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科 技 创 新 2015年第23期 I科技创新与应用 浅谈光电直读式燃气表与脉冲式燃气表的优缺点 丁 玉 (天津市裕民燃气表具有限公司，天津 300061) 摘要：文章主要阐述了光电直读式燃气表与脉冲式燃气表的工作原理和功能，分析了二者的优缺点与存在的问题，并提 出了建 议 。 关键词：集抄 系统 ；光 电直读 ；脉冲 ；燃 气表 引言 近年来通信技术的不断发展，燃气事业不断的信息化、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 ^、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。 l -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。传感器的杨 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 。 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。 21 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。 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 O-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—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一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陛，所以在复杂的使用环境下能稳 定、准确、可靠地实现{寸量。(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 汽 表与远传数据终身零误差。 2．3 光电直读式燃气表觇 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——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 为一较新的技术，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。 考虑地表导热时大量的可燃物堆积，会使可燃物内部处于缺氧状态 ，燃 烧仅在表面进行。 3．1．4 不同材料 对于固体可燃物材料的燃点、热分解温度、自身的物理结构都会对 引燃造成影响。各种可燃物的燃点是不同的，因为可燃混合物发生氧化 反应的能力不一样 ，燃烧反应是通过断裂分子键和生成 中间活性分子 和 自由基进行 的，断裂分子键的能量越大 ，进行氧化反应也就越难，因 而 自燃点也就越高。物理结构(是指材料空间结构及疏密程度 ，直接影 响材料接触氧的比表面积 ，在散热条件相同的情况下，某种物质发生反 应的比表面积越大，则与空气中氧气的接触面积越大，反应速率越快， 越容易被引燃。)棉花较疏松 ，能与空气充分接触 ，更易发生燃烧反应。聚 苯乙烯泡沫塑料 、聚氨酯泡沫塑料都有较好的保温效果 ，导热系数较 小。能减少焊珠掉落后的热量损失，更易引燃可燃物。而木屑的引燃情 况与其 自身的含水量有较大关系，含水量少的木屑更易被引燃。 3．1．5 环境因素 环境条件包括环境温度、湿度、空气流速等，温度过低或空气湿度 过大，点火源不能使可燃物达到起火所需最低温度，也就很难将其引 燃。空气流速 陕，温度散失的就过陕，无法达到起火能量。文章考虑的 外部条件为环境温度为22-26％：，空气湿度为35- 40％，室内无风。 3．2 实际意义 对实验数据的分析，由于电焊熔珠的温度高达 2000％：，对可燃物的 引燃能力极高，虽然在掉落过程中会存在热量的散失、接触地面后会因 地表导热系数的不同而使其温度降低，但是对常见的这几种可燃物来 说 ，焊殊 的温度足以达到他 1的燃点。 实验中可以发现，可燃物一旦与足够热量的焊珠接触 ，会较 陕的出 现火焰。在火灾调查中，可以通过了解起火时间、电焊作业时间以及焊 接时间、次数、焊接时周围可燃物的位置等展开调查。实验中在 1．1m时 焊珠最远飞溅 53m，这对焊接时的防火就提出了要求。在焊接作业时很 多作业人员都会忽视防火安全。 参考文献 [1】卢志刚，陈伟红．电焊熔珠对棉布和聚氨酯泡沫的引燃能力研究叨．火 灾科 学，2009，19(1)：63 7． 『2] 肖纯栋，张晨杰，谢启源．香烟头引燃不同密度的聚氨酯泡沫实验研究 叨建 筑安全 ，201 1，(3)：54-55． p】郭铁男．中国消防手册[ ．上海：上海科学技术出版社 ，2006：129． [4]蒋慧灵．高温物体引燃能力的分析叨．消防科技 ，1998：24- 25． [5]赵增昌，于春华．白炽灯对棉质材料的引燃性能研究叨．武警学院学报 ， 2009(6) ：17—2Q 一19 —