李恩屹

（湖南省長沙市長郡梅溪湖中學(xué) 410205）

電子水表傳感處理技術(shù)的應(yīng)用分析

李恩屹

（湖南省長沙市長郡梅溪湖中學(xué) 410205）

目前，電子水表已經(jīng)在各個地區(qū)得到了普及，與傳統(tǒng)水表相比，電子水表的精確性更高，測量范圍更廣，壓力損失更小。本文主要針對電子水表傳感處理技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

電子水表；傳感處理技術(shù)；應(yīng)用

水表的發(fā)展史非常漫長，從傳統(tǒng)機(jī)械式水表發(fā)展到電子水表，經(jīng)歷了一個過程。水表主要分為冷水水表和熱水水表，冷水水表和熱水水表在技術(shù)上又可以分為機(jī)械水表，帶電子裝置水表和電子水表。其中，電子水表是利用了一些計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，信號處理技術(shù)等高科技技術(shù)構(gòu)成的一種新型電子產(chǎn)品。傳統(tǒng)的水表價格上比較便宜但使用壽命不是很長，而且不是很準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)誤差。電子水表以前價格昂貴，但使用壽命長，準(zhǔn)確可靠，隨著技術(shù)先進(jìn)性和普遍性的改善，電子水表的價格會逐漸降低，電子水表的應(yīng)用會更加廣泛。

1 電子水表的特點(diǎn)及技術(shù)特征

電子水表運(yùn)用了一些高科技，主要包括新穎傳感技術(shù)，微弱信號處理技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)等。由于電子水表運(yùn)用了這么多高科技，所以電子水表相對于傳統(tǒng)機(jī)械水表，有了更多的優(yōu)勢。比如說，測量范圍更加寬廣，測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠，計(jì)量等級更加高級，壓力損失更加微小，無論是數(shù)據(jù)的傳輸還是運(yùn)算都更加方便。所以電子水表相對于傳統(tǒng)的機(jī)械水表有更多的優(yōu)勢，在未來水表領(lǐng)域?qū)艿饺藗兏蟮臍g迎。

電子水表壓力小，使用壽命長，即使水質(zhì)不好的條件下，也能夠進(jìn)行精確的測量。電子水表要想得到更廣泛的應(yīng)用，必須解決一些實(shí)際性的問題：比如說中小口徑飲用水的測量。當(dāng)前電子水表應(yīng)用的是速度原理，即一定的時間段在它的橫截面所通過的水流量的速度而計(jì)算水流的體積或者是質(zhì)量。

電子水表主要應(yīng)用到的技術(shù)有電磁流感傳感技術(shù)，還有超聲流量傳感技術(shù)，這兩種技術(shù)有它各自的優(yōu)缺點(diǎn)。流感傳感技術(shù)一般用于體積測量，它結(jié)構(gòu)簡單，不受溫度以及水質(zhì)的影響，它與水流的速度成正比，而與水流的狀態(tài)無關(guān)。超聲流感傳感技術(shù)也用于體積測量，測量范圍寬，簡單方便，測量數(shù)據(jù)較為精準(zhǔn)，不受水質(zhì)、溫度、粘度、密度以及壓力的影響。

還有一種技術(shù)叫渦街流量傳感技術(shù)，也是電子水表當(dāng)中常用的一種技術(shù)。渦街流量傳感器技術(shù)內(nèi)部的工作部件工作可靠，它對傳播介質(zhì)并不敏感，它的敏感點(diǎn)是振動頻率與體積流量成正比。當(dāng)然，對于渦街流量傳感器技術(shù)還需要一些修正，比如抗干擾性，這樣可以使渦街流量傳感技術(shù)得到更好的運(yùn)用。還有一些電子水表采用的是射流流量傳感技術(shù)。射流流量傳感技術(shù)是用附壁效應(yīng)構(gòu)成的一種反饋式流量傳感器。

2 電子水表傳感與信號處理技術(shù)的應(yīng)用

無論電子水表采用的是哪種技術(shù)，都需要一些信號處理技術(shù)與之相配合，才能夠更好地發(fā)揮效用，比如信號處理與抗干擾技術(shù)、曲線擬合、修正技術(shù)、勵磁技術(shù)、消噪技術(shù)和仿真技術(shù)。首先講一下信號處理與抗干擾技術(shù)，這是所有的家用電器必須要應(yīng)用到的影像技術(shù)。因?yàn)樗械男盘栐趥鞑ミ^程中都會被干擾，無論是來自機(jī)器內(nèi)部的噪聲，還是機(jī)器運(yùn)行起來的噪聲，還是機(jī)器外部的噪音，都會影響信號處理和傳播。

電子水表要想測量得更加精確，必須要用到信號處理抗干擾技術(shù)。因?yàn)殡娮铀碓谶\(yùn)行的過程中，尤其是對于微小流量進(jìn)行測查是很容易受到外界噪音或者是機(jī)器零部件運(yùn)行的影響。所以除噪技術(shù)是電子水表必須要攻克的一項(xiàng)技術(shù)。要去除噪音較大的三個條件：①要去除噪聲信號，即噪聲發(fā)出的信號不被機(jī)器所接收；②切斷噪聲傳播的途徑，也就是說在噪聲產(chǎn)生和機(jī)器受到噪聲影響之間切斷他們的聯(lián)系；③提高機(jī)器本身的抗噪音性。

要想使電子水表測量的更加精確，還要提高它對于微小信號接收和處理技術(shù)。電子水表與帶電子裝置的水表相比，最大的不同就是后者輸出的是編碼信號，信噪比很高，能夠分離出很多有用的信號。而電子水表在運(yùn)行的過程中，接觸到的多是納伏級的電壓水平，所以必須要提高它的微小信號接收和處理技術(shù)。

今后電子水表的應(yīng)用主要存在于中小口徑封閉管道水流量的測量與控制方面，自然會應(yīng)用到很多新技術(shù)。比如仿真技術(shù)，全稱是計(jì)算機(jī)仿真，能夠?yàn)閭鞲衅鞯姆胖锰峁┳羁茖W(xué)化的依據(jù)。

電子水表在大口徑封閉管道水流量的測量與控制方面優(yōu)勢日益明顯，在中小口徑封閉管道水流量的測量與控制方面還需提高。傳感與信號處理技術(shù)是電子水表能否獲得更大優(yōu)勢的關(guān)鍵點(diǎn)。

我國國內(nèi)的企業(yè)要想在這一領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)，必須在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主研發(fā)一批電子水表的新產(chǎn)品。

[1]厲劍，葉樺，戴義保.射頻卡智能水表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2009（01）.

[2]左澤敏，李舜酩，鄭娟麗.相關(guān)分析在機(jī)械振動信號處理中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動化，2009（01）.

[3]郭 偉，李 楓，劉金海，姜 軍.水表檢定裝置技術(shù)改造與節(jié)能[J].中國計(jì)量，2009（05）.

[4]馮靜.基于PIC16F84的電磁閥式IC卡水表設(shè)計(jì)研究[J].電子工程師，2008（11）.

[5]吳雅楠，殳國華，張士文.基于MSP430單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)智能電子水表的設(shè)計(jì)[J].自動化儀表，2008（04）.

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2016-12-2