一、概述
近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)供水行業(yè)“一戶(hù)一表”的推行，自來(lái)水收費(fèi)體制正在進(jìn)行著重要的改革，同時(shí)計(jì)量表具數(shù)量的劇增，抄表工作量的日益增大，采用集中抄表技術(shù)來(lái)提高抄表工作效率和服務(wù)水平，已經(jīng)成為供水行業(yè)的共識(shí)。
行業(yè)公司采用集中抄表系統(tǒng)的必要性
1、集中抄表系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，有故障可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。對(duì)于一個(gè)城市中如果全部采用自動(dòng)化抄表方式后檢修是一個(gè)不可忽視的方面。
2、集中抄表系統(tǒng)可以采用目前已經(jīng)非常成熟的遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，如GPRS、寬帶網(wǎng)絡(luò)、ADSL、手機(jī)短信等多種方式實(shí)現(xiàn)全市聯(lián)網(wǎng)，加上目前已經(jīng)廣泛采用的銀行托收的收費(fèi)管理方式，使整個(gè)抄表和收費(fèi)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)*的自動(dòng)化。
3、供水部門(mén)能夠提供更好更完善的服務(wù)，同時(shí)也能得到更精確的用水量，尤其是對(duì)于商業(yè)或工業(yè)用水表。
4、集中抄表系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化供水部門(mén)的管理層次，減少甚至取消原來(lái)需要多人進(jìn)行分片收費(fèi)管理的營(yíng)業(yè)站點(diǎn)，全部實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。
5、由于集中抄表是一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，壽命可以做到和基表基本*，因此供水部門(mén)可以名正言順地提取維修基金，從而實(shí)現(xiàn)了表的可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
自九十年代末開(kāi)始，絕大多數(shù)城市供水公司為能不增加抄表人員數(shù)量、提高抄表工作效率，不同程度地對(duì)遠(yuǎn)傳水表和集中抄表系統(tǒng)進(jìn)行了積極嘗試，所采用的系統(tǒng)絕大多數(shù)為脈沖發(fā)訊式集中抄表系統(tǒng)，即脈沖發(fā)訊式遠(yuǎn)傳水表+采集器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過(guò)十來(lái)年的運(yùn)行試驗(yàn)，該系統(tǒng)存在的計(jì)量準(zhǔn)確性低、系統(tǒng)可靠性差、維護(hù)工作量大等問(wèn)題均暴露無(wú)遺，直接影響了遠(yuǎn)傳水表的推廣應(yīng)用。
近年來(lái)，一種全新的遠(yuǎn)傳抄表技術(shù)——光電直讀式抄表技術(shù)，已悄然興起并得到大量的應(yīng)用，正日益成為城市供水公司或物業(yè)管理公司的*。
二、光電直讀式遠(yuǎn)傳水表
光電直讀表是在普通水表的計(jì)數(shù)器字輪印刷0-9位置的外緣印刷特定標(biāo)記，在其外圍固定光電傳感器及相關(guān)電路。外部供電讀表時(shí)，通過(guò)光電傳感器判斷特定標(biāo)記“有”和“無(wú)“的狀態(tài)，通過(guò)組合編碼判斷以獲得字輪的讀數(shù)（表計(jì)的窗口值）。
1、原理：是通過(guò)對(duì)字輪建立數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)組合計(jì)算，從中求出*正確的解，然后再在字輪的0-9的相應(yīng)位置上按照數(shù)學(xué)規(guī)律印刷特定的標(biāo)記，在其周?chē)凑諗?shù)學(xué)規(guī)律再安裝固定光電傳感器，這樣就把一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題通過(guò)電子電路方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)考慮各種冗錯(cuò)、糾錯(cuò)的算法，就可以得出*正確的解——即字輪上的*數(shù)據(jù)。目前采用這種方式的直讀表主要有光電對(duì)射（透射）式和光電反射式兩種，主要的區(qū)別在于機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)算法的不同。光電對(duì)射式是在字輪間安裝光電器件和電路板的方式，光電反射式是在字輪周?chē)惭b光
2、特點(diǎn)：
1）、直接讀取表具的計(jì)數(shù)器碼盤(pán)數(shù)字即“窗口值”，表內(nèi)不需設(shè)置表底數(shù)、表常數(shù)等參數(shù)，無(wú)需存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，不存在累計(jì)誤差，真正實(shí)現(xiàn)了“讀表”，結(jié)束了累計(jì)脈沖、換算數(shù)值的歷史。直讀表具電子部分與表具內(nèi)的計(jì)數(shù)器等裝置沒(méi)有機(jī)械接觸*分離，不影響計(jì)量精度。
2）、直讀遠(yuǎn)傳表直接傳送數(shù)據(jù)，而非脈沖信號(hào)。它不僅不受機(jī)械震動(dòng)影響，同時(shí)對(duì)電磁干擾也具有*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(shí)現(xiàn)計(jì)量。
3）、直讀遠(yuǎn)傳表日常工作無(wú)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(jì)量誤差及大量的維護(hù)工作。
4）、由于直讀遠(yuǎn)傳表采集的是機(jī)械計(jì)數(shù)器字輪的位置（而非脈沖），因此表具發(fā)生倒轉(zhuǎn)情況時(shí)，抄表數(shù)據(jù)仍然與一次表具的讀數(shù)保持*。
3、優(yōu)點(diǎn)
1）、計(jì)量性能方面：由于光電傳感器是固定在表內(nèi)的非轉(zhuǎn)動(dòng)部位，與任何機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分均不接觸，只通過(guò)發(fā)光、反光來(lái)采集信號(hào)，與電阻式直讀表相比沒(méi)有任何阻尼，不影響表計(jì)的計(jì)量性能。因此不會(huì)產(chǎn)生計(jì)量方面的糾紛。
2）、制造工藝方面：由于采用在字輪周?chē)植脊怆妭鞲衅鞯姆桨福@一部分可以獨(dú)立制作，然后在不影響表計(jì)結(jié)構(gòu)的前提下，安裝在表內(nèi)。生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，組裝容易，適合大批量生產(chǎn)。而且該部分可以單獨(dú)測(cè)試，保證了產(chǎn)品的可靠性。
3）、*運(yùn)行方面：由于和表計(jì)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分不接觸，不會(huì)對(duì)表計(jì)的常年運(yùn)行造成影響。同時(shí)，光電傳感器平時(shí)不工作也不通電，因此壽命大大延長(zhǎng)。電子部分的可靠工作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械表計(jì)的使用壽命。所以，適合*運(yùn)行和重復(fù)使用。
4）、模塊通用性方面：光電式直讀表的字輪直讀部分可以制作成為總成，其中包括印有特殊標(biāo)記的字輪、表盤(pán)上夾板、電子部分。該總成可有專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)廠家一次制成，可適應(yīng)國(guó)內(nèi)大多干式和液封式水表。因此，通用性好、可加工性強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)。
4、應(yīng)用：
1）、兩種光電直讀方式可應(yīng)用的水表種類(lèi)不同，光電對(duì)射（透射）式技術(shù)只能應(yīng)用于干式水表，而光電反射式技術(shù)不僅可以應(yīng)用于干式水表，而且可以應(yīng)用于液封式水表。
干式水表由于字輪盒與葉輪*隔離，通過(guò)磁傳動(dòng)來(lái)連接，而且字輪盒一般需要密封且抽真空。這樣，光電器件和電路板正好可以安裝在其內(nèi)部，而且不受流水和外界影響，工作可靠性高。
液封表是濕式水表，流過(guò)水表的水充滿整個(gè)水表內(nèi)部，為了保持水表表盤(pán)和數(shù)字的清晰單獨(dú)設(shè)計(jì)了字輪盒，并在盒內(nèi)充入甘油和水的混和液以保持與外界水壓同壓。因此，液封表的字輪是浸泡在甘油和水的混和液中的。采用光電對(duì)射（透射）式時(shí)，電子器件必須浸泡在甘油和水的混合液中，而且還要*承受1Mpa的水壓，這是無(wú)法工作的。因此，只有光電反射式才有可能。
光電反射式應(yīng)用于液封水表時(shí)，只需在液封字輪盒的背面再設(shè)計(jì)一個(gè)獨(dú)立的盒子，將光電器件和其他電子設(shè)備安放在里面，蓋上蓋子后注入樹(shù)脂以密封，這樣就可以象在干式水表上一樣地使用。
2）、在制造工藝方面，光電反射式的光電器件和電子電路安裝在一個(gè)獨(dú)立的盒內(nèi)，與外界*隔離，通過(guò)樹(shù)脂密封后工作穩(wěn)定性和防水性。而且這一部分可以獨(dú)立制作、單獨(dú)測(cè)試，不影響基表性能又能保證質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，組裝容易，適合大批量生產(chǎn)。
3）、光電直讀技術(shù)不僅可以應(yīng)用在小口徑水表上，而且也可以應(yīng)用在大口徑水表上，通過(guò)另外配置各種通訊裝置及內(nèi)置電池，可廣泛應(yīng)用于管網(wǎng)計(jì)量、特業(yè)戶(hù)計(jì)量、水資源計(jì)量等場(chǎng)合，*可以替代現(xiàn)有的人工抄表模式。
三、光電直讀遠(yuǎn)傳水表的集中抄表系統(tǒng)
光電直讀遠(yuǎn)傳水表的集中抄表系統(tǒng)是由表單元（光電直讀遠(yuǎn)傳水表）、鏈路單元、計(jì)算機(jī)主機(jī)和系統(tǒng)軟件四部分組成。
1、表單元：光電直讀遠(yuǎn)傳水表。
2、通訊鏈路單元：
1）、全自動(dòng)抄表系統(tǒng)：通訊鏈路單元基于RS485/M -BUS總線架構(gòu)，由主干、中繼擴(kuò)展三級(jí)總線網(wǎng)絡(luò)組成。主要設(shè)備包括區(qū)域集中器 （或智能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口）、隔離中繼器、智能數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等。
2）、便攜式抄表系統(tǒng)：集中抄表器、便攜式手抄器、移動(dòng)電源
3、計(jì)算機(jī)主機(jī)：辦公計(jì)算機(jī)（使用公司自備）
4、集中抄表軟件：軟件在安裝在居民小區(qū)（使用公司）或行業(yè)部門(mén)，對(duì)集中器傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
遠(yuǎn)傳水表與集中抄表器之間為RS-485總線連接，集中抄表器與便攜式手抄器之間為無(wú)線紅外（RF）連接（集中抄表器由移動(dòng)電源供電），便攜式手抄器與計(jì)算機(jī)主機(jī)之間為RS-232線連接。
集中器是采集多個(gè)直讀遠(yuǎn)傳水表的數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)碾娮友b置。每臺(tái)集中器可以接入數(shù)量眾多的直讀遠(yuǎn)傳水表。平時(shí)表計(jì)不工作，也不用通電。僅抄表時(shí)通過(guò)集中器或手抄器供電。集中器或手抄器將數(shù)據(jù)傳至抄表計(jì)費(fèi)計(jì)算機(jī)，利用收費(fèi)軟件即可形成收費(fèi)系統(tǒng)。
四、結(jié)束語(yǔ)
從測(cè)量技術(shù)角度上看，水表基表（表具本身的機(jī)械計(jì)量）屬于一次測(cè)量，脈沖式遠(yuǎn)傳屬于二次測(cè)量，一次測(cè)量和二次測(cè)量（脈沖計(jì)數(shù)）之間理論上是同步的，但實(shí)際實(shí)現(xiàn)過(guò)程中是不可能*的。因?yàn)閮煞N測(cè)量方式的誤差產(chǎn)生原因和減弱方式都是不一樣的。而光電直讀式遠(yuǎn)傳水表的直讀技術(shù)不是測(cè)量技術(shù)，是基于光電技術(shù)和微電子技術(shù)的一種位置識(shí)別技術(shù)，因此它與測(cè)量形式、測(cè)量精度、測(cè)量方法均無(wú)關(guān)，可以說(shuō)是機(jī)械計(jì)量表具的一種“顯示方式”，因此代表著遠(yuǎn)傳技術(shù)真正的發(fā)展方向。
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