智能水表核心技术的分析与展望

　　智能水表产业经过十几年的快速发展,已经培育了一支技术素养较高的人才队伍,研发了诸多门类和品种规格的智能水表新产品,也积聚了许多优秀的核心技术与成果,为封闭管道饮用水供水计量及其增值服务的自动化与智能化应用工作起到了不可估量的推进作用,取得了骄人的成绩。

　　在总结现有经验和技术基础上,研究与探索智能水表的核心技术、评估和预测核心技术的发展趋势,引进当代先进理念和技术为智能水表的品质提升和功能拓展服务,不断推进智能水表及其相关技术的发展和进步,是摆在我国水表企业面前的重要任务和使命。

　　智能水表的核心技术主要涉及到产品自身所采用的核心技术、产品设计方法的核心技术以及产品制造的核心技术等方面。

　　1　智能水表产品的核心技术

　　智能水表产品自身所采用的核心技术是所有技术中最为重要的部分,它体现了产品技术的先进性和产品使用的附加值。随着科学技术的发展,各相关学科的交汇与融合,以及新技术、新器件的不断涌现,使智能水表新技术的选择余地变得非常的宽广。

　　智能水表产品性能所依据的技术标准目前也很充分,主要有GB/T 778·1~3—2007《封闭管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》、CJ/T 224—2006《电子远传水表》、CJ/T 133—2008《IC卡冷水水表》等国家或行业标准。

　　1·1　数据采集技术

　　在叶轮(或活塞)式机械水表上采集计量数据的技术目前主要有两类:脉冲式数据采集方式和直读式数据采集方式[1]。

　　(1)脉冲式数据采集方式

　　该采集方式目前在国外使用得比较普遍,国内许多企业的产品也采用该种方式。脉冲采集方式的优点是结构简单、制造方便,采用普通的传感元件、累加电路及运算算法就能方便地将水表叶轮减速后的转速脉冲转换成用水量数值。为了消除混杂在有用信号中的干扰脉冲(如:叶轮转动时的抖动、外部电磁场影响以及其它人为干扰等形成的脉冲),通常使用双传感元件技术以及数字滤波和滤噪算法等技术。该采集方法的主要缺点是,水表内需要电池供电、干扰脉冲很难完全消除、断电后需要对水表内计量数据进行重新初始化等等。随着高可靠性、长寿命电池的研发成功,抗干扰技术的逐步完善,以及短距无线抄表技术的推广应用和瞬时流量的检测需要,脉冲式数据采集方法仍将会有更广阔的用武之地。

　　(2)直读式数据采集方法

　　直读式数据采集方法应用于智能水表的历史不是很长,它的核心部分是对机械计数器字轮位置的绝对编码技术。由于采用了光电或其它物理方式的位置编码传感器和科学的编码算法,使得这种方式采集到的用水量数据与人眼直接抄读字轮数字的结果是完全一样的,而且水表内不需自带电池供电(抄表系统需要采集数据时,只要通过总线向直读式水表供电并自动采集数据即可;对于短距无线抄表系统,该水表则必须自带电池供电),表内数据在不供电状态下永远不会丢失。该采集方式的缺点是编码器结构及信号识别和处理方式比较复杂、制造成本和制造工艺要求相对较高等。通常情况下,这种采集方式很少受到外部干扰影响,并在有线抄表系统中不需内置电池供电,因此是目前国内深受欢迎并且很有发展前景的一种数据采集方法。