作者 兰玉明
【摘要】 本文简要介绍了IC卡智能表各主要组成部件的情况。以及各种部件的优缺点。
【关键词】 IC卡 水表 智能水表 阀门
一、IC卡水表基表的分类与选择
依据水表的计数器是否浸在水中，可分为干式和湿式两种；
依据流经水表叶轮的水流形式，可分单流束表和多流束水表。
其各自的特点如下：
1、干式水表
优点：由于计数器无水、隔离，可保持刻度盘清洁。
缺点：由于干式水表采用磁传动，如果水中有磁屑、铁屑及脏物，则浸在水中的下磁轭处易吸上铁磁性杂质，造成堵塞，或因退磁等原因，而造成水表计量不准，甚至停表。
2、湿式水表
优点：由于湿式水表采用直接传动，故适用于较差的水质，工作寿命长。
缺点：由于计数器浸在水中，如果水质不好，影响读数。
3、单流束水表
只有单流束干式水表，优点是结构简单。但由于流经水表的水流以单流束的方式冲击叶轮，致叶轮受力不均，存在使用寿命较低的问题。
4、多流束水表
又分为多流束干式水表和多流束湿式水表。与单流束表相比，由于流经水表的水流从叶轮下部进入，形成多流束，故其受力较均匀，因而水表运行平稳，且寿命长。结构较单流束表复杂，成本高。
二、我们正在开发的新型水表
上述水表都是采用机械传动，经过多级齿轮减速，并且驱动机械计数器，这就不可避免的存在由于摩擦力和扭力矩等原因造成现有机械式水表灵敏度低、启动流量值高、计量精度低的问题，很不适应当前我国在严重缺水情况下的节水要求。
在制造IC卡水表的过程中，表的选型也是比较困难的事情。湿式表计量精度较高，但影响传感器的使用寿命，安装不方便。干式表有利传感器使用和安装，但计量精度稍差。
我们正在开发的新型水表－机电结合非磁性传感器水表很好的解决了这个问题。目前的传感器方案都是采用磁铁－干簧管计数来完成机－电转换。这种方案都是依赖于原表，其原理结构没变，原水表的传动部分机械结构较为复杂，力矩损失大，因而影响始动流量和精度。我们研制的IC卡水表把微电子技术应用于水表的结构改造上，运用机电结合的原理，省略了减速、传动等复杂的机械结构，水表的机械转动部件只有一个叶轮，降低了始动流量，用计算机对其误差进行在线校准，提高了水表的计量精度可以达到C级表的要求。它是一种更新换代的计量器具。
三、控制阀门的种类
国内外的IC卡水表用控制阀门从驱动形式的不同，可分为自保持先导型 电磁阀和 电机阀 两大类，各自的优缺点如下：
1、自保持先导型电磁阀
优点：1） 开、关阀瞬间通电、功耗极低。
2） 耐用性及寿命高。
3） 基本不受环境影响。
缺点：1） 如果水中含有杂质，先导孔易发生堵塞，导致阀门不能正常开、闭。
2） 对水压有一定要求（一般在0.02-0.07Mpa）
3） 有一定的压力损失(0.1-0.2Mpa)
2、电机阀（电动球阀）
优点：1） 压损极低。
2） 体积小。
3） 对水压无要求。
缺点：1） 由于开、关阀整个动作期间需要始终供电（约5-8S），故功耗大。
2） 工作间隙易堵塞，如果长时间无动作，易导致无法开启或关闭阀门，故可靠性差。
3） 电机易受环境温度影响，致使其电气性能下降。
3、我公司生产的IC卡水表用阀门
针对目前普通电磁阀和电动阀存在的缺点，我们经过研究做了如下改进：
1) 先导型自保持电磁阀
我公司研制生产的IC卡表用电磁阀与普通电磁阀比较有如下特点：
利用线圈通电激磁产生的电磁力驱动先导阀，通过先导压力产生阀芯上下部压差来开闭主阀的阀。
Ø 独特的阀门 防堵 结构设计，在水质较差的情况下能保证工作可靠。
Ø 阀门开关瞬间供电（<0.1S），功耗低。
Ø 电磁线圈密封设计，电气性能不受环境温度及湿热影响。
Ø 耐用性高（≥10000次，密封性符合要求）。
Ø 开启压力低（≤0.2Kg/cm2）。
2) 电动球阀
针对电动阀的缺点，我们做了如下改进：
Ø 增大驱动器减速比，进而增加阀门的开启力矩。
Ø 球面密封材料采用进口特种橡胶，消除了工作间隙，提高了阀门的可靠性。
Ø 我公司新设计的电动阀没有采用传统的球阀、闸阀和碟发的结构，而是采用了独到的机构，不仅动作可靠，而且适应冷热水，可以在水中杂质多的情况下可靠的开关阀，寿命长。
四、机－电转换、传感器方案的选择
在IC卡水表的设计中，把机械的流量信号转换成电信号，目前国内的解决方案都是采用“干簧－磁铁”来完成机电转换。具体的使用有两种方法：单干簧计数方案和双干簧计数方案。
单干簧计数方案：
共用两个干簧，一个干簧计数，一个干簧防磁。
这种方案是继承了IC卡煤气表传感器的使用方法。在正常工作状态下，磁铁只对计数干簧起作用；如果有外界磁场干扰，防磁干簧动作。但是如果磁铁正好停在计数干簧附近，由于自来水管道中存在的“水锤”现象，压力不稳，使磁铁产生抖动，会产生重复计数，出现误差。再者由于水表传感器安装的空间狭小，安装比较困难，防磁干簧容易产生误动作。
针对单干簧计数方案存在的不足，我公司经过潜心研究，采用了双干簧计数方案。
双干簧计数方案：
共用两个干簧，都用于计数。在安装位置上保证磁铁每次只能对一个干簧起作用。
当两个干簧同时闭合时，说明有外磁场干扰，计算机会做出相应的处理。
在正常工作时，磁铁旋转一周，分别 作用两个干簧 各 一次，算做一次计量。即使有“水锤”现象出现，磁铁只是对一个干簧起作用。一个干簧反复开关，而另一个干簧没有动作，计算机也不作计数处理，使这一问题得到了很好的解决。
五、电池的选择（碱性电池与锂电池的性能差别）
目前国内的IC卡水表（包括IC卡水表、热量表等）所采用的电源方案基本是两种：碱性电池和锂电池。
碱性电池 的优点是价格便宜，没有滞后效应，可瞬间提供较大电流；缺点是容量小，存储期短，使用寿命一般为一年。
锂电池 的优点是性能稳定，容量大，安装在表上可用六年以上，存储期长，可达十年；缺点是价格贵，存在滞后效应，提供大电流较困难。进口产品质量要好一些。
由于不同种类的阀门和电池有着不同的特性，在使用时应注意阀门与电池之间的合理搭配，才能获得良好的使用效果。
先导 电磁阀 开关过程时间短，要求瞬间电流大，可以选用 碱性电池 ；
电动阀门 开关过程时间相对较长，要求电流较小，功耗较大，宜选用 锂电池 作为电源。
