淺議遠傳水表應用選型

貴州遠傳水表廠家淺議遠傳水表應用選型

一、概述

        “九五”初期，建設部在小康住宅標準中提出了“三表出戶”的要求，地方政府相繼出臺政策，促進水表“一戶一表”工作具體落實，十多年來，居民水表應用基本形成了普通機械水表、閥控預付費卡表、遠傳水表等三種方式，其中遠傳水表逐漸形成規模，在二次供水小區應用較多，且技術型號多樣，生產廠家眾多。

        隨著城市建設的發展，高層小區層出不窮，每年進入“一戶一表”計量管理的高層用戶數量不斷增加，如何選用水表是供水企業面臨的重要課題。筆者作為瑞安水務集團的技術管理者之一，1999年開始從事水表計量管理工作，有過 TM 卡智能水表、遠傳水表等應用經歷，有一定的了解和應用體會，本文就目前市場上主流遠傳水表的應用心得和調研展開膚淺探討。

二、遠傳水表分類及優缺點

        遠傳水表具通常分成兩大類：一類是有源表，另一類是無源表。

    （一）有源表：即表具必須一直供電，通常以采集脈沖個數進行計量，也叫脈沖式遠傳水表，可分為“單、雙干簧管表”“、霍爾元件表”“、光電轉換表”。

        1、干簧管型原理：在轉盤計數的水表內加裝干簧管和磁性元件，干簧管固定在計數轉盤附近，磁性元件安裝在計數盤上，當轉盤每轉一圈，磁性元件經過干簧管一次，干簧管閉合一次，即在接收端產生一個計量脈沖。

        2、霍爾元件型原理：在轉盤計數的水表內加裝霍爾元件和磁性元件，構成基于磁電轉換的傳感器，霍爾元件固定在計數轉盤附近，磁性元件安裝在計數盤上，當轉盤每轉一圈，磁性元件經過霍爾元件一次，對應一次電位差，即在接收端產生一個計量脈沖。

        3、光電轉換型原理：由光電發射、接收器和反光鏡組成，當安裝在轉盤上的反光鏡通過發射器時，紅外光由反光鏡反射到接收器，轉盤每轉一圈，在接收端產生一個計量脈沖。

        脈沖式遠傳水表的優點：對基表改動小，不影響原有的結構和計量；成本相對較低；脈沖采集技術比較成熟。缺點：整個計量過程需要持續供電；受水錘、壓力不穩、反轉影響，會產生累計誤差；強磁干擾或元件退磁，會影響計量；使用分線制布線，工程復雜，線纜和維護成本高。

        脈沖式遠傳水表是遠傳表的先驅，經過近十年持續的改進，其原理可靠簡單，也基本解決了水錘、倒流、抖動誤測和磁影響等缺點，近年脈沖式遠傳水表改裝了鋰電池，且采用了水表本地儲存累計水量，其數據傳輸亦可采用總線制系統等，在供水行業內得到一定認可，隨著水司對遠傳水表管理意識和維護逐步成熟到位，脈沖表依然不失為一種低成本、高效率的遠傳表。目前市場上上述三種原理的脈沖遠傳表各有使用，各廠家近年在此基礎上升級推出無線自組網遠傳水表，在水表里內置路由器，無線接收范圍內任意水表之間可以兩兩相互橋架聯網，省了布線的麻煩，但網絡系統的可靠性還需時間來驗證。

        （二）無源表：平時表具不需供電，僅在抄讀時供電，又分接觸式無源表和非接觸式無源表。

        1、接觸式無源表原理：其代表是厚膜電阻式，通過在字輪上安裝金屬觸點，與對應電路板上的不同電阻接觸，通過不同的電阻值來識別字輪的位置，計算出相應的示值。

        厚膜電阻式遠傳水表的優點：原理簡單，不影響原有的結構和計量；成本相對較低；直讀字輪上數據，平時不供電；直讀表計窗口值無累計誤差。

        缺點：字輪觸點摩阻影響計量性能，需降低齒輪組的阻尼，對工藝要求高；電阻值受溫度變化影響，可能導致觸點接觸不良，產生計量誤差。

        2、非接觸式無源表原理：其代表是光電式，在計數字輪的 0~9 的位置上印刷特定的標記，在其周圍按照數學規律安裝固定光電傳感器，判斷字輪各種位置的“有”和“無”狀態，把一個數學問題通過電子電路方法來實現，輔以冗錯、糾錯的算法，得出字輪上的示值。目前采用這種方式的直讀表主要有光電透射式和光電反射式兩種，主要的區別在于機械結構和數學算法的不同。

        光電式遠傳水表的優點：無機械接觸，不影響原有的結構和計量；直讀字輪上數據，平時不供電；光電方式生成數字信號，采集穩定；直讀表計窗口值無累計誤差；總線制布線。缺點：機芯防水密封要求高；結構整體化設計，電子部分和基表嵌入組裝，對制造工藝要求高；周檢換表成本較高。

        無源直讀表，特別是光電式直讀表一上市，市場反應好，對脈沖式表造成不小的沖擊，很多廠家蜂擁而上。由于基表和電子整合是多專業不同領域的學科，是機電一體化的綜合制造工藝，而大多廠家要么是做基表出身，電子部分外協，要么是做電子專業，基表外購，更有甚者只設計，電子和基表都外購，這三種制造工藝模式導致了后續的諸多問題，比如基表質量和計量認證，電子部分防水和穩定性，組裝工藝質量差等?；谝陨蠁栴}，光電式直讀表在技術原理上雖已成為主流，得到認可，但在行業內也沒大批量推廣使用，當然水表廠家也有針對性的改良方案，比如采用模塊化設計，解決使用過程中的問題，目前無源直讀表也是供水企業小范圍使用選擇的類型。

（三）其他新型的遠傳水表

        1、無源直讀攝像式水表，分體式設計，通過拍攝基表盤字輪的圖片來獲得水表的示值，根據圖片解析程序分兩類，一類是通過遠傳水表系統完成攝像和傳輸，圖片在上位機的后臺軟件上解析，把圖片上的字輪示值轉換為數字 , 這類攝像表十年前就有這樣的概念及產品，當時也得到了一定的認可，但卻沒有很好的應用，主要原因是抄表系統總線制傳輸，速率約 1~5k/s 之間，而圖片文件在 4k 以上，傳輸帶寬要求高，集抄系統的穩定性和效率低；另一類表是近年出現的表端直接進行圖片解析的方式，完成模數轉換，上傳數字信號，解決了傳輸瓶頸問題 , 屬于新技術、新產品，目前能生產的廠家不多，水表應用數量也不多。

        攝像表的的優點就是分體式設計，也就是說基表可由水司自行采購、安裝及維護，后加裝攝像設備，保證基表獨立運行，在遠傳系統故障時，基表仍獨立計量，用戶對計量的結果也更好認可；另外攝像設備設計壽命 12 年，水表兩個周檢期內換基表就可以，后期維護費用大大降低，其他整體設計的遠傳水表不能做到這一點。缺點尚未表現出來，待時間驗證。

        2、有源超聲測流型水表，其原理利用超聲波換能器產生超聲波在水中傳播，當超聲波在流動的水中傳播時產生“傳播速度差”，該速度差與水的流速成正比，利用這一原理進行計量，因此又被稱為速度差法超聲水表，大表已普遍應用，小口徑表目前正處于研發階段。

三、遠傳系統傳輸方式

        1、分線制：脈沖水表都是分線制，一只水表一條信號線，集抄器按順序進行采集，從技術上講比較成熟，但布線太多，工程復雜，維護量大。

        2、總線制：通常采用 modbus 總線制，一體化設計，可靠性高，水表只需掛接，減少布線，系統調試和維護量少，與其他系統（如安防）可以共享開放式網絡設計，簡潔優化高層小區的弱電布線。分線制或總線制組網水表到集抄器的系統 , 集抄器以單元或小區為單位 , 掛接所有水表 , 抄表員可以到現場從集抄器人工抄表，也可以通過網絡（例如 GPRS）定時自動上傳。

四、抄表系統軟件

        遠傳水表廠家多，品牌和抄表系統功能各不相同，水表廠都是硬件制造為主，配套軟件研發較弱，大都是解決了抄表和數據收發的基本功能，數據整合標準化和智慧化表務管理表現不足。對水司而言，若同時選用多個品牌的遠傳水表，那就意味著多套抄表系統，每套系統都要和報裝、營銷系統做接口銜接，抄表員也得帶多只抄表機去小區集抄，數據統一性和操作可靠性差，成為遠傳水表推廣使用的敗筆。因此，水司牽頭實施類似營銷 mis 系統的遠傳水表管理系統是必要和實用的，重點要解決的問題是：

        1、遠傳水表作為集抄系統的終端設備，編碼是關鍵參數，關聯報裝、營銷業務密切，也決定水表安裝維護流程的制定，對市場上不同品牌多類型號水表，應由水司依據自身管理需求制定統一的編碼規則，廠家按規則設置及生產。

        2、統一總線制通訊協議，集抄上傳下載的數據包解碼規則也要統一制定，以達到一套系統抄不同品牌型號的水表，系統與水司的信息整合對接效率也更高。

        3、遠傳水表解放了抄表勞動力，另一個特點就是智能化管理，例如數據定時通訊，通過數據分析，能預警用戶用水異常情況，可以微信、短信等方式進行溫馨提示。諸如此類的功能也是當前智慧城市建設內容的一部分。

五、結論

        綜上所述：隨著無源直讀水表技術的不斷完善，水司的認可度隨之提高，該產品逐步成為遠傳水表市場的主流；無源表端識別的攝像直讀水表，采用分體式設計，優點突出，利于水司的表務管理，或可成為今后的發展趨勢。

        隨著今后城市高層二次供水政策明朗和細化，遠傳水表逐步普及應用將是趨勢，遠傳水表系統的推廣應用將為水司精細化管理水平的提升，以及智慧水務建設提供必要的技術手段和支撐。