鄔嘉敏

廣州能源檢測研究院 廣東廣州 511447

水表在人們的生活中應(yīng)用廣泛，作為最常見的流量計量儀器，水表數(shù)據(jù)準確讀取能夠增加人們節(jié)水意識，提高水資源利用率，減少水源浪費現(xiàn)象。合理利用水資源，不僅能保證群眾用水，對于供水企業(yè)的運行也有著重要的作用。智能水表應(yīng)用過程中，能夠精確的檢測出居民用水量，提供保存、瀏覽、遠程傳輸?shù)刃畔⒎?wù)，提高居民用水量檢測力度，隨著檢測技術(shù)不斷優(yōu)化，智能水表的使用是為水表發(fā)展的必然趨勢。

1 智能水表檢測技術(shù)概述

隨著我國電子應(yīng)用技術(shù)和電子元器件制造技術(shù)的快速發(fā)展，智能水表應(yīng)用越來越廣泛，不僅有效地帶動了相應(yīng)產(chǎn)品的進步，還提升了供水企業(yè)對用戶用水資源的合理掌控。智能水表的應(yīng)用，提高企業(yè)對用水信息的處理能力，并優(yōu)化了用戶用水體驗。

2 檢測用水量傳感器類型

傳統(tǒng)水表通過內(nèi)芯中葉輪的轉(zhuǎn)動，來使水表進行累計計數(shù)，測得整體用水量，這種方式雖然能夠有效測量出用水情況，但是，對于水質(zhì)要求較高，如果水質(zhì)過差，會造成堵塞問題，導(dǎo)致水表不能正常使用。而智能水表將傳統(tǒng)水表進行技術(shù)改良，在基表上安裝傳感器，應(yīng)用這種傳感器技術(shù)能夠準確采集到葉輪的數(shù)據(jù)，將測量信息變成計量脈沖負荷來進行測量。傳感器的應(yīng)用避免了水質(zhì)對測量結(jié)果的影響，提升了水量測量的精準性，實現(xiàn)信息快速準確傳遞的同時，也提升了水資源的利用率，現(xiàn)代市場上常見的傳感器主要有3種[1]。①磁感式傳感器計數(shù)，磁感式傳感器在葉輪上裝設(shè)磁鐵，干簧管等元件，葉輪在水流沖擊過程中轉(zhuǎn)動，通過傳感器將單片機處理，將機械累計計量轉(zhuǎn)化為電脈沖信號，通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖計數(shù)，準確測量用戶的用水?dāng)?shù)量。但是磁感器容易受到外界磁場的影響，在使用過程中容易產(chǎn)生一定數(shù)值的測量誤差，但是成本低，而且體積小巧，容易安裝和使用，所以應(yīng)用廣泛。②振動信號存在周期性的減弱，電感式傳感器通過采集振動信號的衰弱規(guī)律來進行水量計算，感應(yīng)器避免磁激勵，能夠適應(yīng)復(fù)雜的外界環(huán)境，準確收集不同水質(zhì)的信息。③直讀傳感器，這種傳感器主要分成光電式傳感器和機械式傳感器兩種，光電式傳感器通過對光的反射，將激光管進行定位，應(yīng)用接收齒輪反射激光脈沖信號，調(diào)節(jié)為脈沖電信號，經(jīng)過計算之后，根據(jù)齒輪產(chǎn)生的脈沖數(shù)來表現(xiàn)傳動情況。而機械直讀傳感器由于受到內(nèi)部簧片和相關(guān)技術(shù)限制，存在機械阻尼巨大，在實際應(yīng)用中，穩(wěn)定性不強，存著許多不足。

3 智能無線水表檢測技術(shù)

雖然社會相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國抄表工作依據(jù)面對著巨大的難題，抄表工作數(shù)量巨大十分繁瑣，人工抄表方式不僅浪費了大量的時間，而且數(shù)據(jù)采集不準確，容易出現(xiàn)偏差和錯漏的現(xiàn)象，工作過程中同時產(chǎn)生了大量的人工成本。數(shù)據(jù)通信工作通常會采用MBUS的有線通信方式，遠程抄表系統(tǒng)在實際工作中需大量布線，并且根據(jù)空間布局特點，有線通信技術(shù)無法滿足現(xiàn)代水表檢測工作需求，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，智能水表通信技術(shù)也得到一定程度地優(yōu)化，應(yīng)用無線通信技術(shù)，增加檢測速度，提高數(shù)據(jù)實時性，而且在應(yīng)用中受到外界環(huán)境影響較小，從而得到了廣泛地應(yīng)用[2]。

3.1 NB-IoT 通信技術(shù)

NB-IoT通信技術(shù)是專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的窄帶射頻技術(shù)，應(yīng)用過程中構(gòu)建為蜂窩網(wǎng)絡(luò)，運行消耗較小，降低了管理運行成本，能夠穩(wěn)定升級。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，信號覆蓋力強，覆蓋范圍較大，而且使用功耗低，測量精度高，范圍廣，得到了廣泛應(yīng)用。

3.2 LoRa 通信技術(shù)

LoRa通信技術(shù)相比較其他技術(shù)而言，相對成熟，以擴頻技術(shù)為基礎(chǔ)的超遠距離無線傳輸技術(shù)，作為長距離通信鏈路，為使用人員提供最簡單的選擇，實現(xiàn)遠距離傳輸，有效延長壽命，大容量系統(tǒng)，擴展傳感網(wǎng)絡(luò)同時，在全球免費頻段運行。數(shù)據(jù)傳輸速率范圍得到提高，LoRa通信技術(shù)測量范圍廣，而且可靠性較高。

3.3 Zigbee 通信技術(shù)

Zigbee通信技術(shù)速率較低，功耗無線通信協(xié)調(diào)，主要應(yīng)用在無線控制和監(jiān)控應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)速率低，產(chǎn)生消耗小，而且支持多種網(wǎng)絡(luò)。Zigbee通信技術(shù)應(yīng)用電池較小，延長了電池的使用壽命，在早期的水表研究中起到了重要的作用。

3.4 GPRS 通信技術(shù)

GPRS通信技術(shù)主要利用通信基站傳輸信號，實現(xiàn)遠距離傳輸，其實現(xiàn)遠距離傳輸主要是依靠授權(quán)波段，并且能夠有效抵抗外界干擾，信號有著極強的保密性，GPRS通信技術(shù)適應(yīng)許多終端設(shè)備，所以相較于其他通信技術(shù)，信號穿透性較弱，而且沒有雙向通信的功能，建造成本高，現(xiàn)在應(yīng)用已經(jīng)不斷減少。

4 發(fā)展前景

智能無線水表是科技化產(chǎn)物，從水表機械轉(zhuǎn)動計量到不同類型傳感器輔助，科學(xué)技術(shù)水平也在不斷提高，水表檢測技術(shù)在改進過程中，水表計量數(shù)值越來越精確，耗能不斷減少，而且使用壽命不斷增加，隨著未來不斷發(fā)展，智能無線水表檢測技術(shù)，應(yīng)用一定會更加廣泛，不僅能夠改善居民的用水情況，還能保證供水企業(yè)增加經(jīng)濟收入，智能無線水表的應(yīng)用必然是未來水表技術(shù)的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)語

水表計量數(shù)值準確，對水資源管理工作有著重要的意義。通過智能無線水表的應(yīng)用，優(yōu)化了水源監(jiān)控體系，提高了用水計費準確率。傳統(tǒng)的人工抄表流程十分繁瑣，而且抄表過程中增加經(jīng)濟成本，浪費人力資源。而智能無線水表通過使用遠程自動抄表技術(shù)，優(yōu)化了居民用水體驗。智能無線水表檢測技術(shù)在實際工作中，滿足儀表生產(chǎn)和發(fā)展需求，提高智能無線水表用水量計量性能同時，對于智能水表的廣泛應(yīng)用，起到推動作用。