電子水表傳感與信號處理技術

摘 要：目前，電子水表在我國逐漸得到廣泛應用，已經成為水表產品未來發展的主要趨勢。對于電子水表來講，其主要有兩項核心技術構建，即信號處理技術和傳感技術。本文通過分析兩項技術的主要原理及工作特點，對未來兩項技術的發展趨勢提出了筆者的看法。

關鍵詞：電子水表;傳感技術;信號處理技術

市場上水表產品主要分為三種，即傳統的機械水表、上世紀末普遍應用的帶電子裝置水表以及目前正在推廣應用的電子水表。電子水表的產生得益于信息科學技術的快速發展，尤其是傳感器和信號處理技術方面，集成電路等科學技術為配置兩項技術提供了重要支撐。通常電子水表又分為電磁水表、射流水表等多種類型，其在測量范圍、計量登記等方面明顯優于傳統水表，而且在硬件和軟件設置上，具有良好的抗壓力損失能力和非常方便的數據傳輸功能。

一、電子水表傳感技術概述

電子水表傳感技術又可稱為流量傳感技術，主要用于測量水流量，其工作原理是通過測算每秒鐘通過管道截面的水流量，來測算水的總量。流量傳感技術是區分電子水表類型的重要依據之一，一般可分為電磁類、超聲類、渦街類、射流類，每項技術的結構構造均有所不同，主要區別如下：

電磁流量傳感技術的結構相對較為簡單，與被測水流的平均速度緊密相連，流動狀態以及溫度、粘度、密度或水質等不會影響其測量數值，因此，該項技術的量程進度和范圍均比較高，其最關鍵的緩解是管內材料以及勵磁方式選擇。

超聲流量傳感技術與電磁類的適用范圍基本相同，主要由前級信號處理電路和超聲波換能器等兩部分組成，具有不干擾水流、無壓力磨損、被測介質范圍廣、測量方便范圍廣等優點，其最關鍵的是要正確處理好實際流量所需的流速面平均值與超聲方法測得的流速線平均值之間的關系。

渦街流量傳感技術與前兩種較為不同，其屬于流體振動傳感技術的一種，主要具有的特點是可靠性和壽命長、信號處理較為簡單、不受流體的影響等，其關鍵在于合理設計好漩渦發生體以及抗干擾技術設置。

射流流量傳感技術是當前較為先進、新穎的一種流量傳感技術，其主要特點是用于測量微小流量，并且相對而言擁有更寬的測量范圍和量程，同時在信號檢測和獲取處理方面更為方便、靈敏度更高，是未來集成化制造的主要發展方向。

二、電子水表信號處理技術概述

信號處理技術主要是依托微計算機進行處理的一項信息科學技術，其早已在其他領域應用，在此不再贅述。下面主要介紹信號處理中如何防干擾的相關技術。

信號處理與防干擾永遠是捆綁在一起的關聯技術，這是由于客觀存在的噪音或者振動，因而，在實際中會采取各種技術盡量減少噪音或振動的干擾。防干擾的主要舉措有三種，一是把噪音信號進行消弱，這樣就能盡量抑制噪音的影響。其主要的方法是加入防噪音的物件，從而在噪音傳遞到水表時盡量予以削弱。第二種是切斷耦合通道。這與消弱噪音具有異曲同工之處，且采用的方法多數都是加入屏蔽或隔離物件，或者通過接地、去耦等措施處理，最大限度的減小噪音傳遞到水表內部。兩種方式相當于外圍上的堡壘。第三種是對內部零件進行處理，提高信號處理的抗干擾能力，即通過科學技術預先設定一定的數值，將部分噪音的數值排除在測量范圍之內，從而達到屏蔽噪音的效果。

三、電子水表技術發展趨勢

未來電子水表肯定將得到廣泛的應用，其自身也將伴隨著信息技術的第三次發展再次發生變化，尤其是測量技術方面，如消噪技術、勵磁技術、傳感技術等方面得到不斷的完善和提升。同時伴隨著智能化生活的普及和國家“互聯網+”技術的發展，未來電子水表實現手機操控、智能化應用也將在用戶體驗和消費方面得到革命性的改變。比如，用戶可以隨時通過手機查詢水表走數、查詢水費并且通過手機進行繳費等，這將有力促進人們智能用水、科學用水，最大限度的實現節約用水。當然在其他領域也將為監測被測介質流量提供較為直觀和方便的應用體驗。

四、結束語

電子水表是人類生產生活不可或缺的工具，其主要應用領域（水表）中能夠有效促進節約用水。伴隨著國家各項政策的出臺，電子水表將全面替代傳統水表，成為市場上和實際應用中的主流，同時電子水表測量技術也將更加科學、準確、有效，其在用戶體驗方面也將更加智能化、便利化、科學化。

參考文獻：

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