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智能水表結構的改進及其功能的完善

作者:三誠水表廠時間:2020-03-30 16:10:1812626 次瀏覽

信息摘要:

為解決水表抄表收費難問題,用戶使用的計量水表應該能計量水流量,同時可以對水流量進行記錄分析,根據水量及交費信息控制閥門,決定用戶是否可以繼續用水。所以計量水表必須有智能控制,因此我們稱其為智能水表。

為解決抄表收費難問題,用戶使用的計量水表應該能計量水流量,同時可以對水流量進行記錄分析,根據水量及交費信息控制閥門,決定用戶是否可以繼續用水。所以計量水表必須有智能控制,因此我們稱其為智能水表,這就是智能水表誕生的緣由。

智能水表結構的改進提高

1. 閥門的設計

   閥門是智能水表的關鍵部件,要求壓力損失小、體積小、功耗低。壓力損失要達到中國城鎮建設行業標準CJ/T133-2001《IC卡冷水水表》中規定的≤0.1Mpa的要求,且智能水表通常只能用電池供電,而且要求長期穩定工作。如果功耗大,只能采用大容量電池,不僅增加了成本,而且智能表體積也必須增大;況且電池瞬間供電能力有限,功耗大到一定程度增加電池容量也不能解決問題。目前國內大多數廠家采用先導閥,也有的采用陶瓷閥、普通球形閥。先導閥安裝簡單,功耗低,但是壓力損失一般很難達到中國城鎮建設行業標準,而且先導小孔容易被雜物堵塞造成閥門失效。陶瓷閥為達到壓力損失的要求必須增大面積,在增大面積的同時功耗也隨之增大。普通球形閥也因為功耗太大很難得到廣泛的應用。我們在深入研究的基礎上,開發出了一種具有自主知識產權的浮動式球閥,由于采用的是球閥,故解決了IC卡表普遍存在的壓力損失大的問題,又由于采用的球閥是經過了改進的浮動式的結構,所以開關閥的功耗較小。這種球閥的主要結構特點是:球閥無預緊力,壓力轉移到了聚四氟乙烯閥墊上,從而達到了既保證密封又能輕松開關閥的目的。經測試,我們的球閥在2Mpa的水壓下,其最大轉矩也不會超過10kg·cm。在通常的水壓0.2~0.5Mpa時,開關閥的電流小于100mA。

2.脈沖采樣技術的應用

   目前IC卡水表中普遍采用干簧管加磁鋼的發訊裝置,易誤發信號,易受外界磁場干擾,我們研制了一種輕觸發力的微動開關加凸輪的發訊裝置,這種發訊裝置經過近20萬次的試驗,無一次誤發或不發訊號,也不影響水表的示值誤差性能。所以說,它是一種既不誤發信號又能防外界磁場干擾的新型發訊裝置。  
3.考究外形設計

   目前大多數IC卡水表采用水表基表加電路控制閥門的分體連接結構,只要將水表基表裝上發訊裝置再與單獨制造的閥門采用螺紋連接方式連接起來,就構成了IC卡水表,制造工藝簡單。缺點是由于采用分體連接,連接部分又是采用螺紋,而在安裝水表時,一般也是采用螺紋連接,所以若安裝時操作不當,容易使分體連接的IC卡水表在連接處發生松動,造成漏水,影響了IC卡水表的正常使用。再者,由于采用螺紋連接,所以在分體連接中會產生這樣的困難,即既要擰緊螺紋,又要使連接部分的方向一致(如水表的度盤和閥門的電磁鐵都朝上),這就產生了一個制造工藝的問題。還有是整表的長度問題,這些表閥分體連接的IC卡水表大多比原來同口徑的機械式水表要長,這就出現了這樣的問題,若要將原來的機械式水表換成IC卡水表,必須鋸斷原來裝表處的水管,重新在鋸斷的水管上鉸出螺紋,才能安裝IC卡水表,而這在實際操作中又是很麻煩的,甚至在有的場合是很困難的,因此,這種長方體的IC卡水表只能用在新建住宅中且與其他表的互換性(在長度上)很差,當然也就制約了它的推廣應用。把智能表IC卡設計成表閥一體,與普通機械式水表長度一樣,則徹底解決了分體連接漏水問題以及安裝規格問題。

智能水表功能的完善提高

1.計數精度

 水流量流過水表,水表進行一個基本單位的記錄與處理的流量稱為計數精度。精度高實現困難,代價高;精度低會造成計費不準確。根據水的單價,以及管理部門的結算習慣,計量精度為1/30立方米。  
2.數據準確性

 基本采樣機構采用供水部門長期應用的二級水表,數字化的計數應與二級水表相同,實測10萬個基本脈沖,二者讀數相同。

3.數據安全性

 掉電保證數據不丟失,掉電保證關閉閥門, 一表一卡,數據傳遞加密。  
4.表容量設計

 等同采用的模擬基表,總處理流量10萬立方米。  
5.無故障使用時間  
  目前水管理部門制定的檢定周期為3—5年,各項設計應保證不出故障情況下連續工作6年以上。主要考慮電源,單節電池供電,采用2Ah高能鋰電池,保證在20千克壓力下正常開閥,保證6年以上工作時間。

6.操作設計 

  為使用戶方便使用水表,設計液晶顯示界面,顯示用水信息,應有購水信息、已用水量信息、剩余水量信息、閥門狀態、電池狀態。為了節電液晶顯示通常是關閉的,只有插卡后才顯示。為避免意外事故影響用水,應該在系統不正常時有告警提示,除了液晶顯示的提示外,關閥是更可以引起用戶注意的方式。剩余水量不足,關閥提示,用戶注意到后可以插入IC卡觀察液晶顯示判斷閥門狀態,同時閥門打開。電量不足關閥提示,用戶注意到后可以插入IC卡觀察液晶顯示判斷狀態,同時閥門打開。

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