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浅析超声波水表流量校准方法
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&&浅析超声波水表流量校准方法
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超声水表的应用和前景
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抢沙发，第一个发表评论绘制水表网络图做好计量基础工作
16:49:29& 来源：&
&& &摘 要：水表不仅是重要的能源计量器具之一，也是铁路供水企业计量器具的主要组成部分。简单描述水表网络图的概念及组成，重点阐述水表网络图在实际工作中的指导意义，介绍如何科学组织水表网络图的绘制工作。
& &&0&引言
& & 水表是重要的能源计量器具之一，是铁路供水企业计量器具的主要组成部分。水表网络图的绘制不仅体现了能源计量器具配备管理网络图的主要内容及根本要求，而且是落实精细化管理，强化计量管理基础工作的重要举措之一。
& & 为适应市场经济发展和铁路体制改革需要，落实&用心经营，精细管理&的理念，探索并实践适应本公司的计量管理的新途径，上海铁路局南京给水公司将绘制水表网络图工作列入了2007年计量工作的要点之一。在公司领导的高度重视和大力支持下，以及现场技术人员的积极努力下，经过1年多的努力，此项工作取得了一定成效。
& & 1水表网络图的组成
& & 水表网络图由水表分布示意图、水表计量网络图及水表明细3部分组成。三者相互联系、彼此对应，在指导作用上可谓&各司其职&。
& & 1.1水表分布示意图
& & 将管线、水表、流量计等的分布情况按管路走向绘制成简单、直观的示意图。图中除了必要的文字说明外，通常还包含有一些重要的附件及附属构筑物，如闸阀、水塔等，因为这些元素对分布示意图起到了补充及参照物的作用，体现了水表的安装部位及环境条件等因素。以最为简单的给水站丹阳给水站为例说明，如图1所示。
& & 1.2&水表计量网络图
& & 将水表按计量等级从上而下绘制成枝状网络系统图称为水表计量网络图。此图与水表分布示意图相对应，但却直观、形象地展示了水表的计量总、分关系，如图2所示。
& &&1.3&水表明细
& & 用Excel为每块水表建立完整的档案信息，包括给水站代号、网络编号、安装处所、使用人、型号、规格、检定周期、分类、计量编号、表卡号等重要信息，将之称为水表明细。
& & 2&水表网络图在实际工作中的作用
& & 水表网络图既是技术基础资料的重要组成部分，在完善计量管理台账、查漏、分析水损、提高经济效益等方面起到重要的作用，又是能源计量器具配备管理网络图的重要表现形式。
& & 2.1水表网络图为查漏、节能降损提供准确有效的基础技术资料
& & 目前，铁路供水单位普遍存在管辖范围大、线长、点多、供水点分散、管网老化严重、供水损耗大的情况，因此，查明漏耗原因及漏耗所处管线，采取管路整治、大修，降低供水损耗，节约能源消耗，降低成本支出是铁路供水企业的重要工作和迫切需要解决的问题。
& & 对于供水企业来说，水表是供水企业与用户之间进行水费结算的重要计量器具，其计量数据又是进行水平衡计算、分析水损的重要手段和科学依据，这就必须要求对本企业的管线分布及水表分布情况有个直观而又全面的掌握。企业有关部门可根据水表分布示意图及水表计量网络图，采取有效方法，科学分析，为上级部门的决策提供较为准确的基础数据和依据。
& &举个简单例子来说，在计量准确的前提下，根据图1中网络编号为006和003的2块水表的计量数据，就可以很明显地看出2块水表之间的管路是否存在漏损以及漏损量的大小。
& &2.2&水表网络图为完善计量的精细化管理发挥重要作用
& &企业计量工作的完善，可以为各项工作提供准确的数据。对于供水企业来讲，水表是企业计量器具的主要组成部分，截止到2007年底，南京给水公司的水表总量达到8 000多块，而且随着户表改造进程的加快，数量还在逐年增加。根据《上海铁路局计量管理办法》等有关计量文件要求，必须对本单位的计量器具建立管理台账，并确保账、物一致。详细、完善的计量器具台账是编制周检计划、开展周期检定等计量工作的前提条件，没有完善的台账，计量工作的开展就无从谈起。
& & 南京给水公司以绘制水表网络图为契机，以账物一致为目标，摸清、理顺公司辖内所有的给水站的水表分布情况，建立了庞大的水表明细，大大补充完善了水表台账，为公司计量工作的精细化管理打下坚实的基础。同时，通过参与绘制网络图工作，许多职工对计量知识有了更深层次的理解。
& & 3如何组织绘制水表网络图
& & 铁路供水单位具有管辖范围点多、线长的特点，这决定了绘制水表网络图工作量庞大、困难多。因此，如何有效发挥单位人力资源，组织完成水表网络图绘制工作成为必须认真对待的问题。
& & 3.1领导重视是关键
& & 南京给水公司领导高度重视水表网络图的绘制工作，并将此项工作列入年度重点工作之一。从召开专题会议到成图出图，分管领导亲自参加或指导跟踪，并定期询问工作进度，使整个工作得以顺利开展。
& & 3.2团队合作是保障
& & 水表网络图的绘制是一项工作量大、耗时长、难度高的工作，不仅需要能熟练运用CAD绘图软件的技术员，而且还要有对水表分布、管路走向等现场情况熟悉的人员予以积极配合。在此项工作中，各分公司经理、技术员、水道组、抄表组人员积极参与，及时沟通信息，齐心合力，发扬团队协作精神，促进了工作的讯速开展。
& & 3.3按给水站逐点攻克
& & 铁路供水企业辖内均有多个给水站，有的甚至多达30多个，且地点比较分散。因此，按给水站编制并逐点攻克有利于清晰梳理、分工协作，大大提高绘制工作的效率。对于个别给水站，用户多，管线分布复杂，则考虑分线绘制成图，如公司下属的浦口给水站分6条线逐一绘制。
& & 随着管道大修整治工作以及户表改造工作的开展，水表的分布示意图及相应的计量网络图、明细必然需要同步更新，以确保账物一致，这就要求企业制定相关、长期有效的措施，保证技术资料的准确性和实效性，做好计量基础工作。
& & 作者：许秀清
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水表小常识
问：水表表面上为什么看到有气泡？
答：水表按照计数器形式分为湿式和干式，自来水能够进入计数器的就是湿式，计数器密封的就是干式，湿式水表表面上积聚水中释放出的空气形成了气泡，表面上的气泡不影响水表的计量。
问：水表是否可以斜着安装？
答：水表应按其标示的安装方式（H-水平或V-垂直）和水流方向安装，机械式的水表内部都有转动的计量元件，所有转动元件的重心在转动轴上转动最平稳，所以水表斜着安装时计量准确度无法保证。
问：水表上下游管道有什么要求吗？
答：水表上游要求安装直径（D）和水表相同的长度为10D的直管段，水表下游要求安装直径（D）和水表相同的长度为5D的直管段。为避免水表受到过度应力，应保证水表上下游管道和管件的轴线重合。
问：水表使用期限有什么规定吗？
答：对于标称口径小于或等于50mm，且常用流量不超过16m/h，用于贸易结算的水表只作首次强制检定，限期使用，到期轮换。轮换下的水表履行报废手续。
a)标称口径25mm及以下的水表使用期限一般不超过6年；
b)标称口径大于25mm至50mm的水表使用期限一般不超过4年；
&&&&&&&&&&&&&&& 导致老旧水表走不准的三种情况介绍
&&& 目前导致老旧水表走不准的原因有3种情况：一是表体生锈，或是泥沙异物阻塞管道；二是部件老化，经水压冲击变形或损坏；三是数字显示不清，导致错读、误读。&
远传表的信号传输形式有哪些
&&&& 一般远传表的信号传输分为脉冲形式或数字形式。其中脉冲远传表是将表计远传的信号以脉冲（或开关量）的形式发出，每一个脉冲信号代表一定的数值，由数据采集器进行实时在线累计存贮。系统要对这样累计的脉冲数进行一定的换算处理之后，才能得到表计的数值。远传数字表则内置电子芯片，自身已经对数据进行数字化处理，向外传输的是准确的数据，上位机可以通过总线方式直接读取到确切的数值，而不必要对数据进行加工处理。
水表的各种流量介绍
1．始动流量QS：使水表最小档位指针开始转动的流量；
2．最小流量Qmin：水表额定流量范围的最小值。视水表精度等级不同，如A级水表：公称流量Qn的3%的流量；B级水表：公称流量Qn的2%的流量。 3．分界流量Qt: 公称流量Qn和最小流量Qmin之间的水表精度值的分界点，以下部分为低区。视水表精度等级不同，如A级水表：公称流量Qn的10%的流量；B级水表：公称流量Qn的8%的流量。
4. 公称流量Qn: 额定工作条件下的最大流量。规定：DN15的公称流量为1.5 m3/h；DN20的公称流
量为2.5 m3/h；DN25的公称流量为3.5 m3/h。有的水表上所标的&N2.5&指的是&本水表公称流量Qn是2.5 m3/h&，由此可知道该水表的的口径是DN20。（公称流量有的人习惯也叫常用流量）
5．过载流量Qmax: 该水表在精度等级范围内能承受的最大流量，一般 Qmax = 2Qn 。二）中华人民共和国国家标准GB/T 778.1-3&2007和计量检定规程JJG162-2007
水表命名中各个符号的含义
代号名称备说明
LX 水表第一位L代表流量计，第二位代表水表
旋翼式水表第三位S代表旋翼式
水平螺翼式水表第三位L代表水平螺翼式
垂直螺翼式水表第三位R代表垂直螺翼式
复式水表（组合式）水表第三位F代表复式
定量水表第三位D代表定量
R 热水水表第四位R 代表热水
L 立式水表第四位L 代表立式
N 正逆流水表第四位N 代表正逆流
G 第四位G 代表干式
Y 液封水表第四位Y 代表液封
C 可拆卸式水表第四位C 代表可拆卸式
水表的分类标准有哪些
&&& 流量计的分类原则有许多，按测量原理、测量方法和结构、测量目的、测量介质、测量管径、指示值显示方式等进行分类是其主要方法。水表的分类也基本上按这些原则进行分类。
民用阀门在选购时应注意哪几点
&&&&& 根据需要，消费者可选择不同类型的民用阀门。由于阀门是控制管道介质，如果选择质量差的阀门，容易造成水等其他介质的泄露，产生房屋进水，造成财产的损失。因此选购质量好的阀门十分重要，具体要注意以下几点：
　　1）选购时，目测阀门表面应无砂眼；电镀表面应光泽均匀，须注意有无脱皮、龟裂、烧焦、露底、剥落、黑斑及明显的麻点等缺陷；喷涂表面组织应细密、光滑均匀，不得有流挂、露底等缺陷。上述缺陷会直接影响阀门的使用寿命。
　　2）阀门的管螺纹是与管道连接的，在选购时目测螺纹表面有无凹痕、断牙等明显缺陷，特别要注意的是管螺纹与连接件的旋合有效长度将影响密封的可靠性，选购时要注意管螺纹的有效长度。一般DN15的圆柱管螺纹有效长度在10mm左右。
　　3）闸阀、球阀一般在其阀体或手柄上标有公称压力，选购时可根据自己需要。
　　4）如果消费者要更换现有的闸阀或球阀时，要弄清其结构长度，以免购买后不能安装。
　　5）三角阀的管螺纹有内螺纹和外螺纹两种，消费者要根据需要选购；还要注意的是目前市场上有部分锌合金制造的三角阀，该阀门售价比一般要低，但易腐蚀而造成断裂，使用久了以后，会烂在管道中，造成维修困难的情况
民用阀门的主要种类介绍
民用阀门作为管道的配套产品，在民用建筑、公共装修和家庭装修中得到广泛的使用，它用于控制管道介质（冷、热水、暖气）的流量。民用阀门按结构区分，一般可分为闸阀、截止阀、球阀、直角阀（三角阀）等。闸阀通常用于管道和水表的连接，球阀用于管道间的连接，由于球阀启闭比闸阀方便，目前管道和水表的连接也大部分采用球阀，而直角阀一般用于卫生洁具、暖气管道的软管和管道的连接。民用阀门一般为铁制或铜制，由于铜合金的力学性能好，具有不易生锈、耐蚀性好的优点，因此目前铜制阀门的生产和销售已远远超过了铁制阀门。
如何解决仪表阀体锈死的问题
&&&& 我公司针对球阀的以上这些不利因素，开发出具有当今国内一流技术&&悬浮球阀防锈技术的电动球阀，不仅继承了球阀原来的优点，而且解决了阀门最根本的问题；我们设计的球阀，阀芯与阀体之间采用悬浮式结构，阀芯与阀体之间留有缝隙，可以有效利用水的表面张力及水压，在保证关阀密闭不漏水的前提下，可以实现压损小、磨损小、功耗小、防锈蚀、防堵塞的目的，具有&防抱死&的结构特点。在工作时，阀球悬浮在水中工作，在水压力和水流的共同作用下，冲刷、震动，达到防锈目的，长期使用不用担心锈死，同时，减少开关次数，节约电能，也达到延长电池使用寿命的目的。
鉴别水表好坏的&三部曲&
&&& 首先，从表的外观。劣质水表一般漆面不均匀，没有防腐层。表内部十分粗糙，机芯为再生的有害塑料构成，铜罩单薄狭小。第二，表玻璃。假冒水表玻璃是普通玻璃，而符合标准的玻璃应是钢化玻璃。第三、最直接的方法是对比一下重量。假冒水表的重量明显轻于质量好的水表。此外，国家明确规定水表在安装、铅必须到计量检定部门进行强制检定。对不合格产品一律不准安装、使用。
水表内部生锈造成计数不清如何处理
&&&& 表内生锈、结垢是由于管道生锈等诸多原因造成的，多出现在超期使用的水表中（国家规定水表使用期限为6年）。对此，我们建议是更换水表或对旧水表进行重新清洗、检测。目前，采取的表壳静电喷涂工艺以其附着力强、抗腐蚀性强、漆面平滑等优点，有效地解决了表内生锈的弊病同，延长了水表使用寿命，加上读数更加清晰、直观的数字式表示盘面，计数不清的问题会彻底解决的
水表产生自转的主观因素分析
造成水表自转的原因很多，其主观因素为，主观因素即人为主观上造成的，如施工验收中，人为责任心造成的漏水、原始集气等，这可以通过加强施工管理，提高工作人员的工作水平和责任心来完善。
导致自来水发黄、发浑的原因
正常情况下，自来水公司的出厂水水质是完全符合《国家饮用水标准》的，那么为什么有时还会出现水质发黄、发浑现象呢？归纳起来主要有以下几种常见的原因：
1．用户户内管道老化
2．用户支管道老化
3．因为维修管道关开闸
4．用户处在供水管网末梢
5．城区试验消防栓
6．供电线路停电
什么是水表的压力波动
压力波动，由于水是一种液体，在一般情况下表现出来的物理特性是不可压缩的，但在自来水管道中，管道压力较高，这时水就会表现出一定的可压缩性。在自来水管道中，压力的波动是不可避免的，而目前我们所采用的水表都是机械表，靠水在其中流动产生的动能来带动齿轮运转，从而达到计量水量的目的。当不用水时，水表两端连接的管道中都存有一定量固定的高压水；因此，当市政管网压力升高时，表后管中的自来水体积会因压力增加而缩小，此时就会有微量的水通过水表，产生正转；当压力降低时，表后管中被压缩的水因压力降低而膨胀，同样会有微量的水通过水表，所不同的是这时是反转。我们都知道，一般机械表在进水时是下进上出，推动齿轮正转，而倒过来进水时是上进下出，推动齿轮反转，两相进水所受的阻力不同，虽然二头进水量相同，但反映在水表上的读数却相差很大。据统计，在管道无空气的情况下，由此产生的水量很少，约为0.5-1m3/月。通常情况下，这点水量用户不会注意；同时这也是目前计量水平下正常的结果。
超声波水表的计量方式是什么
&&&& 超声波水表采用超声波计量，传递数据信号而非脉冲信号，从根本上解决因管道水压不稳、水锤、抖动引起的脉冲累计现象，更无需担心强磁的攻击。稳定可靠。
&湿式直读表的优点有哪些
1、表头不受水质影响，读数永远清晰。
2、可有效避免泡在水中电路进水的隐患。
3、安装方便，便于批量生产。
4、空气作为光线传播的介质，比水更可靠。
5、一旦出现表故障，更换表头即可，维护方便。
6、冬季更耐冻。
多用户水表分类及含义
计量型有预扣费与非预扣费两种。
预扣费的含义是先扣一升的钱再供水，非预扣费的含义是先供水够1升后再扣费。非预扣费型适合于淋浴场所，预扣费型适合于公共供水场所，可有效避免快速刷卡导致的&偷水&事件。
&智能水表中传感器的主要分类
1.干簧管传感器：在机械水表中加装干簧管和磁铁，利用干簧管的簧片在磁铁的循环作用下循环开闭，从而输出计量脉冲信号。
2.霍尔传感器：在机械水表中加装霍尔元件和磁铁，构成基于磁电转换技术的传感器，安装在计数盘位上的磁铁随着计数转盘运转，每经过霍尔元件一次，即由霍尔元件输出一个计数脉冲。
3.光电传感器：在机械水表的转盘处安装一个光电转换器，在转盘上有一条沟槽，转盘每转一圈，沟槽经过光输时转换器完成一次电转换，输出一个计数脉冲。
4.红外线传感器：在机构水表的码盘下每个与刻度对应的位置上装上红外线传感装置，在上盖内部装有CPU与单片机组成的数据处理器，每个刻度上的红外线传感器将其刻度显示信息汇总到处理器后通过程序运行，显示水表数据。
5.IC卡作为载体，由它将信息输入水表的控制系统，决定水表的工作状态，如开关、充值等，主要功能是利用IC卡控制器实现水表预付费应用，即&先买水，后用水&。
6.电子传感器：在水表的计数机构中对应于刻度盘的下面安装电子传感器，该传感器与计数齿轮同步转动，电子传感器存储的电子信息与水表机械读数完全同步，形成一种特定的数学函数关系。在水一表采集终端利用A/D转换，电子信息直接显示为水表读数。
导致水表计量不准确的因素有哪些
脉冲式水表的计量准确度取决于脉冲式传感器发送脉冲数量的准确性。那么，脉冲误差如何产生？经过分析发现下列因素容易导致脉冲误差。
1.磁场干扰：脉冲信号在传输过程中因受到电磁干扰而产生误差。有些人还会故意在水表外壳处附加磁铁产生强大的磁场干扰，达到偷水目的。
2.磁铁退磁：传感器内磁铁随着时间的延长会出现退磁现象，导致传感器不能输出脉冲信号。
3.水表倒转：水表在特殊使用情况下会倒转，一旦倒转同样产生脉冲信号，这种信号系统的累加计量视为正常计量。
4.机械振动：水表本身受外界振动影响或由于水管中的&水锤&引起水表机芯的振动，都会使脉冲式传感器发出非正常脉冲信号，导致脉冲误差。
5.信号干扰：水表发出的脉冲信号，一般需通过户线穿越较长距离（几十米）传输至采集器，如果传输线质量不好或屏蔽效果不佳，外部干扰会造成系统统计错误。
电源对水表计量的影响有哪些
1.电源维护：电池使用寿命长短、供电能力保持是关键。用户和管理部门必须对在用水表的电池使用情况了如指掌，一旦失控，要么用户没有用，要么供水管理部门因水表传感器未计量而遭受损失。少量试用情况下，这种维护工作尚可应付处理，一旦大面积推广应用，必有有足够的维护力量来支持、保证。
&2.人为偷水：用户自己将传输线剪断，在供水部门抄表前再连接，从抄表终端看不出用户偷水，实际上传输线被剪断的期间，水表传感器未对流经水表的自来水进行计量。对于IC卡水表虽然实现了&先买后用&的供水方式，保证水费的及时缴纳，方便了供水单位的水费管理，但事实上利用IC卡水表的结构弱点盗用的水量（或水费）比常规水表要厉害得多。表现在以下两点：第一，电磁阀在长期工作中如果失灵就不能闭合，用户就会白白用水，而且供水单位不易发现。利用这一特点，有人会在水表的&电磁阀&上动些脑筋；第二，如果充值卡密码被盗或被破译，对水表磁卡进行非法充值，就会给供水单位造成直接经济损失。因此，应用IC卡水表的供水单位必须保证24小时不间断服务，营业点分布要合理，否则会给用户带去极大的不便，同时供水单位尽管不用到水表安装现场抄表，但还必须不定期对水表使用状态进行跟踪进行跟踪检查。
怎样防止强电磁干扰造成的数据混乱
&&&& 防止强电磁干扰造成的数据混乱技术措施为:增大固态存贮器的容量,把所有数据一模一样地同时存放在五个不同的地方(多处存贮技术），读取数据时，同时从五处读取数据，然后对读取的五处数据进行分析，只要其中的三处是相同的，就认为数据是有效的（数据表决技术），同时，对出现错误的数据进行纠错处理(自动纠错技术)。
如何解决水表维修的问题
一是组建专业查表队伍，对IC卡水表运转状况进行检查并维护。供水企业应专门组织一支这样的队伍，对IC卡水表使用的用户定期进行检查，发现水表运转有问题，要立即进行维修，维修和水表运转的情况要有记录，其记录内容纳入水表管理档案。二是与用户签订供用水协议。为落实IC卡水表的维修费用，保障供水企业和用户的利益，供水企业应及时与IC卡用户签订供用水协议。通过协议，约束双方的行为，明确水表使用的权力与义务，杜绝一些用户维修水表不投资或偷盗水行为的发生。目前，秦皇岛地区的网通、移动等企业，在开通一些新的业务时，都与用户签订协议进行约束，这种做法值得供水企业借鉴。
目前IC卡水表运转状况的分析
IC卡水表运转状况缺乏有效的监督与管理。许多供水企业的业内人士认为，IC卡水表比普通旋翼式水表价格贵得多，性能也比较先进，运转中不会出现什么问题。在这种思想的支配下，一些供水企业忽视了IC卡水表的管理，甚至长期不派查表员工对使用IC卡水表的用户进行监督与管理，以致造成以下问题：由于很多用户对IC卡水表的性能知之甚少，所以屡屡发生IC卡水表发生故障而用户却不知晓而停水的情况；有的IC卡水表电池不过关，使用两三年后便损坏，造成水表停转；有的IC卡水表质量不达标，其磁卡插用三四次后便不能再使用；有的IC卡水表在其磁卡不充值的情况下，水表仍然运转并可以使用；有的用户仅花一二百元买一次卡后，两三年不再对磁卡进行充值，在其水表不能正常运转的情况下，甚至把IC卡水表拆卸下来，直接从管道内进行偷盗水。
IC卡水表的检验项目包括哪些
IC卡水表的检验是按各生产企业的技术条件和GB/T778进行的。检验项目：外观检查(包括外形尺寸等)、水压试验、示值误差、流量测定和加速磨损试验。被试水表的数量最少为3只,有必要增加被试水表的数量时,最多可为10只。
什么是水表的欠电自动关闭系统功能
水表的欠电自动关闭系统功能是指当电池电压或电池容量掉到规定数值后，意味着电池可能已经快没有电了，此时，水表应会自动将阀门关闭并使系统处于休眠状态，并显示相应信息和提示
&水表的主要技术参数有哪些
(1)水温：该参数规定了水表使用的最高温度,使用者应选用合适的型号规格来满足自己的需求,否则将导致水表对水流总量计量不准。
(2)工作压力：规定了水表的计量水体的最大压力。水压超过此限度,可能会使水表损坏或渗漏。
(3)流量系数：其包括公称口径、最大流量、公称流量、分界流量、最小流量、始动流量。使用者可根据实用的需要选择公称口径和公称流量。始动流量反映了水表的灵敏度。
(4)示值误差。
(5)外型尺寸及重量：水表的外型尺寸包括安装时需了解的各种参数如长、宽、高、连接螺纹等。另外尺寸和重量与包装运输有关。
如何保证水表在潮湿环境中工作
电路全部采用环氧树脂密封胶灌封技术，电池采用硅胶灌封技术，无按键，彻底的防潮防水，保证了在潮湿的环境中长期稳定工作。
如何辨别湿试水表
简单的讲就是，水表内过水的时候，看表头内是否进水。不进水的就是干式水表，进水的就是湿式水表。至于液封水表看计数器是否被密封隔离，并且被液体完全浸泡就可以了。
止回阀对于水表的作用有哪些
&&&&& 既然水表自转是因为压力波动，水被压缩造成的，可以考虑安装止回阀，止回阀可以起到阻止水倒流的作用。这样，在压力升高时，水被压缩，水表产生正转动；当压力降低时，止回阀自动关闭，水表不会产生转动。当压力再次升高时，只要压力不高过止回阀内压力，水表就不会再转；水表自转主要是水表往复多次计量才累计出很大的水量，安装止回阀可以减少水表自转的频率，也就能够很好地解决压力波动造成的水表自转问题。但是由于居民生活用水频率较高，且管道压力波动较小，所以要求止回阀灵敏度较高，质量要求较高。
压力波动对水表计量的影响
&&&&&& 压力波动，由于水是一种液体，在一般情况下表现出来的物理特性是不可压缩的，但在自来水管道中，管道压力较高，这时水就会表现出一定的可压缩性。在自来水管道中，压力的波动是不可避免的，而目前我们所采用的水表都是机械表，靠水在其中流动产生的动能来带动齿轮运转，从而达到计量水量的目的。当不用水时，水表两端连接的管道中都存有一定量固定的高压水；因此，当市政管网压力升高时，表后管中的自来水体积会因压力增加而缩小，此时就会有微量的水通过水表，产生正转；当压力降低时，表后管中被压缩的水因压力降低而膨胀，同样会有微量的水通过水表，所不同的是这时是反转。我们都知道，一般机械表在进水时是下进上出，推动齿轮正转，而倒过来进水时是上进下出，推动齿轮反转，两相进水所受的阻力不同，虽然二头进水量相同，但反映在水表上的读数却相差很大。据统计，在管道无空气的情况下，由此产生的水量很少，约为0.5-1m3/月。通常情况下，这点水量用户不会注意；同时这也是目前计量水平下正常的结果。
多用户水表结构组成及特点
1、系统由阀门、控制器、小电源组成。
2、每块表可供多个用户持卡用水，放卡开阀供水，卡取走关阀停水。
3、控制器根据用户购买到卡中的时间来控制阀门的开关。
4、控制器全密封设计，防水、防潮、防破坏。
5、用户卡为MF1卡，兼容S50和S70卡片，只用卡片一个区，方便实现一卡通。
6、适合于公共浴室、公共用热水、公共用纯净水场合。
国家对水表计量等级的分类和要求
&&&&&& 水表的种类很多，家用水表一般采用水平旋翼式（代号LXS），分为湿式和干式，有直读E和数字C两种，计量等级分为A、B、C、D四种。目前我市一般采用B级节水型水表。A级水表为国家明令淘汰水表。
使用劣质水表会带来哪些后果
&&&&&&& 目前市场上销售的劣质水表为了降低生产成本，其表壳及接管等部件偷工减料，机芯部分采用回收的再生塑料制成，流经水表后的自来水造成了二次污染，用户若长期使用受污染的水质，对身体健康有损害，由于水压不稳定使用劣质水表还会带来不安全隐患。正常水表应承受1.6MPa的压力，压力损失△P&0.1MPa。
对水表进行周期性检定原因
&&&&& 水表检定规程（JJG162-85）规定，在正常使用情况下，水表的检定周期为2年。水表若长期得不到维修保养其计量的准确性就不能保障。水表壳内滋生的水垢、铁锈和过滤网上的杂质以及塑料机芯的老化，还会使流经水表后的自来水受到二次污染，长期使用损害家人身体健康。
水表的使用寿命介绍
&&&&&& 国家质监局于1991年颁布的《强制检定的工作计量器具实施检定的有关规定》中规定，对民用的小口径水表实行安装前首次检定、到期轮换（口径15mm~25mm的使用寿命为6年，40mm~50mm的使用寿命为4年），二年要进行周检。
水表为什么要进行首检
&&&&&& 用户使用不合格水表无法保障计量准确性，为杜绝劣质水表流入市场，《中华人民共和国计量法》第九条规定，用于贸易结算的水表在安装使用前必须进行首次检定，限期使用，强制执行。
卡式水表及应用浅谈
&& 　　随着城市供水事业的不断发展和查表到户工程的不断推进，以及国家&金卡工程&的不断发展，卡式水表也随之诞生了。目前社会上广泛流行的卡式水表有：非智能型存储卡和逻辑加密卡水表，个别厂家也开发研制了智能卡水表。而这些产品通常被人们通称为& IC卡水表&。为改变传统的查表收费方式，一些城市供水企业已开始研究小规模试用并逐步推广应用各种形式的& IC卡水表&。
　　本文根据目前卡式水表现状，以及我公司多年研制& IC卡水表&的经验，就& IC卡水表&作一浅谈，仅供参考。
　　一、问题的提出
　　随着改革开放和社会主义市场经济的不断发展，国家&金卡工程&的不断推进，传统的用水观念发生了很大改变，同时也对供水企业的服务质量提出了更高的要求。如何实现既不扰民，又能保证查表到户和供水企业能按时、准确回收水费，为用户提供更完善的服务，成了各供水企业急待解决的问题。于是供水企业和商家都想到了卡式水表。
　　应用卡式水表所要达到的目的是：建立安全、可靠、准确、方便用户的城市供水收费系统。而要达此目的，决非单靠卡式水表就能解决的，这就要求我们对 IC卡和卡式水表系统的概念有深入的了解。目前应用的 IC卡包括：非智能型存储卡、逻辑加密卡、智能卡；卡式水表系统从功能上划分包括：密钥管理系统、开户发卡系统、卡表终端子系统、用户信息管理子系统和运营管理子系统等五个子系统。
　　二、金卡工程简介
　　&金卡工程&是１９９３年提出的，是以计算机、通信等现代化科学技术为基础，通过计算机网络系统，并以银行卡为介质，用电子信息转帐形式实现货币流通，跨系统和跨地区的社会系统工程。
　　国家对&金卡工程&的实施，明确提出要以&高起点、高标准、规范化、国际化&为指导方针，坚持&产业结合，近远期结合&的原则，强调&统筹兼顾、重点突破、逐步推广、整体普及&。国务院办公会议批准的&金卡工程总体方案&中明确强调：我国的金融交易卡&从防伪及技术发展考虑，以 IC卡为主。&的指导思想，同时强调&鉴于智能卡的优越性，应注意向智能卡方向引导&，&争取较多的业务项目应用智能卡，并做好向智能卡全面过渡的准备。&
　　随着&金卡工程&的逐步实施，影响和改变着各行各业及人们的传统观念，未来将是&一卡在手，走遍天下&。
　　三、 IC卡知识
　　非智能型存储卡、逻辑加密卡、智能卡，这三种卡虽然统称为 IC卡。但在技术成分、安全性、可靠性、可维护性、可兼容性、可扩展性及金融系统的可支持性上有着本质上的区别和差异。
　　（一）存储卡和逻辑加密卡属非智能 IC卡技术与智能卡技术相比较存在较大的技术隐患
　　１．非智能 IC卡安全性较差。甚至没有任何安全保护，卡内数据与卡式水表内的数据很容易被篡改和伪造。
　　非智能 IC卡表无法解决研制单位和使用单位的安全脱钩技术问题。使用单位的卡表安全从技术上无法脱离对研制单位的依赖（即：研制单位根本不能把钥匙完全彻底地交给使用单位）这将有可能给应用部门的经济利益造成极大的威胁。　　
　　由于上述原因，最终可能造成水费的严重流失，使设备形同虚设。
　　２．非智能 IC卡读写可靠性较差。其自身无法判断卡内的数据的读写和存储是否正确，在用户插拔卡不规范或其他不确定因素下可能造成数据混乱，造成不必要的用户纠纷和较大量的维护工作。
　　３．非智能 IC卡可兼容性和可扩展性差。其技术平台是限于某个半导体厂商的特定型号的半导体芯片技术，同一厂商的不同型号的芯片技术也互不兼容，不同厂商的芯片技术更是互不兼容。这就使得非智能 IC卡表技术只能局限于某个半导体厂商的特定型号的半导体芯片技术。而从当前国际 IC卡技术发展趋势看，非智能 IC卡技术产品的生产已趋于萎缩，一旦该厂商停止生产该种产品，将给应用单位造成严重的经济损失。
　　（二）智能卡
　　智能卡是一种智能型的IC卡，又称CPU卡或微处理器卡、智慧卡。
　　智能卡芯片具有微型计算机软硬件配置，如：CPU、 RAM、 ROM、EEPROM、COS操作系统，同时还具有用于信息安全保护的加密器、随机数发生器及物理攻击自毁电路。而非智能 IC卡的芯片上只有一个简单的存储器逻辑电路。因此，从可靠性和安全性而言，智能卡具有天生的优势。
　　智能卡芯片内的物理资源由储存在 ROM内的芯片操作系统（COS）来进行统一管理和调度，我们可以根据具体的应用要求设计卡片的应用规则和规范，建立卡片的安全系统，并通过芯片操作系统实现智能卡的具体应用功能。因而，智能卡具有灵活性较强的、开放式的应用设计平台。
　　智能卡芯片操作系统包括四大功能：
　　1、卡片与外界通讯管理�负责外界卡终端和卡片的通讯协议处理、通讯检错处理和纠错处理，保证卡片读写传输数据正确可靠；
　　2、信息存储文件管理�为用户提供灵活、方便、多种格式的信息存储文件管理，以适应多种应用需求；
　　3、信息使用安全管理��使应用单位可以根据自身应用需求对卡内信息进行灵活的权限分割、权限设置和权限认证设计，从而建立信息防火墙，抵御外界逻辑攻击；
　　4、命令解释执行管理��为应用设计能实现提供驱动管道。
　　国内外目前有大量的智能卡技术标准和应用规范，包括国际通用标ISO7816、欧洲 EMV标准、中国人民银行金融卡标准、中国建设部IC卡应用技术规范等。这些技术标准和应用规范为智能卡推广和应用的通用性、兼容性、可扩展性提供了必要的技术保证和依据。因此，智能卡在我国及世界已逐步成为主流被广泛应用，如：中国人民银行金融卡、国家金税工程�增值税发票防伪税控系统、海关总署加工贸易异地备案报关智能卡管理系统、北京市智能卡电表预付费系统、北京市交通违规处理智能卡管理系统等。
　　（三）TM卡
　　TM卡是美国达拉斯（ DALLAS）公司生产的产品，其工作原理与 IC卡没有本质其别，只是外形和读卡机具的不同。有存储卡、逻辑加密卡。存储卡和逻辑加密卡在饭店门锁上应用较多，其他行业也有应用。由于目前世界上只有美国达拉斯（ DALLAS）公司生产这一产品，尚无国际通用标准，应用单位必须依靠该公司的技术平台，进行应用开发，应此在应用上有较大的局限性。我国金融机构尚未对TM卡进行认证，而我国金融机构已对１０～１２家 IC卡中的智能卡产品进行了认证，并已在我国被广泛推广应用。
　　三、卡式水表系统
　　卡式水表的技术应用是一项基于卡应用技术平台建立起来的科学技术系统的应用，是一项系统工程。
　　在卡式水表应用过程中首先应考虑系统的最终目的，包括系统规模、安全性、可靠性、可维护性、可扩展性、通用性和兼容性。依据上述条件认真选择卡的类型。最后是选择经济适用的表具。
　　（一）应用系统的建立和选型
　　卡式水表应用系统从功能上分为五个子系统：密钥管理系统、开户发卡和售水管理子系统、卡表终端子系统、用户信息管理系统和运营管理系统。
　　城市卡式水表应用系统包括：计算机、服务器、卡、POS机、卡表、通信网络（ DDN/X.25/F.R）及设备应用系统程序软件等。
　　物业小区卡式水表应用系统包括：计算机、 POS机、卡和卡表等。
　　由于各地供水行业的具体情况的不同，为避免盲目上项目带来不必要的经济损失，在应用卡式水表和系统建立时，主要应注意以下工作：
　　１．可行性研究和论证；
　　２．进行业务管理调研分析，规范业务管理模式，制订应用标准和技术规范，提出技术总体方案；
　　３．建立供水企业内部信息系统，为项目实施提供后台管理技术平台；
　　４．商榷与代理银行的合作模式和技术接口；
　　５．确定试点地区和方案，提出试点管理规范；
　　６．建立供水企业内部密钥管理系统，生成总控密钥，发行总控卡；配置应用种子密钥并生成密钥母卡；
７．进行前期试点实施工作，总结试点经验，不断完善系统和管理规范；８．根据试点实施情况和技术成熟情况，决定试点推广工作安排。
　　在项目选型时应注意到：
　　１．选择符合多项国内外技术标准和应用规范，特别是国际通用标准 ISO7816、欧洲 EMV标准、中国人民银行金融卡标准、中国建设部 IC卡应用技术规范，并符合统一规划要求，支持统一技术平台，从而保证系统安全可靠、通用性和兼容性强，易于推广、扩展和升级（应特别注意物业小区系统向城市系统的升级）；
　　２．整个系统应始终只受控于供水企业，具有极高的安全性，从而保证供水企业和用户的利益不受损害；
　　３．采用银行交易标准技术，保证购水数据安全可靠，支持多种售水模式和一卡多表、一卡多用，方便用户，提高服务水平；
　　４．便于供水企业加强运营管理，提高管理水平，并为科学决策提供依据；
　　５．系统维护方便，以及后期应用维护费用低。
（二）卡式水表的选型
　　卡式水表的构成主要分为以下几部分：基表、数据传感器、控制阀门、控制器（包括：控制电路、液晶显示屏、卡座、电池）等。
　　在卡式水表（以下简称：机具）选型的过程中主要应从以下己方面考虑：
　　１．机具所采用的卡型是否符合系统要求和相关技术标准和应用规范；
　　２．基表是否计量准确、可靠；
　　３．数据传感器的数据传输是否可靠，基表和控制器之间数据是否准确无误；
　　４．阀门和基表造成的水头损失不应过大，要符合相关标准和技术规范；
　　５．阀门开合是否可靠；
　　６．控制电路和机具整体的抗干扰性、抗攻击性和抗入侵性是否良好；
　　７．发生不规范插拔卡时是否会发生据数丢失，或造成数据混乱；
　　８．能否配合系统的升级和扩展；
　　９．机具的整体功耗是否小；
　　１０．机具的可维护性是否良好。
　　四、卡式表具的发展趋势展望
　　随着国家&金卡工程&和&一卡通&的不断推进，各行各业对 IC卡，特别是&智能卡&的认识也不断深入。由于&智能卡&有着先天的优势，具有较强大的功能和安全性、可靠性、可扩展性、通用性、兼容性。因此已被更广泛地应用，并成为主流。而其他形式的 IC卡，因其本身的局限性(如：安全性较差、可靠性较差、可兼容性和可扩展性差、以及应用单位始终不能完全摆脱对生产厂家的依赖，容易造成垄断、并将给从实验区向大规模应用升级造成困难，甚至造成不必要的经济损失。)，已呈现出萎缩的趋势。可以相信通过各行各业的不懈努力，以及政府的协调，在不远的将来我们会看到市民手持一张&智能卡&完成各种金融交易和交纳各种费用。
智能水表的类型介绍
&&& 随着新建住宅对私密性要求的提高，改变传统的入室抄表已是势在必行，而且不久将来还要推行一户一表，抄表到户的做法。如果不对水表进行改进，只会加大管理部门的压力，从而增大企业的正常开支，增大抄表的工作的难度和强度。
　　现在市场上智能化的水表可谓琳琅满目、五花八门，但是主要可分为水表远传显示系统、智能水表远传抄读系统、IC智能水表管理系统、智能安防抄表系统。
　　1 水表远传显示系统与智能水表远传抄读系统
　　水表远传显示系统是在水表上加装两套电子显示读数系统，一套在水表上让用户查看另一套是在安放在门口或大楼底层，让抄表员在室外抄读数据。而智能水表远传抄表系统则在水表远传显示系统中加入一套与手掌抄表器连用集中传输装置，抄表员抄表时，只需将抄表器与传输系统与传输器连接，成百户水表的资料就会在短时间内全部输入抄表器。最后通过中心管理计算机再重新将抄表的资料全部取出，以便计算和存档。
　　这两种系统山于结构基本一样，后者只不过是前者的改进版，所以下面就一起介绍。而这种系统还可以分为内置式远程显示系统、单头式外置远程显示系统、双头式外置远程显示系统。
　　1）置式远程显示系统
　　内置式远程显示系统是通过水表的齿轮侧端平面上装一个感应器，在水表传动支架上安装传感器，当齿轮转动一周的时候，感应器就会发出一个信号，传感器接收到信号后，就通过导线传导显示计算部分内部的线路板上，线路板上的IC芯片就会分析信号，从而显示读数。该智能水表是最早期的一种类型，所以在设计方面不太成熟，因为它要求装所有感应、传感的部分全部安装在水表内部，首先第一个缺点是电子原件不适合长时间在潮湿的环境下工作，所以使用时间一长，电子原什就会短路、损坏；而且要在齿轮和传动支架上转感应器和传感器，水表芯从此就不能取出进行教正或更换；在生产加工方面带来很大的难度，而且此系统一定不适合用于湿式水表，工艺要求高引致造成成本价格昂贵，未能广泛地使用。
　　2）单头式外置远程显示系统
　　单头式远程显示系统是根据内置式远程显示系统存在的缺点重新改进和设计制造的，其主要的特点是将大部分的电子原件安装到水表的外部，从根本上改善了生产和使用时存在的问题。设计者将普通水表的观察玻璃改装成一个具有内部封装传感器的观察玻璃，而在水表指示盘上安装一个干簧管，在水表的指针上安装一个磁钢，正常用水时，指针不停的转动，磁钢每转过感应点时，干簧管就闭合一次发出信号，再通过水表观察玻璃面内的传感器接收信号，经过水表外部的导线传到显示部分IC芯片进行分析，最后在液晶显示器上显示行度，抄表员只需要抄表器与传达室输器连接，短短几秒就可以完成抄表工作。这种远程显示系统在生产工艺、价格方面存在绝对的优势，所以被一些相对发展教快的自来水企业试用，但是问题又再次出现，该种系统显示的用水量比用户以往的用水量竟大几倍甚至十几倍，问题十分严重，原因何在？经大量的实验证明，原来当水表在水压波动或人为震动影响下，指针的磁钢恰巧停在干簧管的位置（既感应与非常感应的临界面）上，干簧管会重复发出信号，使得在没有水的情况下，显示器的行度仍在不停的增大，所以显示水量比实用水量要小。结果该系统从此在市场销声匿迹。
　　3）双头式外置远程显示系统
　　双头式外置远程显示系统是近期新开发的新产品，该产品在技术上的主要改进是在指针上加多一个磁钢，而将原在安装在指示盘上的干簧管，再在传感电路上加装一个自保持感应开关，在正常用水的情况下，指针的一个磁钢A转到与其相对应的干簧管A1位置上，干簧管A1将闭合发出一个信号，使自保持开关打开，当磁钢转离干簧管A1位置时，自保持开关仍然处于&开&的状态，当另一磁钢B又转到与其相对应的干簧管B1位置上，干簧管B1闭合发出一个信号，使自保持开关关闭，磁钢B离开干簧管B1位置时自保持开关又保持&关&的状态，周而复始，当自保持开关一次才发出一个信号通过水表外置导线传给IC芯片，使其改变用水量，单独A1多次闭合都使用保持开关的状态改变，也就是说不会有信号传入IC芯片，使用水量改变，有效地防止了临界点颤动误发信号的现象，而且在水表内加装有隔离罩，有效防止外部或内部磁场干扰使自保持开关状态发生变化。该类远程显示系统适用于任何一种类型的水表，且可以调整水表运行速度的快慢，但价格比普通水表要高。该产品仍在部分城市中试用，根据反馈信息反映，基本能正确显示行度。
　　2 IC智能水表管理系统
　　该系统是一种在用水售水方面全新意念的一种管理方式。以IC卡作为媒介，要求用户在用水前必须到售水部门购水，方能使用自来水，它打破原有的先用水厂付钱的规律。
　　IC智能水表管理系统是由水表基表、电动阀、微电脑、射频IC卡单元，信号采单元、数据存储单元、显示单元与电子计算机和相应的IC卡管理机配合使用组成。
　　其工作原理是首先通过管理机将用户及水表的有关资料录在一张IC卡上，由水表的数据存储单元读取IC卡上的资料，如正确无误后，电动阀门就打开供水，而水费的计收，则通过信号采集单元将水的行度收集了来，通过微电脑自动计算用水电、水费和购水量余额，在显示单元上显示出来，当用户的购水量余额少于微电脑设置的余额值时，则通过电动阀门自动停水，代用户再次购水后，再次将IC卡资料输入数据存储单元，电动阀门又再次打开供水。
　　该系统的出现，能很大程度减轻管理部门的负担，减少人力资源的耗用，提高水费的回收率；但要普及使用该系统，在资金方面会是一个很大问题，而且要推行该种收费方式，要有相应的供水法规和条例共同出台，否则不可能会使用户一下子全部改变以往用水的观念。
　　3 智能安防抄表系统
　　该系统是通过电话线或专用通讯线将水表、电表、煤气表三个数据传送到数据处理中心，这样就能足不出户把水、电、煤气的使用数据全部收集统计，其原理与远程显示系统的原理相似，只不过数据直接由电子计算机收集，无需人再上门抄表。这种方式要求水、电、煤气、电讯四个系统共同合作，而且通讯器材和计量工具的共同费用十分昂贵，也许暂时不适合我国自来水企业使用，但部分住宿、小区可以采用这种方法，这大大可以提高住宿和小区的管理质素。
智能IC卡水表及基本结构原理
&&& 　 1.什么是智能IC卡水表？
　智能IC卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。智能IC卡水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点。
　　2.智能IC卡水表的基本结构原理：
　　IC 卡水表的外观与一般水表的外观基本相似，其安装过程也基本相同。IC卡水表的使用很简单，从用户的角度看，就时把IC卡卡片向水表里插一下。 IC 卡水表的工作过程一般如下：将含有金额的IC卡片插入水表中的IC卡读写器，经微机模块识别和下载金额后，阀门开启，用户可以正常用水。当用户用水时，水量采集装置开始对用水量进行采集，并转换成所需的电子信号供给微机模块进行计量，并在LCD显示模块上显示出来。当用户的用水金额下降到一定数值时，微机模块进行声音报警，提示用户应该去持卡交费购水。如超过用水金额，则微机模块会自动将电控阀门关闭，切断供水。直至用户插入已经交费的IC卡片重新开始开启阀门进行供水。
智能水表无法出水怎么办?
&&& 水表无法出水一般是因为水表阀门关闭后不能打开。智能水表只有在下列情况下关闭阀门：用水额度用完、电池缺电、人为攻击或出现故障。用水额度用完、电池缺电和受到人为攻击时，智能水表阀门会自动关闭，属于正常情况，在购水、更换电池或攻击清除后，水表阀门都可以自动打开。如果智能水表出现故障，如密封不好导致电路部分受潮或进水、阀门结垢后阻力增大等，水表阀门将无法打开。这种情况的出现，与智能水表制造商的设计和质量控制能力直接相关，从现有技术上讲，是可以避免的。如果在实际应用中批量出现此种问题，那只能从线路、阀门和结构设计三个方面找原因。
IC卡水表使用常见问题及解决办法
&&& 伴随着城市建设的飞速发展，城市的新建楼房越来越多，绝大多数的楼房在竣工前，房屋开发商大都给用户安装了IC卡水表。据笔者近年来对河北省一些供水企业使用IC卡水表情况的了解，该水表的安装使用，虽然方便了用户交费，减轻了供水企业查表收费员的劳动强度，但目前仍存在两个突出的问题函待解决：
&&& 其一、对IC卡水表运转状况缺乏有效的监督与管理。许多供水企业的业内人士认为，IC卡水表比普通旋翼式水表价格贵得多，性能也比较先进，运转中不会出现什么问题。在这种思想的支配下，一些供水企业忽视了IC卡水表的管理，甚至长期不派查表员工对使用IC卡水表的用户进行监督与管理，以致造成以下问题：由于很多用户对IC卡水表的性能知之甚少，所以屡屡发生IC卡水表发生故障而用户却不知晓而停水的情况；有的IC卡水表电池不过关，使用两三年后便损坏，造成水表停转；有的IC卡水表质量不达标，其磁卡插用三四次后便不能再使用；有的IC卡水表在其磁卡不充值的情况下，水表仍然运转并可以使用；有的用户仅花一二百元买一次卡后，两三年不再对磁卡进行充值，在其水表不能正常运转的情况下，甚至把IC卡水表拆卸下来，直接从管道内进行偷盗水。
&&& 其二、IC卡水表维修时，一些用户不愿出维修费。当前从水表市场来看，一只IC卡水表价格大都在400&500元之间，要比普通旋翼式水表贵十几倍。虽然IC卡水表的产权归用户，但由于其价格昂贵，一但需要用户投资时，许多用户都持拒绝的态度。用户的这种态度，让供水企业处于十分为难的境地。修吧，用户不掏钱不配合，企业也不能拿出钱来替用户垫资；不修吧，有的用户不干，还有的用户干脆将损坏的IC卡水表折下，直接从管道上取水，用户这样让供水企业遭受很大损失。秦皇岛首创水务有限公司近日也遇到了类似这样的情况。该公司在海港区范围内的2.1万IC卡水表，今年已有2000多块水表的电池到期需要更换，更换这些IC卡水表的电池本应该用户掏钱，但绝大多数用户不愿掏这笔维修费，这就让供水企业感受到了压力。如果首创水务公司拿出这笔钱来更换这批电池，问题就更大了，因为秦皇岛地区有近5万户使用IC卡水表的用户，每年都有几千块水表需要更换电池，一旦养成供水企业给用户换电池的习惯，企业怎能承受得了？
&&& 以上问题的存在，不但造成供水企业的经济效益大量流失，损害了企业的切身利益，而且在某种程度上也影响了一些用户的利益和供水企业对外服务形象。笔者认为，解决以上两个问题，需从以下两个方面入手：
&&& 一是组建专业查表队伍，对IC卡水表运转状况进行检查并维护。供水企业应专门组织一支这样的队伍，对IC卡水表使用的用户定期进行检查，发现水表运转有问题，要立即进行维修，维修和水表运转的情况要有记录，其记录内容纳入水表管理档案。二是与用户签订供用水协议。为落实IC卡水表的维修费用，保障供水企业和用户的利益，供水企业应及时与IC卡用户签订供用水协议。通过协议，约束双方的行为，明确水表使用的权力与义务，杜绝一些用户维修水表不投资或偷盗水行为的发生。目前，秦皇岛地区的网通、移动等企业，在开通一些新的业务时，都与用户签订协议进行约束，这种做法值得供水企业借鉴。
水表要走准安装须规范
&&& 水表是一种流量计量仪表，是正确计量和合理分配水资源的计量器具。中国计量科学研究院流量室主任、副研究员王东伟日前在接受记者采访时指出，为确保水表的准确度，在对市场上水表产品实施强检、加强监督管理的同时，还应对水表的安装和使用等环节给予关注。
&&& 近几年来，我国的自来水事业和水表生产发展迅速。据不完全统计，全国水表生产厂有１００家以上，并在市场上推出了ＩＣ卡水表、远传发讯水表、数控定量水表以及用于热水热能计量的热量表。
&&& 据专家介绍，水表的种类很多，从原理上讲，用于民用的水表一般是旋翼式水表，属于速度式水表中的一种。按照计数器指示型式，有指针式的，也有字轮式的。有的水表的计数器是浸没在水里的，被称之为湿式水表；有的水表的计数器不浸在水中，表盘是干的，业内称之为干式水表。民用水表多为湿式水表。
&&& 民用水表的口径一般是１５ｍｍ～４０ｍｍ，以１５ｍｍ口径的为多。水表在常用测量范围内的准确度为２％，在较小流量下的准确度为５％。水表的级别分为Ａ级、Ｂ级和Ｃ级，它们的准确度都是相同的，但测量范围不一样，Ａ级的测量范围较窄，而Ｃ级的测量范围比Ａ级和Ｂ级的都宽。举个例子，１５ｍｍ口径的Ａ级水表的测量范围是从４５升／小时～１５００升／小时，而Ｃ级水表的测量范围是从１５升／小时～１５００升／小时，对于Ｃ级水表，流量低于１５升／小时但高于４升／小时的时候，应能使字轮或指针旋转，但这时对水表的准确度没有要求，只要&走字&就行了。
&&& 专家指出，影响水表准确度的因素有很多，人们常常对水表产品本身的准确度给予了相当的关注，而往往忽视了其他环节。安装不符合要求、使用不当、水中含有空气、水质差、超过检定周期使用等，都会影响水表的准确度。
&&& 安装不规范对计量准确度影响较大。按规定水表应水平安装使用，如果水表倾斜安装甚至垂直安装，不仅会影响水表的计量准确度，还会缩短水表的使用寿命。有数据表明，口径为１５ｍｍ的水表，在１０００升／小时的情况下，如果横向倾斜４５度，误差会增加１％，如果纵向倾斜４５度，误差最大会增加３％；在１８０升／小时的情况下，如果横向倾斜４５度，误差会增加５％以上，如果纵向倾斜４５度，误差最大会增加２０％甚至更大。
&&& 此外，水表在安装时对上游直管段长度和下游直管段长度也有要求，以口径１５ｍｍ的水表为例，上游至少应有１５０ｍｍ的直管段，下游至少应有７５ｍｍ的直管段，否则，就会影响计量准确度。
&&& 水中含有空气，也会影响水表计量准确度。水中混有空气，往往会滞存在水表的上部调整器和其他较高的空间内，直接造成水表多记数。不仅如此，这些藏在水表内部的空气还会使调整器对水的反击作用削弱，进一步使水表的指示水量额外增多。
另外，保障水表计量准确，对水源也有要求。理想的水源应该是清洁的，如果水中杂物较多，在水流通过水表时，这些污垢会附着在水表的叶轮上或水表的壁面上，造成叶轮转动不灵活或计量区流速变快，使得计量不准确，进而损坏水表。有时候，水源是清洁的，但输水管道内壁很脏，最终也造成了水质下降。
&&& 对于如何正确使用水表，专家建议，除正确安装水表外，还应尽量避免频繁开关阀门。使用中频繁地开关阀门，会使管道中的压力频繁地变化，开阀门时没有问题，但关闭阀门时，会产生&水锤&现象，阀门关闭越快，&水锤&现象越明显。这是因为水是不可压流体，水流的惯性力使得水在瞬间对阀门、管道和水表产生巨大的压力，轻者减少阀门和水表的使用寿命，严重时会造成阀门损坏、管道破裂或水表机芯变形。即使每次不迅速地关闭阀门，频繁地开关也会降低水表计量的准确度。所以，正确的使用方法是轻开轻关水龙头，并尽量减少开关次数。
智能IC卡水表
&&& 智能IC卡水表是一种利用现代微电子技术、现代传感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。这与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量的功能相比，是一个很大的进步。由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由工作人员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便，计算准确，可利用银行进行结算的特点。
&&&& IC卡水表的工作过程一般如下：将含有金额的IC卡片插入水表中的IC卡读写器，经微机模块识别和下载金额后，阀门开启，用户可以正常用水。智能IC卡水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据存储的功能。当用户用水时，水量采集装置开始对用水量进行采集，并转换成所需的电子信号供给微机模块进行计量，并在LCD显示模块上显示出来。
&&& IC卡水表的外观与一般水表的外观基本相似，其安装过程也基本相同。IC卡水表的使用很简单，从用户的角度看，就时把IC卡卡片向水表里插一下。当用户的用水金额下降到一定数值时，微机模块进行声音报警，提示用户应该去持卡交费购水。如超过用水金额，则微机模块会自动将电控阀门关闭，切断供水。直至用户插入已经交费的IC卡片重新开始开启阀门进行供水。
&智能卡表的安全性分析
摘要：由于用户的结算信息和公用仪表的计量信息都是通过用户手中的IC卡进行传输的，用户的分布又是一个十分复杂、分散的群体，因此如何保证用户卡中传递信息的安全性已经变成一个十分重要的问题。这个问题解决的好坏，将直接影响IC卡表以及预付费管理系统的推广使用。&
&&& 随着&一户一表&工程的实施，利用IC卡作为传输介质，采用预付费的收费方式对公用事业仪表进行抄表收费管理的模式得到了迅速的发展，并且逐渐从物业小区管理方式发展到行业或城市管理方式。由于用户的结算信息和公用仪表的计量信息都是通过用户手中的IC卡进行传输的，用户的分布又是一个十分复杂、分散的群体，因此如何保证用户卡中传递信息的安全性已经变成一个十分重要的问题。这个问题解决的好坏，将直接影响IC卡表以及预付费管理系统的推广使用。&&
　　一、智能卡表的安全性内容&&
　　在智能卡表和预付费管理系统之间，信息的传递是通过IC卡作为传输介质进行的，安全性的主要内容是如何保证IC卡中信息的安全性，与此相关，还要保证不能用非法的手段获得或者修改智能卡表中的数据信息。&&
　　对IC卡和智能卡表中的信息安全性保护主要体现在对数据信息进行非法攻击的防护上，常用的攻击行为有以下几种：&&
　　1、截取信道中的信息：通过非法设备以及相关技术手段读取IC卡中存储的数据信息以及在IC卡与智能卡表进行操作时截取数据交换信息。见下图所示：&&
　　左图所示为非法设备直接从IC卡读取数据信息，右图所示为非法设备在IC卡与合法设备在进行数据交换时对数据信息进行截获。这两种攻击方式是不可控制的，并且也是最常用的攻击方式。&&
　　2、破译IC卡中的信息：攻击者在采用上述两种方式截获数据信息后，根据IC卡中数据信息的变化情况以及数据交换过程中数据流的变化，对数据进行分析，从而确认IC卡中所有数据的含义以及数据流的变化规则，完成对IC卡以及智能卡表中数据信息的破译，进而达到非法改变数据信息的目的。&&
　　3、复现IC卡中的数据信息：攻击者在截获数据信息后，并不对数据进行分析破译，而是记录在特定操作中数据流的变化情况，在需要时，将记录的数据流直接复制发送到IC卡或智能卡表，从而达到非法改变数据信息的目的。这种情况经常发生在当IC卡与智能卡表之间进行数据交换采用加密处理的时候。&&
　　在上述所描述的攻击方法中，第一种方式是手段，由于IC卡和智能卡表全部由用户掌握和使用，管理方无法做到实现实时跟踪，因此在现实中是无法阻止攻击者进行这种尝试的。第二、三种方式是数据分析处理，是攻击的目的所在。如果对IC卡与智能卡表之间的数据进行安全保护处理或者采用较为简单的安全保护，攻击是非常容易达到效果的。为此在设计智能卡表及其相关管理系统时，必须对数据的安全性给予高度的重视，从某种角度来说，一个智能卡表及系统设计是否成功，关键在于其对数据安全性的处理。&&
　　二、智能卡表及系统数据存储的安全性分析&&
　　由于在智能卡表及系统中，IC卡是数据存储和传递的载体，因此IC卡的数据存储安全性是需要着重予以考虑的。&&
　　在智能卡表及系统中所使用的都是集成电路卡（IC卡），（从数据容量和安全性的角度以及读写设备的成本考虑，没有使用磁条卡作为信息载体的，因此磁卡表的名称是不准确的。）集成电路卡的核心是采用集成电路芯片来进行数据的存储。目前广泛使用的IC卡使用的是电可擦除数据存储芯片（EEPROM），这种芯片读写速度快，掉电后数据可以长期保存，并且数据可以反复进行擦写。应该说，正是由于EEPROM芯片的出现才带来了IC卡技术的广泛应用。&&
　　IC卡根据对EEPROM读写处理方式的不同，可以分为存储卡、逻辑加密卡以及智能卡（CPU卡）三大类，它们具有不同的数据保护安全级别。&&
　　1、存储卡：存储卡是直接将EEPROM芯片封装在卡片上，外部设备可以直接访问到EEPROM中的任何一个单元，如下图所示：&&
　　由于存储卡中只有EEPROM一个芯片，因此IC卡的对外接口实际上就是EEPROM的对外接口，这样外部读写设备就可以十分方便地对EEPROM进行数据读写操作，作为IC卡而言，无法对合法或非法的读写设备进行判断和识别，非常容易进行攻击。存储卡只是用来对数据进行存储，而无法对数据进行安全性保护，因此存储卡不具备数据安全性保护措施，数据安全级别很低。&&
　　2、逻辑加密卡：逻辑加密卡是在将EEPROM芯片封装在卡片上的同时，将一组硬件逻辑电路也封装在卡片上，外部读写设备必须通过硬件逻辑电路的判断后才能访问到EEPROM中的任何一个单元，如下图所示：&&
　　由于在IC卡中存在一组硬件逻辑加密电路，EEPROM芯片的接口并不直接对外，在初始状态IC卡芯片中的数据开关处于断开状态。外部读写设备在访问IC卡芯片中的EEPROM单元之前，必须首先发一组数据给硬件逻辑电路，硬件逻辑电路在判断数据的合法性后（即密码校验），才决定是否将IC卡内的开关闭合。只有密码校验正确后，硬件逻辑电路才能将开关闭合，这时外部读写设备才能对EEPROM中的数据进行读写操作，这样逻辑加密卡就可以对外部合法和非法的读写设备进行识别判断。通过这种方式，逻辑加密卡对内部EEPROM中的数据进行了安全性保护，因此逻辑加密卡具备数据安全性保护措施。&&
　　但逻辑加密卡的安全性级别并不是很高，有两种攻击方式可以对其进行攻击测试，一种是当合法读写设备在发送数据进行密码校验时，非法设备可以跟踪到校验密码，这样今后非法设备通过重放也可以通过密码校验，从而对逻辑加密卡进行数据攻击；另一种方法是非法设备在跟踪到合法设备已经通过逻辑加密卡的密码校验，IC卡内部开关闭合后，再通过数据线对逻辑加密卡中EEPROM的数据进行攻击破坏。因此逻辑加密卡虽然具备一定的数据安全性保护，但它的安全级别依然较低，具备一定的手段仍然是可以攻破的。&&
　　造成这种情况出现的原因是因为逻辑加密卡中的安全性是依赖一组硬件逻辑电路，这种电路只有判断能力，但不具备分析处理能力，因此不能及时发现和处理变化的环境。&&
　　3、智能卡（CPU卡）：智能卡是在将EEPROM芯片封装在卡片上的同时，将微处理器芯片（CPU）也封装在卡片上，外部读写设备只能通过CPU与IC卡内的EEPROM进行数据交换，在任何情况下都不能再访问到EEPROM中的任何一个单元，如下图所示：&&
　　由于在智能卡中封装了微处理器芯片（CPU），这样EEPROM的数据接口在任何情况下都不会与IC卡的对外数据线相连接。外部读写设备在与智能卡进行数据交换时，首先必须发指令给CPU，由CPU根据其内部ROM中存储的卡片操作系统（COS）对指令进行解释，并进行分析判断，在确认读写设备的合法性后，允许外部读写设备与智能卡建立连接。之后的数据操作仍然要由外部读写设备发出相应的指令，并且CPU对指令进行正确解释后，允许外部读写设备和智能卡中的数据存储区（RAM）进行数据交换，数据交换成功后，在CPU的控制下，利用智能卡中的内部数据总线，再将内部RAM中的数据与EEPROM中的数据进行交换。可以看到，在数据处理过程中，外部读写设备只是和CPU打交道，同时数据交换也只能和数据缓存区RAM进行，根本无法实现对智能卡中EEPROM数据的直接访问。这样就实现了对智能卡EEPROM中数据的安全保护，因此智能卡也具备数据安全性保护措施。&&
　　与逻辑加密卡相比，由于智能卡内部具有CPU芯片，在具有数据判断能力的同时，也具备了数据分析处理能力，因此智能卡可以随时区别合法和非法读写设备，并且由于有了CPU芯片，具备数据运算能力，还可以对数据进行加密解密处理，因此具备非常高的安全性，其安全级别很高。&&
　　从对攻击方式的分析可以看到，保证IC卡内数据的安全性是最基本的要求，如果非法设备可以容易地与IC卡进行数据信息交换，进而进行分析处理，智能卡表及系统就不再具备任何安全性。因此提高IC卡的安全性是设计好的智能卡表及系统的关键。&&
　　根据上面的分析，如果智能卡表及系统对数据的安全性非常重视，应该选用安全级别高的IC卡，从发展趋势看，应尽量选用智能卡作为智能卡表信息传递的介质。&&
　　在设计实际的智能卡表系统时，安全性的指标也是相对而言的。如果设计的是单机版的物业小区管理系统，对安全性的要求不高，为简化设计和降低成本，可以选用逻辑加密卡或存储卡；但如果是行业管理部门或在大中城市推广智能卡管理系统，数据的安全性将是一个非常重要的指标，这时应该首先选择智能卡做为管理系统的数据信息载体。&&
　　三、智能卡表及系统数据交换的安全性分析&&
　　根据上面的分析，在智能卡表及系统中选择使用智能卡可以有效保证数据存储的安全性，但即使这样也只是阻止了非法读写设备直接对IC卡中数据的操作，并不能保证在IC卡与智能卡表或合法读写器之间进行数据交换时不被非法设备跟踪破译，要解决这种类型的非法攻击，还需要采用安全认证以及对数据在传输时进行线路保护处理。&&
　　1、安全认证：安全认证用来在读写设备（包括智能卡表）与IC卡进行数据交换之前，首先进行必要的安全认证，用来确认双方身份的合法性。只有双方身份确认后，才能建立相互之间联系的通道进行必要的数据交换。如果双方不能确认身份的合法性，则不能建立进行数据交换的通道。&&
　　安全认证有两种方式可以实现，一是通过密码进行安全认证；一是通过密钥进行安全认证。&&
密码认证的过程如下所示：&&
①读写设备发送密码到IC卡&&
　&&&&&&&&&&&&&
②IC卡进行密码比较&&
③IC卡将比较结果返回读写设备&&
　&&&&&&&&&&&&&&&&
　　IC卡在进行密码比较时，如果读写设备发来的密码与IC卡中存储的密码相同，IC卡向读写设备返回密码认证通过的结果，并打开IC卡数据与外部进行交换的权限。如果密码不同，则返回错误结果，IC卡数据与外部进行交换的权限被关闭。&&
　　在逻辑加密卡中使用的就是这种认证方式，同时智能卡中的口令密钥认证也是采用这种方式进行的。密码认证的方式比较简单实用，是一种常用的安全认证手段。其最大的缺陷在于进行认证的密码在线路上进行了传输，如果非法设备跟踪到密码认证的第一步，就比较容易破译整个密码认证过程，这样非法设备也能够正确地与IC卡进行密码认证，从而能够非法与IC卡进行数据交换，而这个过程是无法阻止的。&&
　　密钥认证的过程如下所示：&&
①读写设备向IC卡发取随机数指令&&
　&&&&&&&&&&&&&&&&&
②IC卡向读写设备返回随机数&&
　&&&&&&&&&&&&&&&
③读写设备用存储的密钥对随机数进行加密运算，生成加密结果即密码&&
④读写设备发送密码到IC卡&&
　&&&&&&&&&&&&&&
⑤IC卡用存储的密钥和随机数进行加密运算，并将生成的密码和收到的密码进行比较&&
⑥IC卡将比较结果返回读写设备&&
　&&&&&&&&&&&&&&&&
　　与密码认证过程相比，密钥认证增加了两个内容，一是引入了密钥的概念，增加了加密运算过程；二是增加了产生随机数的过程，有了这两个过程，就可以有效地保证密钥认证过程被非法跟踪后，仍然能够保证认证过程的安全性。&&
　　密钥是事先设置到读写设备和IC卡中的，它在认证过程中只参与运算，但不在线路中进行传输，这样非法跟踪是不可能截获到密钥的；由于有随机数的概念，这样每次进行密钥认证虽然使用的是相同的密钥，但经过加密运算产生的密码也是随机的，无规律可循的，这样非法跟踪截获到的密码无法在下次进行认证时使用，只要不知道密钥，非法设备就无法再向密码认证那样模拟安全认证的过程，也就不能非法与IC卡进行数据交换。&&
　　在这里值得特别指出的是加密运算过程也是保证密钥认证安全性的一个非常重要的环节，加密运算的算法必须满足下面的条件：&&
已知加密因子和密钥可以计算出加密结果，即数据加密运算；&&&
已知加密结果和密钥可以推出加密因子，即数据解密运算；&&&
已知加密因子和加密结果不可以推出密钥；&&&
加密算法应该是公开的算法。&&&
　　这样的加密算法就可以有效地保证密钥的安全性。同时需要特别指出的是在智能卡表及系统中采用的算法一定应该是国际上公认的具备上述特征的算法，只有采用这样的算法，才能够有效保证安全性，同时也能使智能卡表及系统具有兼容性和互换性。目前有些厂家采用自己编制的算法进行密钥安全认证存在两大隐患：一是算法未经过权威部门认证，算法的安全级别实际上很低，其安全性完全取决于算法不公开，但即使不公开的算法也很容易被非法攻击攻破，因为厂家的技术人员往往只是表具设计专家，而不是密码安全算法专家，而进行非法攻击的人员却往往是密码算法专家；二是由于安全原因算法不公开，系统的安全性就永远和厂家的人员有关，而真正关心系统运行安全的行业管理部门却不能掌握核心安全，同时也无法实现在系统中使用多家的智能卡表，从而对产品招标选型带来不方便，在某种程度上，不安全的算法可能反而保护了产品性能并不高的厂家，因为即使发现智能卡表产品有性能缺陷，使用者却由于安全算法的原因不能更换更好厂家的产品。&&
　　目前国际上公认的加密算法主要分为两大类型：一种是对称加密算法，这种算法的加密密钥和解密密钥是相同的，代表性的算法有DES算法和3�DES算法；另一种算法是非对称算法，这种算法的加密密钥和解密密钥是不相同的，代表性的算法有RSA算法。从安全性的角度来讲，不对称算法的安全性更高，但计算过程也更复杂，一般都应用在需要对身份进行合法性认证，防伪认证等场合；对称性算法也具有很高的安全性，算法相对比较简单使用，目前金融应用，公用事业应用基本上都采用对称算法。&&
　　在智能卡表应用中，如果是非金融的单机系统，采用DES算法比较适宜；如果考虑今后和金融系统联网收费，则应满足银行规范使用3�DES算法。&&
　　2、数据的线路保护：线路保护是指读写设备和IC卡通过安全认证后进行数据交换传输时，要保证数据在线路上被非法设备截获后不能进行破译、窜改和重放复现。数据的线路保护分为两个层面：一是数据的机密性保护；一是数据的完整性保护。&&
　　数据的机密性保护是指对要传输的数据用密钥进行加密处理后再进行传输。这样在线路中传输的数据为密文数据，非法设备截获后无法进行数据破译和分析，接收方收到密文数据后再用解密密钥进行解密重新得到明文数据。&&
　　数据的完整性保护是指在要传输的数据后面附加校验码字节，发送方将发送数据与线路保护密钥以及随机数进行运算，生成校验码后进行数据传输，接收方接收到数据后用相同的密钥对接收到的数据重新计算校验码并与接收到的校验码进行比较，相同则接收数据有效，否则数据无效。由于密钥不在线路上传输，这样非法设备截获数据后如果对数据进行窜改，必然会导致校验码不正确，接收方就能够拒绝接受错误数据。&&
　　由于校验码在运算过程中也有随机数参与运算，因此即使采用相同的密钥，将相同的数据进行多次传输，每次形成的校验码也是各不相同的，这样非法设备即使截获了某一次的合理数据，也不能在进行二次传输，这就有效避免了非法设备对数据进行重放复现。&&
　　综合运用上述两种方法，就可以有效地保证数据在传输过程中的安全性，也就最终实现了在公开的传输介质或信道上，采用公开的加密算法进行数据传输，数据能够是有效的，正确的，安全的。与此相对应，数据传输的安全性不是依靠传输信道的封闭性，加密算法的不公开性来保证的。&&
　　综合上面所讨论的内容，在智能卡表及系统中要具备高的数据安全性，一是要采用安全级别高的IC卡即智能卡（CPU卡）作为传输介质，二是利用密钥和相应的加密算法进行数据的安全认证和有效传输。&&
　　四、智能卡表中实现安全性的工具�嵌入式安全模块（ESAM模块）&&
　　根据上面的论述，智能卡表在广义上也是一种IC卡读写设备，要保证智能卡表以及所使用IC卡中数据的安全性，除了使用智能卡外，必须能够实现智能卡表和智能卡之间能够进行数据的安全认证和线路保护处理，也就是要求智能卡表必须具有存储密钥以及进行加密运算的能力。&&
普通卡表的逻辑组成如下所示：&&
　　卡表中的核心器件是微处理器（CPU），通过编制合理的程序，CPU可以对计量数据进行计算、存储、显示、与IC卡进行数据交换以及对相关数据进行分析判断控制执行机构。因此CPU的主要作用是完成卡表的数据处理流程以及实现设计好的功能。&&
　　从安全性的角度来讲，智能卡表除了要完成上述内容以外，还要完成密钥存储和加密运算功能，这样就产生了一个不可调和的矛盾。&&
　　由于CPU中的程序是需要生产厂家（或第三方）的设计人员进行设计的，这部分程序的功能和处理流程可以是由智能卡表使用方提出需求而委托设计的，需求本身也是公开的。但如果要在CPU的控制下存储密钥和进行加密运算，出于安全性的考虑，密钥值应该是不公开的，因此这部分程序编制是不能委托开发设计的，必须掌握在智能卡表使用方手里。换言之，智能卡表的功能、数据操作流程和数据的安全性是两个不同的概念，应该由不同的功能模块去完成。解决这个问题最好的方案就是在智能卡表中增加嵌入式安全模块（ESAM模块）。&&
增加了ESAM安全模块的智能卡表的逻辑组成如下所示：&&
　　与普通卡表相比，只是将数据存储模块换成ESAM模块，这样智能卡表中的CPU还是完成原来普通卡表的功能，程序也完全可以由生产厂家（或第三方）根据用户需求进行灵活编制，当需要进行数据交换时，由CPU启动ESAM模块与智能卡完成安全认证以及数据保护工作，密钥和智能卡表数据都保存在ESAM模块中。ESAM模块可以由智能卡表的使用方发行，安装在智能卡表中即可，这样密钥和算法的安全性和CPU程序就可以完全分开，整个智能卡表及系统的安全性就全部由使用方掌握。同时使用方没有由于安全的原因限制生产方灵活设计不同功能的智能卡表，厂家可以随时对智能卡表中的程序进行修改和升级而不影响使用方的数据安全性。&&
　　从技术发展的角度来看，由于半导体芯片技术的发展，CPU芯片升级速度很快，新的CPU芯片不断出现，芯片的价格也在不断调整，生产厂家必然要使用性能价格比最高的芯片，如果将数据安全性的实现和CPU芯片联系在一起，一旦一个系统使用后，即使有更好的芯片出现，出于安全性的考虑，也无法再对CPU以及程序进行调整，也不利于新技术的推广使用。如果使用ESAM安全模块，这个问题也可以得到解决。&&
　　使用ESAM安全模块还有一个优势，由于加密算法都有一定的安全等级，用汇编语言来编制加密算法要占用CPU较大的程序空间，这样生产厂家就必须选用容量较大的CPU芯片，这样也会造成智能卡表成本的增加。目前大量使用的智能卡表都是针对居民的，属于民用产品，对价格的要求应该是比较严格的。&&
　　综合上面的因素，在智能卡表中使用ESAM模块技术可以实现智能卡表数据流程和数据安全的分离，便于实现产品的兼容和升级，可以不断推动技术进步，是规范智能卡表技术发展的有效技术手段。
传感器技术对智能水表的质量至关重要
&&& 一、水表工业的发展趋势
&&& 智能化水表是在机械水表的基础上，将机械信息转换为电子信号，从而完成智能水表数据的远程传输或远程测抄，并辅以配套的计算机数据处理系统，对数据进行汇总整理，对水表进行系统管理。因此智能化水表的关键技术就是传感器技术。
&&& 二、智能水表的传感器技术
&&& 智能水表传感器技术从基本原理上大致可分为以下6种。
&&&& 1.干簧管传感器：在机械水表中加装干簧管和磁铁，利用干簧管的簧片在磁铁的循环作用下循环开闭，从而输出计量脉冲信号。
&&&& 2.霍尔传感器：在机械水表中加装霍尔元件和磁铁，构成基于磁电转换技术的传感器，安装在计数盘位上的磁铁随着计数转盘运转，每经过霍尔元件一次，即由霍尔元件输出一个计数脉冲。
&&& 3.光电传感器：在机械水表的转盘处安装一个光电转换器，在转盘上有一条沟槽，转盘每转一圈，沟槽经过光输时转换器完成一次电转换，输出一个计数脉冲。
&&& 4.红外线传感器：在机构水表的码盘下每个与刻度对应的位置上装上红外线传感装置，在上盖内部装有CPU与单片机组成的数据处理器，每个刻度上的红外线传感器将其刻度显示信息汇总到处理器后通过程序运行，显示水表数据。
&&& 5.IC卡作为载体，由它将信息输入水表的控制系统，决定水表的工作状态，如开关、充值等，主要功能是利用IC卡控制器实现水表预付费应用，即&先买水，后用水&。
&&& 6.电子传感器：在水表的计数机构中对应于刻度盘的下面安装电子传感器，该传感器与计数齿轮同步转动，电子传感器存储的电子信息与水表机械读数完全同步，形成一种特定的数学函数关系。在水一表采集终端利用A/D转换，电子信息直接显示为水表读数。
&&& 经过试用的智能表由于技术有缺陷、制造工艺粗糙、工艺不成熟等原因，弱点逐渐暴露出来。
&&& 那么，智能水表暴露的质量问题的根源在哪是呢？探究其中原因，必须从产品的工作原理中去分析和求解。&&
&&& 三、智能水表计量误差分析
&&& 智能水表的传感器从其工作原理和应用上可分为脉冲式、数字式。
&&& 脉冲式水表的计量准确度取决于脉冲式传感器发送脉冲数量的准确性。那么，脉冲误差如何产生？经过分析发现下列因素容易导致脉冲误差。
&&& 1.磁场干扰：脉冲信号在传输过程中因受到电磁干扰而产生误差。有些人还会故意在水表外壳处附加磁铁产生强大的磁场干扰，达到偷水目的。
&&& 2.磁铁退磁：传感器内磁铁随着时间的延长会出现退磁现象，导致传感器不能输出脉冲信号。
&&& 3.水表倒转：水表在特殊使用情况下会倒转，一旦倒转同样产生脉冲信号，这种信号系统的累加计量视为正常计量。
&&& 4.机械振动：水表本身受外界振动影响或由于水管中的&水锤&引起水表机芯的振动，都会使脉冲式传感器发出非正常脉冲信号，导致脉冲误差。
&&& 5.信号干扰：水表发出的脉冲信号，一般需通过户线穿越较长距离（几十米）传输至采集器，如果传输线质量不好或屏蔽效果不佳，外部干扰会造成系统统计错误。
&&& 有源水表就是水平在运行工作过程中，必须维持稳定、可靠、不间断的电源支持。那么，有源水平中电源对水平计量有何影响呢？
&&& 1.电源维护：电池使用寿命长短、供电能力保持是关键。用户和管理部门必须对在用水表的电池使用情况了如指掌，一旦失控，要么用户没有用，要么供水管理部门因水表传感器未计量而遭受损失。少量试用情况下，这种维护工作尚可应付处理，一旦大面积推广应用，必有有足够的维护力量来支持、保证。
&&& 2.人为偷水：用户自己将传输线剪断，在供水部门抄表前再连接，从抄表终端看不出用户偷水，实际上传输线被剪断的期间，水表传感器未对流经水表的自来水进行计量。对于IC卡水表虽然实现了&先买后用&的供水方式，保证水费的及时缴纳，方便了供水单位的水费管理，但事实上利用IC卡水表的结构弱点盗用的水量（或水费）比常规水表要厉害得多。表现在以下两点：第一，电磁阀在长期工作中如果失灵就不能闭合，用户就会白白用水，而且供水单位不易发现。利用这一特点，有人会在水表的&电磁阀&上动些脑筋；第二，如果充值卡密码被盗或被破译，对水表磁卡进行非法充值，就会给供水单位造成直接经济损失。因此，应用IC卡水表的供水单位必须保证24小时不间断服务，营业点分布要合理，否则会给用户带去极大的不便，同时供水单位尽管不用到水表安装现场抄表，但还必须不定期对水表使用状态进行跟踪进行跟踪检查。
&&& 3.电能耗费：一个城市如果有10万只有源水表，那么每年的耗能费用、维持费用将是一个不小的数目。&&&
&&& 四、智能水表的技术突破&&无源传感器&&&
&&& 干簧管型、霍尔元件型、光电型传感器和IC卡水表都属于脉冲式或有源水表，从计量管理角度来论证其应用性、适用性都会有不同程度地存在着缺陷或不完善。无源数字式电子水表应是水表智能化的发展方向，它克服了有源脉冲式水表的诸多技术性问题。红外线传感器和电子传感器属于无源数字式，其中应用电子传感器技术的远测电子水表最具代表性。该系统包括水表（含电子传感器）、采集箱、抄录器三部分，水表计量信息独立储存，不需要外部设施或电路等加以支持，水表平时工作不需要电源与采集线路等提供支持，只是在需要抄表时抄表人员通过采集线路和抄录器直接将水表计量信息测读出来。
&&& 无源远测电子水表主要优点：
&&& 第一，日常工作无须常备电源支持，这是具有革命意义的技术进步，它不但避免了由于供电不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作而且能确保水表的计量数据永不丢失；
&&& 第二，由于电子传感器与水表机械部分有机的技术装配，水表计量的机械示值和电子测读值始终保持同步且完全一致，确保了计量准确性，即使水表发生倒转情况时，表值和自动抄录值也保持一致；
&&& 第三，不改变机械表计量的显示方式，便于用户直观地核查用水量；
&&& 第四，系统在首次开通及出现故障，维修重新启动后无须对水表进行初始化，与脉冲式水表一旦维修后必须进行初始化相比，维护工作量大大降低；
&&& 第五，无源远测电子水表直接传送电子数据，而非脉冲信号，不受机械振动和电磁等影响，所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量。
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