关键词：远传水表 自保持开关 防磁
“九五”初期，建设部首次在小康住宅标准中提出了“三表出户”的新要求，之后，北京、深圳等地相继出台相关政策，促进“三表出户”、“水表一户一表”等工作的落实。近二年，此项工作进展迅速，许多城市已经或正在酝酿新装水表一律具备远抄功能的方案（如青岛市等），以尽可能接近城市建筑智能化要求。水表应用行业正在出现网络抄表、户外显示、IC卡自动收费和普通水表四种方式并驾齐驱的新局面。可以想象，几年之后，远传水表将成为新世纪水表应用的主流产品。
因此，对远传水表的开发、应用和研究将成为新世纪水表应用工作的重要任务之一。下面将以不同时期远传水表的技术发明与改进，阐述中国远传水表从出现到完善的整个过程，希望对此有兴趣的人们作为参考。也希望更多的技术人员参与远传水表的开发与研究，以促进我国远传水表技术尽快达到和超过世界最先进水平。
一、远传水表的产生
一九八九年九月一日，山东青州人潘柯，首次向中国专利局提出了“水表远传流量计”专利申请（专利号：89205961.3）。从此，带有电子远传功能的水表便开始出现了。当时，由于户外抄表的课题还没有提出，这种远传水表被广泛的用于工业用水的检测。1993年9月，山东建材学院学报（第2卷、第3期）刊登了自动化系刘希民教授与发明人潘柯的文章《水表远传流量计的研制》，其中，这样阐述了它的原理：“它由光电发射－接收器和反光镜组成。当水流在水表中流动时翼轮便随着水流而转动，当安装在翼轮上的反光镜通过光电发射器时，发射器发出的红外光由反光镜反射，反射光由接收器接受，从而输出脉冲信号，水流量越大，翼轮的转速也随之增大，输出脉冲频率也增大”。实际上，后来的流量计将光电反射器改成了霍尔元器件。
由于这种流量计在可靠、方便、价格等方面的突出优点，被广泛应用于水泥、化工、锅炉、供水等给水生产过程中，大大地扩大了旋翼水表的用途，为水流量的计量、检测提供了一种新的方法。
这种流量计的缺点是不能成整数倍的传递信号。例如：25型水表每公斤水109个脉冲。而且，需将整个水表拆开，改装后要重新校正，生产较为复杂，不能用于住宅远程抄表。但是，这种旋翼湿式水表的电子远传化改进，使普通水表的应用大大地向前推进了一步，为后来精密远传水表的完成打下了基础。
二、远传水表的改进过程
一九九五年，建设部在其小康住宅标准中将“三表出户”作为一条新的要求提了出来。之后，北京、深圳等城市的地方标准也相应提出：民用住宅中的“水、电、气三表应设在户外，方便抄表、避免扰民”。
为使远传水表能适应于“水表出户”的新要求，潘柯等技术人员研制了一种新的远传水表“一种水表远传显示装置”（专利号：96227574.3）。专利文件中是这样阐述的：本实用新型公开了一种水表远传显示装置，包括水表传动支架1，水表齿轮或水表字轮2，其特征是水表的齿轮侧端平面上有一个感应元件3与固定在水表传动支架1上的传感器4相互配合，传感器4感应的信号通过导线6和7与显示计算部分5内部的线路板上的两个触点连接。其主要优点是水表和远传显示装置两套显，显示部分可以具有显示和计算等功能，方便实用。
这项技术中的远传水表部分将感应部件与传感器设在了水表某个齿轮上，齿轮每转一圈，就感应发出一个信号。感应部件设置在不同的齿轮上，就可以相应的得到1 吨、0.1吨、0.01吨....的相应信号。克服了上一专利中信号与机械转动不能整齐对应的缺点，使远传水表改进了一步。 但是，这种远传水表有一个致命的弱点，即：在水表内部加装电路，从水表边孔输出引线，表芯从此不能取出，打破了水表机芯取出校正、更换的标准。
针对这一缺点，潘柯等技术人员设想了一种传感器放在表外的方案。这种方案必须能够满足以下要求：
1、不破坏原水表的任何结构，表芯可以随意取出。
2、结构简单，使传感器通用于干式、湿式、旋翼、螺翼等所有标准水表。
3、湿式水表时，压力和密封性都达到了标准要求。于是一项新的专利技术产生了，即：一种嵌有传感器的水表玻璃及其水表（专利号：96243802.2）。专利说明阐述如下：本实用新型公开了一种水表观察窗玻璃2和一种具有电子传感器装置的水表，其特征在于水表的观察窗玻璃2是一个具有内部封装传感器1的观察窗玻璃，封装在玻璃内（或玻璃外表面）的传感器1与安装在水表指示盘上的指针部件3配合。其优点是不影响表芯的更换和调校，不影响水表的密封和使用计量精度，特别适合于湿式及其它种类的水表。
这种水表研制成功后，试验工作及部门检测均顺利通过。作为水表出户的“理想产品”开始小批生产，进入市场。不久，奇怪的事情发生了。显示仪数据与水表读数不统一，显示数多于原水表实际数。这种现象不定时、不定量，有的误差大时，显示量竟大于实际量几倍，问题十分严重。 技术人员推测：由于采用了干簧管单点感应，不用水时，假设感应磁针恰巧停在了感应与非感应的临界点上，此时，遇有水压波动、人为震动，甚至火车造成的颤动等情况时，感应信号就会重复发出。技术人员将几十只水表串在一起，进行了专项试验，结果证实了推测。同样，“一种水表远传显示装置”中的远传水表存在类似问题，公司宣布此两项技术归于失败，停止生产。
“失败乃成功之母”，经过研究实验，“一种高精度水表”随之而生（专利号：99206865.7）说明如下：本实用新型公开了一种高精度水表，该水表包括玻璃窗2，封固在其上的传感器1，以及指针5上的感应部件3，其特征在于在水表的观察玻璃上与指针5相对应的位置处相对于指针5的回转平面的任意直径方向平行的位置至少对称安装一对传感器1。其优点除具有9624380.2中的优点外，还具有计量准确，不受水表指针及其上感应部件摆动或波动的影响的特点。
对这种双干簧管远传水表在微机软件中是这样处理的：检测到A干簧管闭合了，就记下来，再检测到B干簧管后才认为信号有效，单一的A或单一的B，即是多次闭合也无效。有效地防止了临界点颤动误发信号的出现。在防止人为磁块干扰方面，当微机检测到A、B两管同时闭合时，便认为有外磁干扰，停止计数，同时报警。
这种远传水表后来被形成批量产品，销往天津、辽宁、安徽、山东等地。从用户反馈的情况看，仍有以下几点不够理想：1、增加了一个开关，微机采集器就要增加硬件口。2、需在软件上特别处理，与以往远传水表不通用。3、干簧管的磁感应距离本来有限，少有磁力的减弱或瞬间变化就会丢数（实验证明，磁力偶然的动态减弱是存在的）。
那么，什么样的远传水表才是最为理想、最为完善的呢？
三、远传水表的完善与发展
为了消除远传水表因颤动造成的误差，有技术人员设想通过微机软件除去频繁出现的颤动误差。那么，不频繁的颤动误差怎么办？这不能算完善！为了防止人为放磁块干扰。有技术人员另设干簧管，让微机报警。那么，干扰期间的计数不全丢失了吗？报警之后又如何呢？这不能叫完善！
为了寻求完善，潘柯等技术人员对以色列阿拉德、德国鲁美特，以及意大利、日本等国的远传水表逐一进行了深入的剖析研究，得出的结论是：它们都不够完善。
作者认为，真正的完善，至少应具备以下几点：
1、通用于所有国标水表，且不影响原水表的任何功能、性能。
2、符合远传水表的习惯用法，便于微机接口。
3、远传误差小于万分之一，即：无传输误差。
4、人为磁块干扰不影响发信号。
5、造价低，适宜进入百姓家。
早在98年潘柯等技术人员就设想一种能够自动保持开关状态的远传水表，即研制一种“很听话”的感应开关，“叫你开你就开，叫你关绝对关”。98年这种产品的样机开始现场实验，几经失败之后，于99年上半年获得成功。它就是现在被广泛采用的“一种磁控式远传水表”（专利号：99219172.6）。
如专利附图所示，这种远传水表的感应指针为双头式指针，在指针相对应的位置设置了一个传感电路，这个电路的感应开关具有自保持作用。即若指针的A头使感应开关处于“开”的位置， A头转走后，开关仍保持在“开”的位置不变，等B头转到时，开关才会变为“关”的状态。B头转走后，开关仍保持在“关”的位置，A头再转来时，开关状态才会发生变化，以此周而复始。这样，传感器的开关状态就被稳定的保持，不会因感应点的临界摆动而产生误差。
在防磁干扰方面，自保持电路和双头指针均起到了作用。自保持作用本身已使开关状态的变化受到限制，加上隔离罩后，罩外磁力的干扰力度总小于双头指针的力度。因此，磁干扰不会使开关状态发生变化。另外，双头指针具有干扰自解功能，可以保证已受干扰的开关状态自动恢复正常。
在通用性方面，将传感器部件设计成了一个便于安装、便于更换、便于调试的传感片，这个传感片只附在原有水表玻璃上就行了，适应于所有国内外标准水表，无论干式、湿式、旋翼、螺翼均可适用。装好后的远传水表外观整洁美观，即不影响拿出表芯校对，也不会因为玻璃破碎损坏传感器。
该产品研制成功后，对其进行了恶劣环境下的破坏性寿命试验，输出信号达千万次以上。目前，实际使用已达三万只以上，在可靠性、实用性、价格等方面显示了突出的优越性。
专利申请号为01221703.4的“一种改进型远传水表”是对“一种磁控式远传水表”的改进与发展，它将这种具有自保持开关的功能扩展到了一些特殊型号和规格的水表。如：饮用水水表、单流束水表和容积式水表以及一些特殊尺寸的进口类水表。以适应特殊情况下的应用和IC卡水表、代码式水表专用。
远传水表的研制过程，也就是它的发展与完善的过程，今天的完善只对今天而言。可以肯定的说，未来更高水平的远传水表，绝不是今天这个样子。它会在高集成化、高智能化和无线传输方面向着更加有利的方向发展，这给致力于从事这项事业的科技人员留下了十分广阔的科技与市场的双重空间。在此，具有世界水表生产大国称号的中国，应当走在世界的前列。
