序言
水表作為常見的測量水流量的儀表，被很多人所熟知，我們所知的水表常被分為兩大類，即機械水表和智能水表。
所謂的機械水表，顧名思意，就是指其主要結(jié)構(gòu)原理為機械結(jié)構(gòu)，其測量是通過水的作用力來推動水表轉(zhuǎn)動，從而達到測量流量的目的，常見的機械水表有速度式水表和容積式水表，速度式水表主要代表是旋翼式水表，而容積式水表常用的為旋轉(zhuǎn)活塞式水表。我們常見家用入戶的水表箱中的水表，基本上都是旋翼式水表。傳統(tǒng)的機械水表由于其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，且無需外供電，在目前市場中廣泛被應(yīng)用，但由于科技的發(fā)展和自動化系統(tǒng)的升級改造，傳統(tǒng)的機械水表的缺點也逐步被暴露出來。由此市場便涌現(xiàn)出一大批的智能水表及，其中最有代表性的就是電磁式水表和超聲波水表。
今天我們在此詳細說明一下電磁式水表，以及它與其它產(chǎn)品一些區(qū)別及優(yōu)勢。
一、電磁水表的原理
電磁式水表的測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。其傳感器部分由線圈、電極和絕緣內(nèi)襯組成，在測量時傳感器中的勵磁線圈通電產(chǎn)生磁場，當(dāng)導(dǎo)電流體通過磁場時，由于切割磁力線的作用力，產(chǎn)生微小的感應(yīng)電動勢，由電極將這些微小的感應(yīng)電動勢采集，并輸送至儀表的轉(zhuǎn)換器部分，對信號進行放大、修正等操作，再通過公式將其換算成相應(yīng)的流量數(shù)據(jù)，最終顯示到儀表或輸出到上位機系統(tǒng)。
二、為什么要選擇電磁式水表
在說電磁水表的優(yōu)勢前，我們先談?wù)勂胀C械水表的缺點：
首先，我們從序言中的測量原理了解到，機械水表是一種機械動能來進行計量流量的儀表，由于其結(jié)構(gòu)特點，對于微小流量的測量非常困難，
其次，由于水表的旋翼部分長時間工作磨損，產(chǎn)生的旋翼磨損嚴重，隨之帶來的滲漏及計量準確度等問題也非常的嚴重，且由于長期浸水，內(nèi)部非常容易結(jié)垢，從而導(dǎo)致儀表停轉(zhuǎn)，大大的提高了供水單位的維護成本。
最后，還有一個致命的缺陷，那就是與自動化系統(tǒng)的連接問題。隨著科技的發(fā)展，自動化系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用，如今自來水公司基本都已經(jīng)建成了自已的自動化系統(tǒng)，而由于機械水表的限制，很難將其納入到該系統(tǒng)中，從而為自來水公司在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析上造成了很大的困擾，同時繁瑣的抄表工作，也為企業(yè)帶來了高昂的人力成本。目前，部分地區(qū)及廠家在原有機械水表的基本上，為配合自動化系統(tǒng)，在儀表上方加置了智通通訊模塊，可以實現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)的拍照上傳等功能（也就是我們俗稱的半智能水表），但由于其并沒有根本解決上述的機械水表的問題，僅僅只能算是折衷的方案，而最終的測量方案則是全智能的電子水表。
說了這么多傳統(tǒng)機械水表的缺點后，我們再來了解了一下今天的主角——電磁式水表。
同樣我們先從原理上來說，根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)圖，我們可以了解到，電磁流量計的測量管內(nèi)沒有任何阻流件及機械結(jié)構(gòu)，因此無壓力損失，且避免了長期工作的磨損、滲漏等問題。
下面再說說其性能，由于其電子測量的原理，高精密度的電子元件，可以輕松測量微小的電動勢變化，所對對于微小流量的測量，相較傳統(tǒng)的機械水表要優(yōu)秀的多。而電磁水表作為智能水表的代表產(chǎn)品，在自動化系統(tǒng)方面，更是機械水表所無法比擬的。
電磁式水表具有顯示、輸出、遠傳等眾多功能 ，強大的輸出功能，可以將數(shù)據(jù)及時的傳輸給遠端的自動化控制系統(tǒng)中，再由系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析、核算等，所有操作由系統(tǒng)自動完成，避免了以往繁瑣的人工抄表、數(shù)據(jù)清算等工作，目前主流電磁式水表擁有4-20mA、RS485(Modbus)、HART、Profibus-DP等輸出協(xié)議，支持有線、藍牙、GPRS/NB-IoT等輸出方式，應(yīng)用非常方便。
我們再了解一下使用壽命和操作維護，對于電子類的儀表，有些人質(zhì)疑其壽命及可靠性，但根據(jù)實驗及綜合使用后的結(jié)論，大大的出乎了眾人意外，由于其電子元器件的老化相較機械老化的時間要長的多，在同等條件下，電子水表的壽命遠大于傳統(tǒng)的機械水表。操作方面，為了儀表的穩(wěn)定性，電磁式水表多采用IP68防護，故一般除遠程下發(fā)參數(shù)外，現(xiàn)場操作時，無需開蓋，可通過磁控筆、藍牙等多種方式對儀表進行調(diào)整。而維護方面，電磁式水表由于其無阻流件，所以不會出現(xiàn)機械故障，而維護的主要工作往往僅是供電部分及外圍通訊設(shè)施。
最后我們說一下數(shù)據(jù)保障，對于數(shù)據(jù)來言，其價值或遠大于儀表本身，好的電磁水表擁有多重數(shù)據(jù)保護，目前較好的電磁式水表，擁著本地、遠程服務(wù)器備份等功能，像上海天石的TSDS型電磁式水表，其內(nèi)部除CPU寄存器中存儲了計量數(shù)據(jù)外，儀表內(nèi)部還存有一塊SD卡，保留數(shù)據(jù)備份，同時在遠程服務(wù)器及云端同樣保存有備份，如些多重備份可以充分的保障數(shù)據(jù)安全，同時其內(nèi)置SD卡還有一個特別貼心的功能，那就是當(dāng)該儀表出現(xiàn)故障后，更換同型號儀表后，只需要將原SD卡插入到新的儀表中，其數(shù)據(jù)及配置可以直接鏡像到新儀表中，免除了繁瑣的數(shù)據(jù)設(shè)置工作。
綜上所述，擁如此多的產(chǎn)品優(yōu)勢，我們當(dāng)然首選電磁式水表。
三、電磁水表的主要技術(shù)參數(shù)
前面說了這么多，那如何選擇電磁式水表呢？電磁水表又有哪些關(guān)鍵的技術(shù)數(shù)據(jù)呢？在此我給大家介紹下：
1、準確度等級
電磁式水表是一種計量儀表，只要是儀表我們首先考慮到的就是精度。
水表的精度，我們一般用準確度等級表示，其規(guī)定了水表的示值誤差限額，“2級”表示水表的最大示值誤差不能超過±2%，而1級水表，則要求更為嚴格，最大示值誤差不能超過±1%，根據(jù)國際標準規(guī)定，民用水表準確度等級為2級，銘牌在不標示準確度等級的情況下默認為2級表，如果為1級表，需要在銘牌上特別注明。
我們在選擇水表的時候，精度是1級表＞2級表，常見的為2級表，高精度的為1級表。
2、流量值
另一個需要主要關(guān)注的是幾個流量值（Q值）：Q3（常用流量）、Q4（過載流量）、Q2（分界流量）、Q1（最小流量）。
一般在儀表的銘牌上會標明Q3、Q3/Q1、Q2/Q1三個值。
Q3為常用流量，一般為1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630、1000、1600、2500、4000、6300……
Q3/Q1的比值越大水表的精度就越高。Q3/Q1的比值（我們一般可用R表示，如R160）一般分為40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400等；
Q2/Q1的比值越小越好。Q2/Q1的比值一般分為1.6。
在選擇水表的時候，選擇Q3/Q1較大的儀表，目前主流的電磁式水表的Q3/Q1（R值）一般為160、200，部分廠家做到了250或400。
而Q2/Q1的數(shù)值，目前標準規(guī)定2級表的數(shù)值為1.6。如果數(shù)據(jù)過大則表示精度相對較差。
3、測量介質(zhì)
一般電磁式水表常用于測量自來水，但實際來言這并不是唯一用途，在很多行業(yè)中電磁式水表均可以被使用，在測量其它液體的時候，我們需要了解測量介質(zhì)的特性，從而正確的選擇不同的種類的電磁式水表，我們需要了解介質(zhì)的溫度、導(dǎo)電率、腐蝕性等。
電磁式水表由于采用了電磁感應(yīng)原理，所以首先對于介質(zhì)的導(dǎo)電率有所要求，要求導(dǎo)電率至少需大于20μs/cm。
其次考慮介質(zhì)對襯里材質(zhì)和測量電極的腐蝕，需要根據(jù)介質(zhì)類型選擇合適的電極和襯里。下附常用電磁水表襯里材質(zhì)的性能，以供參考：
| 襯里材料 |
主要功能 |
最高介質(zhì)溫度 |
適用范圍 |
| 一體型 |
分離型 |
| 聚四氟乙烯（F4） |
1.是化學(xué)性能最稱定的一種塑料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和各種有機溶劑。不耐三氟化氯，高溫三氟化氯、高速液氟、液氧、臭氧的腐蝕。
2.耐磨性能不如聚氨脂橡膠。
3.抗負壓能力不如聚氯丁橡膠 |
70℃ |
100℃
150℃（需特殊注明） |
1.濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì)。
2.衛(wèi)生類介質(zhì) |
| 聚氯丁橡膠 |
1. 有較好的彈性和F4類似，抗負壓能力優(yōu)于F4，價格較高。 |
80℃ |
水、污水、弱磨損性的泥漿礦漿。 |
| 硬橡膠 |
1.硬度較高，耐磨性能優(yōu)于氯丁橡膠，材質(zhì)爆曬后易開裂。 |
65℃ |
水、污水、泥漿礦漿。 |
常見襯里材料性能表
4、通訊協(xié)議及通訊方式
作為智能水表，通訊協(xié)議和通訊方式是必需要考慮到的，因為它直接影響儀表與上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。
目前儀表的通訊接口基本為RS232和RS485，而軟件層面協(xié)議最常用的是MODBUS，此外還有如HART、DP等。
而通訊方式根據(jù)儀表安裝點的布線施工難易程度，可選擇有線傳輸或無線傳輸。在一些偏遠或布線不便的地方，可以選擇帶有GPRS或NB-LoT模塊的電磁式水表，如果供電也不方便的，還可以選擇帶電池供電的產(chǎn)品，總之電磁式水表是這個成熟產(chǎn)品，目前常見的工況環(huán)境下，大部分都具有相應(yīng)的配置解決方案。
在選擇電磁式水表的通訊方式這塊，我們首先要了解單位的自動化系統(tǒng)的通訊協(xié)議標準 ，再根據(jù)現(xiàn)場工況條件，選擇合適的通訊協(xié)議及方式。
如果是企業(yè)中單機或小型化應(yīng)用（即無自動化系統(tǒng)的情況下），也可以直接購買儀表附加的數(shù)據(jù)服務(wù)功能，該功能可以直接采用無線GPRS或NB-LoT傳輸方式，將數(shù)據(jù)傳輸至企業(yè)自建服務(wù)器，或由廠家接供的服務(wù)器平臺，可以獲取實時的儀表數(shù)據(jù)及流量分析等功能。如上海天石的智慧水務(wù)系統(tǒng)，其將軟件和硬件結(jié)合在一起，提供了一體化的解決方案，可集中管理儀表、并對儀表數(shù)據(jù)進行分析等。
5、介質(zhì)流速與流量范圍
電磁式水表是一種速度式儀表，因為對于介質(zhì)流速也有一定的要求，一般情況下要求是始動流速為5mm/s，同時根據(jù)項目設(shè)計流量范圍選擇合適口徑的水表，以免超量程而無法正確計量。
6、防護等級
在儀表防護方面，由于很多水表是戶外或窨井安裝，經(jīng)常會遭遇浸泡，這對于儀表的防護要求相對較高，所以在選擇水表的時候要充分考慮到此項因素，盡量選擇IP68防護等級的水表。
7、環(huán)境溫度
溫度方面，一般電磁水表的溫度范圍為-25℃~55℃左右，基本可以滿足大部分用戶需求，而針對特殊的低溫客戶，則需要考慮伴熱了，因為大多電子元器件無法耐過低的溫度，特別是液晶屏、電池等。而過高的溫度同樣也會對儀表造成過大的損傷。
在選擇的時候，如果是特殊的高低溫環(huán)境，需要與廠家充分溝通，以免造成不必要的問題，引起工期延誤。
8、供電
供電方面，目前最常用的為內(nèi)部電池供電，部分場合下選用外部AC 220V、DC 24V，或內(nèi)外組合供電。供電方式相對自由，用戶根據(jù)自身工況條件，選擇合適的供電方式。
但要注意，如果你選擇的是電池供電的產(chǎn)品，對于電池的效率及壽命需要有所了解。常見的普通電池在過低溫度時，其供電效果并不現(xiàn)想，如果在北方使用， 為應(yīng)對過低的溫度，需采用特殊的電池來供電，這點在選擇電池供電的電磁水表的時候需要留意。目前對于水表電池的要求為5-6年，但實際根據(jù)工況，可能實際壽命會低于標稱數(shù)值，由于線圈勵磁和信號傳輸均需要用電，如若計量的采樣頻率和發(fā)射頻率設(shè)置過高，則功耗增加，直接影響最終電池壽命，同樣高低溫環(huán)境對于電池的影響也相對較大，標稱壽命僅在有限條件下才能達到。
9、數(shù)據(jù)保障
儀表僅是一個測量工具，其最終測量數(shù)據(jù)才是至關(guān)重要的財富，如何保證數(shù)據(jù)的安全及可靠性，這點需要重點關(guān)注，目前大多電磁水表多為數(shù)據(jù)直傳，即儀表將測量的數(shù)據(jù)直接傳輸給上位機或自動化系統(tǒng)，本機僅在CPU的寄存器中保留測量數(shù)據(jù)，這種做法是對數(shù)據(jù)及不負責(zé)的表現(xiàn)，雖然成本上有所節(jié)省，但卻給數(shù)據(jù)帶來了及大的風(fēng)險，當(dāng)儀表出問題時，CPU寄存器中的數(shù)據(jù)是無法通過正常手段來追回的。雖然有人說儀表在與上位機通訊時將測量數(shù)據(jù)傳輸給了服務(wù)器，但由于傳輸?shù)牟豢煽啃?，偶爾會發(fā)生數(shù)據(jù)未能及時傳輸?shù)目赡埽@時的儀表損壞對于數(shù)據(jù)將是致命的。在這點上，個人認為天石的TSDS水表做的比較不錯，其采用了SD卡數(shù)據(jù)冗余設(shè)計，僅僅多了一點成本，但為用戶保留下來的確是無價的數(shù)據(jù)。
10、維護與操作
對于儀表的好壞，不僅需要考慮到產(chǎn)品的性能，同樣也要考慮到儀表的使用成本，傳統(tǒng)機械水表雖然采購成本低，但由于其故障率較高，帶來的維護成本也相對較高，那電磁水表的維護成本如何呢？
電磁水表由于其內(nèi)部無阻流件，無壓損，在日常使用中，故障率相對較低，故維護及維修相對較少，維護成本相對較低。
雖然電磁式水表的維護成本較低，但在選購電磁式水表的時候，我們?nèi)砸⒁庖恍┘毠?jié)，那就是儀表操作及維護的便捷性，對于大多儀表一旦安裝好，再維護或調(diào)試，則很麻煩，很多水表為井下安裝，窨井內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，當(dāng)需要設(shè)置或調(diào)試時，如果選擇的儀表需現(xiàn)場開蓋才能操作的，當(dāng)儀表故障或參數(shù)更新時，現(xiàn)場的工作量將是重大的。這里最好選擇可以遠程下發(fā)參數(shù)，或帶近端無線通訊調(diào)試功能（如藍牙、Zigbee）的水表。這里推薦TSDS電磁式水表，其同時具有磁觸控和藍牙功能，無需開蓋即可對儀表進行操作，同時自帶手機APP，可以直接通過APP快速設(shè)置水表的參數(shù)及功能。而且其還有一個很貼心的功能，在儀表更換和維修時尤為好用，那就是該水表內(nèi)部存了一張SD卡，換表的時候，直接將原表的SD卡插到新?lián)Q的表中，所以原表的數(shù)據(jù)及設(shè)置就會部鏡像到了新表中，免去重復(fù)繁瑣的設(shè)置工作，原有的數(shù)據(jù)也能全部保留。
四、電磁水表與其它智能水表的對比優(yōu)勢
目前，在水務(wù)行業(yè)中超聲波和電磁的水表相對應(yīng)用較為廣泛，兩者在測量管內(nèi)均無阻流件， 應(yīng)用上各有千秋，在此我們重點說一下兩者的優(yōu)缺點。
超聲波水表，采用的是超聲原理，采用了一對或多對超聲波發(fā)生和接收裝置來測量水流信息，優(yōu)勢在于其無需與介質(zhì)接觸，小口徑和大品徑產(chǎn)品的價格浮動小，其整體功耗較低，但其也有著非常嚴重的缺陷，那就是受介質(zhì)影響較大，在雜質(zhì)較多的雜質(zhì)測量上，準確度較低，同時當(dāng)管道內(nèi)部結(jié)垢后，超聲波水表測顯示無流量，還有在高溫介質(zhì)的測量上，受限于耦合材質(zhì)等的耐溫條件，測量數(shù)據(jù)無法保證。
而電磁式水表，其測量精度優(yōu)于超聲波水表，但其也有缺點，那就是功耗相對較高，同時在大口徑的應(yīng)用時，與單聲道超聲波水表相比，價格相對較高，當(dāng)然在大口徑情況下，單聲道超聲無法保證其精度，如需保證精度，則需要多聲道產(chǎn)品，而多聲多的產(chǎn)品的價格相比電磁式水表的價格更高。
五、如何才能選購到優(yōu)質(zhì)的電磁式水表
在了解了電磁式水表的優(yōu)缺點后，我們?nèi)绾尾拍苓x擇到品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品呢？
電磁式水表，由于其測量精度高、量程范圍寬，對于技術(shù)方面的要求相對較高，目前一線產(chǎn)品基本為進口產(chǎn)品，而國產(chǎn)廠家中，目前僅有少數(shù)廠家擁有自主技術(shù)和生產(chǎn)能力，很多小廠家均為魚目混珠，其測量精度無法保證，穩(wěn)定性能也較差。
在選購電磁式水表時，我們首先需要了解生產(chǎn)廠家的資質(zhì)及研發(fā)能力，流量儀表行業(yè)的生產(chǎn)廠家規(guī)?；径疾粫螅酝ㄟ^企業(yè)規(guī)模也可以變相了解企業(yè)綜合能力。
這里可以推薦大家?guī)讉€簡單的方法來鑒別廠家規(guī)模，這些方法中的內(nèi)容都可以通過相關(guān)網(wǎng)站查詢到。
1、企業(yè)規(guī)模
可以去“全國企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)”（www.gsxt.gov.cn）查詢企業(yè)注冊資金、注冊時間及經(jīng)營范圍，還有一些生產(chǎn)許可，也可以在這里查到。經(jīng)營范圍沒有自動化儀器儀表的，或者剛注冊的新廠，建議不要選擇，不可控因素太多。
（1）注冊資金，目前生產(chǎn)流量儀表的廠家，1000萬以下，基本沒有太多研發(fā)，多是外購核心部件，回來組裝，或代理產(chǎn)品銷售，1000-3000萬之前一般擁有一定的生產(chǎn)及研發(fā)能力，3000萬以上，這樣的企業(yè)相對較少，基本都擁有良好的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)及銷售規(guī)模。
（2）經(jīng)營范圍，正規(guī)的儀表生產(chǎn)廠家，營業(yè)執(zhí)照的經(jīng)營范圍中必定有自動化、機電、儀表等關(guān)鍵詞匯，所以需留意。沒有這些內(nèi)容的多為代理商或貼牌廠家。
（3）許可證書，電磁式水表屬于儀器儀表行業(yè)，屬于計量器具的一種，所以由質(zhì)監(jiān)局和計量院所監(jiān)管，所以生產(chǎn)的產(chǎn)品需要取得許可后，方可生產(chǎn)銷售，所以如果沒有相應(yīng)的許可證書，那么該企業(yè)產(chǎn)品也是不可靠的。電磁式水表目前的許可證書為“計量器具型式批準證書（CPA）”，以前還有一個“制造計量器具許可證”不過去年的時候已經(jīng)取消了。CPA證書上標明了產(chǎn)品的名稱、型號、量程比等關(guān)鍵信息，可以通過這些信息了解到產(chǎn)品的主要性能。
公眾可以通過企業(yè)所在城市或地區(qū)的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，查詢企業(yè)的取證情況。
參考下圖為“上海質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局”的查詢頁面：
（3）企業(yè)納稅情況，雖然我們無法了解該企業(yè)具體的納稅額，但稅務(wù)部門每年都會公布企業(yè)的納稅評級，通過這個評級，也可以間接證明企業(yè)的綜合實力。我們可以去企業(yè)所在地的稅務(wù)局網(wǎng)站查詢納稅等級，A級證明企業(yè)納稅情況較好，企業(yè)可信度高。
2、企業(yè)的信用
目前國內(nèi)的企業(yè)信用制度越來越完善，企業(yè)的很多不良信息都可以在網(wǎng)上查詢到，我們可能通過這些信息，來評估企業(yè)的實際能力及商業(yè)信譽。
（1）信用中國網(wǎng)站（https://www.creditchina.gov.cn/），國家權(quán)威的信息發(fā)布平臺，可以查詢該企業(yè)的信用報告，以及查詢企業(yè)是否有失信案件。
（2）中國執(zhí)行裁判文書網(wǎng)（http://wenshu.court.gov.cn/），可以查詢涉及該企業(yè)的所有法律糾紛，通過這些案件，可以間接了解該企業(yè)的經(jīng)營情況。
3、企業(yè)的研發(fā)能力
（1）產(chǎn)品專利，可以到以國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站（http://cpquery.sipo.gov.cn/）查詢，實用新型及發(fā)明專利相對有價值，數(shù)量越多，研發(fā)能力越強，至于外觀專利則沒有太多價值
（2）軟件著作權(quán)，這個可以通過國家版權(quán)局網(wǎng)站公眾號查詢。
綜上所述，電磁式水表在水務(wù)行業(yè)中擁有良好的產(chǎn)品性能和強有力的竟爭力，在選擇電磁式水表時，需充分了解產(chǎn)品性能及工程設(shè)計要求，選擇正確的電磁式水表，選擇質(zhì)量可靠的企業(yè)品牌，避免誤選造成工程延誤及損失，讓電磁水表為您帶來良好的經(jīng)濟收益。
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