水表产品及相关技术的演进与发展

水表产品应用已有上百年历史,在管网饮用水计量及用水贸易结算等方面发挥着巨大的作用。随着供水企业需求的变化,水表产品也从机械水表发展至第一代智能水表(即智能水表1.0产品/带电子装置的机械水表)和第二代智能水表(即智能水表2.0产品/电子水表),使水表产品成为供水管网新业务系统中的重要智能终端。当今,"两化融合"理念和工业互联网架构已成为解决供水管网精细化管理的主要手段,可以预见,第三代智能水表(即智能水表3.0产品/多参数水表)也将会成为供水管网的数据采集中心,为管网管理提供各类水务大数据。     

我国智能水表技术发展趋势与路径

对"我国水表行业十三五发展规划纲要"中技术发展部分进行了浓缩和提炼,重点介绍了这期间我国智能水表产品技术发展趋势、服务模式转变以及技术实现路径等内容。对规划中水表产品结构调整与企业转型升级、依靠科技进步拥有关键核心技术、应优先发展的新产品与新技术等内容作了重点的描述。     

维托辛斯基收敛曲线在大口径超声波水表流道设计中的应用

超声波水表是机电一体化智能水表的典型代表之一,由于其高可靠性及智能化的特点,在水表应用领域占据越来越高的市场份额。但超声波水表由于其特殊的测量方式和结构,使其对流道的设计有较高要求。为此,将维托辛斯基收敛曲线应用于实际工程中,研究和验证该曲线在超声波水表管段的可操作性,为超声波水表的设计提供相关工程设计经验。     

电磁水表磁场分布检测研究

电磁水表是近些年新兴的智能水表2.0的全电子水表产品,是从电磁流量计技术发展而来,但电磁水表功耗要求更低、测量范围更宽,因而磁场发生方法和磁场分布至关重要。采用霍尔元件阵列对电磁水表内部的磁场分布进行检测,设计了相应的软硬件方案,实现了磁场分布的检测。     

基于物联网的智能水表装置的设计与实现

随着物联网技术的飞速发展,为保证水资源的合理利用和有效监测管网中的水资源流失情况,亟需提供一种能够实时监测居民用水的物联网水表装置。通过采用物联网水流量装置,有效解决现有水表安装在户外或者地下室中人为抄读数据不方便,以及人为抄读数据容易出错的问题。工作人员通过查看抄读回的用户使用数据信息,对用户的使用情况进行检测和控制。实验表明,此智能水表装置可以达到传输数据的目的,为后续的漏损分析提供了重要的依据。     

智能水表的研究和设计

随着微电子技术的快速发展以及国家相关政策的推动,水表的智能化将是一个必然的发展趋势。智能化水表的推行,不但可以提高供水管理部门的工作效率,也可在技术上为节约用水、合理用水创造条件。本文以智能IC卡水表系统为研究对象,首先提出利用IC卡技术智能水表的总体设计方案;然后设计以MSP430F413单片机为核心的智能水表硬件电路结构和软件控制流程,并对智能水表的低功耗设计进行了一定的分析与研究。     

水表机电转换误差的自动化测试方法

当前，传统的水表人工读数方式存在效率低下、数据处理繁复等问题，为此，提出了一种水表机电转换误差的自动化测试方法。首先，对智能水表组成结构进行了分析，整合了图像识别机械计数器与近红外通信读取电子计数器的机电转换的原理、机电转换误差装置的机械计数以及电子计数的误差测试原理；然后，设置了转换装置的组成结构，并设计了机电误差试验流程，以2级LXS-DN15无线远传水表为对象，对质量法水表检定装置进行了试验；最后，为了对上述检测方法的有效性进行验证，设置了试验，进行了具体的测试。研究结果表明：与原检测方法的检测时间相比，采用笔者所提方法的检测效率提升38%,可实现自动化测试水表机电转换误差的目标；该项可与示值误差一起测试完成，测试结果满足检定要求。该测试方法将静态法与动态法有效结合，可实现快速、高效、准确的自动化水表检定。     

智能水表校准方法的探讨

智能水表是在机械水表的基础上，增加电子传输和控制装置的新型水表。本文对远传水表、IC卡和预付费智能水表的校准方法进行了探讨。     

新型大口径水表的选择与应用

为提高水表的计量精度,减少水量计量损失,宽量程、高灵敏度等新型大口径水表将逐步推广应用,这是水表技术发展应用的必然趋势。本文通过对几种新型大口径水表计量性能的对比分析、综合评价,利用实例证明新型大口径水表选型与应用是否合理对发挥新型水表作用的影响,提出合理选型与配表原则。     

智能卡式水表测控管网络系统设计

介绍一种基于信息纽扣的智能卡式水表网络系统设计原理.通过对TM卡信息保密机制的研究和具有独特性能的陶瓷电动控制阀门的研究试验,并应用1-wire总线技术、最小功耗设计、电池长效供电以及信息管理数据库等技术优化系统设计,设计完成微机电一体化预付费智能水表测控管网络系统.研究表明、合理优化存储信息载体的信息安全机制、检测和执行机构的动作可靠性,对提高微机电系统的在计量控制精度、低功耗特性、数据保密性,动作可靠性等方面的性能具有重要作用.     

智能热量表计费系统研究

智能IC卡热水表的使用已相当普遍,它的使用虽然解决了传统的人工抄表和收费困难的问题,但是却存在着用水收费的不公平性,笔者对目前水表按流量计费方式进行改进,并设计出按热量计费的智能水表系统。     

家用电器多参数量测智能电表的设计

开发了一款基于CS5460A芯片的智能电表,可对家用电器的电压、电流、功率、耗能和功率因数等参数进行在线量测,并通过单片机单元对这些量测数据进行处理、显示和储存。该智能电表通过ZigBee技术实现与家庭网关的无线通信,从而实现家用电器的实时监控。     

对智能电表“智能”的思考

结合现有的国网公司电能表定义、功能和标准,阐明了智能电能表与传统电能表的区别,探讨了智能电能表在智能化应用及功能上的完善和扩展,并对未来智能电能表的设计、应用、检测提出了明确的建议和思考。     

Development of a high-precision and wide-range ultrasonic water meter

Ultrasonic water meters offer a number of advantages such as non-intrusiveness, low pressure loss, high accuracy, low power consumption and long service life, which make them a viable option for the next generation of smart water meters. However, the existing ultrasonic water meters have difficulties in balancing the range and accuracy. Therefore, in order to address this issue, this study proposes a novel ultrasonic water meter featured with high-precision and wide-range. First of all, the flow measurement principle of the ultrasonic time difference method is investigated, and a flow measurement model that includes the parameter of radial transit time ($T_D$) is developed. The ultrasonic water meter is designed based on comprehensive consideration of the three aspects of hardware, software and algorithms, and a series of experiments are conducted to verify the performance of the water meter. Eighteen verification test points with the flow range of 0.015–4.509 m³/h are carried out, the results of which suggest that the accuracy level of the ultrasonic water meter reaches 0.5, with the repeatability of 0.09%, and the range ratio of 300:1, indicating the achievement of the design goal of high-precision and wide-range.     

基于GPS与GPRS的智能电表的设计与实现

在智能电网总体框架下,智能电表不但可提高智能电网的经济性、可靠性和安全性,而且可实现智能电网的自愈性及交互性。由于GPS具有时间传递性以及GPRS在无线数据传输中的优越性,对智能电表的功能进行了研究的基础上,提出了基于GPS与GPRS的智能电表的设计方案。该方案采用抗干扰能力强的AVR单片机为处理器,配合高精度的三相电能专用计量芯片ATT7022B进行电网参数的采集和处理,选用适合工业用途的GPS与GPRS模块。结果表明:该智能电表可满足电能测量和实现智能电网数据互动功能,并可对数据进行暂、稳态的准确分析。     

水表自动抄表系统现状与解决方案

分析了目前影响自动抄表系统正常运行的因素,分析了有源表存在的问题,阐述了无源表的工作原理及优点,设计出了无源直读自动抄表系统方案.     

水表安装时的计量误差实验探讨

水表在实际现场安装中如果达不到安装要求,就会引起弯头、T型接头、变径及其所处的位置上、下游扰动,影响非容积式水表的精确度。利用水表检定装置做了模拟现场的相关试验,并得出了结论,及时掌握这些扰动带来的水表计量误差及趋势,以供水表安装人员参考。     

Water meter pointer reading recognition method based on target-key point detection

With the rapid development of video image technology and fifth-generation mobile network technology, the automatic verification of mechanical water meters has become an increasingly important topic in smart cities. Although much research has been done on this subject, the efficiency and accuracy of existing water meter pointer reading technology can still be improved. This paper proposes a new water meter pointer reading recognition method based on target-key point detection. Our method consists of a target detection module and a key point detection module. The target detection module uses a modified YOLOv4-Tiny network to detect and classify the areas where the dials and pointers are located in water meter images with distinct characteristics. The key point detection module is used to detect the key point of the pointer image. In this module, the structure of the RFB-Net network is improved to introduce multiple layers of low-level feature information, therefore, it can make full use of the information between multi-scale feature layers for key point detection. In addition to, aiming at the problem of dial rotation, a method of establishing a right-angle coordinate system based on key point is proposed to realize pointer reading. The whole method proposed in this paper is compared to the Hough transform feature matching algorithm and traditional machine learning algorithms through experiments which test the detection and recognition of the water meter dial, pointer and key points. The experiment results show that the missed detection rate of the model in this paper is 1.88% and 1.07% for the dial region and the pointer region, respectively. And the accuracy rate reaches 98.68%, the average processing time per image is 0.37 s. This implies that the water meter inspection task is completed quickly and accurately with strong robustness. Thanks to the lightweight algorithm of our approach, the model can also be fully automated and easily deployed on mobile devices.     

8891硅表样水相互污染的原因和消除方法

本文对梅县发电厂水处理室中的硅表，除盐水样水受其它样水污染的原因进行了充分的分析和相关试验 为技术改进样水相互污染的情况提供了方案，并对SiO2含量级别相同或不同的样水共用一台硅表时，提供了准确测量各样水SiO2含量的方法。