![LoRa無(wú)線水表方案完整_第1頁(yè)](http://file4.renrendoc.com/view/c04d205a8298f519d8a7de3f8277900c/c04d205a8298f519d8a7de3f8277900c1.gif)
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1、LoRa無(wú)線水表方案(可以直接使用,可編輯 實(shí)用優(yōu)秀文檔,歡迎下載)LoRa無(wú)線水表抄表系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)包括:無(wú)線水表(節(jié)點(diǎn))、遠(yuǎn)傳網(wǎng)關(guān)(集中器)、后端服務(wù)器(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器),應(yīng) 用終端(PC端/移動(dòng)端)。LoRa無(wú)線水表(通信模塊)無(wú)線水表內(nèi)置無(wú)線通信模塊,采集水量,電池電壓/溫度收集,通過(guò)LoRa調(diào)制方式,定時(shí)上報(bào)給網(wǎng)關(guān),并通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)接收服務(wù)器的配置指令?;竟δ芩坎杉欢〞r(shí)上報(bào)(上行通信);內(nèi)置電池電壓和溫度收集(低電壓 /電量報(bào)警,溫度報(bào)警);磁干擾報(bào)警(防止采集模塊損壞或讀取不準(zhǔn));NFC通信(便于移動(dòng)端信息讀取,配置)。閥門(mén)控制(下行通信)。相關(guān)參數(shù)工作電壓,工作頻率(頻率誤差),發(fā)射
2、功率,調(diào)制方式,接收靈敏度,傳輸速率,可 靠通信距離,數(shù)據(jù)接口( SPI接口),天線阻抗,工作溫度/濕度,尺寸,重量,內(nèi)置電池容 量,預(yù)期工作時(shí)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(wú)線抄讀參數(shù):15分鐘主動(dòng)上報(bào)一次,5秒內(nèi)喚醒進(jìn)行偵聽(tīng),接收;?基本功能:水量,水質(zhì)讀取設(shè)置,定時(shí)上報(bào)。LoRa網(wǎng)關(guān)(集中器)LoRa網(wǎng)關(guān)相當(dāng)于一個(gè)中繼,連接前端終端設(shè)備(節(jié)點(diǎn))和后端服務(wù)器。網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)IP連接,而終端設(shè)備
3、采用單跳與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信,均是雙向通信。終端與網(wǎng)關(guān)之間的通信是在不同頻率和數(shù)據(jù)傳輸速率基礎(chǔ)上完成的,數(shù)據(jù)速率選擇需要在傳輸距離和消息時(shí)延之間權(quán)衡。由于采用了擴(kuò)頻技術(shù),不同數(shù)據(jù)傳輸速率通信不會(huì)互相干擾,且會(huì)創(chuàng)建一組“虛擬化”的頻段來(lái)增加網(wǎng)關(guān)容量。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0.3 kbps至50 kbps ,為了最大化終端設(shè)備電池壽命和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量,LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)一種速率自適應(yīng)(ADR)方案來(lái)控制數(shù)據(jù)傳輸速率和每一終端設(shè)備的射頻輸出?;竟δ芙邮詹?chǔ)存節(jié)點(diǎn)(水表)抄收回來(lái)的數(shù)據(jù),并通過(guò)通信模組(GPRS3G/4G/ Ethernet) 發(fā)送到后端服務(wù)器,同時(shí)接收來(lái)自服務(wù)
4、器的命令,并把命令傳輸給節(jié)點(diǎn)(水表)??稍O(shè)置定時(shí)抄表計(jì)劃,自動(dòng)發(fā)送抄表請(qǐng)求。支持單塊抄表和批量抄表;相關(guān)參數(shù)工作頻段,信道帶寬,調(diào)制方式,鏈路預(yù)算,接收靈敏度,傳輸距離,通道數(shù),通信標(biāo) 準(zhǔn),組網(wǎng)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(nèi)置電池),工作溫度,工作濕度,防護(hù)(雷擊),尺寸,重量。3后端服務(wù)器系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 /應(yīng)用服務(wù)器)3.1基本功能用戶管理系統(tǒng):區(qū)域/用戶添加,修改,刪除等。運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng):定時(shí)抄表,區(qū)域 /用戶查詢,水量統(tǒng)計(jì),報(bào)表導(dǎo)出等;業(yè)務(wù)系統(tǒng):費(fèi)率設(shè)定,低水量提醒,收繳費(fèi)錄入及明細(xì)統(tǒng)計(jì),閥門(mén)狀態(tài)及手動(dòng)控制等;
5、維護(hù)系統(tǒng):水表運(yùn)行狀態(tài)收集,故障檢測(cè)。范例1 :系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程:A.通過(guò)各種支付方式將錢(qián)打入預(yù)付費(fèi)平臺(tái)的賬戶預(yù)付費(fèi)平臺(tái)根據(jù)當(dāng)前的費(fèi)率以及資 TOC o 1-5 h z 費(fèi)策略,將該筆款部分或者全部換算成水量(方數(shù));B.通信服務(wù)器在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候(要做到實(shí)時(shí))將購(gòu)水量傳給該用戶所屬的集中器;C.集中器立即將購(gòu)水量下傳給該用戶家里的表;D.表對(duì)收到方數(shù)進(jìn)行確認(rèn),并根據(jù)情況決定是否執(zhí)行開(kāi)閥動(dòng)作,并上報(bào)閥門(mén)狀態(tài);E.集中器上傳該確認(rèn)信息;F.通信服務(wù)器傳遞該確認(rèn)信息;G.預(yù)付費(fèi)平臺(tái)對(duì)該用戶的賬戶進(jìn)行相應(yīng)的扣減操作;范例1:節(jié)點(diǎn)處于休眠周期喚醒偵聽(tīng)狀態(tài),一旦偵聽(tīng)到信號(hào)后接收喚醒包,同步延時(shí)接收命令數(shù)據(jù), 并
6、在規(guī)定時(shí)隙內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)上報(bào)應(yīng)答數(shù)據(jù)。主機(jī)喚醒節(jié)點(diǎn)發(fā)送喚醒幀 1.5s,喚醒時(shí)間為2.1ms,喚醒周期為1.5s;應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)管理,用戶管理,流量控制,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),大數(shù)據(jù)分析,數(shù)據(jù)可視化等功能。4移動(dòng)端APP (針對(duì)用戶)4.1 基本功能登錄,用量查詢,網(wǎng)上繳費(fèi)系統(tǒng)。(原則上來(lái)說(shuō),越簡(jiǎn)潔越好)無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表及 遠(yuǎn)程抄表完整解決方案、引言71、概述72、術(shù)語(yǔ)7 TOC o 1-5 h z 、 無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)解決方案71、無(wú)線智能水表抄表及抄表方案介紹72、無(wú)線抄表方式9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 3、系統(tǒng)方案的硬件組成及產(chǎn)品
7、描述114、后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 15 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 5、后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的主要功能17186、遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)與自來(lái)水公司其他MIS系統(tǒng)的接口 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 、無(wú)線水表遠(yuǎn)程抄表的實(shí)施181、項(xiàng)目背景182、無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表及遠(yuǎn)程抄表的實(shí)施195 、引言1、概述從20世紀(jì)90年代開(kāi)始,各種智能型水表、水表抄表系統(tǒng)等產(chǎn)品也開(kāi)始興起,盡管目前國(guó)內(nèi)的水表種類(lèi) 形式多種多樣,但是從發(fā)展角度來(lái)看,無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表是一種必然的趨勢(shì),可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力成 本,提高抄表的準(zhǔn)
8、確度,更可以實(shí)現(xiàn)階梯化收費(fèi),有效的利用有限的水資源。目前我國(guó)很多地方采用將水表安裝在用戶室內(nèi),每月水表入戶抄表收費(fèi)給用戶帶來(lái)很多麻煩,給抄表 人員帶來(lái)煩惱,造成很多不必要麻煩。為了有效解決入戶抄表收費(fèi)存在的諸多弊端,提高效率,杜絕拖欠費(fèi) 用。因此耗能表戶外計(jì)量呼聲越來(lái)越高,尤其對(duì)高層、豪華居住小區(qū),耗能表戶外計(jì)量是非常必要的,傳統(tǒng) 抄表方式已經(jīng)不能適應(yīng)今后住宅的發(fā)展要求。2、術(shù)語(yǔ)1)無(wú)線傳輸免費(fèi)抄表頻段:470.00MHz-510MHz ;LORA直序擴(kuò)頻技術(shù):是高安全性、抗干擾的一種無(wú)線序列型號(hào)傳輸方式;利用高速率的擴(kuò)頻序列在 發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò),把展
9、開(kāi)的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來(lái)的信號(hào)。3)無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表:以干式或濕式水表為計(jì)量基表,加裝具有遠(yuǎn)傳發(fā)訊輸出計(jì)量數(shù)據(jù)的自來(lái)水計(jì)量裝置,接收無(wú)線抄表主設(shè)備(如:無(wú)線集中器或抄表機(jī))的抄表指令發(fā)射數(shù)據(jù)。4)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的自動(dòng)集中抄表:主設(shè)備(無(wú)線手抄器或無(wú)線集中器)不經(jīng)過(guò)任何中間節(jié)點(diǎn)發(fā)送抄表指令給無(wú)線水表進(jìn)行數(shù)據(jù)抄取、設(shè)置的抄表方式。二、無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表及遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)解決方案1、無(wú)線智能水表抄表及抄表方案介紹無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表采用低頻窄帶(頻段:470MHz-510MHz兩微功率無(wú)線通信技術(shù),利用目前最穩(wěn)定可靠的直擴(kuò)頻技術(shù),保證水表的通信距離一致性;水表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)無(wú)線集中器采集后利用現(xiàn)在成熟的GPR夕C
10、DMA/3G/4毆網(wǎng)無(wú)線通信傳輸?shù)胶笈_(tái)抄表系統(tǒng),成本便宜,通信穩(wěn)定,技術(shù)成熟。以直序擴(kuò)頻的微功率無(wú)線通信技術(shù),遠(yuǎn)程抄表控制就變得簡(jiǎn)單多了,滿足了后臺(tái)管理系統(tǒng)要求計(jì)量數(shù)據(jù) 能夠自動(dòng)產(chǎn)生和錄入、自動(dòng)完成水表數(shù)據(jù)的抄取、控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、月結(jié)、抄表結(jié)算、收費(fèi)結(jié)算、報(bào) 表打印等各項(xiàng)功能,將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)處理。1)可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi),降低管理成本。2)用戶短信提醒功能(剩余金額達(dá)到下限值,關(guān)閥) 。水表間隙工作設(shè)計(jì),超低功耗。LORA6線直序擴(kuò)頻技術(shù),通信穩(wěn)定,增強(qiáng)通信距離,無(wú)線水表的一致性好。加密協(xié)議,保證數(shù)據(jù)安全性。6)高速的數(shù)據(jù)通信,遠(yuǎn)程集中抄表速度很快, 抄取一只水表的數(shù)據(jù)所用時(shí)間w1秒,在水
11、務(wù)行業(yè)中,無(wú)線遠(yuǎn)程抄表速度是最快的,用時(shí)最少。無(wú)線水表的基表與電子部分是采用機(jī)電分離技術(shù)分體設(shè)計(jì),可拆卸,便于維護(hù)更換;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)單合理,延長(zhǎng)了水表使用壽命。實(shí)現(xiàn)抄表出戶,解決抄表困難,不需要布線,施工簡(jiǎn)單便捷;完全適用于新小區(qū)項(xiàng)目及無(wú)法布 線的舊城老小區(qū)改造項(xiàng)目。后臺(tái)系統(tǒng)每天自動(dòng)抄表一次,一次性抄表率在99%31以上。產(chǎn)品方案優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:1)改變了傳統(tǒng)的人工抄表一計(jì)費(fèi)一收費(fèi)一催費(fèi)管理模式,降低了管理費(fèi)用,減少了漏抄、估抄、 誤抄等弊端,降低了社會(huì)生產(chǎn)成本;同時(shí)保護(hù)了居民生活的私密性和安全性。2)能夠采集并處理數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步加工,是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的源頭,能滿足現(xiàn)代生活需要。
12、3)智能水表及系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控,在管網(wǎng)漏損控制方面改變傳統(tǒng)的四處逐一稽查的方式,減少人力消耗,提高作業(yè)效率值,避免大量浪費(fèi)行為。4)與傳統(tǒng)水表相比,提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性,為測(cè)算耗水量,保證居民用水有效供應(yīng)提高了可靠的依據(jù)。5)實(shí)現(xiàn)多種功能,利用“遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)”對(duì)所有用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)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(tái)系統(tǒng)軟件完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、用量、報(bào)表、打印、故障檢 測(cè),實(shí)現(xiàn)各種費(fèi)用的單獨(dú)計(jì)量、統(tǒng)一收費(fèi)等一系列工作。防水、防凍:確保產(chǎn)品在北方的冬天能夠正常使用,確保產(chǎn)品遇水不會(huì)發(fā)生故障。施工方便:確保施工便利,裝無(wú)線表就像裝傳統(tǒng)機(jī)械表一樣安裝。無(wú)線
13、水表壽命:確保水表電池壽命 6年,不會(huì)在6年內(nèi)有更換電池的風(fēng)險(xiǎn)。維護(hù)方便:確保產(chǎn)品安全,免維護(hù)。抄表數(shù)據(jù)準(zhǔn)確:確保抄表方便,減少抄表成本;數(shù)據(jù)精準(zhǔn),確保機(jī)電讀數(shù)一致,不會(huì)發(fā)生漏抄或者少抄的情況。降低成本:性價(jià)比高的同時(shí),完全省去因施工和維護(hù)而產(chǎn)生不必要的人力成本、時(shí)間成本、財(cái)力成本。5.4 2、無(wú)線抄表方式無(wú)線抄表方式(一):現(xiàn)場(chǎng)手持式 APP抄表:抄表員拿上手持機(jī),通過(guò)APP按照表箱或區(qū)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(shù)據(jù)后可直接上傳數(shù)據(jù)到后臺(tái)軟件系統(tǒng),這個(gè)方式特別適合分散居民水表 或小城鎮(zhèn)及農(nóng)村地區(qū)。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下:同塔打印機(jī)GP曜/以大河抄表方
14、式(二):通過(guò)后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)自動(dòng)抄表:水司只需像安裝普通表一樣安裝好無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表,在每個(gè)居民小區(qū)的單個(gè)或多個(gè)樓棟安裝集中器,抄表人員只需在辦公室操作后臺(tái)軟件就可以抄取整個(gè)城市的水表數(shù)據(jù),且遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)每天自動(dòng)抄表一次, 實(shí)時(shí)掌握每戶水表的當(dāng)前數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),居民水表集中的小區(qū)最適用這種遠(yuǎn)程抄表方式。系統(tǒng)拓樸圖如下:花疏卡升?產(chǎn) 舉眈If法力看GPRS/方大網(wǎng)獷頓無(wú)發(fā)人戰(zhàn)遠(yuǎn)修水忐5.5 3、系統(tǒng)方案的硬件組成及產(chǎn)品描述3.1無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表防水防凍、支持預(yù)付費(fèi)、遠(yuǎn)程集中抄表和APP抄表,后臺(tái)系統(tǒng)信息化管理,實(shí)現(xiàn)井下表井外抄、戶內(nèi)表戶外抄。5.5.1.13.2無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表技術(shù)優(yōu)勢(shì):1)精
15、確計(jì)量:計(jì)量準(zhǔn)確、精度高,保證機(jī)電讀數(shù)一致;2)水表防水、防潮設(shè)計(jì):各關(guān)鍵部件經(jīng)過(guò)多重防水處理;3)防銹功能:水表閥門(mén)定期自動(dòng)開(kāi)關(guān),防止閥門(mén)銹死;4)超低功耗設(shè)計(jì):整個(gè)控制線路超低功耗設(shè)計(jì),靜態(tài)電流小于10uA,保證產(chǎn)品使用六年以上;5)高靈敏度無(wú)線通信,保證通信傳送距離遠(yuǎn),直序擴(kuò)頻無(wú)線通信技術(shù),空曠通信距離1000m;6)基表與遠(yuǎn)傳電子裝置要求采用分體結(jié)構(gòu),方便拆卸及維護(hù),基表更換時(shí),遠(yuǎn)傳電子裝置能夠重復(fù)使用。7)遠(yuǎn)傳水表基表外殼為銅殼,不銹鋼球閥,遠(yuǎn)傳部分外殼為ABS塑料外殼、防水等級(jí)符合外殼防護(hù)等級(jí)IP代碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定IP68的等級(jí);8)遠(yuǎn)傳水表具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,并能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)
16、檢測(cè);9)抗攻擊功能:水表采用了高可靠的傳感器,具有很強(qiáng)的抗磁攻擊能力;10)遠(yuǎn)傳水表具備電壓檢測(cè)功能,能夠及時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)傳水表電量情況;11)整體電路采用工業(yè)級(jí)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(yuǎn)傳水表可在潮濕環(huán)境中正常工作;13)能夠遠(yuǎn)傳采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率100%14)水表具有自動(dòng)糾錯(cuò)且多重備份的數(shù)據(jù)編碼技術(shù),字輪顯示永遠(yuǎn)和電子部分一致。3.3無(wú)線遠(yuǎn)傳閥控智能水表符合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范文件:GB/T 778.1-2007 冷水水表和熱水水表(第 1部分:規(guī)范)2部分:安裝要求)3部分:試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)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(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件5.5.1.1.1 3.4智能無(wú)線殼里的無(wú)線表端模塊支持雙向通訊,管理系統(tǒng)可遠(yuǎn)程接收表端上報(bào)數(shù)據(jù),同時(shí)可主動(dòng)抄取數(shù)據(jù)。 模塊待機(jī)電流小于10uA;水表符合IP68標(biāo)準(zhǔn)型,保證模塊安裝在極潮濕環(huán)境下而不影響模塊性能,無(wú)線遠(yuǎn)傳水表模塊能夠兼容雙干 簧管計(jì)量傳感器、雙霍爾元件計(jì)量傳感器、三霍爾元件計(jì)量傳感器、光電直讀計(jì)量傳感器等。3.4.1無(wú)線模塊技術(shù)參數(shù)1)無(wú)線模塊組:采用 LORa無(wú)線芯片直序擴(kuò)頻技術(shù)2)射頻發(fā)射功率:20dBm3)射頻接收靈敏度:-137dBm4)通信距離: 1公里5)穿樓層數(shù):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(wú)線抄表器3.5.1 產(chǎn)品才苗述無(wú)線抄表器是一款攜帶方便、具備無(wú)線遠(yuǎn)傳功能的無(wú)線智能抄表設(shè)備,它可以直接對(duì)表、集中器操 作實(shí)現(xiàn)對(duì)表的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通信和閥控。3.5.2無(wú)線抄表器參數(shù)無(wú)線模塊組:采用LORaT頻技術(shù),用于抄取水表數(shù)據(jù)射頻發(fā)射功率:20dBm與表通信距離:可抄取 20層以上高樓的水表數(shù)據(jù)藍(lán)牙模塊:藍(lán)牙4.0電源:可充電 8000mA鋰電池APP抄表軟件功能.實(shí)時(shí)單表抄取數(shù)據(jù).實(shí)時(shí)批量抄表.人工錄入.數(shù)據(jù)查詢.實(shí)時(shí)抄集中器數(shù)據(jù).實(shí)時(shí)抄表數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)系統(tǒng).設(shè)置功能5.5.1.
19、4 3.6無(wú)線集中器3.6.1 產(chǎn)品描述本產(chǎn)品綜合了先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù),32位RISC嵌入式軟硬件平臺(tái)、實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)、高性能的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微功率無(wú)線通信組網(wǎng)技術(shù),具備遠(yuǎn)程抄表、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、主動(dòng)上報(bào)等功能;使用 簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便、可靠性高、存儲(chǔ)容量大、開(kāi)放性好、性價(jià)比高的特點(diǎn)。3.6.2無(wú)線集中器功能1)接收后臺(tái)抄表系統(tǒng)的指令,進(jìn)行對(duì)水表的各種操作,車(chē)t發(fā)GPRSg收到的命令信息發(fā)送到表端2)接收到表端的數(shù)據(jù)信息發(fā)到后臺(tái)管理系統(tǒng)3)每天自動(dòng)抄取水表數(shù)據(jù)4)保存每月每天的歷史數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包括:當(dāng)前流量電池電壓,反轉(zhuǎn)流量旅警參數(shù)5)能遠(yuǎn)程抄取單只水表的數(shù)據(jù)3.6.3硬件電氣
20、參數(shù)1)集中器與水表的通訊距離1500M2)供電形式:100240VAC市電或太陽(yáng)能集中器3)支持3G, 4G通信網(wǎng)絡(luò)工作溫度:-40 C -85 C5)工作濕度:10%90對(duì)目對(duì)濕度,無(wú)冷凝6)防水等級(jí):IP657) RF天線形式:外接AT-1吸盤(pán)天線3.6.3 無(wú)線集中器安裝1)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般一棟高安裝一個(gè)集中器,多層樓房4-5棟安裝一個(gè)集中器;2)壁掛式安裝;3)現(xiàn)場(chǎng)僅僅接上220V電即可或使用太陽(yáng)能集中器,不需要任何參數(shù)設(shè)置;4、后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是穩(wěn)定的B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),WEB登錄方式,人性化界面,友好的人機(jī)交互,操作簡(jiǎn)捷。具有用戶權(quán)限管理、水表檔案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、抄表業(yè)務(wù)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(mén) 4fLl-uT12B11a.1sUMI蝴4IUW&HW 41 kEdtlfLiiB*d111M11m. 144Ml時(shí)A W 強(qiáng)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(tái)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全可靠,大型數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)用,對(duì)外數(shù)據(jù)接口靈活結(jié)合國(guó)內(nèi)自來(lái)水公司管理流程,利用大數(shù)據(jù)云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)自來(lái)水公 司自動(dòng)抄取各區(qū)域居民用戶的水表數(shù)據(jù)。ttranae常m門(mén)PWlAtIMK 內(nèi)脅M iL ”湖小 n,國(guó)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(lái)水公司以抄取水表數(shù)據(jù)、營(yíng)業(yè)收費(fèi)為核心的抄表系統(tǒng)軟件系統(tǒng)自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程控閥、抄表數(shù)據(jù)查詢及統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、各類(lèi)報(bào)表輸出等功能,是真 正做到DMA分區(qū)計(jì)量的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)軟件。5、后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的主要功能檔案管理對(duì)應(yīng)多地址、多表具的用戶檔案管理每個(gè)用戶有唯一的檔案信息記錄,而每個(gè)用戶記錄又可以擁有多個(gè)地址信息記錄,而每個(gè)地址 信息記錄又可以對(duì)應(yīng)多個(gè)表具信息記錄。遠(yuǎn)傳抄表的集中器設(shè)備管理;按照地理
24、的區(qū)域分布和安裝設(shè)備的所屬關(guān)系,建立區(qū)域信息記錄,然后建立所屬此區(qū)域的集中器信息記錄,手持機(jī)抄表的小區(qū)、樓棟的分組檔案管理;按照實(shí)際抄表員的管理區(qū)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(qū)信息記錄,再 建立所屬此小區(qū)的樓棟信息記錄。抄表管理遠(yuǎn)程集中器數(shù)據(jù)抄表;讀取抄表區(qū)域中所屬集中器的中表具的當(dāng)前數(shù)據(jù)上傳,由于讀取集中器中收集到的表具數(shù)據(jù),不會(huì)影響到表具的使用壽命,卻可以及時(shí)的得到用戶的使用情況。遠(yuǎn)程批量單表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)抄表;對(duì)于指定用戶,不僅可以直接讀取表具的定時(shí)定量數(shù)據(jù),還可以讀取表具的當(dāng)前實(shí)時(shí)用戶數(shù)據(jù)。自動(dòng)遠(yuǎn)傳的集中器數(shù)據(jù)抄表、單表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)補(bǔ)抄;為減少每個(gè)費(fèi)用期間抄表人工操作,提
25、供了對(duì)所有表具的自動(dòng)抄取功能,系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的 抄表時(shí)間,自動(dòng)對(duì)表具進(jìn)行抄表。實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)、階梯水價(jià)功能。遠(yuǎn)程集中器參數(shù)設(shè)置;為方便現(xiàn)場(chǎng)的工程調(diào)試和后期的設(shè)備維護(hù)管理,提供了遠(yuǎn)程集中器 的參數(shù)設(shè)置功能。遠(yuǎn)程下載集中器管理的用戶表具檔案參數(shù)信息;為減少工程調(diào)試中的表號(hào)設(shè)置,提供了按 照所屬集中器表具檔案,自動(dòng)將表具檔案信息下發(fā)到集中器中。APP抄表檔案下載和抄表數(shù)據(jù)上傳;提供手持抄表機(jī)抄表用APP將用戶檔案的下載和 APP抄表后抄表數(shù)據(jù)的上傳。手持抄表機(jī)用 APP按設(shè)備或按分組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抄表;手持機(jī)對(duì)安裝有集中器的現(xiàn)場(chǎng),提供直接讀取集中器中的表具數(shù)據(jù);對(duì)現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有集中器,可以直接讀取用戶表具數(shù)據(jù)的方式。
26、表務(wù)管理用戶地址、水表信息相關(guān)查詢查詢用戶、地址及水表信息的開(kāi)戶、銷(xiāo)戶、修改、裝表、換表等操作。抄表設(shè)備信息查詢查詢水表、集中器的設(shè)備及歸屬信息。水表日常狀態(tài)監(jiān)控、查詢查詢用戶水表的用量、電池電壓、表具狀態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度等信息。水表數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析全部或單個(gè)小區(qū)的所有水表或單只水表的歷史數(shù)據(jù)、當(dāng)前數(shù)據(jù)的查詢、某一時(shí)間段的用水量統(tǒng) 計(jì)、分析等信息。5.8 6、遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)與自來(lái)水公司其他MIS系統(tǒng)的接口EXCEL文件接口自來(lái)水公司MIS系統(tǒng)提供接口和數(shù)據(jù)格式, 將抄表數(shù)據(jù)及用戶信息以 EXCELS件方式上傳到自來(lái)水 公司MIS系統(tǒng),是目前最通行的做法,簡(jiǎn)單、方便可靠。通信服務(wù)開(kāi)發(fā)接口遠(yuǎn)傳水表系
27、統(tǒng)直接提供標(biāo)準(zhǔn)化的 WCF!信服務(wù)接口,通過(guò)通信服務(wù)接口的開(kāi)發(fā),將遠(yuǎn)程抄表功能直 接集成到MIS系統(tǒng)中。定制數(shù)據(jù)接口原有MIS系統(tǒng)僅提供了數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出格式,而且MIS系統(tǒng)沒(méi)有后續(xù)開(kāi)發(fā)擴(kuò)展能力。先通過(guò)遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)對(duì)用戶信息、表具信息、設(shè)備信息進(jìn)行管理,再通過(guò)遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程 GPRS/CDMA式抄表或手持機(jī)人工抄表, 再根據(jù)MIS系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn),生成指定格式的接口程序或數(shù)據(jù)。后臺(tái)系統(tǒng)安全私有協(xié)議化的通信數(shù)據(jù);點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的公網(wǎng)接入模式;通信服務(wù)的采用接入授權(quán)方式;通信服務(wù)與數(shù)據(jù)庫(kù)的隔離保護(hù);功能模塊操作權(quán)限的分配;操作用戶的登錄授權(quán);操作系統(tǒng)的軟件防火墻;操作系統(tǒng)的硬件防火墻;6三、無(wú)線水表遠(yuǎn)程
28、抄表的實(shí)施1、項(xiàng)目背景近幾年城市擴(kuò)容越來(lái)越快,居民生活水平越來(lái)約越高,用水量在逐步增大的情況下,歷史遺留的問(wèn)題給 自來(lái)水公司的管理帶來(lái)諸多不便,老舊小區(qū)管網(wǎng)需改造,智能化改造變得越來(lái)越重要。北方地區(qū)由于冬季嚴(yán)寒,水表需要防水防凍,隨著抄表到戶,自來(lái)水公司使用的產(chǎn)品多樣 ,較多老舊小區(qū)水表安裝到屋內(nèi),使抄表員抄表帶來(lái)諸多不便,抄表難的問(wèn)題就變得很?chē)?yán)重 .由于歷史原因,已經(jīng)使用了形形色色的多種水表 ,老舊小區(qū)以機(jī)械水表為主,有些老舊小區(qū)的機(jī)械水 表已經(jīng)超期服役。以IC卡水表為主的小區(qū),無(wú)法統(tǒng)計(jì)每一個(gè)用戶的實(shí)際用水量,產(chǎn)銷(xiāo)差嚴(yán)重,無(wú)法實(shí)現(xiàn)階梯水價(jià), 由于IC卡水表高功耗需經(jīng)常更換電池和控閥的問(wèn)題,導(dǎo)
29、致老百姓不能正常用水,根本不能滿足目前信息化 發(fā)展的要求。老房子戶內(nèi)表根本不能做有線遠(yuǎn)傳水表,那樣施工很麻煩,同時(shí)也不能把水表出戶,改造用戶用水管道 工程量更大。無(wú)線水表也適合新小區(qū)高層的應(yīng)用,新建多層樓房不是框架結(jié)構(gòu),而是磚混結(jié)構(gòu),沒(méi)有管道井,布線相 對(duì)不容易,建議使用無(wú)線遠(yuǎn)傳水表。以上幾種水表存在形式,但對(duì)于自來(lái)水公司來(lái)講,無(wú)論哪個(gè)方案,必須做到:1、后臺(tái)收費(fèi)系統(tǒng)必須兼容,任何廠家的數(shù)據(jù)必須能進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)2、所有的表必須能實(shí)現(xiàn)階梯收費(fèi),而且結(jié)算日期一樣,凍結(jié)日期一樣3、所有系統(tǒng)必須做到維護(hù)容易,故障已排查,自來(lái)水公司能簡(jiǎn)單維護(hù)。2、無(wú)線遠(yuǎn)傳智能水表及遠(yuǎn)程抄表的實(shí)施)實(shí)施前的準(zhǔn)備硬件產(chǎn)品設(shè)備:無(wú)
30、線遠(yuǎn)傳水表、無(wú)線集中器、無(wú)線抄表器2)無(wú)線遠(yuǎn)傳水表在小區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施安裝無(wú)線水表:自來(lái)水公司安裝無(wú)線遠(yuǎn)傳水表跟裝普通機(jī)械表一樣安裝。建立水表檔案:按照自來(lái)水公司的無(wú)線遠(yuǎn)傳水表裝表單填寫(xiě)無(wú)線遠(yuǎn)傳水表信息,形成無(wú)線遠(yuǎn)傳水表的電子檔案表格批量導(dǎo)入遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng);由自來(lái)水公司在營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)修改或添加水表檔案信息。安裝無(wú)線集中器:根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同:1棟樓或多棟樓裝一個(gè)無(wú)線集中器?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試:可通過(guò)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)遠(yuǎn)程調(diào)試,也可現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)APP調(diào)試 。抄表:調(diào)試完后,即可進(jìn)行后臺(tái)遠(yuǎn)程抄表或現(xiàn)場(chǎng)用APP抄表,現(xiàn)場(chǎng)裝有集中器的小區(qū),后臺(tái)系統(tǒng)可自動(dòng)抄表;也可 APP抄表后直接上傳數(shù)據(jù)到后臺(tái)抄表系統(tǒng)。收費(fèi):與自來(lái)水公司的營(yíng)
31、業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)接口對(duì)接,抄表數(shù)據(jù)上傳到營(yíng)業(yè)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行收費(fèi)。通過(guò)以上實(shí)施流程看出本無(wú)線遠(yuǎn)傳水表及抄表方案實(shí)施便利,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施不是 復(fù)雜龐大的工程;應(yīng)用操作方便、穩(wěn)定可靠、免維護(hù);對(duì)外智慧水務(wù)軟件接口兼 容性好。第二講 水表的結(jié)構(gòu)和工作原理 文字信息修改時(shí)間:2007-10-20 14:13:02信息來(lái)源:添加人:詹志杰特約嘉賓第一節(jié)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,速度式水表的定義為“安裝在封閉管道中,由一個(gè)動(dòng)力元件組成,并由水流速直接使其獲得運(yùn)動(dòng)的一種水表”。當(dāng)水流通過(guò)水表時(shí),驅(qū)動(dòng)葉輪(旋翼 或螺翼)旋轉(zhuǎn),而水流的流速與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比, 因水流驅(qū)
32、動(dòng)葉輪處噴口的截面積為常數(shù), 故葉輪的轉(zhuǎn)速與流量也成正比。通過(guò)葉 輪軸上的聯(lián)動(dòng)部件與計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)相 連接,使計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)累積葉輪(旋翼或螺翼)的轉(zhuǎn) 數(shù),從而記下通過(guò)水表的水量。一、多流束水表多流(束)水表:水流通過(guò)水表時(shí),有多束(月)水流從葉輪盒四周流人,驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。這種水表的公稱(chēng)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(jì)量機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)和濾水網(wǎng)等組成。水流沖擊葉輪后,葉輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),所轉(zhuǎn)圈 數(shù)通過(guò)計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)累計(jì),記錄顯示通過(guò)水表的水量。見(jiàn)圖 2-1和2-2。圖21旋翼多流束水表的結(jié)構(gòu)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(xiāo)子;
33、7-O 形密封墊圈;8-葉輪計(jì)量機(jī)構(gòu);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(jié)構(gòu)展開(kāi)圖1-表蓋;2 軸銷(xiāo);3 銅罩;4罩子襯墊;5表玻璃;6- O形密封圈; 7計(jì)數(shù)器;8防磁環(huán);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(diào)節(jié)螺釘;17調(diào)節(jié)螺釘墊片;18調(diào) 節(jié)塞;19濾水網(wǎng);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(jiàn)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(nèi)被測(cè) 水
34、不致滲漏至表外。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,水表應(yīng)能承受水壓1.6MP3持續(xù)15min和水壓2.0MPa持續(xù)1min的壓力試驗(yàn)。因此,表殼、中罩和表玻璃均應(yīng)滿足上 述要求。表殼材料一般采用灰鑄鐵(HT 150 ,見(jiàn)GB 9436-1988)或鑄造鉛黃 銅(ZcuZn40Pb2,見(jiàn)GBll76 1987)。中罩材料一般采用鑄造鉛黃銅(ZcuZn40Pb2, 見(jiàn)GB 1176-1987)。表玻璃應(yīng)采用符合 JB/T 8480 1996的鋼化玻璃。計(jì)量機(jī)構(gòu)計(jì)量機(jī)構(gòu)主要由齒輪盒、葉輪盒、整體葉輪、頂尖、調(diào)節(jié)板等組成, 見(jiàn)圖23。計(jì)量機(jī)構(gòu)是水表的“心臟”,它對(duì)水表的計(jì)量性能和耐用性起著關(guān) 鍵的作用。圖2一3 旋翼式
35、水表計(jì)量機(jī)構(gòu)圖1-齒輪盒:2-整體葉輪;3-葉輪盒;4-頂尖,5-調(diào)節(jié)板(1)齒輪盒計(jì)數(shù)器置于齒輪盒中,與齒輪盒上部的內(nèi)孔相配合。齒輪盒下部有 一凸臺(tái),與葉輪盒相配合。齒輪盒在旋翼多流水表的機(jī)芯中, 起著承下啟上的作 用。為此,要求齒 輪盒上部?jī)?nèi)孔與下部凸臺(tái)間應(yīng)有良好的同軸度。另外,齒輪 盒外壁應(yīng)有定位線或底部有定位鍵, 以保證與葉輪盒配合時(shí)的定位要求, 從而確 保性能的穩(wěn)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(dāng)水表在大流量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)葉輪旋轉(zhuǎn)起阻尼作用,以改善水表在大流量區(qū)域 的性能曲線。因?yàn)?當(dāng)很小的流量通過(guò)水表時(shí),其流速很低,水流的動(dòng)能極小, 不足以克服葉輪的
36、慣性,故葉輪未轉(zhuǎn)動(dòng)。待稍加大流速,葉輪雖轉(zhuǎn)動(dòng),但不能準(zhǔn) 確計(jì)量,故最小流量以下 的流量范圍水表呈偏慢的現(xiàn)象。此后逐漸加大流速, 水表向快的趨勢(shì)發(fā)展,如果沒(méi)有齒輪盒上的筋加以阻尼,則這種趨勢(shì)將會(huì)持續(xù)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(huì)趨向平 穩(wěn)。水流從葉輪盒進(jìn)水孔流人后,一方面驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),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(shí),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(tài),水的粘性作用占主要地位,齒 輪盒上的筋對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速無(wú)影響。當(dāng)流速大到一定程度時(shí) (一般為0.7m/s左右), 間隙處水流從層流 過(guò)渡到湍流,造成齒
37、輪盒若干條筋的下方產(chǎn)生旋渦,使葉輪 轉(zhuǎn)速有所減低。同時(shí),因流速增大,在葉輪盒內(nèi)呈螺旋上升的水流,有一部分沖 到齒輪盒筋反射回來(lái),其 方向卻與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反,故又使葉輪轉(zhuǎn)速降低, 使水表不致于出現(xiàn)沒(méi)有齒輪盒筋那樣快 10%15%后才使誤差趨向平穩(wěn)的現(xiàn) 象。變化示意見(jiàn)圖24。圖24 齒輪筋對(duì)性能曲線的影響齒輪盒底部裝有三塊可任意調(diào)節(jié)角度的調(diào)節(jié)板,具作用是通過(guò)調(diào)整 調(diào)節(jié)板角度,以改變水流從調(diào)節(jié)板反射回來(lái)時(shí)反作用力的大小,即改變水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速阻尼力的大小,達(dá)到調(diào)節(jié)大流量區(qū)域誤差的目的。 這種調(diào)節(jié)對(duì)小流量區(qū)域 影響不大。(2)葉輪盒葉輪盒是計(jì)量機(jī)構(gòu)中最關(guān)鍵的部件。葉輪盒上部?jī)?nèi)孔與齒輪盒下臺(tái) 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(guò)盈配合,將頂尖用力壓人。葉輪盒上部?jī)?nèi)孔與頂尖應(yīng)具有良好 的同軸度。在葉輪盒四周有兩排斜孔,下排為進(jìn)水孔,上排為出水孔,前者比 后者對(duì)水表計(jì)量特性與壓力損失的影響, 更為至關(guān)重要。進(jìn)水孔一般在葉輪盒注 塑時(shí)一次成型為矩形孔或長(zhǎng)方孔。進(jìn)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(duì)稱(chēng)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(duì)水表在小流量區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),使水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速產(chǎn)生阻尼。因此, 調(diào)整葉輪下平面與葉輪盒筋之間的間隙,將會(huì)對(duì)小流量區(qū)域的示值誤差產(chǎn)生影 響。同時(shí),當(dāng)用水設(shè)備一
39、旦關(guān)閉,水流不再流經(jīng)水表時(shí),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(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)量的目的。對(duì)于內(nèi)部調(diào)節(jié)式水表而言,在葉輪盒底部有若干個(gè)調(diào)節(jié)孔,如 LXS-15C20C水表的葉輪盒底部,均布有三排、每排二只的調(diào)節(jié)孔。調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)功能,同 時(shí),在誤差調(diào)節(jié)時(shí),直孔比斜孔顯得更敏感,在微量調(diào)節(jié)時(shí)比較難掌握。(3)葉輪無(wú)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(yīng)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(zhuǎn), 與葉輪軸和軸上的中心齒輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
40、對(duì)于大多數(shù)水表來(lái)說(shuō),在常用流量時(shí),水表葉輪的轉(zhuǎn)速,一般在 750900r/min。所以希望葉輪具有較好的動(dòng)平衡性能,以減少運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn) 動(dòng)。頂尖的最上尖部與葉輪軸的下端凹軸承直接形成點(diǎn)滑動(dòng)接觸,以便使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈敏。除了 頂尖頭、軸與螺紋間應(yīng)具有良好的同軸度外,頂尖頭的材質(zhì) 應(yīng)具有很高的耐磨性能,一般以特殊配方的硬質(zhì)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(dòng)流量值)而將頂尖頭做成很尖。 否則,經(jīng)短時(shí)間使用,頂尖頭即會(huì)磨損,使水表出現(xiàn)大流量區(qū)域變快、最小流量 時(shí)變慢的
41、情況。這是因?yàn)樵谏?述兩種流量下,葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)呈下沉狀態(tài),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(duì)葉輪轉(zhuǎn)速 的阻尼減小,水表在大流量區(qū)域變 快。而小流量時(shí),葉輪下平面與葉輪盒筋的 間隙減小,水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速的阻尼增大。同時(shí),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(shí)變慢和始動(dòng)流 量值增大。如果頂尖頭嚴(yán)重磨損,即使在大流量情況下,其磨擦阻力的影響會(huì)達(dá) 到或超過(guò)水流對(duì)葉輪轉(zhuǎn)速阻尼減小的影響,水表在大流量時(shí)的誤差又會(huì)恢復(fù)到準(zhǔn)確或變慢。3 計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)常稱(chēng)為計(jì)數(shù)器,常見(jiàn)的形式有指針式、字輪式和指針字輪 組合式。(1)指針式計(jì)數(shù)
42、機(jī)構(gòu)指針式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)一般由上夾板、下夾板、托板、齒輪級(jí)、標(biāo)度盤(pán)、 指針、圓指針及螺釘?shù)冉M成。a .上夾板、下夾板夾板、下夾板和托板三者(有些產(chǎn)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(duì)應(yīng)序號(hào)的軸孔投影,應(yīng)分別重 合。齒輪在齒輪 架中的上、下竄量應(yīng)保持在 0. 60. 8mmi問(wèn),若竄量過(guò)小, 當(dāng)上夾板一旦變形下凸時(shí)就會(huì)將齒輪上、下夾緊,齒輪組傳動(dòng)阻力就增大,水表 的始動(dòng)流量和最 小流量下的誤差就達(dá)不到要求。上夾板下面中心有一凸臺(tái),其中有一孔與葉輪上端的光軸組成運(yùn)動(dòng)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(jì)數(shù)作用
43、。公稱(chēng)口徑 1550mmK表的齒輪組,均由17 只齒輪組成。公稱(chēng)口徑80150mms翼式水表白齒輪組由18個(gè)齒輪組成。圖2-5 為L(zhǎng)XS-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(zhuǎn)數(shù)記錄下來(lái),通過(guò)指針在度盤(pán)上指示出流經(jīng)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(dòng)輪(即小齒)起,直到末位齒輪止,起計(jì)數(shù)作用,稱(chēng)為計(jì)數(shù)齒輪,其相鄰的兩指針的齒輪間,其速比均為 10:1 ,由此構(gòu)成連續(xù)十進(jìn)位方式。齒輪排列展開(kāi)圖圖2-5 LXS-15C25C水表的齒輪排列圖和標(biāo)度盤(pán)1-螺釘;2-圓指針;3-指針;410-
44、齒輪;11-標(biāo)度盤(pán);12-上夾板;13-下 夾板;14-托板;15-螺釘不同規(guī)格的水表,在通過(guò)等量水體積的情況下,其葉輪與第一位指針的轉(zhuǎn)數(shù) 比是不同的。變速齒輪的作用是通過(guò)其主、 被動(dòng)輪的齒數(shù)變化,取得不同的速成 比而滿足不同規(guī)格水表的需要,從而可最大限度地提高上、下夾板、度盤(pán)等零部 件的通用化程度。習(xí)慣上將水表第一位紅指針轉(zhuǎn)一圈與其葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)之比,稱(chēng)為該水表的減 速比i。這一減速比為主動(dòng)輪齒數(shù)與被動(dòng)輪齒數(shù)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(jì)算出各種規(guī)格水表在各種流量下的葉輪轉(zhuǎn)速。例如,要計(jì)算 LXS 15C水 表在常用流量(1 . 5myh)下的葉輪每分鐘轉(zhuǎn)速時(shí),可按下式計(jì)算:流量1.玳口=741第一鑿辟十1圈對(duì)應(yīng)的示值乂減速比1001 X 礴|同理,可得到LXS 20C, 25C, 40C規(guī)格的水表在常用流量下的葉輪轉(zhuǎn)速為 937. 5, 908. 7和 589. 67r/rain 。c.標(biāo)度盤(pán)標(biāo)度盤(pán)的分格,一要滿足檢定時(shí)的分辨率要求,二要滿足在水表正常的使用 年限內(nèi)水表的顯示數(shù)不返回零。1m3及其倍數(shù)的指針和度盤(pán)用黑色,1m
46、3以下的用紅色。規(guī)程JJGl62 1985和標(biāo)準(zhǔn)GB/T7781996規(guī)定:水表最小分度值(水表標(biāo) 準(zhǔn)稱(chēng)為檢定分格值)應(yīng)滿足檢定時(shí)的準(zhǔn)確度不低于o . 5% (每一次讀數(shù)允許有不超過(guò)1 /2最小分度值的允許讀數(shù)誤差),以及最小流量檢定所需時(shí)間不應(yīng)超過(guò) 1h30min;應(yīng)能在不越過(guò)零的情況下記錄下相當(dāng)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(shuō)明:國(guó)際建議OIMLR49- l : 2000(E)中的表述為“檢定標(biāo)尺的分格值,應(yīng)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(yùn)行l(wèi)h30min的實(shí)際體積的0. 5% (對(duì)2級(jí)表)”,這樣的表述更準(zhǔn)確。LXS- 15C25C水表
47、的標(biāo)度盤(pán)如圖。26所示。在水表檢定時(shí),要注意最 小分格值的讀數(shù),見(jiàn)圖2-6所示。水表最小位圓標(biāo)度的主分格值為0. 0001m (或稱(chēng)0. 11),其間一分為二作為細(xì)分格,則成為檢定分格或最小分 度值0. 00005 m3根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理,為取得較快的讀數(shù),采取二步內(nèi)插法, 即根據(jù)目測(cè),將細(xì)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(xì)分格中的假想 中線,則讀取下限分格值,如圖 26(a)應(yīng)讀作0. 00005 m3,如果指針指向大于(或等于)細(xì)分格中的假想中線,則讀取上限分格值,如圖26(b)中應(yīng)讀為 0. 00010m3圖2-6水表標(biāo)度盤(pán)讀數(shù)檢定分格值、檢定用水量、檢定所需時(shí)間三
48、者互為聯(lián)系、互相牽制,在水表 的檢定分格值設(shè)計(jì)、檢定用水量的確定及水表檢定裝置的量器量限設(shè)計(jì)時(shí)都需考 慮。檢定分格值應(yīng)符合表2-2的要求。水表的十進(jìn)位數(shù)應(yīng)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(jìn)位數(shù)(2)指針字輪組合式、字輪式指針字輪組合式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)具有讀數(shù)清晰、抄讀方便等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)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(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)。國(guó)內(nèi)的指針字輪組合式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)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(jiàn)圖27。對(duì)于公稱(chēng)口徑1525mmi勺水表,其第一位 字輪的分格值為0.1 m3 ,數(shù)字顏色為紅色,其后等于或大于 1m3的四個(gè)字輪上 的數(shù)字均為黑色。有些企業(yè)生產(chǎn)的這種計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu),將字輪組置于字輪匣中,字輪 匣的四周和底部與被測(cè) 水隔開(kāi),僅在上
50、夾板上開(kāi)有供讀數(shù)的狹長(zhǎng)的 5個(gè)“窗 孔”,避免字輪被水中的一些雜質(zhì)卡死或影響抄讀的缺陷。字輪的進(jìn)位是在相鄰低位數(shù)字輪上的數(shù)字自9轉(zhuǎn)至0時(shí)完成的。字輪式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)除了指示始動(dòng)流量用星形指針外,其余讀數(shù)位均用 字輪。圖27 指針字輪組合式計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)排列圖1-標(biāo)度盤(pán);2-圓指針;3-(紅色);411-齒輪;12-蝸桿齒輪;13-標(biāo)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(wǎng)國(guó)內(nèi)自來(lái)水質(zhì)近年來(lái)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(zhì),這些雜質(zhì)隨著水流最終來(lái)到水表進(jìn)口處。 為防止雜質(zhì)進(jìn)入水 表機(jī)芯,造成
51、水 表故障,故在水表進(jìn)口端均裝有濾水網(wǎng)。 常用的為碗狀濾水網(wǎng), 安置在葉輪盒的外面,這種結(jié)構(gòu)容垢能力較大,且即使堵塞一部分網(wǎng)孔后對(duì)計(jì)量 能力也影響較??;另 一種為筒狀濾水網(wǎng),安置于水表表殼的進(jìn)水一方,效果比 碗狀濾水網(wǎng)差。二、單流束水表單流(束)水表:水流通過(guò)水表時(shí),僅有一束(月)水流驅(qū)動(dòng) 葉輪旋轉(zhuǎn)。單流水表的公稱(chēng)口徑一般為 15(或者13)25mm體積較小,誤差調(diào) 節(jié)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(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)板和濾水網(wǎng)等組成。結(jié)構(gòu)示意如圖 28。圖2-8 單流水表結(jié)構(gòu)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(jì)數(shù)器;7-防 磁環(huán);8-傳動(dòng)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(wǎng),17-齒輪盒組件;18-調(diào)節(jié)片;19-開(kāi)槽盤(pán) 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(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)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(dān)。如表殼上部?jī)?nèi)孔與計(jì)數(shù)器相配合,取代了齒輪盒的部 分功能。表殼的進(jìn)出水孔和其 內(nèi)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于多流水表。如應(yīng)具備較高精度的進(jìn)、出水 孔的孔徑、粗糙度及其切線半徑。表 殼上部臺(tái)肩與中心螺孔應(yīng)保持較高的同軸 度。如無(wú)高精度多工位的專(zhuān)用機(jī)床,很難達(dá)到這些要求和取得高的生產(chǎn)效率。調(diào)節(jié)板單流水表只有內(nèi)調(diào)式而無(wú)外調(diào)式,其誤差調(diào)節(jié)是通過(guò)改變計(jì)數(shù)器 下方的三塊調(diào)節(jié)板的角度來(lái)達(dá)到的,具調(diào)節(jié)原理與LXS 80150旋翼多流束水 表中的上調(diào)節(jié)板相似。濾水網(wǎng)單流水表的濾水網(wǎng)是一片呈球面的薄片,其上有許多小孔。濾水網(wǎng)置于表殼進(jìn)口端,以阻攔水中雜質(zhì)通過(guò)。但受表殼進(jìn)水端通徑的限制,濾 水網(wǎng)的孔的總面積難以達(dá) 到設(shè)計(jì)要求的水表公稱(chēng)口徑面積的1.5倍。因此,
54、當(dāng) 單流水表稍有水中的雜質(zhì)堵塞網(wǎng)孔時(shí), 在同等流量條件下,通過(guò)濾水網(wǎng)并驅(qū)動(dòng)葉 輪旋轉(zhuǎn)的水流速大于未堵前的 水流速,從而使葉輪轉(zhuǎn)速提高,造成水表變快。 所以,單流水表對(duì)水質(zhì)和流場(chǎng)的要求較高。下頂尖單流束水表僅一股水流驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn),所以當(dāng)葉輪以較高速度 旋轉(zhuǎn)時(shí),始終受到一個(gè)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(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)與被測(cè)水隔絕,故不受水中懸浮雜質(zhì) 的影響,確保計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)的正常工作和讀數(shù)的清晰,同時(shí)也不會(huì)像濕式水表那樣, 因表內(nèi)外溫差而造成玻璃下方起霧或凝結(jié)水珠等影響水表抄讀的現(xiàn)象。旋翼多流干式水表的誤差調(diào)節(jié)裝置一般為外調(diào)型
55、式,其外形 尺寸及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與同規(guī)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(qū)別在于計(jì)量機(jī)構(gòu)。見(jiàn)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(huán)或柱狀磁鋼)與中心齒輪下端的磁性元件相耦合。當(dāng)水流推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)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(qū)動(dòng)中心齒輪同步旋轉(zhuǎn),并由中心傳動(dòng)計(jì)數(shù)器 記錄流經(jīng)水表的水量。. - - 一一n .圖2-9干式水表計(jì)量機(jī)構(gòu)1-葉輪盒;2-葉輪組件;3-水表指示機(jī)構(gòu)總成如上所述,干式水表的計(jì)量機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)形狀 一般有環(huán)狀磁
56、鋼、柱狀磁鋼和環(huán)狀磁鋼與“門(mén)”形矽鋼片。干式水表的齒輪盒干式水表的計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)是依賴齒輪盒與被測(cè)水隔絕,所以齒輪盒底部 及四周須能承受力2MPaffi力試驗(yàn)而不變形。為此,在設(shè)計(jì)干式水表時(shí),除了在 齒輪盒上、下底部增設(shè)了十余條加強(qiáng)筋外,往往在齒輪盒上底部和內(nèi)壁襯以金屬 的碗狀內(nèi)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(yùn)動(dòng)部件的磨擦阻力,提高始動(dòng)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(jì)數(shù)機(jī)構(gòu),除了靠齒輪盒四周和底部將其中被測(cè)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(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)。四、
57、立式水表在安裝空間狹小的場(chǎng)所,可以安裝立式水表,實(shí)物圖見(jiàn)附錄C圖C.3。 立式水表的內(nèi)部構(gòu)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(cè),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(hù)盒、節(jié)省安裝費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。五、定量水表在一些化工生產(chǎn)、玻璃生產(chǎn)、食品加工、建筑混凝土攪拌等過(guò)程中, 需要定量供水,一種方法是在穩(wěn)定流條件下控制供流時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)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(shù)控兩種類(lèi)型,其基本原理 相同,其外形見(jiàn)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(shù)控定量水表的
58、原理是,啟動(dòng)電磁閥后水流通過(guò)水表,使葉片感應(yīng) 出一系列的脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)經(jīng)放大、分頻后與定值器所預(yù)置的流量相減,當(dāng) 減到零時(shí),經(jīng)過(guò)控 制器關(guān)閉電磁閥,完成一次定量供水。定量水表一般為工業(yè) 用途,其口徑在25mmz上。定量水表的一次供水量根據(jù)水表的口徑和定值器預(yù) 置值而定,如公稱(chēng)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?yàn)榱髁糠秶梢远c(diǎn)或較小,定量水表的一次 供水量的誤 差可以控制在土 1%內(nèi)。六、同軸水表(單接口水表)同軸水表又稱(chēng)單接口水表,其水流的進(jìn)口與出口在同一個(gè)接口上, 其接管是專(zhuān)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(tǒng)的水表。該產(chǎn)品采用專(zhuān)用接口,與多路共管的供水管組成一個(gè)管路系統(tǒng),單一管路系統(tǒng)內(nèi)部采用多路扇 形通道,適用于多層樓房用戶(最多可達(dá)垂直單元8層、8個(gè)用戶)的戶外集中安 裝的“一戶一表”,見(jiàn)圖210。圖2-10單接口水表與多路共管系統(tǒng)圖七、性能特點(diǎn)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(guān)系來(lái)表示。旋翼式水表的誤差特性曲線見(jiàn)圖211。其特征為:在小流量時(shí), 誤差急劇偏負(fù);隨著流量 增至分界流量附近,誤差曲線快速向正向移動(dòng),并達(dá) 到一個(gè)峰值;當(dāng)流量繼續(xù)增大時(shí),誤差曲線又向負(fù)方向偏移。圖2ll 旋翼式水表誤差特性圖旋翼式水表的計(jì)量等級(jí)一般只達(dá)到 A級(jí)或B級(jí),其對(duì)應(yīng)的 流量范
60、圍和特性流量點(diǎn)可參看附錄 Do壓力損失旋翼式水表的壓力損失在其過(guò)載流量下應(yīng)不超過(guò)0.1MP3不裝過(guò)濾器的旋翼式水表的實(shí)際壓力損失在(0.0400.085)MPa范圍內(nèi)。耐壓強(qiáng)度旋翼式水表應(yīng)能承受水壓1.6MP3持續(xù)15min和水壓2.OMPa持續(xù) lmin的壓力試驗(yàn)。使用壽命和計(jì)量性能變化趨勢(shì)水表的使用壽命與產(chǎn)品所采用的結(jié)構(gòu)、材料密切相關(guān),也受到使用 場(chǎng)合的安裝、水質(zhì)好壞的影響。實(shí)驗(yàn)室對(duì)使用壽命的試驗(yàn)情況不完全代表實(shí)際使 用的場(chǎng)合。一般說(shuō)來(lái),水表的外殼不易損壞,可長(zhǎng)久使用,容易損壞或磨損的 是內(nèi)部機(jī)芯。水表的活動(dòng)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(xù)通水試驗(yàn)
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