1、LoRa無線水表方案（可以直接使用，可編輯 實用優秀文檔，歡迎下載）LoRa無線水表抄表系統整個系統包括：無線水表（節點）、遠傳網關（集中器）、后端服務器（網絡服務器），應 用終端（PC端/移動端）。LoRa無線水表（通信模塊）無線水表內置無線通信模塊，采集水量，電池電壓/溫度收集，通過LoRa調制方式，定時上報給網關，并通過網關來接收服務器的配置指令。基本功能水量采集；定時上報（上行通信）；內置電池電壓和溫度收集（低電壓 /電量報警，溫度報警）；磁干擾報警（防止采集模塊損壞或讀取不準）；NFC通信（便于移動端信息讀取，配置）。閥門控制（下行通信）。相關參數工作電壓，工作頻率（頻率誤差），發射

2、功率，調制方式，接收靈敏度，傳輸速率，可 靠通信距離，數據接口（ SPI接口），天線阻抗，工作溫度/濕度，尺寸，重量，內置電池容 量，預期工作時間，通信接口（常用 TTL/RS232RS485）。范例1 :? 一次性電池：3000mAh,可不間斷工作 12年；? Sleep 模式：0.6 uA;? Receive 模式：16mA;? TX模式：100mA;?水表的無線抄讀參數：15分鐘主動上報一次，5秒內喚醒進行偵聽，接收；?基本功能：水量，水質讀取設置，定時上報。LoRa網關（集中器）LoRa網關相當于一個中繼，連接前端終端設備（節點）和后端服務器。網關與服務器 通過標準IP連接，而終端設備

3、采用單跳與一個或多個網關通信，均是雙向通信。終端與網關之間的通信是在不同頻率和數據傳輸速率基礎上完成的，數據速率選擇需要在傳輸距離和消息時延之間權衡。由于采用了擴頻技術，不同數據傳輸速率通信不會互相干擾，且會創建一組“虛擬化”的頻段來增加網關容量。LoRaWAN網絡數據傳輸速率范圍為0.3 kbps至50 kbps ,為了最大化終端設備電池壽命和整個網絡容量，LoRaWAN網絡服務器通過一種速率自適應（ADR）方案來控制數據傳輸速率和每一終端設備的射頻輸出。基本功能接收并儲存節點（水表）抄收回來的數據，并通過通信模組（GPRS3G/4G/ Ethernet） 發送到后端服務器，同時接收來自服務

4、器的命令，并把命令傳輸給節點（水表）。可設置定時抄表計劃，自動發送抄表請求。支持單塊抄表和批量抄表；相關參數工作頻段，信道帶寬，調制方式，鏈路預算，接收靈敏度，傳輸距離，通道數，通信標 準，組網方式，通信接口（ GPRS3G/4G/ Ethernet）,工作電壓，工作電流，功耗，供電方式（外接電源/內置電池），工作溫度，工作濕度，防護（雷擊），尺寸，重量。3后端服務器系統（網絡服務器 /應用服務器）3.1基本功能用戶管理系統：區域/用戶添加，修改，刪除等。運營管理系統：定時抄表，區域 /用戶查詢，水量統計，報表導出等；業務系統：費率設定，低水量提醒，收繳費錄入及明細統計，閥門狀態及手動控制等；

5、維護系統：水表運行狀態收集，故障檢測。范例1 ：系統業務流程：A.通過各種支付方式將錢打入預付費平臺的賬戶預付費平臺根據當前的費率以及資 TOC o 1-5 h z 費策略，將該筆款部分或者全部換算成水量（方數）；B.通信服務器在恰當的時候（要做到實時）將購水量傳給該用戶所屬的集中器；C.集中器立即將購水量下傳給該用戶家里的表；D.表對收到方數進行確認，并根據情況決定是否執行開閥動作，并上報閥門狀態；E.集中器上傳該確認信息；F.通信服務器傳遞該確認信息；G.預付費平臺對該用戶的賬戶進行相應的扣減操作；范例1:節點處于休眠周期喚醒偵聽狀態，一旦偵聽到信號后接收喚醒包，同步延時接收命令數據, 并

6、在規定時隙內競爭上報應答數據。主機喚醒節點發送喚醒幀 1.5s,喚醒時間為2.1ms,喚醒周期為1.5s；應用服務器實現計費管理，用戶管理，流量控制，數據存儲，大數據分析，數據可視化等功能。4移動端APP （針對用戶）4.1 基本功能登錄，用量查詢，網上繳費系統。（原則上來說，越簡潔越好）無線遠傳智能水表及 遠程抄表完整解決方案、引言71、概述72、術語7 TOC o 1-5 h z 、 無線遠傳智能水表及遠程抄表系統解決方案71、無線智能水表抄表及抄表方案介紹72、無線抄表方式9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3、系統方案的硬件組成及產品

7、描述114、后臺遠程抄表系統 15 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 5、后臺遠程抄表系統的主要功能17186、遠傳水表系統與自來水公司其他MIS系統的接口 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 、無線水表遠程抄表的實施181、項目背景182、無線遠傳智能水表及遠程抄表的實施195 、引言1、概述從20世紀90年代開始，各種智能型水表、水表抄表系統等產品也開始興起，盡管目前國內的水表種類 形式多種多樣，但是從發展角度來看，無線遠傳智能水表是一種必然的趨勢，可以節省人力、物力、財力成 本，提高抄表的準

8、確度，更可以實現階梯化收費，有效的利用有限的水資源。目前我國很多地方采用將水表安裝在用戶室內，每月水表入戶抄表收費給用戶帶來很多麻煩，給抄表 人員帶來煩惱，造成很多不必要麻煩。為了有效解決入戶抄表收費存在的諸多弊端，提高效率，杜絕拖欠費 用。因此耗能表戶外計量呼聲越來越高，尤其對高層、豪華居住小區，耗能表戶外計量是非常必要的，傳統 抄表方式已經不能適應今后住宅的發展要求。2、術語1）無線傳輸免費抄表頻段：470.00MHz-510MHz ;LORA直序擴頻技術：是高安全性、抗干擾的一種無線序列型號傳輸方式；利用高速率的擴頻序列在 發射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展

9、開的擴頻信號還原成原來的信號。3）無線遠傳智能水表：以干式或濕式水表為計量基表，加裝具有遠傳發訊輸出計量數據的自來水計量裝置，接收無線抄表主設備（如：無線集中器或抄表機）的抄表指令發射數據。4）點對點或一點對多點的自動集中抄表：主設備（無線手抄器或無線集中器）不經過任何中間節點發送抄表指令給無線水表進行數據抄取、設置的抄表方式。二、無線遠傳智能水表及遠程抄表系統解決方案1、無線智能水表抄表及抄表方案介紹無線遠傳智能水表采用低頻窄帶（頻段：470MHz-510MHz兩微功率無線通信技術，利用目前最穩定可靠的直擴頻技術，保證水表的通信距離一致性；水表數據經過無線集中器采集后利用現在成熟的GPR夕C

10、DMA/3G/4毆網無線通信傳輸到后臺抄表系統，成本便宜，通信穩定，技術成熟。以直序擴頻的微功率無線通信技術，遠程抄表控制就變得簡單多了，滿足了后臺管理系統要求計量數據 能夠自動產生和錄入、自動完成水表數據的抄取、控制、數據存儲、查詢、月結、抄表結算、收費結算、報 表打印等各項功能，將采集的數據進行分類處理。1）可實現預付費，降低管理成本。2）用戶短信提醒功能（剩余金額達到下限值，關閥） 。水表間隙工作設計，超低功耗。LORA6線直序擴頻技術，通信穩定，增強通信距離，無線水表的一致性好。加密協議，保證數據安全性。6）高速的數據通信，遠程集中抄表速度很快， 抄取一只水表的數據所用時間w1秒，在水

11、務行業中,無線遠程抄表速度是最快的，用時最少。無線水表的基表與電子部分是采用機電分離技術分體設計，可拆卸，便于維護更換；結構設計 簡單合理，延長了水表使用壽命。實現抄表出戶，解決抄表困難，不需要布線，施工簡單便捷；完全適用于新小區項目及無法布 線的舊城老小區改造項目。后臺系統每天自動抄表一次，一次性抄表率在99%31以上。產品方案優點主要表現在如下幾個方面：1）改變了傳統的人工抄表一計費一收費一催費管理模式，降低了管理費用，減少了漏抄、估抄、 誤抄等弊端，降低了社會生產成本；同時保護了居民生活的私密性和安全性。2）能夠采集并處理數據，對數據進行初步加工，是構建物聯網的源頭，能滿足現代生活需要。

12、3）智能水表及系統可以實現對被測對象的實時監控，在管網漏損控制方面改變傳統的四處逐一稽查的方式，減少人力消耗，提高作業效率值，避免大量浪費行為。4）與傳統水表相比，提高了計量的準確性，為測算耗水量，保證居民用水有效供應提高了可靠的依據。5）實現多種功能，利用“遠程抄表系統”對所有用戶進行遠程抄表、遠程開關閥、信息查詢、信 息反饋、信息提示、信息處理及控制等。利用后臺系統軟件完成數據存儲、用量、報表、打印、故障檢 測，實現各種費用的單獨計量、統一收費等一系列工作。防水、防凍：確保產品在北方的冬天能夠正常使用，確保產品遇水不會發生故障。施工方便：確保施工便利，裝無線表就像裝傳統機械表一樣安裝。無線

13、水表壽命：確保水表電池壽命 6年，不會在6年內有更換電池的風險。維護方便：確保產品安全，免維護。抄表數據準確：確保抄表方便，減少抄表成本；數據精準，確保機電讀數一致，不會發生漏抄或者少抄的情況。降低成本：性價比高的同時，完全省去因施工和維護而產生不必要的人力成本、時間成本、財力成本。5.4 2、無線抄表方式無線抄表方式（一）：現場手持式 APP抄表：抄表員拿上手持機，通過APP按照表箱或區域抄表，這種方案成本最低，水司只需像安裝普通表樣，安裝完水表就可以抄表，抄取數據后可直接上傳數據到后臺軟件系統，這個方式特別適合分散居民水表 或小城鎮及農村地區。系統拓撲圖如下：同塔打印機GP曜/以大河抄表方

14、式（二）：通過后臺遠程抄表系統自動抄表：水司只需像安裝普通表一樣安裝好無線遠傳智能水表，在每個居民小區的單個或多個樓棟安裝集中器,抄表人員只需在辦公室操作后臺軟件就可以抄取整個城市的水表數據，且遠程抄表系統每天自動抄表一次， 實時掌握每戶水表的當前數據、歷史數據，居民水表集中的小區最適用這種遠程抄表方式。系統拓樸圖如下：花疏卡升?產 舉眈If法力看GPRS/方大網獷頓無發人戰遠修水忐5.5 3、系統方案的硬件組成及產品描述3.1無線遠傳智能水表防水防凍、支持預付費、遠程集中抄表和APP抄表，后臺系統信息化管理，實現井下表井外抄、戶內表戶外抄。5.5.1.13.2無線遠傳智能水表技術優勢：1）精

15、確計量：計量準確、精度高，保證機電讀數一致；2）水表防水、防潮設計：各關鍵部件經過多重防水處理；3）防銹功能：水表閥門定期自動開關，防止閥門銹死；4）超低功耗設計：整個控制線路超低功耗設計，靜態電流小于10uA,保證產品使用六年以上；5）高靈敏度無線通信，保證通信傳送距離遠，直序擴頻無線通信技術，空曠通信距離1000m；6）基表與遠傳電子裝置要求采用分體結構，方便拆卸及維護，基表更換時，遠傳電子裝置能夠重復使用。7）遠傳水表基表外殼為銅殼，不銹鋼球閥，遠傳部分外殼為ABS塑料外殼、防水等級符合外殼防護等級IP代碼標準規定IP68的等級；8）遠傳水表具有數據存儲功能，并能夠對系統運行情況進行實時

16、檢測；9）抗攻擊功能：水表采用了高可靠的傳感器，具有很強的抗磁攻擊能力；10）遠傳水表具備電壓檢測功能，能夠及時監控遠傳水表電量情況；11）整體電路采用工業級高容量鋰電池供電，電池使用壽命6年；12）能夠保證潮氣侵襲，確保遠傳水表可在潮濕環境中正常工作；13）能夠遠傳采集的數據準確率100%14）水表具有自動糾錯且多重備份的數據編碼技術，字輪顯示永遠和電子部分一致。3.3無線遠傳閥控智能水表符合的相關標準及規范文件:GB/T 778.1-2007 冷水水表和熱水水表（第 1部分：規范）2部分：安裝要求）3部分：試驗方法和試驗設備）GB/T 778.2-2007 冷水水表和熱水水表（第GB/T

17、778.3-2007 冷水水表和熱水水表（第CJ/T 188-2004戶用計量儀表數據傳輸技術條件5.5.1.1.1 3.4智能無線殼里的無線表端模塊支持雙向通訊，管理系統可遠程接收表端上報數據，同時可主動抄取數據。 模塊待機電流小于10uA;水表符合IP68標準型，保證模塊安裝在極潮濕環境下而不影響模塊性能，無線遠傳水表模塊能夠兼容雙干 簧管計量傳感器、雙霍爾元件計量傳感器、三霍爾元件計量傳感器、光電直讀計量傳感器等。3.4.1無線模塊技術參數1）無線模塊組：采用 LORa無線芯片直序擴頻技術2）射頻發射功率：20dBm3）射頻接收靈敏度：-137dBm4）通信距離： 1公里5）穿樓層數：直

18、接穿樓板大于16層6）工作電壓：3.6V能量型鋰電池7）電池容量：3600mA/h8）睡眠電流: 10uA3.5 無線抄表器3.5.1 產品才苗述無線抄表器是一款攜帶方便、具備無線遠傳功能的無線智能抄表設備，它可以直接對表、集中器操 作實現對表的數據實時通信和閥控。3.5.2無線抄表器參數無線模塊組：采用LORaT頻技術，用于抄取水表數據射頻發射功率：20dBm與表通信距離：可抄取 20層以上高樓的水表數據藍牙模塊：藍牙4.0電源：可充電 8000mA鋰電池APP抄表軟件功能.實時單表抄取數據.實時批量抄表.人工錄入.數據查詢.實時抄集中器數據.實時抄表數據上傳到后臺系統.設置功能5.5.1.

19、4 3.6無線集中器3.6.1 產品描述本產品綜合了先進的移動通信技術，32位RISC嵌入式軟硬件平臺、實時嵌入式操作系統、高性能的嵌入式數據庫、自主知識產權的微功率無線通信組網技術，具備遠程抄表、數據存儲、主動上報等功能；使用 簡單、運行穩定、維護方便、可靠性高、存儲容量大、開放性好、性價比高的特點。3.6.2無線集中器功能1）接收后臺抄表系統的指令，進行對水表的各種操作，車t發GPRSg收到的命令信息發送到表端2）接收到表端的數據信息發到后臺管理系統3）每天自動抄取水表數據4）保存每月每天的歷史數據，數據包括：當前流量電池電壓，反轉流量旅警參數5）能遠程抄取單只水表的數據3.6.3硬件電氣

20、參數1）集中器與水表的通訊距離1500M2）供電形式：100240VAC市電或太陽能集中器3）支持3G, 4G通信網絡工作溫度：-40 C -85 C5）工作濕度：10%90對目對濕度，無冷凝6）防水等級：IP657） RF天線形式：外接AT-1吸盤天線3.6.3 無線集中器安裝1）根據經驗一般一棟高安裝一個集中器，多層樓房4-5棟安裝一個集中器；2）壁掛式安裝；3）現場僅僅接上220V電即可或使用太陽能集中器，不需要任何參數設置;4、后臺遠程抄表系統遠程抄表系統是穩定的B/S結構設計，WEB登錄方式，人性化界面，友好的人機交互，操作簡捷。具有用戶權限管理、水表檔案基礎數據維護、抄表業務管理等

21、功能 -E. BihiEt*09氣杓本向 flCKEM蔣NBfflffH-MswinJ1HA|H MIE MriifcdEitOiWAj”rm UVnnMHrBHHHUH I4E99S9E3E- lirlDnEZlf-Ml441fl144A laiiiiiUQTTTT1上4t1#砧1U*Ji1J4sh. 1011fl-3上WTlf1B11 lOMl*7741門 4fLl-uT12B11a.1sUMI蝴4IUW&HW 41 kEdtlfLiiB*d111M11m. 144Ml時A W 強1J9B|1a IWMI1| IftrlMm (!.11al31n i3MB13DHE 0餐是1151HiV-

22、IZ-HLi3ni7E4) WRft74-!qK.iAT-gtA ISHIHZM IKEIXIWT3M TVDH.iiMLiSa.，1通qH iim!TH inmi-w TT nnMLiirani. IUNI3ltOOi|l!Vr?Jairi-tiiijaiji#-FUT1* T云平臺系統、數據安全可靠，大型數據庫運用，對外數據接口靈活結合國內自來水公司管理流程，利用大數據云計算、移動互聯網技術技術，實現自來水公 司自動抄取各區域居民用戶的水表數據。ttranae常m門PWlAtIMK 內脅M iL ”湖小 n，國甘JI押/次，1 ll-wm 片TWMX41II319-u *id相aE電 l-

23、Vl i Hmm- IMaff*E-IPSTOh IW*13?I isms 1 j加” 1 Ml 1 kUiU- ItoJMHf 1 IH*冷& l-Crl “fMA I55i?如邑1上 W!5H0適用自來水公司以抄取水表數據、營業收費為核心的抄表系統軟件系統自動抄表、遠程控閥、抄表數據查詢及統計、數據分析、各類報表輸出等功能，是真 正做到DMA分區計量的遠程抄表系統軟件。5、后臺遠程抄表系統的主要功能檔案管理對應多地址、多表具的用戶檔案管理每個用戶有唯一的檔案信息記錄，而每個用戶記錄又可以擁有多個地址信息記錄，而每個地址 信息記錄又可以對應多個表具信息記錄。遠傳抄表的集中器設備管理；按照地理

24、的區域分布和安裝設備的所屬關系，建立區域信息記錄，然后建立所屬此區域的集中器信息記錄，手持機抄表的小區、樓棟的分組檔案管理；按照實際抄表員的管理區域建立抄表分組信息記錄，然后建立所屬此抄表分組的小區信息記錄，再 建立所屬此小區的樓棟信息記錄。抄表管理遠程集中器數據抄表；讀取抄表區域中所屬集中器的中表具的當前數據上傳，由于讀取集中器中收集到的表具數據，不會影響到表具的使用壽命，卻可以及時的得到用戶的使用情況。遠程批量單表的實時數據抄表；對于指定用戶，不僅可以直接讀取表具的定時定量數據，還可以讀取表具的當前實時用戶數據。自動遠傳的集中器數據抄表、單表實時數據補抄；為減少每個費用期間抄表人工操作，提

25、供了對所有表具的自動抄取功能，系統根據設置的 抄表時間，自動對表具進行抄表。實現預付費、階梯水價功能。遠程集中器參數設置；為方便現場的工程調試和后期的設備維護管理，提供了遠程集中器 的參數設置功能。遠程下載集中器管理的用戶表具檔案參數信息；為減少工程調試中的表號設置，提供了按 照所屬集中器表具檔案，自動將表具檔案信息下發到集中器中。APP抄表檔案下載和抄表數據上傳；提供手持抄表機抄表用APP將用戶檔案的下載和 APP抄表后抄表數據的上傳。手持抄表機用 APP按設備或按分組進行現場抄表；手持機對安裝有集中器的現場，提供直接讀取集中器中的表具數據；對現場沒有集中器，可以直接讀取用戶表具數據的方式。

26、表務管理用戶地址、水表信息相關查詢查詢用戶、地址及水表信息的開戶、銷戶、修改、裝表、換表等操作。抄表設備信息查詢查詢水表、集中器的設備及歸屬信息。水表日常狀態監控、查詢查詢用戶水表的用量、電池電壓、表具狀態、信號強度等信息。水表數據的查詢、統計、分析全部或單個小區的所有水表或單只水表的歷史數據、當前數據的查詢、某一時間段的用水量統 計、分析等信息。5.8 6、遠傳水表系統與自來水公司其他MIS系統的接口EXCEL文件接口自來水公司MIS系統提供接口和數據格式， 將抄表數據及用戶信息以 EXCELS件方式上傳到自來水 公司MIS系統，是目前最通行的做法，簡單、方便可靠。通信服務開發接口遠傳水表系

27、統直接提供標準化的 WCF!信服務接口，通過通信服務接口的開發，將遠程抄表功能直 接集成到MIS系統中。定制數據接口原有MIS系統僅提供了數據的導入導出格式，而且MIS系統沒有后續開發擴展能力。先通過遠傳水表系統對用戶信息、表具信息、設備信息進行管理，再通過遠傳水表系統進行遠程 GPRS/CDMA式抄表或手持機人工抄表， 再根據MIS系統的接口標準，生成指定格式的接口程序或數據。后臺系統安全私有協議化的通信數據；點對點的公網接入模式；通信服務的采用接入授權方式；通信服務與數據庫的隔離保護；功能模塊操作權限的分配；操作用戶的登錄授權；操作系統的軟件防火墻；操作系統的硬件防火墻；6三、無線水表遠程

28、抄表的實施1、項目背景近幾年城市擴容越來越快，居民生活水平越來約越高，用水量在逐步增大的情況下，歷史遺留的問題給 自來水公司的管理帶來諸多不便，老舊小區管網需改造，智能化改造變得越來越重要。北方地區由于冬季嚴寒，水表需要防水防凍，隨著抄表到戶，自來水公司使用的產品多樣 ，較多老舊小區水表安裝到屋內，使抄表員抄表帶來諸多不便，抄表難的問題就變得很嚴重 .由于歷史原因，已經使用了形形色色的多種水表 ，老舊小區以機械水表為主，有些老舊小區的機械水 表已經超期服役。以IC卡水表為主的小區，無法統計每一個用戶的實際用水量，產銷差嚴重，無法實現階梯水價, 由于IC卡水表高功耗需經常更換電池和控閥的問題，導

29、致老百姓不能正常用水，根本不能滿足目前信息化 發展的要求。老房子戶內表根本不能做有線遠傳水表，那樣施工很麻煩，同時也不能把水表出戶，改造用戶用水管道 工程量更大。無線水表也適合新小區高層的應用，新建多層樓房不是框架結構，而是磚混結構，沒有管道井，布線相 對不容易，建議使用無線遠傳水表。以上幾種水表存在形式，但對于自來水公司來講，無論哪個方案，必須做到：1、后臺收費系統必須兼容，任何廠家的數據必須能進數據庫2、所有的表必須能實現階梯收費，而且結算日期一樣，凍結日期一樣3、所有系統必須做到維護容易，故障已排查，自來水公司能簡單維護。2、無線遠傳智能水表及遠程抄表的實施）實施前的準備硬件產品設備：無

30、線遠傳水表、無線集中器、無線抄表器2）無線遠傳水表在小區現場的實施安裝無線水表：自來水公司安裝無線遠傳水表跟裝普通機械表一樣安裝。建立水表檔案：按照自來水公司的無線遠傳水表裝表單填寫無線遠傳水表信息，形成無線遠傳水表的電子檔案表格批量導入遠程抄表系統；由自來水公司在營業收費系統修改或添加水表檔案信息。安裝無線集中器：根據現場環境的不同：1棟樓或多棟樓裝一個無線集中器。現場調試：可通過遠程抄表系統遠程調試，也可現場通過APP調試 。抄表：調試完后，即可進行后臺遠程抄表或現場用APP抄表，現場裝有集中器的小區，后臺系統可自動抄表；也可 APP抄表后直接上傳數據到后臺抄表系統。收費：與自來水公司的營

31、業收費系統接口對接，抄表數據上傳到營業收費系統進行收費。通過以上實施流程看出本無線遠傳水表及抄表方案實施便利，現場實施不是 復雜龐大的工程；應用操作方便、穩定可靠、免維護；對外智慧水務軟件接口兼 容性好。第二講 水表的結構和工作原理 文字信息修改時間:2007-10-20 14:13:02信息來源：添加人:詹志杰特約嘉賓第一節旋翼式水表旋翼式水表是速度式水表的一種，是世界上用得最多的 水表品種。在國家標準中，速度式水表的定義為“安裝在封閉管道中，由一個動力元件組成，并由水流速直接使其獲得運動的一種水表”。當水流通過水表時，驅動葉輪（旋翼 或螺翼）旋轉，而水流的流速與葉輪的轉速成正比， 因水流驅

32、動葉輪處噴口的截面積為常數， 故葉輪的轉速與流量也成正比。通過葉 輪軸上的聯動部件與計數機構相 連接，使計數機構累積葉輪（旋翼或螺翼）的轉 數，從而記下通過水表的水量。一、多流束水表多流（束）水表：水流通過水表時，有多束（月）水流從葉輪盒四周流人，驅動葉輪旋轉。這種水表的公稱口徑一般為15mnrr 150mm旋翼多流束式水表由表殼、中罩、表玻璃、密封墊圈、計量機構、計數機構和濾水網等組成。水流沖擊葉輪后，葉輪開始轉動，所轉圈 數通過計數機構累計，記錄顯示通過水表的水量。見圖 2-1和2-2。圖21旋翼多流束水表的結構示意圖1-接管；2-連接螺母；3-接管密封墊圈；4-鉛封；5-銅絲；6-銷子；

33、7-O 形密封墊圈；8-葉輪計量機構；9-罩子；10-蓋子；11-罩子襯墊；12-表殼；1-碗狀濾絲圖2-2旋翼多流束水表的結構展開圖1-表蓋；2 軸銷；3 銅罩；4罩子襯墊；5表玻璃；6- O形密封圈； 7計數器；8防磁環；9中心齒輪，10齒輪盒；11墊圈；12磁鋼座; 13 葉輪；14葉輪盒；15表殼；16調節螺釘；17調節螺釘墊片；18調 節塞；19濾水網；20接管墊片；21接管；22連接 螺母多流束水表的總體尺寸和連接方式見表2 1和連接方式表2 n旋翼式多流束水表的總體尺寸mm各部件的作用、所用材料如下：表殼、中罩、表玻璃表殼、中罩、表玻璃和密封墊圈一起組成一密封體，使表殼內被測 水

34、不致滲漏至表外。按國家標準規定，水表應能承受水壓1.6MP3持續15min和水壓2.0MPa持續1min的壓力試驗。因此，表殼、中罩和表玻璃均應滿足上 述要求。表殼材料一般采用灰鑄鐵(HT 150 ,見GB 9436-1988)或鑄造鉛黃 銅(ZcuZn40Pb2,見GBll76 1987)。中罩材料一般采用鑄造鉛黃銅(ZcuZn40Pb2, 見GB 1176-1987)。表玻璃應采用符合 JB/T 8480 1996的鋼化玻璃。計量機構計量機構主要由齒輪盒、葉輪盒、整體葉輪、頂尖、調節板等組成， 見圖23。計量機構是水表的“心臟”，它對水表的計量性能和耐用性起著關 鍵的作用。圖2一3 旋翼式

35、水表計量機構圖1-齒輪盒：2-整體葉輪；3-葉輪盒；4-頂尖，5-調節板（1）齒輪盒計數器置于齒輪盒中，與齒輪盒上部的內孔相配合。齒輪盒下部有 一凸臺，與葉輪盒相配合。齒輪盒在旋翼多流水表的機芯中， 起著承下啟上的作 用。為此，要求齒 輪盒上部內孔與下部凸臺間應有良好的同軸度。另外，齒輪 盒外壁應有定位線或底部有定位鍵， 以保證與葉輪盒配合時的定位要求， 從而確 保性能的穩定。旋翼式水表的齒輪盒底部一般均有三條左右的固定筋，其主要作用 是，當水表在大流量運轉時，對葉輪旋轉起阻尼作用，以改善水表在大流量區域 的性能曲線。因為 當很小的流量通過水表時，其流速很低，水流的動能極小， 不足以克服葉輪的

36、慣性，故葉輪未轉動。待稍加大流速，葉輪雖轉動，但不能準 確計量，故最小流量以下 的流量范圍水表呈偏慢的現象。此后逐漸加大流速， 水表向快的趨勢發展，如果沒有齒輪盒上的筋加以阻尼，則這種趨勢將會持續下 去，直至偏快10%15%左 右后（與有筋阻尼相比較），其性能曲線才會趨向平 穩。水流從葉輪盒進水孔流人后，一方面驅動葉輪旋轉，另一方面水流 本身呈螺旋形上升，并從葉輪盒出水孔排出。在小流量時，因水流流速低，葉輪 上平面與齒輪盒筋 的間隙處的水流呈層流狀態，水的粘性作用占主要地位，齒 輪盒上的筋對葉輪轉速無影響。當流速大到一定程度時 （一般為0.7m/s左右）， 間隙處水流從層流 過渡到湍流，造成齒

37、輪盒若干條筋的下方產生旋渦，使葉輪 轉速有所減低。同時，因流速增大，在葉輪盒內呈螺旋上升的水流，有一部分沖 到齒輪盒筋反射回來，其 方向卻與葉輪旋轉方向相反，故又使葉輪轉速降低， 使水表不致于出現沒有齒輪盒筋那樣快 10%15%后才使誤差趨向平穩的現 象。變化示意見圖24。圖24 齒輪筋對性能曲線的影響齒輪盒底部裝有三塊可任意調節角度的調節板，具作用是通過調整 調節板角度，以改變水流從調節板反射回來時反作用力的大小，即改變水流對葉輪轉速阻尼力的大小，達到調節大流量區域誤差的目的。 這種調節對小流量區域 影響不大。(2)葉輪盒葉輪盒是計量機構中最關鍵的部件。葉輪盒上部內孔與齒輪盒下臺 肩相配合。

38、在葉輪盒低部中心一般有一螺孔， 與頂尖相配合。但有些水表不用螺 紋配合，而采取過盈配合，將頂尖用力壓人。葉輪盒上部內孔與頂尖應具有良好 的同軸度。在葉輪盒四周有兩排斜孔，下排為進水孔，上排為出水孔，前者比 后者對水表計量特性與壓力損失的影響， 更為至關重要。進水孔一般在葉輪盒注 塑時一次成型為矩形孔或長方孔。進水孔可以均勻分布于葉輪盒的四周，也可在 葉輪盒四周呈對稱排列。葉輪盒底部有若干條筋(一般為3條或6條)，與齒輪盒上的筋作用 相仿，主要是對水表在小流量區域運轉時，使水流對葉輪轉速產生阻尼。因此， 調整葉輪下平面與葉輪盒筋之間的間隙，將會對小流量區域的示值誤差產生影 響。同時，當用水設備一

39、旦關閉，水流不再流經水表時，由于筋的阻尼作用，能 較快地克服葉輪的慣 性，使其迅速停止轉動，達到準確計量的目的。對于內部調節式水表而言，在葉輪盒底部有若干個調節孔，如 LXS-15C20C水表的葉輪盒底部，均布有三排、每排二只的調節孔。調節孔有 斜孔和直孔兩 種，如兩者截面積相同，則后者比前者具有更大的調節功能，同 時，在誤差調節時，直孔比斜孔顯得更敏感，在微量調節時比較難掌握。(3)葉輪無論是整體葉輪，或是組合葉輪，均要求葉輪上端的軸與下部的葉 輪襯套孔（甚至瑪瑙軸承窩）之間，應有良好的同軸度。旋翼式水表所用的葉輪的形狀為直板形。 葉輪受到水流沖擊后旋轉， 與葉輪軸和軸上的中心齒輪同時轉動。

40、對于大多數水表來說，在常用流量時，水表葉輪的轉速，一般在 750900r/min。所以希望葉輪具有較好的動平衡性能，以減少運動副之間的磨 損，提高水表使用壽命。（4）頂尖頂尖安裝在葉輪盒底部的中心，在葉輪軸的下部，用于支撐葉輪轉 動。頂尖的最上尖部與葉輪軸的下端凹軸承直接形成點滑動接觸，以便使葉輪轉動更加靈敏。除了 頂尖頭、軸與螺紋間應具有良好的同軸度外，頂尖頭的材質 應具有很高的耐磨性能，一般以特殊配方的硬質橡膠棒、 聚甲醛等材料較佳。值 得注意的是，不能片面追 求水表的靈敏度（始動流量值）而將頂尖頭做成很尖。 否則，經短時間使用，頂尖頭即會磨損，使水表出現大流量區域變快、最小流量 時變慢的

41、情況。這是因為在上 述兩種流量下，葉輪旋轉時呈下沉狀態，即葉輪 瑪瑙軸承與頂尖頭相接觸，葉輪上平面與齒輪盒筋的間隙增大，水流對葉輪轉速 的阻尼減小，水表在大流量區域變 快。而小流量時，葉輪下平面與葉輪盒筋的 間隙減小，水流對葉輪轉速的阻尼增大。同時，頂尖頭的磨損，使葉輪與頂尖的 磨擦阻力增大，在兩者的共同作用下，即 造成水表在最小流量時變慢和始動流 量值增大。如果頂尖頭嚴重磨損，即使在大流量情況下，其磨擦阻力的影響會達 到或超過水流對葉輪轉速阻尼減小的影響，水表在大流量時的誤差又會恢復到準確或變慢。3 計數機構計數機構常稱為計數器，常見的形式有指針式、字輪式和指針字輪 組合式。（1）指針式計數

42、機構指針式計數機構一般由上夾板、下夾板、托板、齒輪級、標度盤、 指針、圓指針及螺釘等組成。a .上夾板、下夾板夾板、下夾板和托板三者（有些產品將下夾板和托板合二為一）組成 齒輪架，齒輪組被夾持在其中。上、下夾板上相對應序號的軸孔投影，應分別重 合。齒輪在齒輪 架中的上、下竄量應保持在 0. 60. 8mmi問，若竄量過小， 當上夾板一旦變形下凸時就會將齒輪上、下夾緊，齒輪組傳動阻力就增大，水表 的始動流量和最 小流量下的誤差就達不到要求。上夾板下面中心有一凸臺，其中有一孔與葉輪上端的光軸組成運動副。上夾板中心孔與其外圓（與齒輪盒配合處）要求具有良好的同軸度。b .齒輪齒 輪組起著變速和計數作用

43、。公稱口徑 1550mmK表的齒輪組，均由17 只齒輪組成。公稱口徑80150mms翼式水表白齒輪組由18個齒輪組成。圖2-5 為LXS-15C25C水表的齒輪排列圖。如圖所示，葉輪軸上的中心齒輪與第一位 齒輪相嚙合，齒輪組將葉輪轉數記錄下來，通過指針在度盤上指示出流經水表的 水量。齒輪組的前三位齒輪為變速齒輪，起變速作用。自第三位（即第一位紅針的）齒輪的主動輪（即小齒）起，直到末位齒輪止，起計數作用，稱為計數齒輪,其相鄰的兩指針的齒輪間，其速比均為 10:1 ,由此構成連續十進位方式。齒輪排列展開圖圖2-5 LXS-15C25C水表的齒輪排列圖和標度盤1-螺釘；2-圓指針；3-指針；410-

44、齒輪；11-標度盤；12-上夾板；13-下 夾板；14-托板；15-螺釘不同規格的水表，在通過等量水體積的情況下，其葉輪與第一位指針的轉數 比是不同的。變速齒輪的作用是通過其主、 被動輪的齒數變化，取得不同的速成 比而滿足不同規格水表的需要，從而可最大限度地提高上、下夾板、度盤等零部 件的通用化程度。習慣上將水表第一位紅指針轉一圈與其葉輪的轉數之比，稱為該水表的減 速比i。這一減速比為主動輪齒數與被動輪齒數之比。LXS- 15C, 20C, 25C, 40C的 i 值分別為 1: 29. 6, 1: 22. 5, 1: 15. 577, 1: 35. 38, LXS-80 100, 150的i

45、值分別為1 : 100. 905、1: 61. 1819、1: 24. 716。從這些減速比值， 可計算出各種規格水表在各種流量下的葉輪轉速。例如，要計算 LXS 15C水 表在常用流量（1 . 5myh）下的葉輪每分鐘轉速時，可按下式計算：流量1.玳口=741第一鑿辟十1圈對應的示值乂減速比1001 X 礴|同理，可得到LXS 20C, 25C, 40C規格的水表在常用流量下的葉輪轉速為 937. 5, 908. 7和 589. 67r/rain 。c.標度盤標度盤的分格，一要滿足檢定時的分辨率要求，二要滿足在水表正常的使用 年限內水表的顯示數不返回零。1m3及其倍數的指針和度盤用黑色，1m

46、3以下的用紅色。規程JJGl62 1985和標準GB/T7781996規定：水表最小分度值（水表標 準稱為檢定分格值）應滿足檢定時的準確度不低于o . 5% （每一次讀數允許有不超過1 /2最小分度值的允許讀數誤差），以及最小流量檢定所需時間不應超過 1h30min；應能在不越過零的情況下記錄下相當于在常用流量下工作至少1999h的以立方米表示的用水量體積。說明：國際建議OIMLR49- l : 2000（E）中的表述為“檢定標尺的分格值，應足夠小以保證指示裝置的分辨率誤差不大于最小流量Ql下運行lh30min的實際體積的0. 5% （對2級表）”，這樣的表述更準確。LXS- 15C25C水表

47、的標度盤如圖。26所示。在水表檢定時，要注意最 小分格值的讀數，見圖2-6所示。水表最小位圓標度的主分格值為0. 0001m （或稱0. 11）,其間一分為二作為細分格，則成為檢定分格或最小分 度值0. 00005 m3根據人機工程學原理，為取得較快的讀數，采取二步內插法， 即根據目測，將細分格再假想插入一條等分中線。如果指針指向小于（或等于）細分格中的假想 中線，則讀取下限分格值，如圖 26（a）應讀作0. 00005 m3,如果指針指向大于(或等于)細分格中的假想中線，則讀取上限分格值，如圖26(b)中應讀為 0. 00010m3圖2-6水表標度盤讀數檢定分格值、檢定用水量、檢定所需時間三

48、者互為聯系、互相牽制，在水表 的檢定分格值設計、檢定用水量的確定及水表檢定裝置的量器量限設計時都需考 慮。檢定分格值應符合表2-2的要求。水表的十進位數應符合表 2-3的要求。表22 水表的檢定分格值最小流重qmin/(m3/ h)檢定分格的最大值/ m30.0226 qmin0,06 660.00020.0666 qmin0.1330.00050.133 qmin0.2660.0010.226 qmin0.6660.0020.666 qmin1.3300.0051.330 qmin2.6600.012.660 qmin6.6600.026.660 qmin13.3000.0513.300 q

49、min-26.6000.126.600 qmin66.6000.266.600 qmin1330.5表2-3水表的十進位數(2)指針字輪組合式、字輪式指針字輪組合式計數機構具有讀數清晰、抄讀方便等優點，越來越多的水表 包括E型表、干式水表和液封式水表普遍采用這樣的計數機構。國內的指針字輪組合式計數機構一般由 3位或4位紅指針與5位 字輪組成，其排列示意圖見圖27。對于公稱口徑1525mmi勺水表，其第一位 字輪的分格值為0.1 m3 ,數字顏色為紅色，其后等于或大于 1m3的四個字輪上 的數字均為黑色。有些企業生產的這種計數機構，將字輪組置于字輪匣中，字輪 匣的四周和底部與被測 水隔開，僅在上

50、夾板上開有供讀數的狹長的 5個“窗 孔”，避免字輪被水中的一些雜質卡死或影響抄讀的缺陷。字輪的進位是在相鄰低位數字輪上的數字自9轉至0時完成的。字輪式計數機構除了指示始動流量用星形指針外，其余讀數位均用 字輪。圖27 指針字輪組合式計數機構排列圖1-標度盤；2-圓指針；3-（紅色）；411-齒輪；12-蝸桿齒輪；13-標牌；14- 上夾板；15-字輪軸；16-F夾板；1-十牙輪；18-頭位字輪；19-中間字輪；20-四八 牙輪；21-牙輪軸4濾水網國內自來水質近年來明顯提高，但部分管線難免還存在銹垢、麻絲、 鐵屑及砂礫等雜質，這些雜質隨著水流最終來到水表進口處。 為防止雜質進入水 表機芯，造成

51、水 表故障，故在水表進口端均裝有濾水網。 常用的為碗狀濾水網， 安置在葉輪盒的外面，這種結構容垢能力較大，且即使堵塞一部分網孔后對計量 能力也影響較小；另 一種為筒狀濾水網，安置于水表表殼的進水一方，效果比 碗狀濾水網差。二、單流束水表單流（束）水表：水流通過水表時，僅有一束（月）水流驅動 葉輪旋轉。單流水表的公稱口徑一般為 15（或者13）25mm體積較小，誤差調 節裝置放置在外部。旋翼單流濕式水表主要由表殼、中罩、表玻璃、密封墊圈、葉輪、下頂尖、 計數機構、調節板和濾水網等組成。結構示意如圖 28。圖2-8 單流水表結構示意圖1-接管；2-連接螺母，3-密封圈，4-夾緊圈；5-壓緊圈；6-

52、計數器；7-防 磁環；8-傳動齒輪組件；9-蓋；10-墊圈；11-O形密封圈；12-鎖 緊螺釘；13- 螺母；14-鉛封；15-銅絲；16-濾水網，17-齒輪盒組件；18-調節片；19-開槽盤 頭螺釘；20-頂尖；21-葉輪組件；22-表殼；23-齒輪盒蓋旋翼單流水表在所有水表品種中，屬于結構最簡單、體積最小、重量最輕、 成本最低的一種。旋翼單流水表主要零部件的要求與作用，大致與旋翼多流濕式 水表相同。以下為一些不同之處：表殼單 流束水表與多流束水表相比，少了齒輪盒和葉輪盒，其 中某些功能就由表殼承擔。如表殼上部內孔與計數器相配合，取代了齒輪盒的部 分功能。表殼的進出水孔和其 內孔中心螺孔，取

53、代了葉輪盒的功能。因此，單 流水表表殼的加工精度要求，遠遠高于多流水表。如應具備較高精度的進、出水 孔的孔徑、粗糙度及其切線半徑。表 殼上部臺肩與中心螺孔應保持較高的同軸 度。如無高精度多工位的專用機床，很難達到這些要求和取得高的生產效率。調節板單流水表只有內調式而無外調式，其誤差調節是通過改變計數器 下方的三塊調節板的角度來達到的，具調節原理與LXS 80150旋翼多流束水 表中的上調節板相似。濾水網單流水表的濾水網是一片呈球面的薄片，其上有許多小孔。濾水網置于表殼進口端，以阻攔水中雜質通過。但受表殼進水端通徑的限制，濾 水網的孔的總面積難以達 到設計要求的水表公稱口徑面積的1.5倍。因此，

54、當 單流水表稍有水中的雜質堵塞網孔時， 在同等流量條件下，通過濾水網并驅動葉 輪旋轉的水流速大于未堵前的 水流速，從而使葉輪轉速提高，造成水表變快。 所以，單流水表對水質和流場的要求較高。下頂尖單流束水表僅一股水流驅動葉輪旋轉，所以當葉輪以較高速度 旋轉時，始終受到一個垂直于水流切線方向的推力， 使頂尖造成單邊磨損。為此， 要求下頂尖采用較耐磨的材料制造。三、干式水表干式水表因其計數機構與被測水隔絕，故不受水中懸浮雜質 的影響，確保計數機構的正常工作和讀數的清晰，同時也不會像濕式水表那樣， 因表內外溫差而造成玻璃下方起霧或凝結水珠等影響水表抄讀的現象。旋翼多流干式水表的誤差調節裝置一般為外調型

55、式，其外形 尺寸及內部結構與同規格的濕式水表基本相似，許多零部件也能互相通用。干式水表與濕式水表的最大區別在于計量機構。見圖2-9。其葉輪與中心齒輪相分離，葉輪上端由磁性元件（磁環或柱狀磁鋼）與中心齒輪下端的磁性元件相耦合。當水流推動葉輪旋轉時，通過葉輪上端的磁性元件與中心 齒輪下端的磁性元件相吸或相斥， 驅動中心齒輪同步旋轉，并由中心傳動計數器 記錄流經水表的水量。. - - 一一n .圖2-9干式水表計量機構1-葉輪盒；2-葉輪組件；3-水表指示機構總成如上所述，干式水表的計量機構與濕式水表有所不同。干式水表的磁性元件干式水表磁性材料常用的有鐵氧體和被鐵硼，磁性元件的結構形狀 一般有環狀磁

56、鋼、柱狀磁鋼和環狀磁鋼與“門”形矽鋼片。干式水表的齒輪盒干式水表的計數機構是依賴齒輪盒與被測水隔絕，所以齒輪盒底部 及四周須能承受力2MPaffi力試驗而不變形。為此，在設計干式水表時，除了在 齒輪盒上、下底部增設了十余條加強筋外，往往在齒輪盒上底部和內壁襯以金屬 的碗狀內襯，以防其受壓變形。齒輪盒上、下底部的中心處各有一軸孔，分別與中心齒輪軸與葉輪 軸相配合。為了盡量減小運動部件的磨擦阻力，提高始動流量值，一般在上軸孔 底部鑲有一粒凹面（或平面）寶石軸承。干式水表的計數機構，除了靠齒輪盒四周和底部將其中被測水隔絕 外，最好在齒輪盒上部也采取良好的密封措施， 以防表外污水流入侵蝕計數機構。四、

57、立式水表在安裝空間狹小的場所，可以安裝立式水表，實物圖見附錄C圖C.3。 立式水表的內部構造與一般旋翼式水表相同， 不同之處是立式水表的入水口和出 水口在水表的同側，可以裝在給水管的立柱上。立式水表具有抄表方便、不用保 護盒、節省安裝費用等優點。五、定量水表在一些化工生產、玻璃生產、食品加工、建筑混凝土攪拌等過程中， 需要定量供水，一種方法是在穩定流條件下控制供流時間來實現定量供水，另一種方法就是使用 定量水表。定量水表有電氣控制和數控兩種類型，其基本原理 相同，其外形見附錄C圖C.12。定量水表由帶有電氣控制部分的旋翼式水表（或 水平螺翼式水表）、電磁閥及定量控制儀三部分組成。數控定量水表的

58、原理是，啟動電磁閥后水流通過水表，使葉片感應 出一系列的脈沖信號。脈沖信號經放大、分頻后與定值器所預置的流量相減，當 減到零時，經過控 制器關閉電磁閥，完成一次定量供水。定量水表一般為工業 用途，其口徑在25mmz上。定量水表的一次供水量根據水表的口徑和定值器預 置值而定，如公稱口徑25mm水表的一次供水量可以為1550L, 40mmK表的一 次供水量可以為60200L等。因為流量范圍可以定點或較小，定量水表的一次 供水量的誤 差可以控制在土 1%內。六、同軸水表（單接口水表）同軸水表又稱單接口水表，其水流的進口與出口在同一個接口上， 其接管是專用接管。單接口水表是一種可用于多路共管管道輸送供

59、給系統的水表。該產品采用專用接口，與多路共管的供水管組成一個管路系統，單一管路系統內部采用多路扇 形通道，適用于多層樓房用戶（最多可達垂直單元8層、8個用戶）的戶外集中安 裝的“一戶一表”，見圖210。圖2-10單接口水表與多路共管系統圖七、性能特點誤差特性旋翼式水表的誤差特性用水表的示值誤差 E與流量之間 的關系來表示。旋翼式水表的誤差特性曲線見圖211。其特征為：在小流量時, 誤差急劇偏負；隨著流量 增至分界流量附近，誤差曲線快速向正向移動，并達 到一個峰值；當流量繼續增大時，誤差曲線又向負方向偏移。圖2ll 旋翼式水表誤差特性圖旋翼式水表的計量等級一般只達到 A級或B級，其對應的 流量范

60、圍和特性流量點可參看附錄 Do壓力損失旋翼式水表的壓力損失在其過載流量下應不超過0.1MP3不裝過濾器的旋翼式水表的實際壓力損失在（0.0400.085）MPa范圍內。耐壓強度旋翼式水表應能承受水壓1.6MP3持續15min和水壓2.OMPa持續 lmin的壓力試驗。使用壽命和計量性能變化趨勢水表的使用壽命與產品所采用的結構、材料密切相關，也受到使用 場合的安裝、水質好壞的影響。實驗室對使用壽命的試驗情況不完全代表實際使 用的場合。一般說來，水表的外殼不易損壞，可長久使用，容易損壞或磨損的 是內部機芯。水表的活動部件（葉輪、葉輪盒組件等）一般用工程塑料ABM料制 造，比較耐磨。水表連續通水試驗