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從六項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利的技術(shù)開(kāi)發(fā)角度，闡述了中國(guó)遠(yuǎn)傳水表從出現(xiàn)到改進(jìn)，再到完善的過(guò)程。中間經(jīng)歷過(guò)多次失敗，從此告誡人 們，不要再用那種仍在仿制、貌似合格的“遠(yuǎn)傳水表”。　　?
[關(guān)鍵詞]?
遠(yuǎn)傳水表　
自保持開(kāi)關(guān)　
防磁　
“九五”初期，建設(shè)部首次在小康住宅標(biāo)準(zhǔn)中提出了“三表出戶(hù)”的新要求，之后，北京、深圳等地相繼出臺(tái)相關(guān)政策，促進(jìn)“三表出戶(hù)”、“水表一戶(hù)一表”等工作的落實(shí)。近二年，此項(xiàng)工作進(jìn)展迅速，許多城市已經(jīng)或正在醞釀新裝水表一律具備遠(yuǎn)抄功能的方案（如青島市等），以盡可能接近城市建筑智能化要求。水表應(yīng)用行業(yè)正在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抄表、戶(hù)外顯示、IC卡自動(dòng)收費(fèi)和普通水表四種方式并駕齊驅(qū)的新局面。可以想象，幾年之后，遠(yuǎn)傳水表將成為新世紀(jì)水表應(yīng)用的主流產(chǎn)品。 　　
因此，對(duì)遠(yuǎn)傳水表的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和研究將成為新世紀(jì)水表應(yīng)用工作的重要任務(wù)之一。下面將以不同時(shí)期遠(yuǎn)傳水表的技術(shù)發(fā)明與改進(jìn)，闡述中國(guó)遠(yuǎn)傳水表從出現(xiàn)到完善的整個(gè)過(guò)程，希望對(duì)此有興趣的人們作為參考。也希望更多的技術(shù)人員參與遠(yuǎn)傳水表的開(kāi)發(fā)與研究，以促進(jìn)我國(guó)遠(yuǎn)傳水表技術(shù)盡快達(dá)到和超過(guò)世界最先進(jìn)水平。?
一、遠(yuǎn)傳水表的產(chǎn)生 　　
一九八九年九月一日，山東青州人潘柯，首次向中國(guó)專(zhuān)利局提出了“水表遠(yuǎn)傳流量計(jì)”專(zhuān)利申請(qǐng)（專(zhuān)利號(hào)：89205961.3）。從此，帶有電子遠(yuǎn)傳功能的水表便開(kāi)始出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)，由于戶(hù)外抄表的課題還沒(méi)有提出，這種遠(yuǎn)傳水表被廣泛的用于工業(yè)用水的檢測(cè)。1993年9月，山東建材學(xué)院學(xué)報(bào)（第2卷、第3期）刊登了自動(dòng)化系劉希民教授與發(fā)明人潘柯的文章《水表遠(yuǎn)傳流量計(jì)的研制》，其中，這樣闡述了它的原理：“它由光電發(fā)射－接收器和反光鏡組成。當(dāng)水流在水表中流動(dòng)時(shí)翼輪便隨著水流而轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)安裝在翼輪上的反光鏡通過(guò)光電發(fā)射器時(shí)，發(fā)射器發(fā)出的紅外光由反光鏡反射，反射光由接收器接受，從而輸出脈沖信號(hào)，水流量越大，翼輪的轉(zhuǎn)速也隨之增大，輸出脈沖頻率也增大”。實(shí)際上，后來(lái)的流量計(jì)將光電反射器改成了霍爾元器件。?
　　 由于這種流量計(jì)在可靠、方便、價(jià)格等方面的突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于水泥、化工、鍋爐、供水等給水生產(chǎn)過(guò)程中，大大地?cái)U(kuò)大了旋翼水表的用途，為水流量的計(jì)量、檢測(cè)提供了一種新的方法。 　　
這種流量計(jì)的缺點(diǎn)是不能成整數(shù)倍的傳遞信號(hào)。例如：25型水表每公斤水109個(gè)脈沖。而且，需將整個(gè)水表拆開(kāi)，改裝后要重新校正，生產(chǎn)較為復(fù)雜，不能用于住宅遠(yuǎn)程抄表。但是，這種旋翼濕式水表的電子遠(yuǎn)傳化改進(jìn)，使普通水表的應(yīng)用大大地向前推進(jìn)了一步，為后來(lái)精密遠(yuǎn)傳水表的完成打下了基礎(chǔ)。?
二、遠(yuǎn)傳水表的改進(jìn)過(guò)程 　　
一九九五年，建設(shè)部在其小康住宅標(biāo)準(zhǔn)中將“三表出戶(hù)”作為一條新的要求提了出來(lái)。之后，北京、深圳等城市的地方標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)提出：民用住宅中的“水、電、氣三表應(yīng)設(shè)在戶(hù)外，方便抄表、避免擾民”。 　?
為使遠(yuǎn)傳水表能適應(yīng)于“水表出戶(hù)”的新要求，潘柯等技術(shù)人員研制了一種新的遠(yuǎn)傳水表“一種水表遠(yuǎn)傳顯示裝置”（專(zhuān)利號(hào)：96227574.3）。專(zhuān)利文件中是這樣闡述的：本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水表遠(yuǎn)傳顯示裝置，包括水表傳動(dòng)支架1，水表齒輪和/或水表字輪2，其特征是水表的齒輪側(cè)端平面上有一個(gè)感應(yīng)元件3與固定在水表傳動(dòng)支架1上的傳感器4相互配合，傳感器4感應(yīng)的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線6和7與顯示計(jì)算部分5內(nèi)部的線路板上的兩個(gè)觸點(diǎn)連接。其主要優(yōu)點(diǎn)是水表和遠(yuǎn)傳顯示裝置兩套顯，顯示部分可以具有顯示和計(jì)算等功能，方便實(shí)用。?
　　這項(xiàng)技術(shù)中的遠(yuǎn)傳水表部分將感應(yīng)部件與傳感器設(shè)在了水表某個(gè)齒輪上，齒輪每轉(zhuǎn)一圈，就感應(yīng)發(fā)出一個(gè)信號(hào)。感應(yīng)部件設(shè)置在不同的齒輪上，就可以相應(yīng)的得到1噸、0.1噸、0.01噸....的相應(yīng)信號(hào)?？朔松弦粚?zhuān)利中信號(hào)與機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)不能整齊對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)，使遠(yuǎn)傳水表改進(jìn)了一步。 　　但是，這種遠(yuǎn)傳水表有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，即：在水表內(nèi)部加裝電路，從水表邊孔輸出引線，表芯從此不能取出，打破了水表機(jī)芯取出校正、更換的標(biāo)準(zhǔn)。
　　針對(duì)這一缺點(diǎn)，潘柯等技術(shù)人員設(shè)想了一種傳感器放在表外的方案。這種方案必須能夠滿足以下要求：
1、不破壞原水表的任何結(jié)構(gòu)，表芯可以隨意取出。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使傳感器通用于干式、濕式、旋翼、螺翼等所有標(biāo)準(zhǔn)水表。
3、濕式水表時(shí)，壓力和密封性都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。于是一項(xiàng)新的專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)生了，即：一種嵌有傳感器的水表玻璃及其水表（專(zhuān)利號(hào)：96243802.2）。專(zhuān)利說(shuō)明闡述如下：本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水表觀察窗玻璃2和一種具有電子傳感器裝置的水表，其特征在于水表的觀察窗玻璃2是一個(gè)具有內(nèi)部封裝傳感器1的觀察窗玻璃，封裝在玻璃內(nèi)（或玻璃外表面）的傳感器1與安裝在水表指示盤(pán)上的指針部件3配合。其優(yōu)點(diǎn)是不影響表芯的更換和調(diào)校，不影響水表的密封和使用計(jì)量精度，特別適合于濕式及其它種類(lèi)的水表。
　　這種水表研制成功后，試驗(yàn)工作及部門(mén)檢測(cè)均順利通過(guò)。作為水表出戶(hù)的“理想產(chǎn)品”開(kāi)始小批生產(chǎn)，進(jìn)入市場(chǎng)。不久，奇怪的事情發(fā)生了。顯示儀數(shù)據(jù)與水表讀數(shù)不統(tǒng)一，顯示數(shù)多于原水表實(shí)際數(shù)。這種現(xiàn)象不定時(shí)、不定量，有的誤差大時(shí)，顯示量竟大于實(shí)際量幾倍，問(wèn)題十分嚴(yán)重。 　　技術(shù)人員推測(cè)：由于采用了干簧管單點(diǎn)感應(yīng)，不用水時(shí)，假設(shè)感應(yīng)磁針恰巧停在了感應(yīng)與非感應(yīng)的臨界點(diǎn)上，此時(shí)，遇有水壓波動(dòng)、人為震動(dòng)，甚至火車(chē)造成的顫動(dòng)等情況時(shí)，感應(yīng)信號(hào)就會(huì)重復(fù)發(fā)出。技術(shù)人員將幾十只水表串在一起，進(jìn)行了專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)了推測(cè)。同樣，“一種水表遠(yuǎn)傳顯示裝置”中的遠(yuǎn)傳水表存在類(lèi)似問(wèn)題，公司宣布此兩項(xiàng)技術(shù)歸于失敗，停止生產(chǎn)。?
　　“失敗乃成功之母”，經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)，“一種高精度水表”隨之而生（專(zhuān)利號(hào)：99206865.7）說(shuō)明如下：本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高精度水表，該水表包括玻璃窗2，封固在其上的傳感器1，以及指針5上的感應(yīng)部件3，其特征在于在水表的觀察玻璃上與指針5相對(duì)應(yīng)的位置處相對(duì)于指針5的回轉(zhuǎn)平面的任意直徑方向平行的位置至少對(duì)稱(chēng)安裝一對(duì)傳感器1。其優(yōu)點(diǎn)除具有9624380.2中的優(yōu)點(diǎn)外，還具有計(jì)量準(zhǔn)確，不受水表指針及其上感應(yīng)部件擺動(dòng)或波動(dòng)的影響的特點(diǎn)。
　　對(duì)這種雙干簧管遠(yuǎn)傳水表在微機(jī)軟件中是這樣處理的：檢測(cè)到A干簧管閉合了，就記下來(lái)，再檢測(cè)到B干簧管后才認(rèn)為信號(hào)有效，單一的A或單一的B，即是多次閉合也無(wú)效。有效地防止了臨界點(diǎn)顫動(dòng)誤發(fā)信號(hào)的出現(xiàn)。在防止人為磁塊干擾方面，當(dāng)微機(jī)檢測(cè)到A、B兩管同時(shí)閉合時(shí)，便認(rèn)為有外磁干擾，停止計(jì)數(shù)，同時(shí)報(bào)警。 　　這種遠(yuǎn)傳水表后來(lái)被形成批量產(chǎn)品，銷(xiāo)往天津、遼寧、安徽、山東等地。從用戶(hù)反饋的情況看，仍有以下幾點(diǎn)不夠理想：1、增加了一個(gè)開(kāi)關(guān)，微機(jī)采集器就要增加硬件口。2、需在軟件上特別處理，與以往遠(yuǎn)傳水表不通用。3、干簧管的磁感應(yīng)距離本來(lái)有限，少有磁力的減弱或瞬間變化就會(huì)丟數(shù)（實(shí)驗(yàn)證明，磁力偶然的動(dòng)態(tài)減弱是存在的）。
　　那么，什么樣的遠(yuǎn)傳水表才是最為理想、最為完善的呢？?
三、遠(yuǎn)傳水表的完善與發(fā)展
　　為了消除遠(yuǎn)傳水表因顫動(dòng)造成的誤差，有技術(shù)人員設(shè)想通過(guò)微機(jī)軟件除去頻繁出現(xiàn)的顫動(dòng)誤差。那么，不頻繁的顫動(dòng)誤差怎么辦？這不能算完善！為了防止人為放磁塊干擾。有技術(shù)人員另設(shè)干簧管，讓微機(jī)報(bào)警。那么，干擾期間的計(jì)數(shù)不全丟失了嗎？報(bào)警之后又如何呢？這不能叫完善！
　　為了尋求完善，潘柯等技術(shù)人員對(duì)以色列阿拉德、德國(guó)魯美特，以及意大利、日本等國(guó)的遠(yuǎn)傳水表逐一進(jìn)行了深入的剖析研究，得出的結(jié)論是：它們都不夠完善
。 　　作者認(rèn)為，真正的完善，至少應(yīng)具備以下幾點(diǎn)：?
1、通用于所有國(guó)標(biāo)水表，且不影響原水表的任何功能、性能。
2、符合遠(yuǎn)傳水表的習(xí)慣用法，便于微機(jī)接口。
3、遠(yuǎn)傳誤差小于萬(wàn)分之一，即：無(wú)傳輸誤差。
4、人為磁塊干擾不影響發(fā)信號(hào)。
5、造價(jià)低，適宜進(jìn)入百姓家。
　　早在98年潘柯等技術(shù)人員就設(shè)想一種能夠自動(dòng)保持開(kāi)關(guān)狀態(tài)的遠(yuǎn)傳水表，即研制一種“很聽(tīng)話”的感應(yīng)開(kāi)關(guān)，“叫你開(kāi)你就開(kāi)，叫你關(guān)絕對(duì)關(guān)”。98年這種產(chǎn)品的樣機(jī)開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，幾經(jīng)失敗之后，于99年上半年獲得成功。它就是現(xiàn)在被廣泛采用的“一種磁控式遠(yuǎn)傳水表”（專(zhuān)利號(hào)：99219172.6）。
　　如專(zhuān)利附圖所示，這種遠(yuǎn)傳水表的感應(yīng)指針為雙頭式指針，在指針相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置了一個(gè)傳感電路，這個(gè)電路的感應(yīng)開(kāi)關(guān)具有自保持作用。即若指針的A頭使感應(yīng)開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”的位置， A頭轉(zhuǎn)走后，開(kāi)關(guān)仍保持在“開(kāi)”的位置不變，等B頭轉(zhuǎn)到時(shí)，開(kāi)關(guān)才會(huì)變?yōu)椤瓣P(guān)”的狀態(tài)。B頭轉(zhuǎn)走后，開(kāi)關(guān)仍保持在“關(guān)”的位置，A頭再轉(zhuǎn)來(lái)時(shí)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化，以此周而復(fù)始。這樣，傳感器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)就被穩(wěn)定的保持，不會(huì)因感應(yīng)點(diǎn)的臨界擺動(dòng)而產(chǎn)生誤差。
　　在防磁干擾方面，自保持電路和雙頭指針均起到了作用。自保持作用本身已使開(kāi)關(guān)狀態(tài)的變化受到限制，加上隔離罩后，罩外磁力的干擾力度總小于雙頭指針的力度。因此，磁干擾不會(huì)使開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化。另外，雙頭指針具有干擾自解功能，可以保證已受干擾的開(kāi)關(guān)狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)正常。
　　在通用性方面，將傳感器部件設(shè)計(jì)成了一個(gè)便于安裝、便于更換、便于調(diào)試的傳感片，這個(gè)傳感片只附在原有水表玻璃上就行了，適應(yīng)于所有國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)水表，無(wú)論干式、濕式、旋翼、螺翼均可適用。裝好后的遠(yuǎn)傳水表外觀整潔美觀，即不影響拿出表芯校對(duì)，也不會(huì)因?yàn)椴Ａ扑閾p壞傳感器。?
　　該產(chǎn)品研制成功后，對(duì)其進(jìn)行了惡劣環(huán)境下的破壞性壽命試驗(yàn)，輸出信號(hào)達(dá)千萬(wàn)次以上。目前，實(shí)際使用已達(dá)三萬(wàn)只以上，在可靠性、實(shí)用性、價(jià)格等方面顯示了突出的優(yōu)越性。
　　專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?1221703.4的“一種改進(jìn)型遠(yuǎn)傳水表”是對(duì)“一種磁控式遠(yuǎn)傳水表”的改進(jìn)與發(fā)展，它將這種具有自保持開(kāi)關(guān)的功能擴(kuò)展到了一些特殊型號(hào)和規(guī)格的水表。如：飲用水水表、單流束水表和容積式水表以及一些特殊尺寸的進(jìn)口類(lèi)水表。以適應(yīng)特殊情況下的應(yīng)用和IC卡水表、代碼式水表專(zhuān)用。
　　遠(yuǎn)傳水表的研制過(guò)程，也就是它的發(fā)展與完善的過(guò)程，今天的完善只對(duì)今天而言。可以肯定的說(shuō)，未來(lái)更高水平的遠(yuǎn)傳水表，絕不是今天這個(gè)樣子。它會(huì)在高集成化、高智能化和無(wú)線傳輸方面向著更加有利的方向發(fā)展，這給致力于從事這項(xiàng)事業(yè)的科技人員留下了十分廣闊的科技與市場(chǎng)的雙重空間。在此，具有世界水表生產(chǎn)大國(guó)稱(chēng)號(hào)的中國(guó)，應(yīng)當(dāng)走在世界的前列。