CN204007758U - 流量检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的流量检测器具有：计数器部，该计数器部具有根据检测对象的流量而旋转的多个字轮和连接所述字轮的转轴；以及永磁体，该永磁体设置于所述计数器部的多个字轮中的预定的所述字轮，在所述计数器部附近设置有双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，所述双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器形成在位于所述计数器部的一侧的基板上。

Description

流量检测器

技术领域

本实用新型涉及一种关于智能气表等的智能流量检测器。

背景技术

近年来，通过电信号将检测燃气流量而得到的信息发送到PC等的智能气表正受到关注。

作为智能气表，已知其具有计数器部、永磁体、以及磁传感器(干簧管、AMR(Anisotropic Magneto Resistance：各向异性磁电阻)传感器、霍尔传感器)等，该计数器部具有根据燃气流量而旋转的多个字轮，该永磁体设置于计数器部的想要检测的用量单位的字轮上，该磁传感器从永磁体发出的磁场检测出计数器部的转数并转换成电信号。而且，通过将由磁传感器检测出和处理后的电信号传输给位于远方的PC、智能电话等，从而负责测定燃气流量的工作人员即使不访问各个人家，也能够测定燃气流量。

现有技术中，如图1和图2所示，在容纳有计数器的壳体上，在计数器部的两侧，分别配置有磁传感器1和磁传感器2。各个磁传感器的检测面配置成与字轮的旋转面相对。即，在气表字轮的上、下方通过辅助基板、夹具等部件各安装一个干簧管、霍尔传感器或磁传感器，同时以连线的方式与气表主板相连接。而且，计数器部的字轮朝一个方向进行旋转，从而结合磁传感器1检测出的输出1、和磁传感器2检测出的输出2，可判断出字轮旋转了一圈，可检测出计数器的转数。为此，要准备两个相同的磁传感器，各个磁传感器必须夹着计数器部在其两侧配置成以使得字轮的旋转方向与检测面相对。因此，除了主基板等以外，还必须在与字轮的旋转面相对的位置另行设置磁传感器设置用的两个辅助基板，从而不得不大型化。

另外，一般而言，在智能气表中，例如在气表的附近配置了与形成于字轮的永磁体不同的磁体(或使磁场变化的物体)的情况下，磁传感器本来应该要检测作为对象的形成于字轮的永磁体的磁场，但因受到了其他磁体的磁场的影响，从而无法检测出字轮的旋转。因此，还存在想要检测出是否存在这种外部磁场(干扰磁场)的需求。对此，在上述那样的现有技术的结构的情况下，磁传感器1所检测出的输出1和磁传感器2所检测出的输出2同时成为ON(通)输出，从而能够进行判断。然而，不管怎样，都要准备两个相同的磁传感器，各个磁传感器必须夹着计数器部在其两侧配置成以使得字轮的旋转方向与检测面相对。因此，除了主基板等以外，还必须在与字轮的旋转面相对的位置另行设置磁传感器设置用的两个辅助基板，从而不得不大型化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供如下的流量检测器：在能够检测出计数器字轮的转数的同时对于在气表附近配置有其他磁体时的磁场的影响也能够检测出；并且能够在小型化的同时以更简单的结构检测出流量。

本实用新型的流量检测器的一个方式中，具有：计数器部，该计数器部具有根据检测对象的流量而旋转的多个字轮和连接所述字轮的转轴；以及永磁体，该永磁体设置于所述计数器部的多个字轮中的预定的所述字轮，在所述计数器部附近设置有双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，所述双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器形成在位于计数器部的一侧的基板上。

由此，本实用新型的流量检测器中，通过同时设置双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，从而能够测定字轮的转数，并且因在外部配置了不想要的磁体等而产生外部磁场(干扰磁场)的情况下，可产生与未产生外部磁场时不同的输出，通过这些输出信号能够判断出是否产生了外部磁场。特别是，无需准备两个相同的磁传感器，无需使各个磁传感器夹着计数器部并在其两侧设置辅助基板以使得字轮的旋转方向与检测面相对，能够使其小型化。

此外，通过由磁体构成的磁路和1个双输出型磁传感器的信号组合，实现了用量计量以及对于360度检测型磁传感器检测不到的外部弱磁场的检测。另外，通过增加1个360度检测型磁传感器，从而能够检测出导致双输出型磁传感器的输出完全失效的外部强磁场。

另外，本实用新型的流量检测器的另一个方式中，所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器设置在同一基板上。

由此，本实用新型的流量检测器中，所述双输出型磁传感器与现有技术不同，利用一个磁传感器就能检测出字轮的转数。因此，能够将双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器全都设置在相同基板上，无需新设置用于固定两个磁传感器的壳体等，能够小型化并使结构简化。若采用上述结构，则能够在形成于计数器部的一侧的主基板或辅助基板上设置双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，能够使其小型化。

另外，本实用新型的流量检测器的另一个方式中，在从可读取所述字轮上的字符的方向俯视所述计数器部时，所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器的检测面位于所述计数器部的平面方向。

特别是，原本设置于气表等的流量检测器的主基板的主面从字轮的字符读取方向俯视时，处于平面方向的情况较多，而若采用本实用新型那样的结构，则只要在原本设置于气表等的主基板上设置双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器就可工作。由此，能够减少元器件数量，能够使整个流量检测器小型化。

所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器的检测面被配置成位于从所述计数器部的轴方向观察时的所述字轮的上下宽度内的高度处。

由此，能够更加可靠地检测出永磁体的磁场。

另外，本实用新型的流量检测器的另一个方式中，将两个或两个的倍数以上的永磁体设置于预定的所述字轮。

由此，本实用新型的流量检测器中，能够形成更强的磁路，并且能够防止传感器产生不灵敏区域(传感器检测不到的区域)。

另外，本实用新型的流量检测器的另一个方式中，所述双输出型磁传感器设置在与设置有所述永磁体的字轮相对的位置上，所述360度检测型磁传感器在与所述计数器部的转轴垂直的方向上隔开所述双输出型磁传感器进行配置。

由此，本实用新型的流量检测器中，通过使所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器之间隔开预定距离来进行放置，从而能够防止所述360度检测型磁传感器检测出原本是为了测定转数而检测的设置于所述字轮的永磁体的磁场。而且，通过使360度检测型磁传感器在与所述计数器部的转轴垂直的方向上隔开所述双输出型磁传感器进行放置，从而能够较为平衡地检测出所述双输出型磁传感器的左右分别产生的干扰磁场。

另外，本实用新型的流量检测器的另一个方式中，在所述预定的字轮中设置一个所述永磁体，所述双输出型磁传感器设置在与设置有所述永磁体的字轮相对的位置上，所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器在与所述计数器部的转轴平行的方向上隔开预定的距离排列放置。

即使在上述那样的结构的情况下，也能够检测出字轮的转数和干扰磁场，并且能够使流量检测器小型化。

根据本实用新型，由于将气表字轮两侧的感应器件结合到了计数器部的一侧的主板上或一侧的辅助基板上，因此能够简化结构、节省空间。

此外，根据本实用新型，能够解决设置于计数器部两侧的各个辅助基板安装时和字轮之间的相对位置精度带来的不一致性问题，可提高安装精度。

此外，根据本实用新型，能够解决干簧管的破碎或破裂导致的灵敏度变化问题、使用寿命问题；以及各器件防水、防尘，线路连接等复杂结构带来的不可预知性问题，可提升产品可靠性。

此外，根据本实用新型，节省了专为安装干簧管或霍尔所需的辅助基板、连线、防水材料等资材费用和安装、检查相关组件所需的人工成本，节省了材料成本和人工成本。

附图说明

图1是示出现有技术的流量检测器的图。

图2是示出现有技术的流量检测器的图。

图3是示出本实用新型的流量检测器的实施例1的从可读取字符的方向观察时的平面图。

图4是示出从计数器部的转轴的轴方向观察时的流量检测器、基板和磁传感器的图。

图5A是示出本实用新型的在字轮上设置有两个永磁体时的状态的图。

图5B是示出本实用新型的在字轮上设置有四个永磁体时的状态的图。

图6是示出本实用新型的双输出型磁传感器在正常时的输出信号的图。

图7是示出本实用新型的双输出型磁传感器在有干扰时的输出信号的一个示例图。

图8是示出本实用新型的双输出型磁传感器在有干扰时的输出信号的另一个示例图。

图9是示出本实用新型的流量检测器的实施例2的图。

图10是示出本实用新型的在字轮上设置一个永磁体时的状态的图。

图11是示出本实用新型的流量检测器的实施例3的图。

具体实施方式

下面对本实用新型的一个实施例进行说明。图3是本实用新型的实施例1。

本实用新型的流量检测器具有：计数器部100，该计数器部具有根据检测对象的流量而旋转的多个字轮101和连接所述字轮的转轴105；永磁体102，该永磁体设置于多个字轮中的预定的所述字轮，在所述计数器部附近设置有双输出型磁传感器103和360度检测型磁传感器104，所述双输出型磁传感器103和360度检测型磁传感器104形成在位于计数器部100的一侧的基板106上。而且，上述结构容纳在气表壳体(未图示)中。气表壳体形成有使字轮上的一个字符露出的大小的窗口，由于所述计数器部的字轮旋转，使得从所述窗口看到的字符发生变化。

计数器部形成有多个圆盘状的字轮以及转轴。各字轮形成为圆盘状，具有两端面和曲面，在各字轮的曲面记载有0～9的数字。在附图上，总共8个字轮(8个只是示意)经由转轴相连接，位于最右侧的字轮表示小数点后第1位的数值，依次排列成表示个位数、十位数、百位数。当然，计数器部的布局并不局限于该布局。

永磁体设置于字轮中用户特别想测定的预定字轮。这里，设置于个位数的字轮。永磁体设置于圆盘状字轮的内部，其中如图5A所示，两个永磁体在分别相对的位置设置有一对，永磁体的不同磁极彼此相对，从而形成磁路。此外，这里，作为一对形成有两个永磁体，但只要成对即可，例如也可如图5B那样设置4个。即，也可设置2的倍数个。

作为磁传感器，在基板106上设置有双输出型磁传感器103和360度检测型磁传感器104。该基板既可为主基板，也可为例如，在计数器部的一侧设置辅助性的基板(辅助基板)，在该辅助基板上进行设置。另外，由于双输出型传感器具有各向异性，因此其对于特定方向的磁场进行检测。在实施例1中，由于在字轮中设置有两个永磁体，因此磁场在与计数器部的转轴垂直的方向(图3的虚线)上产生。关于实施例1的双输出型磁传感器的检测面，从可读取字轮上的字符的方向俯视计数器部时(即，图3的平面图的平面方向)，双输出型磁传感器的检测面位于计数器部的平面方向。这里所说的可读取字符的方向是指一般而言在流量检测器中形成为计数器部的字轮上的一个字符从气表壳体的窗口(未图示)露出，而可从该窗口在正面读取字轮上的字符的方向。并且设置成以使得双输出型磁传感器的检测方向成为上述虚线方向。此外，360度检测型磁传感器不具有各向异性且能够从平行于主基板的360度的方向进行检测。360度检测型磁传感器的检测面也存在于计数器部的平面方向(图3的平面图的平面方向)。另外，这些双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器的检测面如图4所示，优选配置成以使得双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器的检测面位于从计数器部的转轴的轴方向观察时的字轮的上下宽度内(字轮的端面的直径宽度内)的高度处。通过采用这种结构，从而能够更加可靠地检测出永磁体。

这里，双输出型磁传感器是一个磁传感器，且是能够具备两个输出的传感器，被设计成一个输出端子和另一个输出端子所检测的磁场强度不同。该双输出型磁传感器例如是双输出型AMR传感器。作为双输出型磁传感器的结构，已知有例如PCT/JP2006/300483号公报所记载的结构，但并不局限于这些结构。通常，若磁体接近，则输出端子1和输出端子2分别各进行一次1/0的输出。对于该1/0的输出，利用与检测器分开设置的微机等信号处理单元(未图示)进行信号处理，在其控制信号发生紊乱时，关闭与流量检测器分开设置的调整燃气流量的阀门。另外，对于正常时检测出的用量信息，进一步使用例如Wifi等无线通信将该电信号传输给PC及智能电话等远程地点。

另外，本实用新型中，在计数器部附近因字轮中的永磁体以外的磁体等而施加了外部磁场的情况下(产生了干扰磁场的情况)，利用该双输出型磁传感器发现产生了与未产生干扰磁场的正常状态不同的输出，可知能够利用这些输出的信号来检测出是否产生了干扰磁场。但是，外部磁场太强时会失效。

在这种情况下，除了双输出型磁传感器以外，还通过同时设置360度检测型磁传感器，从而能够在更广的条件下检测出外部磁场。360度检测型磁传感器是对于检测面能够检测出360度方向的360度检测型AMR传感器。其结构根据WO2013/171977、PCT/JP2014/05072等是已知的，但并不局限于这些结构。另外，360度检测型磁传感器的放置并不受到方向的限制。因此，实施例1中，在仅设置有用于检测干扰磁场的360度检测型磁传感器的情况下，根据外部磁场的产生源的位置和磁场强度，有时无法检测出。因此，通过同时设置双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，并分别补偿检测不足的部分，从而能够更加完整地检测出外部磁场。

下面，对于具体利用双输出型磁传感器进行外部磁场的检测，在图5～图7中示出表示输出状态的表1～3、以及双输出型磁传感器的输出模式。作为前提，使用两个磁体，按照不同磁极朝外的方法安装。两个不同极性朝外的磁体(或两个的倍数的磁体(相近磁体不同磁极朝外))形成的磁路实现了传感器位置的强工作磁场，同时一定程度上减弱了后方(没有360度检测型磁传感器一侧)靠近的外部干扰磁场的影响。

表1和图6是未产生外部磁场的状态、即正常状态下的双输出型磁传感器的输出示意图。此外，由于双输出型磁传感器的输出在每一输出端子都不相同，因此其示意图的输出宽度在输出端子1和输出端子2中有一些不同。如该表1和图6所示，可得到输出端子1的输出与输出端子2的输出，并且在360度检测型磁传感器未作出反应的情况下，判断为未产生外部磁场。当字轮每旋转一圈时，双输出型磁传感器的每个PIN脚各有2个正常脉冲信号输出，检测出计数器部的字轮的转数。

表2、表3以及图7、图8是施加了外部磁场的状态下的双输出型磁传感器的输出状态和输出示意图。例如，如表2、图7所示，会发生一个输出端子持续为OFF(断)状态的情况。另外，在表3、图8的情况下，会发生另一个输出端子持续为ON(通)状态的情况。这种状态的产生根据永磁体的位置、个数、双输出型磁传感器的位置、以及360度检测型磁传感器的位置等各种条件而变化，但主要认为有这两种模式。即使360度检测型磁传感器对于外部磁场未作出反应，若产生了如表2、表3以及图7、图8所示在输出端子1的输出那样的不正常的输出，则也能够判断为产生了外部磁场。在这些表2、图7、以及表3、图8的状态下，虽然利用双输出型磁传感器能够检测出是否产生了外部磁场，但是无法准确地检测出字轮的旋转。在处于这种状况时，通过微机等信号处理单元(未图示)发送这些控制信号，以使得与所述流量检测器分开设置的用于调整燃气流量的阀关闭等。

另一方面，360度检测型磁传感器检测出外部磁场，而不取决于双输出型磁传感器的输出状态。在这种情况下，若360度检测型磁传感器对于外部磁场作出了反应，则判断为产生了外部磁场。根据360度检测型磁传感器，能够通过1/0来判断是否产生了外部磁场，在判断为产生了外部磁场的情况下(1的情况)，与双输出型磁传感器相同地，基于该输出信号发送控制信号，以使得与所述流量检测器分开设置的用于调整燃气流量的阀关闭等。

此外，关于外部磁场的检测，无需严格地区分双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器来进行使用。只要任意一个传感器输出“有外部磁场”的信号，就立即将阀关闭等。即，当有360度检测型磁传感器感应不到的外部干扰磁场靠近时，通过双输出型磁传感器的信号输出判断；当有导致双输出型磁传感器的信号完全失效的外部干扰磁场靠近时，通过360度检测型磁传感器的信号输出判断。

由此，本实用新型中，能够利用双输出型磁传感器这样的一个传感器来检测计数器部的字轮的转数。因此，无需仅为了进行旋转检测而设置两个磁传感器，无需仅为了将两个磁传感器配置于计数器部的两侧而另行设置壳体、基板等。因此，能够将双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器设置在同一基板上，能够小型化且能使结构简化。此外，根据使用用途的不同，当然也可将双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器设置于不同基板。另外，通过同时使用双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，从而能够更加可靠地检测出是否产生了外部磁场。

如图3所示，优选为，双输出型磁传感器设置于与设置有永磁体的字轮相对的位置。双输出型磁传感器具有各向异性，为了读取设置有永磁体的字轮的转数，设置于与设置有永磁体的字轮相对的位置更容易准确地读取转数。

通过使双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器之间隔开预定的距离进行放置，从而能够防止360度检测型磁传感器检测出原本是为了测定转数而设置于字轮上的永磁体的磁场。而且，通过使双输出型磁传感器在与计数器部的转轴垂直的方向上排列配置，从而能够较为平衡地检测出双输出型磁传感器的左右分别产生的干扰磁场。

下面，对实施例2和实施例3的结构进行说明。

关于计数器部，实施例2中，如图10所示，除了将计数器部中想要检测的字轮中的永磁体设为一个以外，其它都与实施例1的计数器部相同。在这种情况下，磁场的产生方向成为与计数器部的转轴平行的方向(与图9的虚线方向垂直的方向)。关于双输出型磁传感器的检测面，从可读取字轮上的字符的方向俯视计数器部时(即，图9的平面图的平面方向)，双输出型磁传感器的检测面位于计数器部的平面方向。而且，双输出型磁传感器的检测方向设置成为与上述虚线方向垂直的方向。此外，360度检测型磁传感器不具有各向异性，且能够从平行于主基板的360度的方向进行检测。360度检测型磁传感器的检测面也存在于计数器部的平面方向(图9的平面图的平面方向)。不会受到设置时的方向的限制。即使采用这种结构，也可得到本申请的效果。

另外，实施例3中，在使用图10那样的永磁体的情况下，由于磁场方向与计数器部的转轴平行，因此如图11所示，也可在双输出型磁传感器配置成与想要检测的字轮相对的基础上，将双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器在与转轴平行的方向上进行配置。

另外，优选为，双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器在与计数器部的转轴垂直的方向上隔开预定的距离排列放置。

双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器的配置根据需要有各种方法，因此不局限于本申请附图的配置。另外，关于双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器的结构，并不局限于披露的专利文献。

此外，可以在气表的字轮旁边任意一侧的主板或辅助基板上安装双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，传感器的摆放方法、方向为任意可感应方式。

另外，作为检测对象，主要是用于燃气，但并不局限于此。也可在水表等中使用。

工业上的实用性

本实用新型的流量检测装置，可应用于能够在小型化的同时以更简单的结构检测出流量的流量检测装置。

标号说明

1、2 磁传感器

100 计数器部

101 字轮

102 永磁体

103 双输出型磁传感器

104 360度检测型磁传感器

105 转轴

106 基板

Claims (7)

1.一种流量检测器，具有：计数器部，该计数器部具有根据检测对象的流量而旋转的多个字轮和连接所述字轮的转轴；以及永磁体，该永磁体设置于所述计数器部的多个字轮中的预定的所述字轮，

在所述计数器部附近设置有双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器，所述双输出型磁传感器和360度检测型磁传感器形成在位于所述计数器部的一侧的基板上。

2.如权利要求1所述的流量检测器，其特征在于，

所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器设置在同一基板上。

3.如权利要求1或2所述的流量检测器，其特征在于，

在从可读取所述字轮上的字符的方向俯视所述计数器部时，所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器的检测面位于所述计数器部的平面方向。

4.如权利要求3所述的流量检测器，其特征在于，

所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器的检测面被配置成位于从所述计数器部的轴方向观察时的所述字轮的上下宽度内的高度处。

5.如权利要求1、2、4中的任一项所述的流量检测器，其特征在于，

将两个或两个的倍数以上的永磁体设置于预定的所述字轮。

6.如权利要求5所述的流量检测器，其特征在于，

所述双输出型磁传感器设置在与设置有所述永磁体的字轮相对的位置上，所述360度检测型磁传感器在与所述计数器部的转轴垂直的方向上隔开所述双输出型磁传感器进行放置。

7.如权利要求1、2、4中的任一项所述的流量检测器，其特征在于，

在所述预定的字轮中设置一个所述永磁体，所述双输出型磁传感器设置在与设置有所述永磁体的字轮相对的位置上，所述双输出型磁传感器和所述360度检测型磁传感器在与所述计数器部的转轴平行的方向上隔开预定的距离排列放置。