智能無線水表的檢測技術研究

鄔嘉敏

廣州能源檢測研究院 廣東廣州 511447

水表在人們的生活中應用廣泛，作為最常見的流量計量儀器，水表數據準確讀取能夠增加人們節水意識，提高水資源利用率，減少水源浪費現象。合理利用水資源，不僅能保證群眾用水，對于供水企業的運行也有著重要的作用。智能水表應用過程中，能夠精確的檢測出居民用水量，提供保存、瀏覽、遠程傳輸等信息服務，提高居民用水量檢測力度，隨著檢測技術不斷優化，智能水表的使用是為水表發展的必然趨勢。

1 智能水表檢測技術概述

隨著我國電子應用技術和電子元器件制造技術的快速發展，智能水表應用越來越廣泛，不僅有效地帶動了相應產品的進步，還提升了供水企業對用戶用水資源的合理掌控。智能水表的應用，提高企業對用水信息的處理能力，并優化了用戶用水體驗。

2 檢測用水量傳感器類型

傳統水表通過內芯中葉輪的轉動，來使水表進行累計計數，測得整體用水量，這種方式雖然能夠有效測量出用水情況，但是，對于水質要求較高，如果水質過差，會造成堵塞問題，導致水表不能正常使用。而智能水表將傳統水表進行技術改良，在基表上安裝傳感器，應用這種傳感器技術能夠準確采集到葉輪的數據，將測量信息變成計量脈沖負荷來進行測量。傳感器的應用避免了水質對測量結果的影響，提升了水量測量的精準性，實現信息快速準確傳遞的同時，也提升了水資源的利用率，現代市場上常見的傳感器主要有3種[1]。①磁感式傳感器計數，磁感式傳感器在葉輪上裝設磁鐵，干簧管等元件，葉輪在水流沖擊過程中轉動，通過傳感器將單片機處理，將機械累計計量轉化為電脈沖信號，通過這種方式能夠實現脈沖計數，準確測量用戶的用水數量。但是磁感器容易受到外界磁場的影響，在使用過程中容易產生一定數值的測量誤差，但是成本低，而且體積小巧，容易安裝和使用，所以應用廣泛。②振動信號存在周期性的減弱，電感式傳感器通過采集振動信號的衰弱規律來進行水量計算，感應器避免磁激勵，能夠適應復雜的外界環境，準確收集不同水質的信息。③直讀傳感器，這種傳感器主要分成光電式傳感器和機械式傳感器兩種，光電式傳感器通過對光的反射，將激光管進行定位，應用接收齒輪反射激光脈沖信號，調節為脈沖電信號，經過計算之后，根據齒輪產生的脈沖數來表現傳動情況。而機械直讀傳感器由于受到內部簧片和相關技術限制，存在機械阻尼巨大，在實際應用中，穩定性不強，存著許多不足。

3 智能無線水表檢測技術

雖然社會相關技術的飛速發展，我國抄表工作依據面對著巨大的難題，抄表工作數量巨大十分繁瑣，人工抄表方式不僅浪費了大量的時間，而且數據采集不準確，容易出現偏差和錯漏的現象，工作過程中同時產生了大量的人工成本。數據通信工作通常會采用MBUS的有線通信方式，遠程抄表系統在實際工作中需大量布線，并且根據空間布局特點，有線通信技術無法滿足現代水表檢測工作需求，隨著通信技術的發展，智能水表通信技術也得到一定程度地優化，應用無線通信技術，增加檢測速度，提高數據實時性，而且在應用中受到外界環境影響較小，從而得到了廣泛地應用[2]。

3.1 NB-IoT 通信技術

NB-IoT通信技術是專為物聯網設計的窄帶射頻技術，應用過程中構建為蜂窩網絡，運行消耗較小，降低了管理運行成本，能夠穩定升級。這種網絡技術，信號覆蓋力強，覆蓋范圍較大，而且使用功耗低，測量精度高，范圍廣，得到了廣泛應用。

3.2 LoRa 通信技術

LoRa通信技術相比較其他技術而言，相對成熟，以擴頻技術為基礎的超遠距離無線傳輸技術，作為長距離通信鏈路，為使用人員提供最簡單的選擇，實現遠距離傳輸，有效延長壽命，大容量系統，擴展傳感網絡同時，在全球免費頻段運行。數據傳輸速率范圍得到提高，LoRa通信技術測量范圍廣，而且可靠性較高。

3.3 Zigbee 通信技術

Zigbee通信技術速率較低，功耗無線通信協調，主要應用在無線控制和監控應用過程中，數據速率低，產生消耗小，而且支持多種網絡。Zigbee通信技術應用電池較小，延長了電池的使用壽命，在早期的水表研究中起到了重要的作用。

3.4 GPRS 通信技術

GPRS通信技術主要利用通信基站傳輸信號，實現遠距離傳輸，其實現遠距離傳輸主要是依靠授權波段，并且能夠有效抵抗外界干擾，信號有著極強的保密性，GPRS通信技術適應許多終端設備，所以相較于其他通信技術，信號穿透性較弱，而且沒有雙向通信的功能，建造成本高，現在應用已經不斷減少。

4 發展前景

智能無線水表是科技化產物，從水表機械轉動計量到不同類型傳感器輔助，科學技術水平也在不斷提高，水表檢測技術在改進過程中，水表計量數值越來越精確，耗能不斷減少，而且使用壽命不斷增加，隨著未來不斷發展，智能無線水表檢測技術，應用一定會更加廣泛，不僅能夠改善居民的用水情況，還能保證供水企業增加經濟收入，智能無線水表的應用必然是未來水表技術的發展趨勢。

5 結語

水表計量數值準確，對水資源管理工作有著重要的意義。通過智能無線水表的應用，優化了水源監控體系，提高了用水計費準確率。傳統的人工抄表流程十分繁瑣，而且抄表過程中增加經濟成本，浪費人力資源。而智能無線水表通過使用遠程自動抄表技術，優化了居民用水體驗。智能無線水表檢測技術在實際工作中，滿足儀表生產和發展需求，提高智能無線水表用水量計量性能同時，對于智能水表的廣泛應用，起到推動作用。