三表遠程計量系統(tǒng)在智能化住宅小區(qū)的應(yīng)用及存在問題

　　【摘要】 三表系統(tǒng)前端采集的精確度不高，已經(jīng)嚴(yán)重影響到小區(qū)智能化的發(fā)展，希望本文能拋磚引玉，引起廣大三表遠傳系統(tǒng)廠家和工程商的注意。

　　【關(guān)鍵詞】智能化住宅小區(qū) 三表遠傳計量 水錘現(xiàn)象 存在問題

　　近年來，智能化住宅小區(qū)建設(shè)在我國發(fā)展得很快，從沿海的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)深圳、廣州、上海到政治文化中心北京，以及中國西部城市成都、重慶、貴州、昆明等地均不同程度地建設(shè)了智能化示范小區(qū)。這些智能化住宅小區(qū)的建設(shè)，提高了住戶的生活質(zhì)量，擴大了住戶的居住空間，為當(dāng)?shù)刂悄芑ㄔO(shè)起到了示范作用。

　　但是，在智能化系統(tǒng)建設(shè)中，也有不盡如人意的地方，最常見的現(xiàn)象是智能化系統(tǒng)僅僅成為一種擺設(shè)、成為房地產(chǎn)商銷售的一種手段、而沒有發(fā)揮它的作用。比如建設(shè)了小區(qū)綜合布線系統(tǒng)卻不進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，使綜合布線系統(tǒng)埋在墻里睡大覺；另一種現(xiàn)象是由于智能化系統(tǒng)本身不成熟，造成系統(tǒng)不能正常使用，如建設(shè)了三表遠傳計量系統(tǒng)卻不能正常運行，仍然采用人工抄表。筆者曾參與過十個以上大型住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)的建設(shè)，深感這種情況如果得不到解決，一定會影響智能化住宅小區(qū)在我國的發(fā)展，影響開發(fā)商的積極性，影響住戶的實際生活。本文著重介紹三表遠傳系統(tǒng)。

　　三表（或稱四表、五表）遠傳計費系統(tǒng)是與住戶密切相關(guān)的一個智能化系統(tǒng)。目前我國現(xiàn)在采用的是將冷水表、熱水表、氣表，電表安裝在用戶室內(nèi)（以前安裝在室內(nèi)），安裝在樓道內(nèi)。每月水表、氣表、電表入戶抄表收費給用戶帶來很多麻煩，給抄表人員帶來煩惱，造成很多不必要糾紛并且不安全。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端，提高效率，避免入戶抄表引發(fā)的不安全因素（如冒充收費人員入室搶劫），避免用戶受到打擾（如在家休息時）和杜絕拖欠費用等情況，遠傳計量系統(tǒng)應(yīng)運而生。

　　目前，三表遠傳系統(tǒng)一般分為四個部分：前端采集裝置、數(shù)據(jù)采集處理裝置、傳輸線路、中心控制平臺。從傳輸上可分為總線傳輸和電力載波兩種。由于我國的電網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)過程中，經(jīng)常會受無線電信號、電磁信號、脈沖信號的干擾，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)錯碼、丟碼的情況，所以電力載波在我國發(fā)展還不是很適合。在數(shù)據(jù)采集處理部分，已經(jīng)發(fā)展的較為完善。有采用單片機的，有采用LonWorks技術(shù)的。但最關(guān)鍵的部分，筆者認為是前端數(shù)據(jù)采集裝置部分，下面我們來詳細討論一下前端數(shù)據(jù)采集裝置。

　　前端數(shù)據(jù)采集裝置指的是具有脈沖或電信號輸出的水表、電表、氣表等計量裝置。從傳感器上分類可分為干簧管型和霍爾元件型。

　　霍爾元件型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的水表（或天燃氣表）中加裝霍爾元件和磁鐵，即可構(gòu)成基于磁電轉(zhuǎn)換技術(shù)的傳感器。霍爾元件固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計數(shù)盤（例如0.01立方米）位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過霍爾元件一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈沖，對應(yīng)0.01m3。

　　干簧管型基本原理是：在普通轉(zhuǎn)盤計數(shù)的水表（或天燃氣表）中加裝干簧管和磁鐵，干簧管固定安裝在計數(shù)轉(zhuǎn)盤附近，永磁鐵安裝在計數(shù)盤（例如0.01立方米）位上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，永磁鐵經(jīng)過于簧管一次即在信號端產(chǎn)生一個計量脈沖，對應(yīng)0.01m3。

　　從以上分析我們可以看出，無論是霍爾元件型還是干簧管型，均以永磁鐵經(jīng)過傳感器時，由于磁場作用產(chǎn)生吸力使干簧管閉合發(fā)出脈沖或發(fā)生磁電轉(zhuǎn)換發(fā)出脈沖。脈沖數(shù)量的準(zhǔn)確度將決定遠程計量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。從目前實際施工完工的情況來看，遠程氣表、電表的脈沖準(zhǔn)確度較高。水表的情況不盡如人意，甚至是非常糟糕。原因主要有兩方面：

　　(1)干簧管質(zhì)量不高；

　　A、干簧管觸點材質(zhì)、強度不一；

　　B、干簧管觸點的間距差距；

　　C、磁力的參數(shù)以及磁力隨使用時間的變化；

　　D、磁力與干簧管的吸合角度（通斷角）易變；

　　E、用量大時，機械觸點本身固態(tài)響應(yīng)遲緩；

　　F、外界磁力、電磁的干擾嚴(yán)重。

　　(2)水管發(fā)生水錘現(xiàn)象，發(fā)出大量脈沖（增脈沖）。

　　水錘現(xiàn)象：管道系統(tǒng)中，如果發(fā)生液流瞬變流動，管流的流速、壓力等參數(shù)均隨時間變化，其變化幅度取決于管流初始流態(tài)、管系特征、瞬變形成條件等因素。因流速突然變化而引起的一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，管道將發(fā)生劇烈振動和較大的聲響，這種現(xiàn)象稱為水錘現(xiàn)象。

　　在日常生活中，我們經(jīng)常遇見水管劇烈抖動和發(fā)出聲響的情況，也就是水錘現(xiàn)象。正是這種劇烈的抖動造成了干簧管簧片在很短時間里，頻繁地吸合，發(fā)出大量的脈沖。

　　在遠程計量系統(tǒng)中，水表脈沖的不準(zhǔn)確性大多數(shù)是由以上三種原因造成。這些情況已經(jīng)嚴(yán)重地阻礙了遠程計量系統(tǒng)的發(fā)展，試想前端傳感器的質(zhì)量和記錄都不能令人放心，整個系統(tǒng)再先進又有何用？

　　水錘現(xiàn)象產(chǎn)生原因極其復(fù)雜，與管道內(nèi)壁摩擦力、壓力、液體流速等均有關(guān)系，我們并不能在根本上解決它。但是，我們可以通過某種手段，濾出多余脈沖。假設(shè)有一直徑25毫米，常用流量為0.35立方米的水表，我們可以算出在最大流量(0.35立方米/小時)時，流出0.01

　　立方米水需要0.17分鐘，假定永磁鐵對干簧管作用距離角度為40度，那么，最大流量時，干簧管從斷開到吸合再斷開時發(fā)出一個脈沖，需要O.19分鐘。這樣，我們可以認為，脈沖寬度必須大于0.19分鐘，否則就視為誤脈沖。但是在實際工作中，我們設(shè)定脈沖寬度為5秒，就可以濾出雜波了。我們可以在硬件和軟件上，設(shè)置一定的判斷功能，來濾出誤脈沖。這樣，我們從前端采集的數(shù)據(jù)就較為準(zhǔn)確。

　　目前，國產(chǎn)的遠傳水表的質(zhì)量確實令人堪憂，已經(jīng)嚴(yán)重地阻礙了三表遠傳系統(tǒng)的發(fā)展和小區(qū)智能化的推進。希望有志于遠傳水表的廠家，積極進行研究，為工程商和終端用戶提供高質(zhì)量的遠傳水表，推進三表遠傳系統(tǒng)的發(fā)展。