中国远传水表的技术现状及发展方向

　　摘要：从技术原理和实际应用角度介绍脉冲式、直读式远传水表的应用特点和发展过程，阐述脉冲式、直读式将两分天下、各取份额的市场观点。
　　
　　中国远传水表大体分为脉冲式和直读式两大类，由于没有现成的技术可以借鉴，两种方式的远传水表在各自的发展历程中，经历了数不尽的曲折与艰辛。特别是脉冲式远传水表的初期产品，由于难度大、缺陷多，曾出现过许多失败工程和瘫痪现场，人们甚至对脉冲式远传水表能否最终成功产生了怀疑。
　　
　　2003年后，直读式远传水表以其自身理论上的优越性在市场上热炒，并直逼脉冲式，使本来还不太稳定的脉冲式远传水表“雪上加霜”。对此，作者从理论、试验、应用和市场等方面对两种远传方式做了深入的分析与探讨，并发表了“论开关（脉冲）式远传水表的生命力”的文章，力挺脉冲式远传水表。
　　
　　三年过去了，截止到2006年底，“潍微牌”自保持开关（脉冲）式远传水表已累积销出100万只（《中国供水节水》2007.5.1讯），这一事实进一步证明了作者文章中的观点，“……开关（脉冲）式远传水表的生命力将是长期的、强大的。”
　　
　　这期间，直读式远传水表也不甘心于仅在理论层面，一代代旧的失败，又一层层新的浮出。那么，脉冲式、直读式，它们的发展情况如何；谁会在激烈的市场竞争中“笑到最后”；它们能否担当起中国未来抄表的重任。请看以下分析。
　　
　　一、脉冲式远传水表的技术现状及应用情况
　　
　　中国远传水表的诞生大约在二十年前，其中“水表远传流量计”（专利号：89205961.3）是一九八七年开始研制的。之后，光电的、霍尔的、单干簧管的陆续产生并得到一定应用。因为当初住宅自动抄表还没有市场，这些技术的应用也仅仅是少量的和局部的。一九九六年后住宅自动抄表开始有了一定的市场，这些技术开始普遍应用并逐渐暴露出了不稳定、不准确的缺陷，最终归于失败。一九九七年双干簧管技术研制成功（专利号：99206865.7），并得到了应用。与以前的其他技术相比，双干簧管的准确性、可靠性要好的多。作者最初（1998年）将它应用于IC卡水表自动收费系统（天津蓟县），获得了成功。至今，这项技术非常广泛地在IC卡水表中得到了应用。但这一产品仍然有不稳定、漏计数、不能防磁、多占一个微机接口等缺点。
　　
　　要说脉冲式远传水表的最理想产品，还是一九九八年研发成功的自保持开关技术（专利号：99219172.6）。由于采用了双感应头、自保持开关技术，使开关信号准确率达到了百分之百。又由于该技术采用了水表玻璃之上的结构方式，成功的解决了防磁干扰的问题。之后，这种产品被设计成了传感贴片的形式，使全国乃至全世界的普通水表都可以方便地安装组合，成了一种“一分钟即可使您的普通水表变成远传水表”的通用产品。从一九九九年至二OO六年，这种自保持开关传感器产品已推广应用达100万只以上，其中仅北京市就达19.4万只。持续六年的规模化应用，已充分证明了自保持开关远传技术在准确性、可靠性、稳定性方面，已完全达到了自动抄表系统的远传技术要求。
　　
　　在一些水压不稳定的特殊场合，有时存在水表倒转的现象，这也是造成误差的原因之一。2005年，一种可测倒流的具有自保持开关功能的远传技术试验成功（专利号：200520122407），这一技术彻底解决了因水表倒转造成的读数误差，已得到了广泛地应用。
　　
　　至此，在中国，脉冲式远传水表的研发历经二十年，以准确、可靠、稳定、通用而告一段落，脉冲式传感技术不过关的时代宣告结束。
　　
　　二、直读式远传水表的技术现状及应用情况
　　
　　直读式远传水表的概念大约产生于2001年前后，最初是以电阻触点式和光电式为最多，但由于工艺要求高，制作难度大，到2003年为止，基本上没有成功的产品进入规模化应用。之后又产生了两种新的直读式远传水表，即摄像直读式和计数直读式。
　　
　　光电直读式远传水表分为光电对射式和光电反射式两种。其原理是在每一位字轮的一侧设置固定的光电发射源，在与其对应的字轮上设置反射面或对射孔的接收点，利用多个（五个）接收点或反射面的不同位置状态来判断字轮转到了什么数的位置，从而确定所对应的数据。由于每一位的数字都取决于字轮的远传位置，这需要各字轮、字轮上的传感位置都要相当的精确。最初期的此类产品普遍存在零点进位状态下的差错，经过几年的改进，有的厂家已克服了这一缺点，但仍然存在高精密度的制造要求，给规模化生产与推广造成了不利。再有，此类方式目前多适合于做干式水表，湿式（液封）水表仍在初期阶段。
　　
　　触点直读式远传水表前期的此类产品多为电阻或电位器式，其原理是：在字轮上安装微型电刷，在与之相对应的位置安装电阻或电位器片，通过测量不同的阻值来判断字轮的数字位置，这类产品研发者的出发点往往是想在湿式水表的应用上得到突破，但都没有成功。最近有一种触点直读式远传水表正在进入试验阶段，它的核心部分借用了飞机油表的传感原理，不仅传感部件精密度高，而且整个触点部分密封在油体之中，如果各项要求严格达到飞机油表的条件，相信这一技术定会获得成功，必将在直读式湿式远传水表的产品上取得突破性进展。
　　
　　摄像直读式远传水表其原理是在水表机械字轮显示窗前安装一只摄像头，将拍到的数字图像传出，然后将图像字形译成数码，供微机存储处理。这种产品最早是由北京北保电器公司2003年研发的，由于图像传输和数字译码方面不太成熟，导致产品没有普及推广。第二代产品由南京衫源公司2007年研制，由于成功解决了图像处理、图像传输和译码传输等技术难题，使该项技术取得了突破性进展，目前，该产品已投入小批量生产，并在北京投入现场试用，能否成功还有待于应用时间和应用数量的考验。
　　
　　计数直读式远传水表计数直读式远传水表是将采集开关（脉冲）信号的芯片装在每只水表上，通过电池保持其工作。将从自保持开关感应器采集的计数信号记录和储存在芯片中，从该芯片读出的数据就是表盘同步数据。这一产品采用了目前已经非常成熟的自保持开关传感技术、智能存储芯片技术和标准通讯技术，它的整个生产过程无需要求“严格和精密”，任何干式、湿式、冷、热、大小水表都可以任意组合而成，是目前直读式远传水表中规格最全、应用最多、工艺最为简单的一种方式。目前，这种水表已有4年多的应用经历。缺点是它仍然采用电池维持其工作，六到八年之后，电池需周期性更换。
　　
　　三、脉冲式、直读式远传水表将谁主沉浮？
　　
　　与脉冲式远传水表相比，所有直读式远传水表都有两个共同优点：1、表具上读出的数据就是表盘上显示的数据，不是脉冲。2、数据以机械方式记录在字轮上，平时不需供电，只在读取数据的瞬间上电。因此，不怕停电、不怕断线。从理论上讲，它读出的数据和表盘数据总是一致的。所以，自从直读式远传水表的概念产生以来，一直受到人们的追宠和关注。
　　
　　而脉冲式远传水表在此两点上恰恰处于劣势，因为脉冲式远传水表传出的信号是脉冲，微机将远传的一个个脉冲累加成数据，如果累加得准确无误，其数据就等于表盘数据。但是，在这一累加过程中，无论线路中断还是后备电池断电，累加就会中断并造成数据错误，重新修复后，底数也要重新设置。从这一角度看，直读式要比脉冲式优越得多。因此，从理论和宣传层面上讲，直读式处于优势地位。也有业内人士或企业将脉冲式的缺点与直读式的优点一一列表对照，似乎直读式的“东风”已经压倒了脉冲式的“西风”。
　　
　　五年过去了，争论虽然还在继续，结论似乎已经明朗。脉冲式远传水表不但没有被压倒，反而顽强地走了过来。实际上，脉冲式远传水表从来没有停止过对自身弱点的修正，并在关健环节上达到了理想的效果。1、由于自保持开关中的自保持特性，使每个信号都准确而固定，几乎没有产生误差的可能性。2、自保持开关的远传方式采用的是开关（不是脉冲）形式，利用水表运行慢的特点加上数字滤波措施后，远传过程中的干扰完全可以排除。3、针对怕掉电、怕断线的缺陷，大部分厂家均采用了微功耗设计，并进行规范化布线与管理。多数情况下，只要采集准确无误，基础数据就会一次校正后终生同步。4。脉冲式远传水表的成本大大低于直读式，这在目前抄表行业的客户只买产品不买服务，以及不留余地，争相压价的市场竞争面前是十分有利的。
　　
　　正是由于脉冲式远传水表克服了缺点、发挥了优势，才使得看似并不先进的脉冲式远传水表不仅没有被淘汰，反而在推广应用方面取得了突破性进展。在许多地方，脉冲式远传水表重新树立了“可靠”形象，取得了用户的信任，北京市的成功推广就是一例。
　　
　　那么，脉冲式远传水表可以压倒直读式远传水表吗？也不是。作者并不否认直读式远传水表有优越性。并且从2002年开始，作者已研发直读式远传水表（专利号：02255655.9，200620130878.8）
　　
　　，对计数直读式远传水表也有较多的应用。作者只是在直读式远传水表的强势宣传面前，维护了脉冲式远传水表的应有地位。像脉冲式远传水表一样，直读式远传水表目前的缺点也总有一天是能够克服的，但其大规模的应用（特别是湿式表）起码还要两年以后。
　　
　　在直读式远传水表逐步克服了工艺难度大、精密度要求高等自身劣势进入成熟期的时候，脉冲式远传水表也早已在产品可靠性、产品工艺性、产品在工程中的应用规范以及用户认知度方面进入了非常成熟的时期。随着自动抄表市场的发展，脉冲式、直读式远传水表将从对立归于统一、从排斥转为互补。将有更多的厂家应市场的需求，左手提供脉冲式，右手提供直读式。直读式远传水表和脉冲式远传水表将在接下来的很长一段时期内各取份额、两分天下，并共享自动抄表市场的美好未来。