2被给予DI(步骤217),并且随后在递增步骤213期间,变量NT取值NT+1,而变量CT取值NT。此后,从将计数器设备置于待机(203)开始重复该循环。
如果这些条件中的至少一个条件不为真,进行搜索以确定下述条件是否为真(步骤218):
-R=3;
-7≤M1≤9。
如果这些条件为真,值4被给予R而值1被给予DI(步骤219),并且随后在递增步骤213期间,变量NT取值NT+1,而变量CT取值NT。此后,从将计数器设备置于待机(203)开始重复该循环。
如果这些条件中的至少一个条件不为真,从将计数器设备置于待机(203)开始重复该循环。
金属块7可以是除上述形状之外的形状。
这样,在一种变形中,对于N个线圈,金属块7可以包括被槽成对分隔开的基本上相同面积的N个部分,槽延伸覆盖转轮的半径的一大部分,每个槽具有使得其对振荡信号的影响可忽略的宽度。
参考图9且在第二实施例中,金属块7包括被槽7.4部分分隔开的基本上相同面积的两个部分7.1和7.2,所述槽7.4延伸覆盖转轮6的半径的一大部分。在该示例中,所述槽7.4不延伸覆盖整个半径,以便留下在转轮6的外周附近延伸的金属部分7.5。槽7.1使得转轮6的一部分不被覆盖,该部分远远小于未被覆盖部分6'且不妨碍检测。
参考图10且在第三实施例中,金属块7具有基本上相同面积的且被槽7.4完全分隔开的两个部分7.1和7.2,所述槽7.4延伸覆盖转轮6的整个半径。
参考图11且在第四实施例中,金属块7包括基本上相同面积的且被槽7.4成对地完全分隔开的三个部分7.1、7.2和7.3,所述槽7.4延伸覆盖转轮6的相应的整个半径。
计数器设备5还具有如上被连接到计数器单元的三个谐振电感电路。
每个电感电路包括在图11中由其投影1'、2'或3'单独表示的线圈。所述线圈如上所述地被连接,只是在该示例中它们相对彼此以120°放置,使得每个线圈接连地对金属块7感应且所述金属块7总是被至少两个线圈感测到,即在任意时被刻t,仅有一个线圈不受金属块7的影响而其它两个线圈必然受其影响是可能的。另外,金属块7在等于以下的角度β(单位:度)上延伸:
β=360/N+α
其中N等于线圈数,而α等于转轮6的角扇形的角度,在该角扇形中包含了线圈之一在转轮上的投影。在此示例中,角β是120+α。应该观察到这个角度值使得确保三个线圈中至少两个线圈总是感测到所述金属块7,同时保留了转轮6的足以使计数能够可靠的未覆盖部分是可能的。部分6'的面积需要能够以以下方式包含线圈在转轮6上的整个投影,即当线圈面对部分6'时它们不对金属块7感应。
当然,本发明不限于所描述的各实施例,而是涵盖由权利要求限定的本发明的范围内的任何变型。
具体而言,本发明可适用于任何机械计量表。
计数器设备可以仅具有一个线圈。
计数器设备无需具有欺骗检测设备。

Claims (15)

1.一种用于对旋转元件围绕相对于一结构的轴的转数进行计数的计数器设备,所述设备包括由非金属材料制成的转轮以及至少两个线圈,所述转轮被限制为随着所述旋转元件旋转并且局部装备了至少一个偏心金属块,所述偏心金属块使得所述转轮的一部分未被覆盖,所述至少两个线圈彼此间隔开并以下述方式面对着所述金属块的路径的一部分相对于所述结构固定安装:至少除了一个线圈之外的所有所述线圈总是对所述金属块感应,所述金属块被安排成限制所述线圈之间的耦合,每个线圈属于被电连接到计数器单元的一电感电路,所述计数器单元被安排成:以大于或等于转轮的预定最大旋转频率的四倍的发出频率周期性地且基本上同时地将电压脉冲发出到每个电感电路中;检测由每个电感电路输出的振荡电压信号并将其与参考电压进行比较,以便对信号中的大于所述参考电压的振荡数计数;以及每次遇到下述情况就使转数计数器增1:对于所述电感电路之一,大于参考电压的该振荡数处于第一预定值范围中,而对于每个其它电感电路,该数目处于与第一范围不重叠的第二预定值范围中。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述金属块延伸覆盖等于下式的角度β(单位:度):
β=360/N+α
其中N是线圈数,而α是所述转轮的角扇形的角度,在所述角扇形中包含了所述线圈在所述转轮上的投影。
3.如权利要求1或2所述的设备,其特征在于,所述金属块采用相邻于所述转轮的外周的环状物的一部分的形式。
4.如权利要求1所述的设备,其特征在于,对于N个线圈,所述金属块包括基本上相同面积且被槽成对分隔开的N个部分,所述槽延伸覆盖所述转轮的半径的一大部分,每个槽具有使得其对所述振荡信号的影响可忽略的宽度。
5.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述计数器单元被安排成执行以以下方式调整每个电感电路的脉冲电压的操作:大于所述参考电压且小于所述预定阈值的所述振荡信号的振荡数在存在面对所述线圈的所述金属块时处于所述第二预定范围内,而在缺少所述金属块的情况下处于所述第一预定范围内。
6.如权利要求5所述的设备,其特征在于,所述第一值和所述第二值之间的差值等于2。
7.如任一前述权利要求所述的设备,其特征在于,所述计数器单元被安排成在下述任一条件为真的情况下用信号通知欺骗行为:
-在给定计数操作中大于所述参考电压的振荡总数大于或等于第二预定阈值;
-对于所述线圈中的至少一个线圈,大于所述参考电压的振荡数小于第三预定阈值或大于第四预定阈值;以及
-对于N个线圈中的至少两个线圈,在给定计数操作中大于所述参考电压的振荡数大于第五预定阈值。
8.如任一前述权利要求所述的设备,其特征在于,对大于所述参考电压的振荡数计数在预定时间长度之后开始,以避免瞬态效应。
9.如任一前述权利要求所述的设备,其特征在于,所述转轮配备有外周轮齿,并且第一齿轮被固定到所述旋转元件以便将所述旋转元件的运动传递给所述转轮。
10.如权利要求9所述的设备,其特征在于,第二齿轮与所述转轮以及所述第一齿轮啮合,以便将所述第一齿轮的转动运动传递给所述转轮。
11.如权利要求10所述的设备,其特征在于,所述齿轮和所述转轮的直径是这样的:所述转轮具有小于所述第一齿轮的旋转频率的旋转频率。
12.如任一前述权利要求所述的设备,其特征在于,包括用于检测欺骗行为的单元,所述单元被安排成确定所述振荡电压信号的包络形状并搜索所述包络的改变。
13.如权利要求7所述的设备,其特征在于,对于全部所述线圈,如果在给定计数操作中大于所述参考电压的振荡数大于所述第五预定阈值,则所述计数器单元被安排成发出一预定特定信号以用信号通知拆除型欺骗行为。
14.一种包括外壳的机械计量表,所述外壳包含旋转元件以及如任一前述权利要求所述的设备。
15.如权利要求14所述的计量表,其特征在于,所述转轮配备有外周轮齿,并且第一齿轮被固定到所述旋转元件以便将所述旋转元件的运动传递给所述转轮,所述转轮被安排成朝着所述外壳的背面。
CN201680050005.2A 2015-08-27 2016-07-21 借助线圈对转轮转数计数的设备及装备有该设备的计数器 Active CN107923768B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1557961A FR3040483B1 (fr) 2015-08-27 2015-08-27 Dispositif de comptage de tours d'une roue au moyen d'une bobine et compteur equipe de ce dispositif de comptage
FR1557961 2015-08-27
PCT/EP2016/067466 WO2017032521A1 (fr) 2015-08-27 2016-07-21 Dispositif de comptage de tours d'une roue au moyen d'une bobine et compteur equipe de ce dispositif de comptage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107923768A true CN107923768A (zh) 2018-04-17
CN107923768B CN107923768B (zh) 2020-10-23

Family

ID=54261013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680050005.2A Active CN107923768B (zh) 2015-08-27 2016-07-21 借助线圈对转轮转数计数的设备及装备有该设备的计数器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10527458B2 (zh)
EP (1) EP3341690B1 (zh)
CN (1) CN107923768B (zh)
FR (1) FR3040483B1 (zh)
WO (1) WO2017032521A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3047066B1 (fr) * 2016-01-25 2018-02-16 Sagemcom Energy & Telecom Sas Procede de comptage de tours d'une roue
US11656100B2 (en) 2020-10-08 2023-05-23 Pulse Innovation Labs, Inc. Angular displacement sensor

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0408084A1 (de) * 1989-07-14 1991-01-16 Hydrometer GmbH Umdrehungsdetektor
US5187989A (en) * 1990-07-20 1993-02-23 Schlumberger Industries Apparatus for detecting rotation of a rotary element such as the spinner of a water meter
DE4137695A1 (de) * 1991-11-15 1993-05-19 Texas Instruments Deutschland Sensoranordnung zur feststellung des bewegungszustandes eines rotors
CN2399707Y (zh) * 1999-09-24 2000-10-04 孙伟 磁传感保护装置
CN1421026A (zh) * 1999-12-21 2003-05-28 布鲁马克斯通讯有限公司 用于无线自动读表的***和方法
CN2739582Y (zh) * 2004-09-01 2005-11-09 蒋如琼 一种不用电源维持工作的ic卡管道气表预收费装置
CN2909179Y (zh) * 2006-06-27 2007-06-06 韩斐迪 磁阻式直读表头
US20110148399A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 Measurement Specialties, Inc. Encoder using magnet drop out feature for theft detection
US20130197831A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Yoshiaki Yonezawa Fluid flow rate measuring device and water meter
CN104020328A (zh) * 2014-04-29 2014-09-03 国网上海市电力公司 一种防窃电电表箱

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4660035A (en) * 1982-05-03 1987-04-21 General Services Engineering, Inc. Remote monitoring system
US4704907A (en) * 1986-07-11 1987-11-10 Fischer & Porter Company Electromagnetic flowmeter with triangular flux drive
DE4413281C2 (de) * 1994-04-16 1996-02-22 Walter Dr Mehnert Stellungsgeber mit Datenauswerteschaltung
US5721383A (en) * 1995-11-20 1998-02-24 Water Savers, Inc. Flow meter system and method of using same
US5838258A (en) * 1996-11-08 1998-11-17 Saar; David A. System for monitoring the use of heat energy in water devices in an individual unit of a multi-unit building
US7098654B2 (en) * 2003-12-24 2006-08-29 Walter Mehnert Position detector

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0408084A1 (de) * 1989-07-14 1991-01-16 Hydrometer GmbH Umdrehungsdetektor
US5187989A (en) * 1990-07-20 1993-02-23 Schlumberger Industries Apparatus for detecting rotation of a rotary element such as the spinner of a water meter
DE4137695A1 (de) * 1991-11-15 1993-05-19 Texas Instruments Deutschland Sensoranordnung zur feststellung des bewegungszustandes eines rotors
CN2399707Y (zh) * 1999-09-24 2000-10-04 孙伟 磁传感保护装置
CN1421026A (zh) * 1999-12-21 2003-05-28 布鲁马克斯通讯有限公司 用于无线自动读表的***和方法
CN2739582Y (zh) * 2004-09-01 2005-11-09 蒋如琼 一种不用电源维持工作的ic卡管道气表预收费装置
CN2909179Y (zh) * 2006-06-27 2007-06-06 韩斐迪 磁阻式直读表头
US20110148399A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-23 Measurement Specialties, Inc. Encoder using magnet drop out feature for theft detection
US20130197831A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Yoshiaki Yonezawa Fluid flow rate measuring device and water meter
CN104020328A (zh) * 2014-04-29 2014-09-03 国网上海市电力公司 一种防窃电电表箱

Also Published As

Publication number Publication date
EP3341690A1 (fr) 2018-07-04
FR3040483B1 (fr) 2017-08-18
CN107923768B (zh) 2020-10-23
WO2017032521A1 (fr) 2017-03-02
US10527458B2 (en) 2020-01-07
EP3341690B1 (fr) 2021-04-21
US20180328758A1 (en) 2018-11-15
FR3040483A1 (fr) 2017-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5231876A (en) Method and apparatus for wind speed and direction measurement
US7218223B2 (en) Magnetic field sensing for tamper identification
US5473322A (en) Apparatus and method for sensing tampering with a utility meter
CN203163780U (zh) 一种用于智能水表的双向检测传感器组件
CN107923768A (zh) 借助于线圈和装备有计数器设备的计数器来对转轮的转数计数的设备
DK2691743T3 (en) Arrangement and method for capacitive detection of the rotational motion of a rotating member
CN102257361B (zh) 用于确定轴的转数的旋转计数器和方法
AU650921B2 (en) Eddy wheel edge sensor
KR20100025289A (ko) 비자성 회전체의 회전 감지기 및 이를 적용한 유량 측정장치
CN110346000A (zh) 一种具有异常检测功能的线圈感应式水表
US10690519B2 (en) Meter reading sensor using TMR and hall effect sensors
CN207502010U (zh) 内部安装有双向检测传感器组件的智能水表
KR20120026183A (ko) 광센서를 이용한 전자식 수도 미터
CN211477251U (zh) 一种线圈无磁式选通感应计量装置
ES2386009T3 (es) Dispositivo de detección de rotación de un elemento rotatorio tal como la turbina de un contador de agua
WO2009007690A2 (en) Device for remotely monitoring a meter
KR100893099B1 (ko) 검침기 및 그 제어방법과, 그 검침기를 이용한 원격 검침시스템
KR100363396B1 (ko) 근거리 무선 검침 계량기의 역회전 감지장치 및 방법
JP2007248363A (ja) 電子式水道メータ
AU708732B2 (en) Apparatus and method for sensing tampering of utility meter
KR101213201B1 (ko) 비자성체가 적용된 유량 측정장치
CN109990869A (zh) 磁力转子式物料检测装置及方法
KR100363397B1 (ko) 근거리 무선 검침 계량기에서 리드 스위치 오동작 검출방법
WO2015089594A1 (pt) Medidor telemétrico de vazão de fluidos sem partes móveis
CN203259210U (zh) 膜式燃气表单光束流量传感器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant