預(yù)收費(fèi)水表的設(shè)計(jì)和選用

概述：為滿足城市人民用水，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，方便生活，推行一戶一表、預(yù)先收費(fèi)。本著供好水，多供水，全心全意為人民服務(wù)的宗旨，全國(guó)大多數(shù)城市自來(lái)水公 司都在著手研制和推廣預(yù)付費(fèi)水表，從而把預(yù)付費(fèi)水表的研制應(yīng)用推向高潮。 但是，上百家產(chǎn)品的無(wú)序研制生產(chǎn)和銷售，由于沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品存在安全隱患、技術(shù)上不完善、產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)等因素的存在，*終將給**造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，筆者就預(yù)收費(fèi)水表的設(shè)計(jì)和選用發(fā)表一些見(jiàn)解，供專家和領(lǐng)導(dǎo)參考，不當(dāng)之處敬請(qǐng)批評(píng)指 正。 一、磁卡、I C卡、TM卡、RF卡的特點(diǎn)和應(yīng)用的局限性 磁卡：受電源、潮濕、卡口等因素影響，將磁卡技術(shù)應(yīng)用于水表的收費(fèi)控制，我認(rèn)為不存在可能性，但就技術(shù)本身來(lái)講應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的，但成本無(wú)法被接受I C卡：特指接觸式I C卡。是比較理想的數(shù)據(jù)交換載體，保密性能較強(qiáng)，數(shù)據(jù)容量大，使用方便。但在預(yù)付費(fèi)費(fèi)水表上應(yīng)用，必須解決卡口的防水問(wèn)題，特別是通過(guò)卡口施加干擾電壓造成水表電子電路癱瘓問(wèn)題，如果這個(gè)問(wèn)題不解決，目前好象沒(méi)有問(wèn)題，將來(lái)會(huì)出現(xiàn)大的問(wèn)題，到那時(shí)候后果就無(wú)法收拾了。 TM卡： 實(shí)際上也是一種I C(集成電路)卡，只不過(guò)一般I C卡是兩線卡或三線卡，并且是標(biāo)準(zhǔn)封裝，而TM卡是一線卡，特殊封裝方式。這種卡與設(shè)備直接接觸，所以讀寫(xiě)端口一般是暴露的，比I C卡的卡口更容易遭到外界施加電壓的干擾，因此說(shuō)TM卡雖然攜帶方便(可以做成鑰匙狀)，但其安全性能(數(shù)據(jù)安全和設(shè)備安全)要比I C-卡產(chǎn)品安全性能更差，不適合使用電池的產(chǎn)品上作為數(shù)據(jù)交換的載體。 RF卡： 實(shí)際也是I C-卡的一種，簡(jiǎn)稱射頻卡。是采用無(wú)線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的，因此水表電子控制系統(tǒng)可以進(jìn)行**密封，防水性能*好。但是射頻卡本身沒(méi)有電池，需要設(shè)備首先產(chǎn)生電磁輻射，通過(guò)感應(yīng)電為RF-卡提供能源，待RF工作后，通過(guò)高頻電波與設(shè)備交換信息，因此數(shù)據(jù)交換不可靠，抗外界干擾能力差。如果產(chǎn)品性能可靠，其成本也是非常高的，目前情況下用于水表還是不現(xiàn)實(shí)的。 二、關(guān)于預(yù)收費(fèi)水表電子電路的電池選用 外接電源：使用市電給預(yù)付費(fèi)水表提供電源是不足取的。因?yàn)橥ｋ娋偷猛Ｋ?，否則就需要蓄電池組和充電電路。蓄電池在停電后能堅(jiān)持多長(zhǎng)時(shí)間、蓄電池充放電次數(shù)和壽命有多長(zhǎng)、成本、體積、可靠性都存在問(wèn)題。鋰電池：現(xiàn)在市場(chǎng)上推出的預(yù)付費(fèi)水表，基本都采用鋰離子電池。其特點(diǎn)是容量大，可以密封在產(chǎn)品中。根據(jù)理論計(jì)算可以使產(chǎn)品工作很多年，但是國(guó)內(nèi)的鋰電池也是新興產(chǎn)業(yè)和技術(shù)，其壽命沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間驗(yàn)證。國(guó)外經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的鋰離子電池，但價(jià)格十分昂貴。這種電池也存在一些特性，比如自休眠、小電流輸出、電壓變化小等特性，在有些產(chǎn)品應(yīng)用中受到制約。 堿性電池少量產(chǎn)品采用了此類電池，由用戶更換，一般四節(jié)AA電池可以連續(xù)工作十八個(gè)月，電池接近設(shè)定值時(shí)關(guān)閉閥門(mén)，迫使用戶更換電池。采用這種方案特點(diǎn)是電流供應(yīng)可以得到保障，系統(tǒng)工作可靠，但要解決電池盒的防護(hù)和防水密封問(wèn)題。 ． 三、傳感器的選用 光電傳感器：光電傳感器屬于非接觸傳感器，可以進(jìn)行隔離和密封，但是光電器件的電流消耗大，不適合以電池為動(dòng)力的預(yù)付費(fèi)水表作為計(jì)量信號(hào)的采集。 霍爾傳感器：霍爾傳感器屬于磁性傳感器，其原理是磁鐵與磁敏半導(dǎo)體器件相互作用產(chǎn)生脈沖輸出的。為抵抗干擾，半導(dǎo)體輸出端增加比較器，因此消耗電流較大，一般不宜作為預(yù)付費(fèi)水表計(jì)量信號(hào)的數(shù)據(jù)采集。 干簧傳感器：是比較常用的計(jì)量信號(hào)采集方法。是干簧管與磁鐵相互作用的原理，因此受到外界磁場(chǎng)干擾比較嚴(yán)重，可以說(shuō)無(wú)法抵御外界強(qiáng)磁場(chǎng)的人為干擾。雖然可以采用兩支以上的干簧管作為檢測(cè)和監(jiān)視用，但其存在的法律問(wèn)題是復(fù)雜的。比如說(shuō)外界強(qiáng)磁干擾后系統(tǒng)檢測(cè)到就關(guān)閉閥門(mén)或減數(shù)，那么干擾撤銷后程序如何動(dòng)作?你憑什么減數(shù)?只要產(chǎn)品存在誤動(dòng)作的可能，法律界就不能支持管理者的主觀認(rèn)定，因此糾紛是必然的，而且是繁瑣復(fù)雜的。 機(jī)械傳感器：機(jī)械傳感器可以抵抗外界磁場(chǎng)、電場(chǎng)、外力的人為干擾，還不消耗能量，但防水問(wèn)題很難解決。如能可靠地解決機(jī)械傳感器的防水問(wèn)題又不影響計(jì)量精度，這是*理想的信號(hào)采集方案。 四、閥門(mén)的選用 雙穩(wěn)態(tài)電磁閥：此類閥門(mén)抗外界敲擊能力較差，且壓損大，雖然功率消耗小、體積小，但一次驅(qū)動(dòng)電流需要很大，不采用電荷泵技術(shù)就不能使用鋰離子電池。另外雙穩(wěn)狀態(tài)容易混亂。 馬達(dá)拖動(dòng)閥門(mén)：馬達(dá)拖動(dòng)閥門(mén)壓損小，密封性能好，但體積大，拖動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，且電流消耗大，不適合使用鋰離子電池供電，否則在能量消耗一定程度后，電池就不足以給馬達(dá)提供驅(qū)動(dòng)電流了，還會(huì)將系統(tǒng)拉垮，使設(shè)備癱瘓。 特種閥門(mén)：專門(mén)用于預(yù)付費(fèi)控制的閥門(mén)可以解決上述閥門(mén)存在的問(wèn)題，但成本較高。 五、遠(yuǎn)傳方案的選擇 專線方式：*常用的一種方式，一般適合于新建房屋的集中預(yù)埋線路。對(duì)于已用房屋，不宜采用這種方式，因?yàn)樽呔€將影響房屋的裝修和布局。這種方式的線路和水表傳感器容易遭到破壞，因無(wú)法控制關(guān)閉，以達(dá)一到收費(fèi)控制的目的，只適合手預(yù)儲(chǔ)本受用戶的抄表。 載波方式：一般依賴于電力線路載波。但電力線路載波消耗功率較大，在停電后不能通過(guò)后備電源工作，因此方案的可行性很小。 電視線路方式：適合小區(qū)的集中管理，并且必須是集中供電，配套設(shè)施投資較大，也是不宜采用的方案。 六、水表的選用 濕式水表：濕式水表穩(wěn)定可靠，價(jià)格低廉，但用于預(yù)收費(fèi)控制作為計(jì)量基表必須解決數(shù)據(jù)采集過(guò)程中存在的問(wèn)題。比較理想的方案是采用機(jī)械傳感器解決防水輸出技術(shù)難題。 干式水表：采用磁鐵隔離方式，因此計(jì)量信號(hào)采集非常容易，比較適合作為預(yù)付費(fèi)控制計(jì)量基表。但是，水表內(nèi)的磁體容易受到外界強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾和自然退磁產(chǎn)生嚴(yán)重的計(jì)量誤差，甚至不轉(zhuǎn)，所以必須選用帶防磁罩的干式水表。