自動抄表系統(tǒng)各種表具工作原理概述及現(xiàn)狀應(yīng)用問題

三表自動抄表系統(tǒng)的市場應(yīng)用現(xiàn)狀不容樂觀。隨著國家“康居工程”的推廣，智能化小區(qū)的建設(shè)，三表自動抄表系統(tǒng)已逐漸普及，但由于種種因素，絕大多數(shù)自動抄表系統(tǒng)卻都未能開能運行，投了自動抄表系統(tǒng)的錢卻仍用人工抄表的現(xiàn)象仍較為普遍。如果這種情況不能得到有效改變，自動抄表行業(yè)必將受到嚴(yán)重影響，其負(fù)面影響將波及到房地產(chǎn)行業(yè)、自來水等專業(yè)公司、智能化產(chǎn)業(yè)以及廣大居民的日常生活。

先談?wù)劯鞣N類型表具的工作原理及問題：

一、普通遠(yuǎn)傳表具工作原理及誤差產(chǎn)生原因分析：

遠(yuǎn)傳表具不斷的發(fā)出脈沖信號，然后用采集器對脈沖進(jìn)行采集、累加、存儲和傳送，這類表具統(tǒng)稱為有源發(fā)訊表具或脈沖表都屬于有源表。有源表在實際的計量工作過程中，一個最基本、最重要的條件是必須維持穩(wěn)定、可靠、不間斷的供電。有源表產(chǎn)生脈沖的傳感器可分為：“霍爾元件型”、“干簧管型”和“光電轉(zhuǎn)換型”，其基本原理：

1.霍爾元件型：在普通轉(zhuǎn)盤技術(shù)的水表（或天然氣表）中加滿霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器?；魻栐潭ò惭b在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁體安裝在計數(shù)盤位上，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，永磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次，即由霍爾元件輸出一個計數(shù)脈沖。

2.干簧管型：在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的水表中加裝干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計數(shù)盤位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，永磁鐵經(jīng)過干簧時，干簧管的簧片開閉一次，由此輸出一個計量脈沖。

3.光電轉(zhuǎn)換型：在電表的轉(zhuǎn)盤處裝一個光電轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)盤上有一條槽，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，溝槽經(jīng)過光輸時轉(zhuǎn)換器完成一次光電轉(zhuǎn)換，輸出一個計數(shù)脈沖。

脈沖數(shù)量的準(zhǔn)確度決定系統(tǒng)的計量精確度。以有源水表的脈沖誤差產(chǎn)生原因分析為例：

（1）機械振動：將產(chǎn)生干簧管得誤脈沖輸出，雖然從技術(shù)角度可以采用一些濾波計數(shù)來減少這種影響，但不能完全消除。干簧管型有源水表產(chǎn)生的此類誤差尤為突出：這是由于水管系統(tǒng)中存在“水錘現(xiàn)象”。

（2）電磁干擾：有表輸出的脈沖信號在傳輸過程中很容易因受電磁干擾而產(chǎn)生誤差，而且脈沖信號不像數(shù)字信號那樣可以完全采用可靠的抗干擾技術(shù)來實現(xiàn)可靠的傳輸，這是任何一種有源表都難以解決的誤差。

（3）供電問題：任何有源表都必須保證電源不間斷的供給，一旦斷電，便停止脈沖數(shù)計量，脈沖數(shù)少計，因而產(chǎn)生系統(tǒng)自動抄表數(shù)與實際表具數(shù)的不一致，而現(xiàn)場供電的可靠性恰恰又不能有自來水等專業(yè)公司或系統(tǒng)集成商來完全把握。

（4）水表倒轉(zhuǎn)：水表在某些情況下會反轉(zhuǎn)，如停水時水表會反轉(zhuǎn)，一些高層的水表也會反轉(zhuǎn)。技術(shù)盤位剛好經(jīng)過磁鐵位置，產(chǎn)生一次正常的計量脈沖，如果這時反轉(zhuǎn)，就會產(chǎn)生“第二個脈沖”的誤差信號。而有源表的采集器是不能分辨正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)情況的，只要是脈沖，便進(jìn)行累計式的計量。

（5）退磁現(xiàn)象：“干簧管型”和“霍爾元件型”有拳表內(nèi)傳感器的核心部件之一—永磁鐵，隨著時間的延長會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象，使得干簧管（霍爾元件）在計數(shù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過時不能輸出脈沖，從而導(dǎo)致脈沖少計。

二、有源表存在的問題

1.初始化及維護(hù)工作量大：由于“有源表”的工作方式是脈沖累加方式計量，因此必須為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器簡建立一個初始值，即對每個有源表進(jìn)行人工抄表后將表的實際值輸入數(shù)據(jù)采集器，這個過程叫初始化。有源抄表系統(tǒng)運行的前提條件是必須先進(jìn)行初始化。系統(tǒng)一旦掉電或因其它原因（如下所述的自來水盜用）引起誤差后，就必須重新進(jìn)行初始化，這種維護(hù)的工作量非常巨大，而且很難預(yù)測。一旦大面積推廣，便很難準(zhǔn)確地掌握是否有足夠的維護(hù)力量保證系統(tǒng)的正常運行。

2.易被盜用

（1）供電線先剪后接：每月自來水公司抄表完后，將供電線剪斷，15天后再接通，有源表繼續(xù)正常計量，自來水公司本月同樣能抄到采集器內(nèi)存儲的水表數(shù)據(jù)。而在供電線被剪斷的15天內(nèi)，沒有供電的有源表是不工作的，水表照轉(zhuǎn)，計量脈沖信號丟失，則用戶盜用了15天的水。

（2）磁鐵強磁場干擾：“霍爾型”、“干簧管型”有源表內(nèi)的核心部件是永磁鐵，外加磁鐵產(chǎn)生的強大吸引，干擾了計數(shù)轉(zhuǎn)盤的正常力矩，導(dǎo)致一次表產(chǎn)生計量誤差，特別是對“干簧管型有源表”而言，其干簧管則會處于長期的吸合狀態(tài)，脈沖輸出全部丟失，自來水同樣被盜用。

（3）許多有源自動抄表系統(tǒng)都具有防剪、防磁干擾等監(jiān)測、報警功能，但這種功能的提供必須相當(dāng)有效和完善，對系統(tǒng)來說，增加了成本，而現(xiàn)有的有源系統(tǒng)的這種功能使用的實際情況并不如人意。從系統(tǒng)的設(shè)計角度分析，這種功能的增添，正說明了有源自動抄表系統(tǒng)存在被盜用的缺陷，事后的監(jiān)測和報警無疑給使用者帶來無窮的麻煩、心理的不安和對系統(tǒng)的不信任。

3.電能耗費：“有源表”不間斷的供電采集系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能消耗，整個城市以年度計算，維持費用可觀。

“有源脈沖表”存在的以上缺陷，極大地阻礙了自動抄表系統(tǒng)進(jìn)入“實用階段”。無源遠(yuǎn)傳水表成功突破了上述技術(shù)瓶頸，使得遠(yuǎn)傳水表及抄表系統(tǒng)在工作可靠、抄送準(zhǔn)確、免維護(hù)三大核心技術(shù)問題上取得了重大突破。自動抄表系統(tǒng)真正進(jìn)入了“實用階段”。

三、無源直讀式遠(yuǎn)傳水表工作原理及優(yōu)缺點

在旋翼式水表地基礎(chǔ)上在表內(nèi)碼盤下每個與刻度對應(yīng)的位置上裝上紅外線傳感裝置，上蓋內(nèi)部裝有CPU與單片機組成的數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)集中顯示器可連接和處理60只水表數(shù)據(jù)。如擴展可處理器256只水表數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)平時不工作，抄表時集中顯示器逆向加電后通過光電變換技術(shù)將水表的指針示值讀取傳輸?shù)綌?shù)據(jù)集中顯示器，數(shù)據(jù)經(jīng)邏輯判斷進(jìn)存儲器內(nèi)。抄表是按動觸摸開關(guān)，每戶數(shù)據(jù)就能顯示在LCD顯示屏上或通過232接口遠(yuǎn)傳至計算機，利用收費軟件即可形成收費系統(tǒng)。

無源遠(yuǎn)傳水表優(yōu)點：

1.自動記憶碼輪位置，不是脈沖累加式計量，無需初始化。系統(tǒng)在首次開通及出現(xiàn)故障維修重新啟動后都無需對表初始化，維護(hù)的工作量得到極大的降低，在自動抄表系統(tǒng)的實際應(yīng)用中具有極大的推廣價值。

2.無源遠(yuǎn)傳水表直接傳送數(shù)碼，而非脈沖信號。它不僅不受機械震動影響，同時對電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復(fù)雜的使用環(huán)境下能穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠地實現(xiàn)計量。

3.無源遠(yuǎn)傳水表日常工作無需供電，這是具有革命意義的技術(shù)進(jìn)步，避免了由于供電不穩(wěn)定或故障引起的計量誤差及大量的維護(hù)工作。

4.由于無源遠(yuǎn)傳水表記憶的是碼輪位置（而非脈沖），因此水表發(fā)生倒轉(zhuǎn)情況時，自動抄表數(shù)據(jù)與一次表具的讀數(shù)保持一致。

四、IC卡智能水表工作原理及存在的問題

工作原理：以非接觸IC卡（射頻卡）作為媒體，由它將各種信息輸入表中控制系統(tǒng)自動關(guān)閥供水，水量到報警值或用盡，即自動關(guān)閥，中斷水的供應(yīng)，液晶顯示器并顯示特定標(biāo)志提示用戶購水，以此實現(xiàn)預(yù)付費控制，達(dá)到“先買水，后用水”的目的。

優(yōu)點：

可以有效控制用戶在不繳款的情況下自動斷水，增加收費單位的資金回籠。不需抄表人員上門抄表。

缺點：

1.電磁閥在長期工作中如果失靈，電磁閥不能閉合，用戶就會白白用水，而且售水單位不易發(fā)現(xiàn)，給售水單位造成損失。如果用戶充值卡費用未用完時電磁閥關(guān)閉，售水單位與用戶易發(fā)生矛盾。

2.如果充值卡密碼被盜或被破譯，就會給售水單位造成極大損失。

3.充值卡擺放不當(dāng)，受強磁干擾后易損壞。

4.售水單位必須保證24小時不間斷服務(wù)，營業(yè)點分布要合理，否則給用戶帶來極大的不便。

5.對供水單位的經(jīng)營管理造成麻煩。