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中國遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

2009-08-14 16:55    【  【打印】【我要糾錯】

  中國遠(yuǎn)傳水表大體分為脈沖式和直讀式兩大類,由于沒有現(xiàn)成的技術(shù)可以借鑒,兩種方式的遠(yuǎn)傳水表在各自的發(fā)展歷程中,經(jīng)歷了數(shù)不盡的曲折與艱辛。特別是脈沖式遠(yuǎn)傳水表的初期產(chǎn)品,由于難度大、缺陷多,曾出現(xiàn)過許多失敗工程和癱瘓現(xiàn)場,人們甚至對脈沖式遠(yuǎn)傳水表能否最終成功產(chǎn)生了懷疑。

  2003年后,直讀式遠(yuǎn)傳水表以其自身理論上的優(yōu)越性在市場上熱炒,并直逼脈沖式,使本來還不太穩(wěn)定的脈沖式遠(yuǎn)傳水表“雪上加霜”。對此,作者從理論、試驗(yàn)、應(yīng)用和市場等方面對兩種遠(yuǎn)傳方式做了深入的分析與探討,并發(fā)表了“論開關(guān)(脈沖)式遠(yuǎn)傳水表的生命力”的文章,力挺脈沖式遠(yuǎn)傳水表。

  三年過去了,截止到2006年底,“濰微牌”自保持開關(guān)(脈沖)式遠(yuǎn)傳水表已累積銷出100萬只,這一事實(shí)進(jìn)一步證明了作者文章中的觀點(diǎn),“……開關(guān)(脈沖)式遠(yuǎn)傳水表的生命力將是長期的、強(qiáng)大的。”

  這期間,直讀式遠(yuǎn)傳水表也不甘心于僅在理論層面,一代代舊的失敗,又一層層新的浮出……。那么,脈沖式、直讀式,它們的發(fā)展情況如何;誰會在激烈的市場競爭中“笑到最后”;它們能否擔(dān)當(dāng)起中國未來抄表的重任。請看以下分析。

  一、 脈沖式遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用情況

  中國遠(yuǎn)傳水表的誕生大約在二十年前,其中“水表遠(yuǎn)傳流量計(jì)”(專利號:89205961.3)是一九八七年開始研制的。之后,光電的、霍爾的、單干簧管的陸續(xù)產(chǎn)生并得到一定應(yīng)用。因?yàn)楫?dāng)初住宅自動抄表還沒有市場,這些技術(shù)的應(yīng)用也僅僅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自動抄表開始有了一定的市場,這些技術(shù)開始普遍應(yīng)用并逐漸暴露出了不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確的缺陷,最終歸于失敗。一九九七年雙干簧管技術(shù)研制成功(專利號:99206865.7),并得到了應(yīng)用。與以前的其他技術(shù)相比,雙干簧管的準(zhǔn)確性、可靠性要好的多。作者最初(1998年)將它應(yīng)用于IC卡水表自動收費(fèi)系統(tǒng)(天津薊縣),獲得了成功。至今,這項(xiàng)技術(shù)非常廣泛地在IC卡水表中得到了應(yīng)用。但這一產(chǎn)品仍然有不穩(wěn)定、漏計(jì)數(shù)、不能防磁、多占一個微機(jī)接口等缺點(diǎn)。

  要說脈沖式遠(yuǎn)傳水表的最理想產(chǎn)品,還是一九九八年研發(fā)成功的自保持開關(guān)技術(shù)(專利號:99219172.6 )。由于采用了雙感應(yīng)頭、自保持開關(guān)技術(shù),使開關(guān)信號準(zhǔn)確率達(dá)到了百分之百。又由于該技術(shù)采用了水表玻璃之上的結(jié)構(gòu)方式,成功的解決了防磁干擾的問題。之后,這種產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成了傳感貼片的形式,使全國乃至全世界的普通水表都可以方便地安裝組合,成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成遠(yuǎn)傳水表”的通用產(chǎn)品。這種自保持開關(guān)傳感器產(chǎn)品已推廣應(yīng)用達(dá)100萬只以上,其中僅北京市就達(dá)19.4萬只。持續(xù)六年的規(guī);瘧(yīng)用,已充分證明了自保持開關(guān)遠(yuǎn)傳技術(shù)在準(zhǔn)確性、可靠性、穩(wěn)定性方面,已完全達(dá)到了自動抄表系統(tǒng)的遠(yuǎn)傳技術(shù)要求。

  在一些水壓不穩(wěn)定的特殊場合,有時存在水表倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,這也是造成誤差的原因之一。2005年,一種可測倒流的具有自保持開關(guān)功能的遠(yuǎn)傳技術(shù)試驗(yàn)成功(專利號:200520122407),這一技術(shù)徹底解決了因水表倒轉(zhuǎn)造成的讀數(shù)誤差,已得到了廣泛地應(yīng)用。

  至此,在中國,脈沖式遠(yuǎn)傳水表的研發(fā)歷經(jīng)二十年,以準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定、通用而告一段落,脈沖式傳感技術(shù)不過關(guān)的時代宣告結(jié)束。

  二、 直讀式遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用情況

  直讀式遠(yuǎn)傳水表的概念大約產(chǎn)生于2001年前后,最初是以電阻觸點(diǎn)式和光電式為最多,但由于工藝要求高,制作難度大,到2003年為止,基本上沒有成功的產(chǎn)品進(jìn)入規(guī);瘧(yīng)用。之后又產(chǎn)生了兩種新的直讀式遠(yuǎn)傳水表,即攝像直讀式和計(jì)數(shù)直讀式。

  光電直讀式遠(yuǎn)傳水表 分為光電對射式和光電反射式兩種。其原理是在每一位字輪的一側(cè)設(shè)置固定的光電發(fā)射源,在與其對應(yīng)的字輪上設(shè)置反射面或?qū)ι淇椎慕邮拯c(diǎn),利用多個(五個)接收點(diǎn)或反射面的不同位置狀態(tài)來判斷字輪轉(zhuǎn)到了什么數(shù)的位置,從而確定所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。由于每一位的數(shù)字都取決于字輪的遠(yuǎn)傳位置,這需要各字輪、字輪上的傳感位置都要相當(dāng)?shù)木_。最初期的此類產(chǎn)品普遍存在零點(diǎn)進(jìn)位狀態(tài)下的差錯,經(jīng)過幾年的改進(jìn),有的廠家已克服了這一缺點(diǎn),但仍然存在高精密度的制造要求,給規(guī)模化生產(chǎn)與推廣造成了不利。再有,此類方式目前多適合于做干式水表,濕式(液封)水表仍在初期階段。

  觸點(diǎn)直讀式遠(yuǎn)傳水表 前期的此類產(chǎn)品多為電阻或電位器式,其原理是:在字輪上安裝微型電刷,在與之相對應(yīng)的位置安裝電阻或電位器片,通過測量不同的阻值來判斷字輪的數(shù)字位置,這類產(chǎn)品研發(fā)者的出發(fā)點(diǎn)往往是想在濕式水表的應(yīng)用上得到突破,但都沒有成功。最近有一種觸點(diǎn)直讀式遠(yuǎn)傳水表正在進(jìn)入試驗(yàn)階段,它的核心部分借用了飛機(jī)油表的傳感原理,不僅傳感部件精密度高,而且整個觸點(diǎn)部分密封在油體之中,如果各項(xiàng)要求嚴(yán)格達(dá)到飛機(jī)油表的條件,相信這一技術(shù)定會獲得成功,必將在直讀式濕式遠(yuǎn)傳水表的產(chǎn)品上取得突破性進(jìn)展。

  攝像直讀式遠(yuǎn)傳水表 其原理是在水表機(jī)械字輪顯示窗前安裝一只攝像頭,將拍到的數(shù)字圖像傳出,然后將圖像字形譯成數(shù)碼,供微機(jī)存儲處理。這種產(chǎn)品最早是由北京北保電器公司2003年研發(fā)的,由于圖像傳輸和數(shù)字譯碼方面不太成熟,導(dǎo)致產(chǎn)品沒有普及推廣。第二代產(chǎn)品由南京衫源公司2007年研制,由于成功解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸?shù)燃夹g(shù)難題,使該項(xiàng)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展,目前,該產(chǎn)品已投入小批量生產(chǎn),并在北京投入現(xiàn)場試用,能否成功還有待于應(yīng)用時間和應(yīng)用數(shù)量的考驗(yàn)。

  計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表 計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表是將采集開關(guān)(脈沖)信號的芯片裝在每只水表上,通過電池保持其工作。將從自保持開關(guān)感應(yīng)器采集的計(jì)數(shù)信號記錄和儲存在芯片中,從該芯片讀出的數(shù)據(jù)就是表盤同步數(shù)據(jù)。這一產(chǎn)品采用了目前已經(jīng)非常成熟的自保持開關(guān)傳感技術(shù)、智能存儲芯片技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)通訊技術(shù),它的整個生產(chǎn)過程無需要求“嚴(yán)格和精密”,任何干式、濕式、冷、熱、大小水表都可以任意組合而成,是目前直讀式遠(yuǎn)傳水表中規(guī)格最全、應(yīng)用最多、工藝最為簡單的一種方式。目前,這種水表已有4年多的應(yīng)用經(jīng)歷。缺點(diǎn)是它仍然采用電池維持其工作,六到八年之后,電池需周期性更換。

  三、 脈沖式、直讀式遠(yuǎn)傳水表將誰主沉浮?

  與脈沖式遠(yuǎn)傳水表相比,所有直讀式遠(yuǎn)傳水表都有兩個共同優(yōu)點(diǎn):

  1. 表具上讀出的數(shù)據(jù)就是表盤上顯示的數(shù)據(jù),不是脈沖。

  2. 數(shù)據(jù)以機(jī)械方式記錄在字輪上,平時不需供電,只在讀取數(shù)據(jù)的瞬間上電。因此,不怕停電、不怕斷線。從理論上講,它讀出的數(shù)據(jù)和表盤數(shù)據(jù)總是一致的。所以,自從直讀式遠(yuǎn)傳水表的概念產(chǎn)生以來,一直受到人們的追寵和關(guān)注。

  而脈沖式遠(yuǎn)傳水表在此兩點(diǎn)上恰恰處于劣勢,因?yàn)槊}沖式遠(yuǎn)傳水表傳出的信號是脈沖,微機(jī)將遠(yuǎn)傳的一個個脈沖累加成數(shù)據(jù),如果累加得準(zhǔn)確無誤,其數(shù)據(jù)就等于表盤數(shù)據(jù)。但是,在這一累加過程中,無論線路中斷還是后備電池?cái)嚯,累加就會中斷并造成?shù)據(jù)錯誤,重新修復(fù)后,底數(shù)也要重新設(shè)置。從這一角度看,直讀式要比脈沖式優(yōu)越得多。因此,從理論和宣傳層面上講,直讀式處于優(yōu)勢地位。也有業(yè)內(nèi)人士或企業(yè)將脈沖式的缺點(diǎn)與直讀式的優(yōu)點(diǎn)一一列表對照,似乎直讀式的“東風(fēng)”已經(jīng)壓倒了脈沖式的“西風(fēng)”。

  五年過去了,爭論雖然還在繼續(xù),結(jié)論似乎已經(jīng)明朗。脈沖式遠(yuǎn)傳水表不但沒有被壓倒,反而頑強(qiáng)地走了過來。實(shí)際上,脈沖式遠(yuǎn)傳水表從來沒有停止過對自身弱點(diǎn)的修正,并在關(guān)健環(huán)節(jié)上達(dá)到了理想的效果。

  1. 由于自保持開關(guān)中的自保持特性,使每個信號都準(zhǔn)確而固定,幾乎沒有產(chǎn)生誤差的可能性。

  2. 自保持開關(guān)的遠(yuǎn)傳方式采用的是開關(guān)(不是脈沖)形式,利用水表運(yùn)行慢的特點(diǎn)加上數(shù)字濾波措施后,遠(yuǎn)傳過程中的干擾完全可以排除。

  3. 針對怕掉電、怕斷線的缺陷,大部分廠家均采用了微功耗設(shè)計(jì),并進(jìn)行規(guī)范化布線與管理。多數(shù)情況下,只要采集準(zhǔn)確無誤,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)就會一次校正后終生同步。

  4. 脈沖式遠(yuǎn)傳水表的成本大大低于直讀式,這在目前抄表行業(yè)的客戶只買產(chǎn)品不買服務(wù),以及不留余地,爭相壓價的市場競爭面前是十分有利的。

  正是由于脈沖式遠(yuǎn)傳水表克服了缺點(diǎn)、發(fā)揮了優(yōu)勢,才使得看似并不先進(jìn)的脈沖式遠(yuǎn)傳水表不僅沒有被淘汰,反而在推廣應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。在許多地方,脈沖式遠(yuǎn)傳水表重新樹立了“可靠”形象,取得了用戶的信任,北京市的成功推廣就是一例。

  那么,脈沖式遠(yuǎn)傳水表可以壓倒直讀式遠(yuǎn)傳水表嗎?也不是。作者并不否認(rèn)直讀式遠(yuǎn)傳水表有優(yōu)越性。并且從2002年開始,對計(jì)數(shù)直讀式遠(yuǎn)傳水表也有較多的應(yīng)用。作者只是在直讀式遠(yuǎn)傳水表的強(qiáng)勢宣傳面前,維護(hù)了脈沖式遠(yuǎn)傳水表的應(yīng)有地位。像脈沖式遠(yuǎn)傳水表一樣,直讀式遠(yuǎn)傳水表目前的缺點(diǎn)也總有一天是能夠克服的,但其大規(guī)模的應(yīng)用(特別是濕式表)起碼還要兩年以后。

  在直讀式遠(yuǎn)傳水表逐步克服了工藝難度大、精密度要求高等自身劣勢進(jìn)入成熟期的時候,脈沖式遠(yuǎn)傳水表也早已在產(chǎn)品可靠性、產(chǎn)品工藝性、產(chǎn)品在工程中的應(yīng)用規(guī)范以及用戶認(rèn)知度方面進(jìn)入了非常成熟的時期。隨著自動抄表市場的發(fā)展,脈沖式、直讀式遠(yuǎn)傳水表將從對立歸于統(tǒng)一、從排斥轉(zhuǎn)為互補(bǔ)。將有更多的廠家應(yīng)市場的需求,左手提供脈沖式,右手提供直讀式。直讀式遠(yuǎn)傳水表和脈沖式遠(yuǎn)傳水表將在接下來的很長一段時期內(nèi)各取份額、兩分天下,并共享自動抄表市場的美好未來。

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