浅谈光电直读燃气表与脉冲燃气表的优缺点

       近年来通信技术的不断发展，燃气行业不断提高的信息化、智能化使燃气收费体制面临着一次重大的革新。燃气表具数量及抄表人员工作量的剧增使越来越多的燃气公司采用集中抄表的方式来提高收费人员的工作效率，即用户安装远传燃气表，通过小区集中抄表系统或手抄器抄录用户用气量数据，全面获取用户燃气使用情况。目前，集抄系统普遍采用户内安装脉冲式燃气表和直读式燃气表两种方式。 

　　1 脉冲式燃气表 
　　目前，脉冲式燃气表的计数方式在燃气计量领域有着广泛的应用，其技术方案比较成熟，成本也较低。 
　　1.1 脉冲式燃气表工作原理 
　　脉冲式燃气表是指在燃气表的计数器字轮处加装磁铁和采集脉冲信号的干簧管。磁铁作为磁场固定安装在计数器某一字轮上，干簧管安装在计数器字轮附近的外壳上。当字轮每转1圈，磁铁就经过干簧管1次，在信号端产生1个脉冲信号，进一步计算出燃气的流量。 
　　1.2 干簧管脉冲式燃气表优点 
　　（1）成本较低。干簧管具有体积小、重量轻、耐腐蚀、耐磨损、寿命长、成本低等优点。（2）工艺简单。干簧管脉冲式燃气表结构工艺简单，安装便捷。（3）通用性较强。 

　　1.3 干簧管脉冲式燃气表缺点 
　　（1）读数误差。当干簧管临界点颤动时会误发脉冲信号，造成抄表数据与基表读数不符；（2）永磁铁退磁。传感器的核心部件永磁铁随着时间的延长会出现退磁现象，使得干簧管在计数转盘转过时不能输出脉冲，从而导致脉冲少计；（3）维护工作量较大，在实际使用过程中故障往往不是短时间可以暴露的，有的问题几个月以后才普遍出现，一旦出现就造成大面积的、不可挽回的损失。（4）不间断功耗，停电后产生误差。（5）信号容易受到外部磁场干扰。

　　2 直读式远传燃气表 
　　直读式远传燃气表在机械燃气表基础上加装了带有射频无线模块的主控线路板部分、光电直读传感器取样部分及内置电机阀门控制部分。 
　　直读式远传燃气表通过带有射频无线模块的主控线路板与采集器或手持抄表器进行双向通信。当手持抄表器或采集器发出相应指令时，直读式远传燃气表接收信号后，采集光电直读传感器数据、读取相关数据或执行内置电机阀对应的动作指令，继而将燃气表的信息状况传递给手持抄表器或采集器。直读式远传燃气表带有射频无线模块的主控线路板在用户平时用气过程时处于休眠状态，只在通信状态时被唤醒，通信完毕后立刻进入休眠状态，其维持工作仅需用4节碱性干电池供电，功耗极低且通信率极高。由于数据采用无线传输方式，安装时不需布线，与原机械表安装方式完全相同，安装便捷，运行可靠性高。 

　　2.1 直读式燃气表工作原理 
　　光电直读式燃气表工作原理是：在计度器个、十、百、千、万位字轮上开有五位编码透光槽，每个字轮中间装有线路板，线路板上一边有5只红外发射管，一边有5只红外接收管。红外接收发射管的位置绝对统一。线路板固定在计数器框架的槽口内，不易移位和变形。两个线路板之间夹一个透光字轮，当字轮走到某一位置时（例如5），该字轮右边5个红外发光管接到抄表指令全部发光，左边5个红外接收管也会同时接收。某一位接收管收到光信号就出现高电平（例如5的代码是00101），变成二进制代码数据信号传给数据处理器的CPU进行处理，处理器将5个字轮的电信号数据进行分析处理后再转换成数字信号传给集中器，以获得字轮的读数。 
　　这种方法的原理不再是电阻式的模拟量方式，而是通过对字轮建立数学模型，经过组合计算，从中求出唯一正确的解。然后再在字轮的0-9相应位置周围按照数学规律安装固定光电传感器，这样就把一个数学问题通过电子电路方法来实现。同时考虑各种冗错、纠错的算法，就可以得出唯一正确的解――即字轮上的唯一数据。 

　　2.2 光电直读式燃气表优点 
　　（1）直接读取燃气表计数器字轮的数字，不需要累计脉冲、换算数值，无需存储数据，不存在累计误差，真正实现了“读表”。（2）电子部分与燃气表具内的计数器等装置没有机械接触，完全独立，不影响基表的计量精度。（3）直接传送数据，而非脉冲信号。它不仅不受机械震动影响，同时对电磁干扰也具有极高的抗干扰性，所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量。（4）日常工作无需供电，仅抄表时瞬间供电。这是区别于脉冲式燃气表的根本特点，避免了由于供电不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作。（5）燃气表与远传数据终身零误差。 
　　2.3 光电直读式燃气表缺点 
　　（1）制造工艺难度较大；（2）成本较高。 
　　3 结束语 
　　传统的“脉冲”式计数方式已经过十几年的实践应用，最初存在的许多问题均在发现后一一解决，如选用可靠的元件、单干簧管变为双干簧管等，现运行中较稳定可靠。而“光电直读表”作为较新的技术，有它突出的优点，但同时也有很多问题还没充分地暴露出来，需要经过长期的实践应用才能发现问题、解决问题，进而成为一项完善成熟的技术。