直讀水表與集抄系統

來源:時間:2018.09.10 01:35

在集抄中應用最早的是以脈沖發訊水表為基礎而搭建的抄表系統,脈沖發訊水表是通過不間斷對脈沖進行累加(一個脈沖代表一定的體積量)而計算出流經水表的體積總量,因而需要電源持續供電,被稱為“有源水表”,這種有源水表由于供電方式的不同會帶來成本、系統壽命、建設和維護的適用性以及系統運行的可靠性等諸多問題,不利于進一步推廣使用。

 

直讀水表抄表系統的應運而生正是基于有效改善脈沖發訊水表的缺點。直讀水表完全是依靠水表自身機械式累加來計算流經水表的體積總量,通過某種傳感和編碼方式,將機械累加的結果轉變成電信號進行讀取,在讀取方式上通過MBUS總線可以不分極性,利用兩根總線所提供的電源實時讀取水表累積的體積總量所轉變成的電信號,并把電信號通過總線傳輸到采集器中。直讀水表在非抄表狀態下無需電源供電,而只在抄讀狀態下瞬間由總線供電,因而直讀水表也稱為“無源”水表,由此可見,因其加載電源和傳輸數據必需依靠MBUS兩根總線,因而有線方式是直讀水表賴以生存的固有環境。

 

直讀方式采取的技術路線具有多樣性,主要方式有以下幾種:

 

電阻式:最常見的是在指針式水表的表盤下面每一位指針軸上裝一只同步電位器,通過觸點電位器測出的阻值來判定指針指示的位置。目前也有在字輪端面加裝簧片觸點裝置通過阻值變化判定字輪轉動位置,電阻式所采用的機械觸點進行阻值判斷的方式對觸點的機械疲勞強度要求較高,因而必須確保其材質和成形工藝滿足要求,避免在長期工作狀態下造成觸點疲勞斷裂、磨損和接觸點氧化,這些問題能否有效解決是決定電阻式直讀表推廣使用的關鍵。 

 

攝像式:攝像式直讀水表是在水表顯示窗的上面加裝一個攝像頭,它的最大問題是對圖像的解析需要非常昂貴的電子硬件和軟件才能有較好的準確性。而在抄表系統中所采用的攝像硬件和軟件,遠遠達不到必須的基本要求而使其抄表誤碼率較高,同時由于數據量大,在網絡的傳輸速度上也受到很大的局限。

 

光電直讀式:此方式是目前廣泛采用的方式之一,主要分為反射式和透射式。

 

反射方式:是在每一位水表字輪圓周面上設置反射面,在與之相對應的位置上通過柔性線路板安裝光電耦合器。通過耦合器是否反射對計數字輪的位置進行判定。由于柔性線路板和其上光電耦合器的位置受到工藝方面諸多因素的限制而無法實現準確定位,而使其誤讀率較高。

 

透射式光電直讀水表:是靠光穿透和不穿透字輪側面的穿透槽來進行編碼的,其發射和接收傳感器安裝和定位精度較反射式所采用的柔性線路板高,因而直讀準確性較前者有所提高,從而得到廣泛應用。對于濕式直讀來說,它的問題是如何使光電模塊在水中能可靠地工作。為此, 有部分廠家采用將其直讀光電模塊放入水表的液封字輪盒中,而液封字輪盒中充滿如甘油等不導電的液體。這種方法做成的直讀水表,剛開始時是能正常工作的,由于字輪盒的轉軸密封在水表長期工作后,密封性能隨著時間的推移而有所降低,導致字輪盒外的被測水與字輪盒中的液體進行部分交換,而使字輪盒中的液體導電性增強從而使光電模塊因漏電短路等原因而失去作用,從而失去直讀功能。

 

目前的改進措施是采用“濕式干裝”的方式,即采用雙腔體密封直讀計數器的光電直讀濕式水表, 它是將字輪與光電直讀模塊置于用透明材料做成的兩個不同腔體內,其光電直讀模塊被密封在與被測水無關的腔體中,從而使光電模塊與被測水永遠隔離以達到光電模塊在水中長期可靠工作的目的。但該方式由于受到結構尺寸限制和提高透射準確性(減少折射路徑)的需要,而使隔離模塊和字輪的透明塑料的壁厚較薄,在水壓作用下有破裂的隱患,同時由于透明材料生產廠家和型號無法確保一致,而使材料的折射率無法保持一致,從而使透射光線的準確性降低,使“讀數”誤判;另外,字輪盒中密封的液體由于其抑菌性無法控制,字輪盒內有霉變的隱患,長出的霉菌會使字輪無法正常轉動或阻擋光線而使其無法判讀。

 

與濕式直讀形成鮮明對比的是干式直讀,其字輪和直讀模塊密封在真空計數器中,不但克服了濕式直讀的固有缺點,而且由于其定位安裝工藝簡單易行,而使其在直讀方式的可靠性上較濕式大為提高,干式直讀已經成為目前現行的主流產品之一。 

 

目前,市場廣泛使用的集抄系統主要是單純抄取數據的系統(以下簡稱“單抄”),單抄系統在實際應用中雖然實現了水表向管理中心實時傳送數據的功能,增強了管理中心獲取基本數據的主動性,但系統無法在二者之間形成可反饋的雙向交流模式,即管理中心在獲取數據后可通過對用水量等各種信息分析,基本判別水表的使用狀態是否正常,在確認水表處于非正常使用狀態后,管理中心應及時對水表進行主動“干預”,由此表閥一體式集抄水表為滿足水資源管理提供了更為積極主動的管理模式,如當干式直讀水表在受到人為磁干擾時,可通過對管理中心報警而及時將閥門關閉,避免水資源的進一步流失,從而為全社會實現對水資源的集約化管理提供了更為豐富的手段。


 
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