中國遠傳水表大體分為脈沖式和直讀式兩大類,由于沒有現成的技術可以借鑒,兩種方式的遠傳水表在各自的發展歷程中,經歷了數不盡的曲折與艱辛。特別是脈沖式遠傳水表的初期產品,由于難度大、缺陷多,曾出現過許多失敗工程和癱瘓現場,人們甚至對脈沖式遠傳水表能否最終成功產生了懷疑。
2003年后,直讀式遠傳水表以其自身理論上的優越性在市場上熱炒,并直逼脈沖式,使本來還不太穩定的脈沖式遠傳水表“雪上加霜”。對此,作者從理論、試驗、應用和市場等方面對兩種遠傳方式做了深入的分析與探討,并發表了“論開關(脈沖)式遠傳水表的生命力”的文章,力挺脈沖式遠傳水表。
三年過去了,截止到2006年底,“濰微牌”自保持開關(脈沖)式遠傳水表已累積銷出100萬只,這一事實進一步證明了作者文章中的觀點,“……開關(脈沖)式遠傳水表的生命力將是長期的、強大的。”
這期間,直讀式遠傳水表也不甘心于僅在理論層面,一代代舊的失敗,又一層層新的浮出……。那么,脈沖式、直讀式,它們的發展情況如何;誰會在激烈的市場競爭中“笑到最后”;它們能否擔當起中國未來抄表的重任。請看以下分析。
一、 脈沖式遠傳水表的技術現狀及應用情況
中國遠傳水表的誕生大約在二十年前,其中“水表遠傳流量計”(專利號:89205961.3)是一九八七年開始研制的。之后,光電的、霍爾的、單干簧管的陸續產生并得到一定應用。因為當初住宅自動抄表還沒有市場,這些技術的應用也僅僅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自動抄表開始有了一定的市場,這些技術開始普遍應用并逐漸暴露出了不穩定、不準確的缺陷,最終歸于失敗。一九九七年雙干簧管技術研制成功(專利號:99206865.7),并得到了應用。與以前的其他技術相比,雙干簧管的準確性、可靠性要好的多。作者最初(1998年)將它應用于IC卡水表自動收費系統(天津薊縣),獲得了成功。至今,這項技術非常廣泛地在IC卡水表中得到了應用。但這一產品仍然有不穩定、漏計數、不能防磁、多占一個微機接口等缺點。
要說脈沖式遠傳水表的最理想產品,還是一九九八年研發成功的自保持開關技術(專利號:99219172.6 )。由于采用了雙感應頭、自保持開關技術,使開關信號準確率達到了百分之百。又由于該技術采用了水表玻璃之上的結構方式,成功的解決了防磁干擾的問題。之后,這種產品被設計成了傳感貼片的形式,使全國乃至全世界的普通水表都可以方便地安裝組合,成了一種“一分鐘即可使您的普通水表變成遠傳水表”的通用產品。這種自保持開關傳感器產品已推廣應用達100萬只以上,其中僅北京市就達19.4萬只。持續六年的規模化應用,已充分證明了自保持開關遠傳技術在準確性、可靠性、穩定性方面,已完全達到了自動抄表系統的遠傳技術要求。
在一些水壓不穩定的特殊場合,有時存在水表倒轉的現象,這也是造成誤差的原因之一。2005年,一種可測倒流的具有自保持開關功能的遠傳技術試驗成功(專利號:200520122407),這一技術徹底解決了因水表倒轉造成的讀數誤差,已得到了廣泛地應用。
至此,在中國,脈沖式遠傳水表的研發歷經二十年,以準確、可靠、穩定、通用而告一段落,脈沖式傳感技術不過關的時代宣告結束。
二、 直讀式遠傳水表的技術現狀及應用情況
直讀式遠傳水表的概念大約產生于2001年前后,最初是以電阻觸點式和光電式為最多,但由于工藝要求高,制作難度大,到2003年為止,基本上沒有成功的產品進入規模化應用。之后又產生了兩種新的直讀式遠傳水表,即攝像直讀式和計數直讀式。
光電直讀式遠傳水表 分為光電對射式和光電反射式兩種。其原理是在每一位字輪的一側設置固定的光電發射源,在與其對應的字輪上設置反射面或對射孔的接收點,利用多個(五個)接收點或反射面的不同位置狀態來判斷字輪轉到了什么數的位置,從而確定所對應的數據。由于每一位的數字都取決于字輪的遠傳位置,這需要各字輪、字輪上的傳感位置都要相當的精確。最初期的此類產品普遍存在零點進位狀態下的差錯,經過幾年的改進,有的廠家已克服了這一缺點,但仍然存在高精密度的制造要求,給規模化生產與推廣造成了不利。再有,此類方式目前多適合于做干式水表,濕式(液封)水表仍在初期階段。
觸點直讀式遠傳水表 前期的此類產品多為電阻或電位器式,其原理是:在字輪上安裝微型電刷,在與之相對應的位置安裝電阻或電位器片,通過測量不同的阻值來判斷字輪的數字位置,這類產品研發者的出發點往往是想在濕式水表的應用上得到突破,但都沒有成功。最近有一種觸點直讀式遠傳水表正在進入試驗階段,它的核心部分借用了飛機油表的傳感原理,不僅傳感部件精密度高,而且整個觸點部分密封在油體之中,如果各項要求嚴格達到飛機油表的條件,相信這一技術定會獲得成功,必將在直讀式濕式遠傳水表的產品上取得突破性進展。
攝像直讀式遠傳水表 其原理是在水表機械字輪顯示窗前安裝一只攝像頭,將拍到的數字圖像傳出,然后將圖像字形譯成數碼,供微機存儲處理。這種產品最早是由北京北保電器公司2003年研發的,由于圖像傳輸和數字譯碼方面不太成熟,導致產品沒有普及推廣。第二代產品由南京衫源公司2007年研制,由于成功解決了圖像處理、圖像傳輸和譯碼傳輸等技術難題,使該項技術取得了突破性進展,目前,該產品已投入小批量生產,并在北京投入現場試用,能否成功還有待于應用時間和應用數量的考驗。
計數直讀式遠傳水表 計數直讀式遠傳水表是將采集開關(脈沖)信號的芯片裝在每只水表上,通過電池保持其工作。將從自保持開關感應器采集的計數信號記錄和儲存在芯片中,從該芯片讀出的數據就是表盤同步數據。這一產品采用了目前已經非常成熟的自保持開關傳感技術、智能存儲芯片技術和標準通訊技術,它的整個生產過程無需要求“嚴格和精密”,任何干式、濕式、冷、熱、大小水表都可以任意組合而成,是目前直讀式遠傳水表中規格最全、應用最多、工藝最為簡單的一種方式。目前,這種水表已有4年多的應用經歷。缺點是它仍然采用電池維持其工作,六到八年之后,電池需周期性更換。
三、 脈沖式、直讀式遠傳水表將誰主沉浮?
與脈沖式遠傳水表相比,所有直讀式遠傳水表都有兩個共同優點:
1. 表具上讀出的數據就是表盤上顯示的數據,不是脈沖。
2. 數據以機械方式記錄在字輪上,平時不需供電,只在讀取數據的瞬間上電。因此,不怕停電、不怕斷線。從理論上講,它讀出的數據和表盤數據總是一致的。所以,自從直讀式遠傳水表的概念產生以來,一直受到人們的追寵和關注。
而脈沖式遠傳水表在此兩點上恰恰處于劣勢,因為脈沖式遠傳水表傳出的信號是脈沖,微機將遠傳的一個個脈沖累加成數據,如果累加得準確無誤,其數據就等于表盤數據。但是,在這一累加過程中,無論線路中斷還是后備電池斷電,累加就會中斷并造成數據錯誤,重新修復后,底數也要重新設置。從這一角度看,直讀式要比脈沖式優越得多。因此,從理論和宣傳層面上講,直讀式處于優勢地位。也有業內人士或企業將脈沖式的缺點與直讀式的優點一一列表對照,似乎直讀式的“東風”已經壓倒了脈沖式的“西風”。
五年過去了,爭論雖然還在繼續,結論似乎已經明朗。脈沖式遠傳水表不但沒有被壓倒,反而頑強地走了過來。實際上,脈沖式遠傳水表從來沒有停止過對自身弱點的修正,并在關健環節上達到了理想的效果。
1. 由于自保持開關中的自保持特性,使每個信號都準確而固定,幾乎沒有產生誤差的可能性。
2. 自保持開關的遠傳方式采用的是開關(不是脈沖)形式,利用水表運行慢的特點加上數字濾波措施后,遠傳過程中的干擾完全可以排除。
3. 針對怕掉電、怕斷線的缺陷,大部分廠家均采用了微功耗設計,并進行規范化布線與管理。多數情況下,只要采集準確無誤,基礎數據就會一次校正后終生同步。
4. 脈沖式遠傳水表的成本大大低于直讀式,這在目前抄表行業的客戶只買產品不買服務,以及不留余地,爭相壓價的市場競爭面前是十分有利的。
正是由于脈沖式遠傳水表克服了缺點、發揮了優勢,才使得看似并不先進的脈沖式遠傳水表不僅沒有被淘汰,反而在推廣應用方面取得了突破性進展。在許多地方,脈沖式遠傳水表重新樹立了“可靠”形象,取得了用戶的信任,北京市的成功推廣就是一例。
那么,脈沖式遠傳水表可以壓倒直讀式遠傳水表嗎?也不是。作者并不否認直讀式遠傳水表有優越性。并且從2002年開始,對計數直讀式遠傳水表也有較多的應用。作者只是在直讀式遠傳水表的強勢宣傳面前,維護了脈沖式遠傳水表的應有地位。像脈沖式遠傳水表一樣,直讀式遠傳水表目前的缺點也總有一天是能夠克服的,但其大規模的應用(特別是濕式表)起碼還要兩年以后。
在直讀式遠傳水表逐步克服了工藝難度大、精密度要求高等自身劣勢進入成熟期的時候,脈沖式遠傳水表也早已在產品可靠性、產品工藝性、產品在工程中的應用規范以及用戶認知度方面進入了非常成熟的時期。隨著自動抄表市場的發展,脈沖式、直讀式遠傳水表將從對立歸于統一、從排斥轉為互補。將有更多的廠家應市場的需求,左手提供脈沖式,右手提供直讀式。直讀式遠傳水表和脈沖式遠傳水表將在接下來的很長一段時期內各取份額、兩分天下,并共享自動抄表市場的美好未來。(考試大一級建造師編輯整理)