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远传抄表系统
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光电直读水表是目前最先进可靠的智能水表

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2013-12-09 09:20:00【

目前国内外在自动抄表领域采用的技术有:脉冲发讯技术、脉冲计数直读技术、光电直读技术及摄像技术等。这些技术均存在着不同的缺陷,难以有效地进行实际推广应用。

国内早期研发和应用的智能水表,均为脉冲式水表,它采用的是脉冲发讯技术。即在原机械计量表计上加装脉冲传感器如干簧管、霍尔组件等,不断产生脉冲信号输出,然后用采集器对脉冲进行采集、累加、存储和数据上传,对采集到的脉冲进行累计换算而获得数据。其基本原理是:在普通机械计数的水表或燃气表的码盘或指针上放置一永磁铁,在附近固定安装霍尔组件(或干簧管),即可构成基于磁电转换技术的传感器。码盘或指针转动带动磁铁转动,每转一周,永磁铁经过霍尔组件(或干簧管)一次,即由霍尔组件(或干簧管)输出一个脉冲。自九十年代以来经过行业部门的多年运用,该技术存在的问题也暴露无遗:

① 采用脉冲发讯技术的远传表计,由于表盘的抖动、脉冲信号在传输过程中很容易受电磁干扰、水管系统中存在的水锤现象、以及干簧管或霍尔组件等器件不一致性造成产生脉冲性能的不一致等因素,极易引起脉冲丢失或多计脉冲。虽然从技术角度可以采用一些滤波技术来减少这种影响,但不能完全消除。因此在使用一段时间后,产生脉冲累计误差即远程自动抄表数据的不准确。

② "干簧管型"和"霍尔组件型"脉冲发讯技术的远传表计的核心部件是永磁铁,人为外加磁铁产生的强大吸引,能够干扰计数码盘或指针的正常力矩,导致机械表计产生计量误差。同时,随着使用时间的延长会出现退磁现象,使得干簧管或霍尔组件在计数码盘或指针转过时不能输出脉冲,从而导致脉冲少计。

③ 水表在某些情况下会反转,如停水时水表会反转,一些高层的水表也会反转。计数盘位刚好经过磁铁位置,产生一次正常的计量脉冲,如果这时反转,就会产生"第二个脉冲"的误差信号。而脉冲发讯式远传表计的采集器是不能分辨出表计的正转、反转情况的,只要是脉冲便进行累计式的计量。

④ 脉冲的产生依靠外界电源,任何脉冲发讯技术的远传表计都必须保证电源不间断的供给,即系统必须提供连续、可靠的电源,因为一旦电源故障便停止脉冲计量,产生系统自动抄表数据与实际表计显示数值的不一致。这样就要求系统24小时供电不间断,因此脉冲发讯技术的远传表计必须采用蓄电池作为后备电源供电,这样既增大了系统成本,又增加了维护蓄电池的工作。

⑤ 由于脉冲发讯技术的远传表计的工作方式是脉冲累加方式计量,因此必须为系统数据采集器建立一个初始值,即对每个表计进行人工抄表后将表计的实际显示值输入数据采集器,这个过程叫初始化。脉冲发讯技术的自动抄表系统运行的前提条件是必须先进行初始化。若系统一旦掉电或因其它原因引起误差后,就必须重新进行初始化,这种维护的工作量非常巨大,而且很难预测。

脉冲计数的准确度决定脉冲发讯技术的远传表计的计量准确度。因此,由于脉冲发讯技术本身固有且难以克服的计量准确性低、系统可靠性差、维护工作量大等缺陷,使得国内许多城市建成的自动抄表系统都无法有效投入使用,投了自动抄表系统的钱却不得不仍用人工抄表的现象十分普遍,给政府、行业部门、房地产开发商以及广大老百姓造成了极大的负面影响。该技术现在已经被淘汰。

目前光电直读水表是国内外进过长时间研究、验证,证明是最可靠及比较先进的一种智能水表光电直读水表表具采用光、机、电一体化技术及绝对式光电编码器原理,通过透射式光电转换,将每个字轮作为一个码盘,五个红外接收管感应字采用轮上的透光槽射过来的红外光而引起的电平变化组成一组五位数码,经译码后远传至系统计算机在抄表界面上显示与水表窗口值相同的数字瞬间抄表读取计数器字轮位置状态,从而准确地读出字轮在显示窗的数字。根据上述原理读出的读数,并上传给上位机。光电直读表技术优势主要体现在:

1、不受外界磁场和回流的影响,平时电子模块处于不工作状态,不受系统是否发生过断电、故障或干扰甚至雷电的影响。

2、光电直读模块与表内的计数器运转装置没有机械接触,不影响计量灵敏度。

3、不改变原有结构和计量特性,可与国内任意一家计量表具生产厂家产品配套。

4、直接读取表的窗口值,不是累计脉冲数,没有累计误差,不需设置表底数、表常数等参数无需存储数据,真正实现了可靠"读表"。

5、每个表有属于本表的唯一地址编码,方便管理维护。

6、每个表满足EMC、ESD、EMI等电子产品电磁兼容方面的设计要求。

摄像式水表目前市场上处于样品提供阶段,还没有发现批量使用情况,就目前来讲,它有许多明显的缺陷没有办法克服:因为摄像式直读水表采用了数字图象处理技术,几乎所有的厂家都是通过对表端的的图象采集压缩,传送至上位机进行处理,在后台来完成对图象进行型的识别和处理,因此所需要传输的数据量比较大,目前比较好的压缩技术也只能将数据压缩在1~3k,但是这依旧对原有的数据总线来说是难以负担的,导致原有的集抄通信线路不能使用。也有少数厂家虽然也有在表端进行识别的,但是技术还很不成熟,不能适应市场需求。并且在原有水表加装摄像头后,摄像头的功耗比较大,供电难度很大,现有技术都不能够很好的解决摄像头供电问题。而且有能力生产摄像式直读水表厂家比较少,在目前并没有形成市场主流,这对形成统一规范的集抄标准也十分不利。

此文关键字:光电直读式液封水表