無(wú)源直讀水表技術(shù)

無(wú)源直讀水表技術(shù)第1頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六目錄一、無(wú)源水表介紹二、厚膜電路介紹三、厚膜電路在水表中的應(yīng)用四、PEN材料介紹五、PEN材料在水表中的應(yīng)用六、產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過(guò)程七、抄表系統(tǒng)介紹第2頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第3頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）整個(gè)系統(tǒng)平時(shí)工作無(wú)需任何電源，只在抄表瞬間提供電源，數(shù)據(jù)永不丟失。（2）在濕式水表中采用獨(dú)特的專利密封技術(shù)，將厚膜電路和字輪密封在透明的字輪盒內(nèi)，可在不同的水質(zhì)中使用，既保證水表的讀數(shù)永久清晰，同時(shí)也保證電子傳感器部分工作長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠。（3）新裝、更換直讀水表時(shí)不需初始化設(shè)置。（4）在信號(hào)線發(fā)生開(kāi)路、短路故障時(shí)，不影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，當(dāng)線路恢復(fù)正常后，所采集的數(shù)據(jù)與水表當(dāng)前的計(jì)數(shù)示值仍保持一致。（5）數(shù)據(jù)采集無(wú)累積誤差，且在字輪進(jìn)位采集時(shí)不會(huì)產(chǎn)生誤亂碼現(xiàn)象。如下圖所示第4頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第5頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（6）不受外部電壓、光源、高低頻、磁場(chǎng)、水壓等環(huán)境因素的影響.（7）傳感器件由鈀/銀/釕等稀貴金屬制作,能保證傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。（8）厚膜電路式傳感器,可以防止水錘/水壓振動(dòng)而引起的信號(hào)變化.第6頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）無(wú)源直讀濕式水表技術(shù)原理：在密封字輪盒的字輪上設(shè)置電刷簧片，通過(guò)字輪上面的電刷簧片與厚膜電路的電極進(jìn)行接觸運(yùn)動(dòng)，將字輪對(duì)應(yīng)的數(shù)字經(jīng)過(guò)機(jī)電轉(zhuǎn)換輸出相應(yīng)的電信號(hào)，從而真正實(shí)現(xiàn)了“讀表”。（2）厚膜電路取值精密在每一位數(shù)字的取值上設(shè)定了若干個(gè)點(diǎn)，數(shù)據(jù)采集值與任意水表讀數(shù)示值的隨機(jī)誤差為±0.5m3（3）厚膜電路與電刷簧片均采用特殊金屬材料厚膜電路采用了鈀銀合金等稀貴金屬材料，耐腐、耐磨、導(dǎo)通電性能良好，電刷簧片采用了稀土銀合金制造而成，彈性好、壽命長(zhǎng)、導(dǎo)電性能良好、耐腐蝕性極強(qiáng)。第7頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（4）采用自緊式唇形密封圈新技術(shù)，當(dāng)水壓增大時(shí)，密封圈的雙唇緊緊的含住十牙輪，壓力越大含的越緊，保證了傳感器的密封性。第8頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)源直讀濕式水表有基表、傳感器、智能芯片三部分組成：（1）基表

選用E型液封水表、四位指針、四位字輪水表,最大讀數(shù)值9999.999m3。（2）傳感器

采用先進(jìn)的多級(jí)厚膜電路做為無(wú)源傳感器件，根據(jù)水表不同的示值讀數(shù),實(shí)時(shí)輸出相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。（3）智能芯片

可根據(jù)不同的要求將水表制作成分線、RS485總線、C-MBUS總線形式。第9頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六123456711910131214151681銅罩2墊圈3傳感器4密封圈5機(jī)芯6夾環(huán)7表殼8金屬軟管

9螺絲10平墊11密封圈12圓蓋13

O型密封圈14外罩15模塊16模塊盒第10頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六傳感器內(nèi)部的玻璃與傳感器透明盒緊貼在一起，防止由于水壓因素導(dǎo)致透明盒變形；信號(hào)線從透明盒的出線槽引出，信號(hào)線與密封圈交叉處采用專用密封膠密封，防止外面的水分沿信號(hào)線進(jìn)入傳感器內(nèi)部第11頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六該處采用專利密封技術(shù)，密封圈的密封原理如下圖所示第12頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第13頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六材料：采用PEN材料一次成型，具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、力學(xué)性能，良好的尺寸穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，耐水解、耐酸堿外形：透明盒腔體周?chē)鶕?jù)流體力學(xué)原理制作成流線型，并通過(guò)三維制圖軟件的流體力學(xué)進(jìn)行分析，避免了內(nèi)部器件因水錘、擾動(dòng)等因素產(chǎn)生的振動(dòng)，從而保證了內(nèi)部器件的安全、穩(wěn)定、有效的工作第14頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電刷簧片采用了稀土鈀銀合金材料制造而成，彈性好、壽命長(zhǎng)、導(dǎo)電性能良好、耐腐蝕性極強(qiáng)。第15頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

第16頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第17頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1表罩12

2傳感器3

3金屬軟管4

4夾環(huán)5

5銅壓環(huán)6

6塑料壓圈7

7密封圈88機(jī)芯99表殼第18頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（1）按被測(cè)水溫的不同，分冷水表（0-300C）、熱水表（0-900C）兩種（2）按采集、通訊方式的不同，分為分線（F型）、RS485總線（R型）、C-MBUS（C型）三種。分線RS485總線C-MBUS總線公共線個(gè)位十位百位+12VGNDAB無(wú)極性第19頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第20頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第21頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1.什么是厚膜電路？指在陶瓷基板上印刷導(dǎo)線、電阻、保護(hù)膜，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)等工藝制成。一般其電阻直接印刷在基片上，可激光調(diào)阻，精度可達(dá)0.01%，溫度特性好。其他元器件如芯片電容等可貼裝上去（SMT）。2.厚膜電路用什么材料制成？厚膜電路主要材料包括基片和厚膜電子漿料?；呛衲る娐返妮d體，主要有陶瓷基片、聚合物基片、玻璃基片和復(fù)合基片等。厚膜電子漿料是厚膜電路的核心和關(guān)鍵，根據(jù)用途分為電阻漿料、導(dǎo)體漿料和介質(zhì)漿料三類(lèi)。

第22頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.為何要用厚膜電路？厚膜電路較之普通PCB，在可靠性和穩(wěn)定性方面優(yōu)勢(shì)明顯；而且，比普通PCB能更適應(yīng)環(huán)境。

4.厚膜電路的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？基于厚膜電路可靠性和穩(wěn)定性較好的優(yōu)點(diǎn)，其一般主要應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)電子、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的心臟起搏器、假手的機(jī)電控制，汽車(chē)領(lǐng)域的油表指示電路等。

第23頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六濰坊市濰微科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的研究、試驗(yàn)，終于將“厚膜電路”技術(shù)成功應(yīng)用于民用遠(yuǎn)傳水表、遠(yuǎn)傳燃?xì)獗碇校⒁焉暾?qǐng)國(guó)家專利。傳感器技術(shù)原理：通過(guò)字輪上面的電刷簧片與厚膜陶瓷片的電阻帶進(jìn)行接觸運(yùn)動(dòng)，根據(jù)字輪數(shù)字輸出相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)芯片電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而真正實(shí)現(xiàn)了“讀表”。第24頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第25頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六厚膜電路電阻帶上面的黃色圓點(diǎn)為電刷簧片觸點(diǎn)，1、2觸點(diǎn)的大小要比電極的間距大，所以電刷簧片的觸點(diǎn)總能在電極上面，保證傳感器安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行，避免了盲點(diǎn)的產(chǎn)生。2134第26頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六

聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是聚酯家族中重要成員之一，是由2,6-萘二甲酸二甲酯(NDC)或2,6-萘二甲酸（NDA）與乙二醇（EG）縮聚而成，是一種新興的優(yōu)良聚合物。其化學(xué)結(jié)構(gòu)與PET相似，不同之處在于分子鏈中PEN由剛性更大的萘環(huán)代替了PET中的苯環(huán)。萘環(huán)結(jié)構(gòu)使PEN比PET具有更高的物理機(jī)械性能、氣體阻隔性能、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。PEN材料性能：（1）氣體阻隔性由于萘的結(jié)構(gòu)更容易呈平面狀，使得PEN最突出的性能之一就是氣體阻隔性能好,不受潮濕環(huán)境的影響。（2）化學(xué)穩(wěn)定性能PEN具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，PEN對(duì)有機(jī)溶液和化學(xué)藥品穩(wěn)定，耐酸堿的能力好于PET。第27頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六（3）耐熱性能

由于萘環(huán)提高了大分子的芳香度，使PEN比PET更具有優(yōu)良的熱性能。PEN在130度的潮濕空氣中放置500小時(shí)后，伸長(zhǎng)率僅下降10%。在180度干燥空氣中放置10小時(shí)后，伸長(zhǎng)率仍能保持50%。PEN的熔點(diǎn)為265度，其玻璃化溫度在120度以上。

（4）耐紫外線輻射性能由于萘的雙環(huán)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的紫外光吸收能力，使得PEN可阻隔小于380nm的紫外線，其阻隔效應(yīng)明顯優(yōu)越于PC。（5）其他性能PEN還具有優(yōu)良的力學(xué)性能，即使在高溫高壓情況下，其彈性模量、強(qiáng)度、蠕變和壽命仍能保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。第28頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六材料優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)AS塑料有很強(qiáng)的承受載荷的能力、抗化學(xué)反應(yīng)能力、抗熱變形特性和幾何穩(wěn)定性耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性較差，對(duì)缺口很敏感，性脆PC塑料具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，尤其是耐沖擊性優(yōu)異，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度高；蠕變性小，尺寸穩(wěn)定抗疲勞強(qiáng)度差，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂；長(zhǎng)期在水中易引起水解和開(kāi)裂PEN塑料具有更高的物理機(jī)械性能、優(yōu)良的力學(xué)性能、氣體阻隔性能、化學(xué)穩(wěn)定性及耐水解、耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能唯一的缺點(diǎn)就是成本太高第29頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六濰坊市濰微科技有限公司在傳感器透明盒的材料選取方面對(duì)AS、PC、PEN等材料進(jìn)行了長(zhǎng)期的研究、試驗(yàn)，最終選取了PEN材料。由于PEN材料的優(yōu)良性能，使得傳感器件在透明盒內(nèi)安全、穩(wěn)定、高效的進(jìn)行工作第30頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六顯微鏡檢測(cè)陶瓷片第31頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六塑料應(yīng)力消除第32頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六透明字輪盒打壓第33頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六工作人員正在裝配第34頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六傳感器超聲波第35頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六無(wú)源水表可通過(guò)手抄器自動(dòng)抄表、電腦聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)抄表、GPRS\GSM無(wú)線自動(dòng)抄表等多種方式抄表，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的狀況及需要進(jìn)行選擇。分線式分線式抄表系統(tǒng)由無(wú)源直讀分線水表、采集器、手抄器、轉(zhuǎn)換器、GPRS\GSM無(wú)線抄表器幾部分組成：第36頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六第37頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六方式一：手抄器自動(dòng)抄表無(wú)源直讀分線水表連接到采集器上，每個(gè)采集器可接16只水表，手抄器通過(guò)采集器直接對(duì)各個(gè)水表采集,然后將手抄器的數(shù)據(jù)傳入管理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，完成自動(dòng)抄收管理的目的。第38頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六方式二：微機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)抄表無(wú)源直讀分線水表連接到采集器上，每個(gè)采集器可接16只水表。采集器之間利用總線并聯(lián)后通過(guò)485轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器接入管理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)抄收管理的目的。這種方式尤其適合于小區(qū)物業(yè)。方式三：GPRS/GSM無(wú)線自動(dòng)抄表無(wú)源直讀分線水表連接到采集器上，每個(gè)采集器可接16只水表。采集器之間利用總線并聯(lián)起來(lái)后接到GPRS/GSM無(wú)線中繼器上，然后在管理中心（物業(yè)或自來(lái)水公司）的抄表計(jì)算機(jī)旁放置一個(gè)GPRS接收器與計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)抄收管理的目的。該方式實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無(wú)線抄收，可以在任意地方實(shí)施抄表，簡(jiǎn)單、靈活、方便。第39頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六RS485/CMBUS總線式總線式抄表系統(tǒng)由無(wú)源直讀總線水表、集中器、中繼器、手抄器、轉(zhuǎn)換器、GPRS無(wú)線抄表器幾部分組成：方式一：手抄器自動(dòng)抄表無(wú)源直讀總線水表直接并在總線上，在每個(gè)單元或每棟樓的一樓設(shè)有一個(gè)抄表采集端口，抄表時(shí)用手抄器插到采集端口上采集數(shù)據(jù)，再將手抄器的數(shù)據(jù)導(dǎo)入管理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄收管理的目的。第40頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期六方式二：微機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)抄表無(wú)源直讀總線水表直接并在總線上，再將總線接到集中器上，集中器通過(guò)總線連接到485轉(zhuǎn)232轉(zhuǎn)換器上，最后接入管理計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)抄收管理的目的。這種