淺談光電直讀式燃氣表與脈沖式燃氣表的優缺點

丁玉

摘 要：文章主要闡述了光電直讀式燃氣表與脈沖式燃氣表的工作原理和功能，分析了二者的優缺點與存在的問題，并提出了建議。

關鍵詞：集抄系統；光電直讀；脈沖；燃氣表

引言

近年來通信技術的不斷發展，燃氣事業不斷的信息化、智能化使燃氣收費體制面臨著一次重大的革新。燃氣表具數量及抄表人員工作量的劇增使越來越多的燃氣公司采用集中抄表的方式來提高收費人員的工作效率，即用戶安裝遠傳燃氣表，通過小區集中抄表系統或手抄器抄錄用戶用氣量數據，全面獲取用戶燃氣使用情況。目前，集抄系統普遍采用戶內安裝脈沖式燃氣表和直讀式燃氣表兩種方式。

1 脈沖式燃氣表

目前，脈沖式燃氣表的計數方式在燃氣計量領域有著廣泛的應用，其技術方案比較成熟，成本也較低。

1.1 脈沖式燃氣表工作原理

脈沖式燃氣表是指在燃氣表的計數器字輪處加裝磁鐵和采集脈沖信號的干簧管。磁鐵作為磁場固定安裝在計數器某一字輪上，干簧管安裝在計數器字輪附近的外殼上。當字輪每轉1圈，磁鐵就經過干簧管1次，在信號端產生1個脈沖信號，進一步計算出燃氣的流量。

1.2 干簧管脈沖式燃氣表優點

（1）成本較低。干簧管具有體積小、重量輕、耐腐蝕、耐磨損、壽命長、成本低等優點。（2）工藝簡單。干簧管脈沖式燃氣表結構工藝簡單，安裝便捷。（3）通用性較強。

1.3 干簧管脈沖式燃氣表缺點

（1）讀數誤差。當干簧管臨界點顫動時會誤發脈沖信號，造成抄表數據與基表讀數不符；（2）永磁鐵退磁。傳感器的核心部件永磁鐵隨著時間的延長會出現退磁現象，使得干簧管在計數轉盤轉過時不能輸出脈沖，從而導致脈沖少計；（3）維護工作量較大，在實際使用過程中故障往往不是短時間可以暴露的，有的問題幾個月以后才普遍出現，一旦出現就造成大面積的、不可挽回的損失。（4）不間斷功耗，停電后產生誤差。（5）信號容易受到外部磁場干擾。

2 直讀式遠傳燃氣表

直讀式遠傳燃氣表在機械燃氣表基礎上加裝了帶有射頻無線模塊的主控線路板部分、光電直讀傳感器取樣部分及內置電機閥門控制部分。

直讀式遠傳燃氣表通過帶有射頻無線模塊的主控線路板與采集器或手持抄表器進行雙向通信。當手持抄表器或采集器發出相應指令時，直讀式遠傳燃氣表接收信號后，采集光電直讀傳感器數據、讀取相關數據或執行內置電機閥對應的動作指令，繼而將燃氣表的信息狀況傳遞給手持抄表器或采集器。直讀式遠傳燃氣表帶有射頻無線模塊的主控線路板在用戶平時用氣過程時處于休眠狀態，只在通信狀態時被喚醒，通信完畢后立刻進入休眠狀態，其維持工作僅需用4節堿性干電池供電，功耗極低且通信率極高。由于數據采用無線傳輸方式，安裝時不需布線，與原機械表安裝方式完全相同，安裝便捷，運行可靠性高。

2.1 直讀式燃氣表工作原理

光電直讀式燃氣表工作原理是：在計度器個、十、百、千、萬位字輪上開有五位編碼透光槽，每個字輪中間裝有線路板，線路板上一邊有5只紅外發射管，一邊有5只紅外接收管。紅外接收發射管的位置絕對統一。線路板固定在計數器框架的槽口內，不易移位和變形。兩個線路板之間夾一個透光字輪，當字輪走到某一位置時（例如5），該字輪右邊5個紅外發光管接到抄表指令全部發光，左邊5個紅外接收管也會同時接收。某一位接收管收到光信號就出現高電平（例如5的代碼是00101），變成二進制代碼數據信號傳給數據處理器的CPU進行處理，處理器將5個字輪的電信號數據進行分析處理后再轉換成數字信號傳給集中器，以獲得字輪的讀數。

這種方法的原理不再是電阻式的模擬量方式，而是通過對字輪建立數學模型，經過組合計算，從中求出唯一正確的解。然后再在字輪的0-9相應位置周圍按照數學規律安裝固定光電傳感器，這樣就把一個數學問題通過電子電路方法來實現。同時考慮各種冗錯、糾錯的算法，就可以得出唯一正確的解——即字輪上的唯一數據。

2.2 光電直讀式燃氣表優點

（1）直接讀取燃氣表計數器字輪的數字，不需要累計脈沖、換算數值，無需存儲數據，不存在累計誤差，真正實現了“讀表”。（2）電子部分與燃氣表具內的計數器等裝置沒有機械接觸，完全獨立，不影響基表的計量精度。（3）直接傳送數據，而非脈沖信號。它不僅不受機械震動影響，同時對電磁干擾也具有極高的抗干擾性，所以在復雜的使用環境下能穩定、準確、可靠地實現計量。（4）日常工作無需供電，僅抄表時瞬間供電。這是區別于脈沖式燃氣表的根本特點，避免了由于供電不穩定或故障引起的計量誤差及大量的維護工作。（5）燃氣表與遠傳數據終身零誤差。

2.3 光電直讀式燃氣表缺點

（1）制造工藝難度較大；（2）成本較高。

3 結束語

傳統的“脈沖”式計數方式已經過十幾年的實踐應用，最初存在的許多問題均在發現后一一解決，如選用可靠的元件、單干簧管變為雙干簧管等，現運行中較穩定可靠。而“光電直讀表”作為一較新的技術，有它突出的優點，但同時也有很多問題還沒充分地暴露出來，需要經過長期的實踐應用才能發現問題、解決問題，進而成為一項完善成熟的技術。