预收费水表的设计和选用

概述：为满足城市人民用水，发展经济，方便生活，推行一户一表、预先收费。本着供好水，多供水，全心全意为人民服务的宗旨，全国大多数城市自来水公 司都在着手研制和推广预付费水表，从而把预付费水表的研制应用推向高潮。 但是，上百家产品的无序研制生产和销售，由于没有统一的标准、产品存在安全隐患、技术上不完善、产品质量不过关等因素的存在，*终将给**造成严重的经济损失。因此，笔者就预收费水表的设计和选用发表一些见解，供专家和领导参考，不当之处敬请批评指 正。 一、磁卡、I C卡、TM卡、RF卡的特点和应用的局限性 磁卡：受电源、潮湿、卡口等因素影响，将磁卡技术应用于水表的收费控制，我认为不存在可能性，但就技术本身来讲应该是可以实现的，但成本无法被接受I C卡：特指接触式I C卡。是比较理想的数据交换载体，保密性能较强，数据容量大，使用方便。但在预付费费水表上应用，必须解决卡口的防水问题，特别是通过卡口施加干扰电压造成水表电子电路瘫痪问题，如果这个问题不解决，目前好象没有问题，将来会出现大的问题，到那时候后果就无法收拾了。 TM卡： 实际上也是一种I C(集成电路)卡，只不过一般I C卡是两线卡或三线卡，并且是标准封装，而TM卡是一线卡，特殊封装方式。这种卡与设备直接接触，所以读写端口一般是暴露的，比I C卡的卡口更容易遭到外界施加电压的干扰，因此说TM卡虽然携带方便(可以做成钥匙状)，但其安全性能(数据安全和设备安全)要比I C-卡产品安全性能更差，不适合使用电池的产品上作为数据交换的载体。 RF卡： 实际也是I C-卡的一种，简称射频卡。是采用无线电波进行数据交换的，因此水表电子控制系统可以进行**密封，防水性能*好。但是射频卡本身没有电池，需要设备首先产生电磁辐射，通过感应电为RF-卡提供能源，待RF工作后，通过高频电波与设备交换信息，因此数据交换不可靠，抗外界干扰能力差。如果产品性能可靠，其成本也是非常高的，目前情况下用于水表还是不现实的。 二、关于预收费水表电子电路的电池选用 外接电源：使用市电给预付费水表提供电源是不足取的。因为停电就得停水，否则就需要蓄电池组和充电电路。蓄电池在停电后能坚持多长时间、蓄电池充放电次数和寿命有多长、成本、体积、可靠性都存在问题。锂电池：现在市场上推出的预付费水表，基本都采用锂离子电池。其特点是容量大，可以密封在产品中。根据理论计算可以使产品工作很多年，但是国内的锂电池也是新兴产业和技术，其寿命没有经过时间验证。国外经过验证的锂离子电池，但价格十分昂贵。这种电池也存在一些特性，比如自休眠、小电流输出、电压变化小等特性，在有些产品应用中受到制约。 碱性电池少量产品采用了此类电池，由用户更换，一般四节AA电池可以连续工作十八个月，电池接近设定值时关闭阀门，迫使用户更换电池。采用这种方案特点是电流供应可以得到保障，系统工作可靠，但要解决电池盒的防护和防水密封问题。 ． 三、传感器的选用 光电传感器：光电传感器属于非接触传感器，可以进行隔离和密封，但是光电器件的电流消耗大，不适合以电池为动力的预付费水表作为计量信号的采集。 霍尔传感器：霍尔传感器属于磁性传感器，其原理是磁铁与磁敏半导体器件相互作用产生脉冲输出的。为抵抗干扰，半导体输出端增加比较器，因此消耗电流较大，一般不宜作为预付费水表计量信号的数据采集。 干簧传感器：是比较常用的计量信号采集方法。是干簧管与磁铁相互作用的原理，因此受到外界磁场干扰比较严重，可以说无法抵御外界强磁场的人为干扰。虽然可以采用两支以上的干簧管作为检测和监视用，但其存在的法律问题是复杂的。比如说外界强磁干扰后系统检测到就关闭阀门或减数，那么干扰撤销后程序如何动作?你凭什么减数?只要产品存在误动作的可能，法律界就不能支持管理者的主观认定，因此纠纷是必然的，而且是繁琐复杂的。 机械传感器：机械传感器可以抵抗外界磁场、电场、外力的人为干扰，还不消耗能量，但防水问题很难解决。如能可靠地解决机械传感器的防水问题又不影响计量精度，这是*理想的信号采集方案。 四、阀门的选用 双稳态电磁阀：此类阀门抗外界敲击能力较差，且压损大，虽然功率消耗小、体积小，但一次驱动电流需要很大，不采用电荷泵技术就不能使用锂离子电池。另外双稳状态容易混乱。 马达拖动阀门：马达拖动阀门压损小，密封性能好，但体积大，拖动时间长，且电流消耗大，不适合使用锂离子电池供电，否则在能量消耗一定程度后，电池就不足以给马达提供驱动电流了，还会将系统拉垮，使设备瘫痪。 特种阀门：专门用于预付费控制的阀门可以解决上述阀门存在的问题，但成本较高。 五、远传方案的选择 专线方式：*常用的一种方式，一般适合于新建房屋的集中预埋线路。对于已用房屋，不宜采用这种方式，因为走线将影响房屋的装修和布局。这种方式的线路和水表传感器容易遭到破坏，因无法控制关闭，以达一到收费控制的目的，只适合手预储本受用户的抄表。 载波方式：一般依赖于电力线路载波。但电力线路载波消耗功率较大，在停电后不能通过后备电源工作，因此方案的可行性很小。 电视线路方式：适合小区的集中管理，并且必须是集中供电，配套设施投资较大，也是不宜采用的方案。 六、水表的选用 湿式水表：湿式水表稳定可靠，价格低廉，但用于预收费控制作为计量基表必须解决数据采集过程中存在的问题。比较理想的方案是采用机械传感器解决防水输出技术难题。 干式水表：采用磁铁隔离方式，因此计量信号采集非常容易，比较适合作为预付费控制计量基表。但是，水表内的磁体容易受到外界强磁场的干扰和自然退磁产生严重的计量误差，甚至不转，所以必须选用带防磁罩的干式水表。