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静态水表计量在“智能家居”中的未来之势

世界变得越来越智能,我们对设备、通信和网络的期待也越来越高,智能电表和智能电网就是典型代表。尽管“智能”一词对于不同人有不同的含义,但广义来说,智能喻示着更强的能力和更多的功能,以及提供做出明智决策的

国际变得越来越智能,咱们对设备、通讯和网络的等待也越来越高,智能电表和智能电网便是典型代表。虽然“智能”一词关于不同人有不同的意义,但广义来说,智能显示着更强的才能和更多的功用,以及供给做出正确决议计划的才能。这正是住所用水计量范畴用新式静态表替代传统机械水表的原因。

在为家庭供给智能服务方面,咱们尚处于初级阶段。受电力供货商智能电表和智能电网的推进,实时监测和操控电器设备正越来越遍及。这种实时拜访信息的才能关于服务供货商及其服务方针来说,都十分有用并可从中获益。经过实时丈量和状况监测,咱们可以了解用电状况以及对决议计划的影响,乃至判别毛病条件。自然而然,人们期望这种智能化可以从用电范畴延伸至现代家居服务的各个方面。

巴望更智能化服务的一起,人们还要求进步用水计量的精度,并终究削减糟蹋。据预算,美国家庭每年漏水量超越一万亿加仑,10%的家庭每天的漏水量到达90加仑1 。因为现有水表的精度较低,走漏现象往往不易发觉。

流量计回忆

水是生活必需品,选用流量计计量,据商场研究机构IMS Research预算,到2016年,水表商场规模将到达大约每年1.2亿只2。

流量计很简单让人想到体积大、粗笨、金属制造、工业外观的设备,很难与现代化、智能技能联络在一起。坦率地讲,现有绝大多数流量计的技能现已适当掉队。流量计基本上选用两种计量技能之一:正位移或流速。在正位移式水表中,在充溢活塞套筒、储液器或膜盒然后排放的重复进程中,对固定容积的离散单位进行计数;在流速式水表中,已知管道的直径,所以丈量液体的流速,即推算出容积。虽然这些传统式机械水表现已执役了数十年,但现在应该选用更好的计量技能并享用其带来的好处。

机械式流量计的局限性和影响

虽然历史悠久,但机械式水表在精度和牢靠性方面具有清楚明了的局限性。流量较小时,精度问题特别显着;一分价钱一分货,机械式水表一般测禁绝低速流量,或许爽性不丈量低速流量。

牢靠性问题也很严重,机械式水表跟着使用时刻的推移会变慢,冲突和磨粒磨损会下降其功能。也便是说,跟着时刻推移,机械水表精度变差,测禁绝流量。

低流量精度和功能随时刻劣化的影响清楚明了,低流量功能使得漏泄难以检测或简直不可能检测。在美国,第一版规范公布于1921年,要求美国自来水厂协会(AWWA)测验的冷水水表的最低流量从未发生过改变。现在的最小流量精度要求为1/4加仑(0.95升)每分钟,此流速下的接连流量适当于1,363升/天,这是糟蹋的水。因为自来水公司会将所有水损耗本钱体现在更高的价格以及愈加频频的进步水价,糟蹋会形成整体顾客的水费账单更高。

美国自然资源保护委员会(NRDC)与全美国的自来水公司协作,现已提交了关于削减这种糟蹋的提案。NRDC提议添加一种“走漏检测测验流量”,要求将流量丈量下降至1/16加仑/分钟或0.01立方米/小时,精度为水表实践经过水量的80%至101%4。为满意这一要求,就需要大幅进步水表精度。

静态计量的紧迫性

走运的是,新式的改进“静态”计量技能正在走向智能家居。静态外表是指任何没有运动部件的计量设备,相关于传统机械水表具有显着优势。静态水表在商业和工业商场的使用已有多年。

静态水表的精度特别是低流量时的精度要高得多。此外,因为没有运动部件,所以更牢靠,功能不会随时刻推移而下降。走漏越少,糟蹋和丢失就越小。所以,服务供货商就不会将丢失转嫁到顾客头上。

静态水表分为电磁式和超声传达时刻式。在电磁水表中,向管道使用电磁场,在磁通线笔直方向发生电压,该电压与流量成份额。此类水表的精度极高,一般功耗也较高。

现在首要类型的静态表为超声传达时刻式,在此类水表中,向压电传感器施加脉冲信号;发生的超声波穿过介质(本文中指水),被下行方向的第二个压电传感器检测到。完结这一进程后,将压电传感器信号反过来:对下行方向的压电传感器施加脉冲信号,上行方向的压电传感器检测信号。因为超声波的速度与流量成份额,所以使用两个脉冲的传达时刻差,即可丈量流量。图1所示为带有超声传感器的典型阀芯体内的传达时刻差核算。

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图1. 传达时刻差核算示例

关于尺度小于3/4in (19.1mm)的管道,与上述0.01立方米/小时走漏检测测验流量方针对应的传达时刻差为大约1.2ns。为满意要求精度,传达时刻差为1.2ns时,测得的传达时刻有必要介于960ps (80%)和1212ps (101%)之间。

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