水表产品及相关技术的演进与发展

水表产品应用已有上百年历史,在管网饮用水计量及用水贸易结算等方面发挥着巨大的作用。随着供水企业需求的变化,水表产品也从机械水表发展至第一代智能水表(即智能水表1.0产品/带电子装置的机械水表)和第二代智能水表(即智能水表2.0产品/电子水表),使水表产品成为供水管网新业务系统中的重要智能终端。当今,"两化融合"理念和工业互联网架构已成为解决供水管网精细化管理的主要手段,可以预见,第三代智能水表(即智能水表3.0产品/多参数水表)也将会成为供水管网的数据采集中心,为管网管理提供各类水务大数据。     

智能水表的研究和设计

随着微电子技术的快速发展以及国家相关政策的推动,水表的智能化将是一个必然的发展趋势。智能化水表的推行,不但可以提高供水管理部门的工作效率,也可在技术上为节约用水、合理用水创造条件。本文以智能IC卡水表系统为研究对象,首先提出利用IC卡技术智能水表的总体设计方案;然后设计以MSP430F413单片机为核心的智能水表硬件电路结构和软件控制流程,并对智能水表的低功耗设计进行了一定的分析与研究。     

基于A7108的无线智能水表及组网设计

水表在使用中为了保证计量精度,间隔几年需要更换,为了降低管理成本提高工作效率,老旧区在水表改造时更换为智能水表,实现数据的远传功能,但是老旧小区由于布线困难,给施工带来很大困难。提出一种无线智能水表的设计,按照预先设置的组网方式,完成对水表节点的组网功能以及数据的中继传输,以实现数据的远程传输。由于智能水表采用电池供电,提出解决整机低功耗的方法,延长了智能水表的使用寿命。     

基于MSP430FR6972的四声道超声波智能水表的电路设计

智能水表与传统机械水表相比,具有计量准确、使用寿命长和数据实施传输等优势。本文针对智能水表低功耗、高精度和宽量程比的需求,采用四声道换能器提高流量测量的精度,同时采用超低功耗单片机MSP430FR6972,降低水表整机功耗,该设计具有一定的市场推广和应用前景。     

智能水表技术及发展趋势

在描述水表产品分类及技术构成、智能水表及相关技术基础上,分析了推动水表技术发展的主要驱动因素(即资源、政策、需求等),提出了智能水表技术将会在产品计量性能提升、使用功能拓展和参与管网测控系统构建等三个方面重点发展的观点。     

维托辛斯基收敛曲线在大口径超声波水表流道设计中的应用

超声波水表是机电一体化智能水表的典型代表之一,由于其高可靠性及智能化的特点,在水表应用领域占据越来越高的市场份额。但超声波水表由于其特殊的测量方式和结构,使其对流道的设计有较高要求。为此,将维托辛斯基收敛曲线应用于实际工程中,研究和验证该曲线在超声波水表管段的可操作性,为超声波水表的设计提供相关工程设计经验。     

电磁水表磁场分布检测研究

电磁水表是近些年新兴的智能水表2.0的全电子水表产品,是从电磁流量计技术发展而来,但电磁水表功耗要求更低、测量范围更宽,因而磁场发生方法和磁场分布至关重要。采用霍尔元件阵列对电磁水表内部的磁场分布进行检测,设计了相应的软硬件方案,实现了磁场分布的检测。     

智能热量表计费系统研究

智能IC卡热水表的使用已相当普遍,它的使用虽然解决了传统的人工抄表和收费困难的问题,但是却存在着用水收费的不公平性,笔者对目前水表按流量计费方式进行改进,并设计出按热量计费的智能水表系统。     

基于NB-Io T无线通信的低功耗远传水表设计与实现

介绍了以单片机为核心的低功耗远传水表,该系统以STM32F103C8T6单片机、M5310ANB-IoT模块、霍尔流量传感器、电源控制模块、OneNET平台等对用户用水情况进行检测。该系统在低功耗、低成本的情况下,完成了整个智能水表的整体设计,且功能齐全。对于目前传统抄表效率低、耗时耗力,智能水表又价格昂贵,无法普及的大环境来说,能够有效解决传统水表存在的问题,加快国家现代化进程。     

我国智能水表技术发展趋势与路径

对"我国水表行业十三五发展规划纲要"中技术发展部分进行了浓缩和提炼,重点介绍了这期间我国智能水表产品技术发展趋势、服务模式转变以及技术实现路径等内容。对规划中水表产品结构调整与企业转型升级、依靠科技进步拥有关键核心技术、应优先发展的新产品与新技术等内容作了重点的描述。     

同轴线式相位法测量油井含水率

本文利用同轴传输线作传感器，测量油水混合水质的相位系数，研制了同轴线式相位法找水仪，从而得到油水混合介质的持水率。该仪器还实现了油井持水率以往难达到的连续测量，室内模拟井试验和初步现场试验看出本文提出的含水率测量新方法颇有前途。     

水表自动抄表系统现状与解决方案

分析了目前影响自动抄表系统正常运行的因素,分析了有源表存在的问题,阐述了无源表的工作原理及优点,设计出了无源直读自动抄表系统方案.     

基于MSP430的远传智能水表系统设计

根据水务部门水表管理智能化的需求,提出一款基于MSP430单片机的智能水表系统.首先结合系统的功能需求,提出系统整体架构;其次结合MSP430单片机特点,设计了系统的硬件架构,并就具体的电磁阀控制开关和LCD电路进行了设计;再次对系统主程序进行设计,并着重就GPRS传输方式和指令传输格式进行设计;最后利用VB编程语言对后台界面进行开发,得到不同用户用水情况的统计界面,从而验证该系统的可行性.     

基于物联网的智能水表装置的设计与实现

随着物联网技术的飞速发展,为保证水资源的合理利用和有效监测管网中的水资源流失情况,亟需提供一种能够实时监测居民用水的物联网水表装置。通过采用物联网水流量装置,有效解决现有水表安装在户外或者地下室中人为抄读数据不方便,以及人为抄读数据容易出错的问题。工作人员通过查看抄读回的用户使用数据信息,对用户的使用情况进行检测和控制。实验表明,此智能水表装置可以达到传输数据的目的,为后续的漏损分析提供了重要的依据。     

大气透射仪与前散射仪在低能见度条件下的测量数据对比分析

从大气透射仪和前散射仪两种能见度的测量仪器的工作原理出发,对大气透射仪和前散射仪两种能见度测量仪器在低能见度天气条件下的数据进行对比,得出在低能见度条件下前散射仪的测量值与大气透射仪测量值存在一定偏差;在不同天气条件下,偏差量又有所不同。     

一种渠式远传流量计

文中介绍了一种以卡发基槽作为量水槽的渠式液体流量计,运用浮子杠杆和磁阻式角度传感器实现液位／电压转换,运用单片机进行信号处理,该仪表具有远传功能,适用于工业废水或农业用水等的排放计量。     

水表安装时的计量误差实验探讨

水表在实际现场安装中如果达不到安装要求,就会引起弯头、T型接头、变径及其所处的位置上、下游扰动,影响非容积式水表的精确度。利用水表检定装置做了模拟现场的相关试验,并得出了结论,及时掌握这些扰动带来的水表计量误差及趋势,以供水表安装人员参考。     

基于MSP430的远程水表监控系统的研究

针对传统水表只能入户人工抄表,工作量大,且不能实时监控等缺点,提出了采用低功耗的MSP430单片机结合GPRS无线数据传输网络,实现水表远程监控的方案。重点介绍了流量传感器信号的整形与采集,基于MSP430单片机实现流量测量、现场与监控中心通信,给出了部分软件、硬件、低功耗模式的设计方法。实验结果表明,该设计方案具有简单实用,数据传送可靠,功耗低等优点,具有一定的工程价值。     

一种直流数字化电能表的量值溯源方案

直流数字化电能表在电能计量中应用日益广泛,但缺乏专门针对直流数字化电能表量值溯源方案的研究。针对我国缺乏对直流数字电能表量值溯源方案的研究现状,以及现有的交流数字电能表量值溯源方案中存在标准电能计算准确度受采样频率限制、量传误差环节多等问题,提出了一种基于直流数字化标准功率源的直流数字电能表量值溯源方案。该方案在交流数字电能表量值溯源方案的基础上,利用标准数字功率源内置DSP的数字波形拟合与抽取,替代交流溯源方案中的A/D转换;利用DSP高频数字采样积分,替代交流溯源方案中的标准数字电能表。简化了交流数字表的溯源方案,减少量传误差,提高了直流标准电能计算精度,实现了直流数字化电能表的量值溯源,是直流数字化电能表量值溯源的一种新方案。     

基于特性校正技术的宽量程垂直螺翼式水表的研制

在传统机械水表基础上,增加旋转量机电转换装置、嵌入式计算机系统、特性校正算法和数据处理软件等,可以使机械水表改造成极宽量程的新型水表。它的流量测量范围Q3/Q1在满足测量准确度条件下可扩至R=1000以上,但前提是机械水表要有良好的测量重复性、长期工作的稳定性,以及很高的测量灵敏阈。文章介绍了宽量程垂直螺翼式水表旋转量转换原理和水表误差特性的校正方法,使新研制的水表性能指标达到了较高水平。