羅茨流量計（IC卡燃氣表）-江蘇奧科儀表有限公司- 李

江奧科儀表有限公司在市場上發(fā)揚創(chuàng)新基礎。將不斷加強和完善企業(yè)文化的建設，為創(chuàng)建一個自強，包容，創(chuàng)新有責任感的*儀器儀表企業(yè)而奮斗！
      公司的宗旨是：質量*，服務*，質保一年，終身維護，！ 

IC卡燃氣表是以膜式燃氣表或其他燃氣流量計為計量基表，以IC卡為媒體，加裝IC卡控制器所組成的一種具有預收費功能的燃氣計量儀表。根據基表的不同可分為IC卡膜式燃氣表和IC卡燃氣流量計。
IC卡分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡。目前，我國所選用的非接觸式IC卡的物理特性、初始化、防沖突及傳輸協(xié)議一般符合ISO/IEC14443系列標準的要求。

一、接觸式與非接觸式比較

1.特點比較

(1)接觸式

當卡片與讀寫器之間的觸點連接完成后，相互之間的信息傳遞安全可靠，受外界影響小。接觸式IC卡刷卡相對慢，但可靠性高，多用于存儲信息量大、讀寫操作復雜的場合。

由于存在外露的觸點，卡與讀寫器的反復機械接觸會使觸點磨損并可能造成接觸不良，異物插入、觸點污損和靜電等原因也會影響信息傳遞。

操作時對卡片的方向有要求，不認真閱讀說明文字往往會造成操作錯誤，費時費力。

(2)非接觸式

卡與讀寫器之間無需發(fā)生機械接觸，避免了接觸不良、異物插入、觸點污損和靜電等原因引起的各類故障。

此類卡片只要接近讀寫器就可以實現信息的傳遞，操作方便快捷、省時省力?？ǖ男蛄刑柺?的，制造廠家在產品出廠前已將此序列號固化，不可再更改，卡片與讀寫器之間雙向驗證，通信過程中所有的數據被加密，安全性強。
卡中的存儲器可劃分為多個應用區(qū)，不同應用區(qū)具有不同的管理密鑰，可應用于不同的系統(tǒng)，用戶根據不同的應用設定不同的密碼和訪問條件，應用范圍廣。

具備防沖突機制，使其能進行并行操作，在多張卡同時進入有效操作區(qū)后，可對其進行有條不紊的操作，這樣就使選定卡片的數據不受其他卡片數據的干擾，攜帶有多種卡的用戶可不必尋找正確的一張卡，只用算法編程讀寫器即可自動選取正確的一張卡進行操作。該特點是一卡多用，為真正一卡通用提供了技術準備。

2.應用比較

由于接觸式IC卡芯片暴露在外面，所以受外界環(huán)境的影響較大，使用和存放時，要注意保持卡表面潔凈，不要粘上油污或過度磨損。不要在強靜電或強磁場環(huán)境中存放或使用，以免芯片失效。

非接觸式IC卡較接觸式IC卡環(huán)境適應性強，主要是因為其集成電路封裝在卡內部，不受外界污染腐蝕；同時其與讀寫器通信是通過射頻協(xié)議進行的，不會對集成電路造成磨損，也不會因為卡片上有臟東西而影響通信。所以在使用非接觸式IC卡時，只要將IC卡放在的工作區(qū)域內，就能工作。但也要防止折損卡片造成對電路的破壞，同時不要在強靜電或強磁場環(huán)境中存放或使用，以免芯片失效。

接觸式IC卡的應用場合包括社會保障卡、加油卡、住宅小區(qū)管理卡、病歷卡、校園卡、卡、燃氣預付費卡、預付費電卡、預付費電視卡和食堂收費卡等。即用于安全性要求較高、讀寫頻率要求不高、讀寫速度要求較低的場合。

非接觸卡的應用場合包括、市民卡、公交收費卡、高速公路收費卡、停車場收費卡、門禁卡、員工考勤卡、公園等門票IC卡等。即用于讀寫頻率較高、讀寫速度要求高、應用環(huán)境比較惡劣、安全要求不太高的場合。

3.應用趨勢比較

由以上分析可看出，非接觸式IC卡的技術特點決定了其在市場上的巨大發(fā)展?jié)摿?，但其安全性是其在燃氣預收費領域大面積推行的障礙。2009年，工信部發(fā)布了《關于做好應對部分IC卡出現嚴重安全漏洞工作的通知》，要求各地相關部門開展對IC卡使用情況的調查及應對工作。這是因為非接觸式邏輯加密卡的Mifare安全算法了，而該種算法是目前*應用zui廣泛的非接觸邏輯加密卡的安全算法。由于此項技術的不完善將會形成巨大的隱患，一旦技術被更多不法分子掌握，將會給社會經濟帶來巨大損失。

由于燃氣預付費操作過程中，需要傳輸的信息較多，對安全性的要求也更高，而目前非接觸式IC卡技術還不夠成熟，近期還是以接觸式IC卡為主。隨著非接觸式IC卡技術的不斷進步，非接觸式IC卡將會逐步取代接觸式IC卡。

二、邏輯加密卡、CPU卡燃氣表比較

分類依據:IC卡依據其核心功能及工作原理劃分為存儲卡、邏輯加密卡、CPU卡。

存儲卡實際上就是普通的EEPROM，不過是封裝成module嵌入到卡片上。只要實現電氣接觸就可以對其內部數據進行無條件訪問。這種卡的安全性幾乎為零，所以只能用于一些對安全性不作要求的場合。

邏輯加密卡是采用密碼控制邏輯單元的存儲器卡。

在非加密存儲卡的基礎上增加了加密邏輯電路，加密邏輯電路通過效驗密碼方式保護卡內的數據對外部開放，但是是低層次的安全保護，無法防范惡意攻擊。

CPU卡也稱智能卡，是一種具有微處理器芯片的IC卡。

卡內的集成電路中帶有微處理器CPU、存儲單元(包括隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM(FLASH)、用戶數據存儲器EEPROM)以及芯片操作系統(tǒng)COS。裝有COS的CPU卡相當于一臺微型計算機，不僅具有數據存儲功能，還具有命令處理和數據安全保護等功能。
由于存儲卡安全性差，因此在燃氣計量上沒有應用。目前廣泛應用的是CPU卡和邏輯加密卡，對應的流量計為CPU卡燃氣流量計、邏輯加密卡燃氣流量計。

CPU卡與邏輯加密卡相比具備數據安全性更高、功能更強大等優(yōu)勢，它將成為未來IC卡行業(yè)的發(fā)展趨勢。

對于新建的IC卡系統(tǒng)，CPU卡的成本比邏輯加密卡略高，但差別不大。將現有的邏輯加密卡系統(tǒng)升級改造為CPU卡系統(tǒng)，則需要系統(tǒng)升級和卡片更換，附加的成本會較高，但維護安全的成本會遠遠低于系統(tǒng)被破壞后所帶來的經濟損失。

三、的計量性能

1.計量性能

的基表按工作原理可分為膜式燃氣表、渦輪流量計、腰輪流量計、超聲波流量計、旋進漩渦流量計、渦街流量計以及其他種類的流量計。

的計量性能不僅是流量基表的準確度，還包括配套儀表的準確度(溫度、壓力、壓縮因子修正)，以及管道內氣體擾動等因素對燃氣計量的影響，應進行整體的不確定度評定，以提高計量準確度。

大多數速度式流量計對流體擾動敏感，因此在測試流量計性能時，其抗擾動性能也是一項重要的指標，IC卡燃氣流量計都裝有切斷閥，而切斷閥本身或多或少都會對流速分布產生擾動。因此要選用加裝流動調整器的基表，提高其抗擾動性；切斷閥宜選用產生擾動少、壓力損失小的全通徑球閥，必要時在基表與流量計之間加裝直管段，整體標定。

壓力損失為膜式燃氣表的重要技術指標，因此，應選擇壓力損失符合國家標準且盡量小的。

2.不同用戶的選型

根據不同用戶的現場條件選用不同原理的流量計，選型建議如表1所示。

<CTSM> 表1 不同用戶類型基表的選型建議</CTSM>

四、IC卡預收費方式的優(yōu)勢

(1)避免了上門抄表難、收費難的難題。

(2)采用先付費后使用的方式，對節(jié)能降耗起到促進作用。

(3)安裝簡單方便，不需要對現有的安裝現場進行改造，不需要現場調試。

(4)維護成本低。

(5)居民用戶將來可實現與公交、、自來水、電和熱能等系統(tǒng)一卡通用。

五、存在的問題

1.實時性差

不能及時收集用氣信息，當出現燃氣表內沒有余氣而閥門不關閉的故障時，燃氣營銷單位不能及時發(fā)現，只能在后來查詢歷史記錄時發(fā)現。因不便查得用戶在某個時刻的實際用氣量，無法準確計算燃氣營銷單位的供銷差，影響管網負荷的精確計算。

2.囤氣損失

隨著能源的緊缺，天然氣價格在逐步上漲，目前，用戶購置的是氣量，如果用戶在漲價前囤積大量氣量則會影響燃氣營銷單位的經濟利益。

3.故障率高

現有的大多數是以累計的體積流量值通過脈沖信號傳遞給IC卡控制模塊，從而使得剩余氣量隨之減少，但傳遞脈沖信號這種方式，會由于發(fā)送接受電路不匹配、外界干擾等因素而引起傳遞誤差，這種誤差會隨著時間的延長而不斷累加，造成IC卡膜式燃氣表的機械字輪體積增加值與IC卡控制模塊顯示的剩余氣量減少值不符，或者IC卡燃氣流量計顯示的累計氣量增加值與IC卡控制模塊顯示的剩余氣量減少值不符。這種差別尤以分體式IC卡燃氣流量計zui為嚴重，因為流量計和切斷閥為兩個生產廠家，各自加工完后進行組合匹配試驗，由于試驗不能充分模擬實際使用工況，不易發(fā)現不匹配的問題，以至一年或幾年后才發(fā)現表卡不統(tǒng)一的現象相當多，而且差值較大，少則幾百立方米，多則成千上萬立方米，甚者有幾十萬立方米的差異，造成嚴重的經濟糾紛。

六、發(fā)展趨勢

1.燃氣預收費方式的發(fā)展趨勢

盡管存在實時性差等缺點，但由于適應我國國情，IC卡燃氣預收費方式還會長期存在，尤其是在中小城市，這種投資少、見效快的燃氣經營方式正在普及。

而對于燃氣使用量很大的大中城市，為了提高管理水平、減少供銷差，發(fā)展IC卡燃氣預收費與遠程抄表相結合的運行方式是未來的趨勢。這種方式的具體過程就是用戶到銀行或燃氣營銷單位的售氣中心預購一定的用氣量(單位是“元”而不是“m³”)，然后將其插入自己的IC卡遠傳燃氣表上為其充值，燃氣的單價也隨之設定完畢。用氣設備每使用1m³燃氣，IC卡遠傳燃氣表內存的充值余額就會扣除對應的燃氣單價。

該IC卡遠傳燃氣表上具有遠程傳輸數據的模塊，因此，其運行的數據可以根據需要定時傳輸至銀行或燃氣營銷單位的售氣中心，實現實時采集數據的目的。當遇到燃氣價格調整時，銀行或燃氣營銷單位的售氣中心將會及時將調整后的燃氣單價發(fā)送給IC卡遠傳燃氣表，用氣設備使用時，IC卡遠傳燃氣表內存充值余額將會以新的燃氣單價而遞減，從而做到價格實時更新，避免了囤氣現象。

2.IC卡的發(fā)展趨勢

由于燃氣預付費操作過程中，需要傳輸的信息較多，而接觸式IC卡的技術成熟度更高、標準也更完善，近期內還是以發(fā)展接觸式IC卡為主。隨著非接觸式IC卡技術的不斷進步，其面臨的安全性問題的逐步解決，非接觸式IC卡將會逐步取代接觸式IC卡廣泛應用于燃氣計量等領域。

由于CPU卡具有數據安全性更高、功能更強大等優(yōu)勢，會逐步取代現在大量使用的邏輯加密卡，成為IC卡行業(yè)主力軍。

3.的基表發(fā)展趨勢

根據不同用戶的現場條件選用不同原理的流量計類型。

對進行整體不確定度分析；選擇壓力損失小、對氣流產生擾動小的閥門裝置，整體標定。

對于沒有智能修正直接以工況體積流量為結算依據的，應將字輪脈沖傳遞方式改為光電傳輸方式(即通過光電方式將字輪讀數轉換為數字信號進行傳遞)。

IC卡控制模塊在流量計上的一體式IC卡燃氣流量計與IC卡控制模塊在流量切斷閥上的分體式IC卡燃氣流量計相比，可靠性更強，是未來的發(fā)展趨勢。

功能將會越來越齊全，包括燃氣預購氣量及用氣控制功能、顯示功能、斷電保護功能(記憶功能)、氣量累加功能、信息反饋功能、提示功能、報警和防護功能、補遺功能和黑名單等功能，更能滿足用戶的各類需求，向著安全、可靠、方便發(fā)展。

江奧科儀表有限公司在市場上發(fā)揚創(chuàng)新基礎。將不斷加強和完善企業(yè)文化的建設，為創(chuàng)建一個自強，包容，創(chuàng)新有責任感的*儀器儀表企業(yè)而奮斗！
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羅茨流量計應用領域：

只有專注才能做強，只有做強才能做大，走自主品牌發(fā)展之路，堅持“為客戶提供高標準，高質量，高性價比的儀器儀表產品和服務

餐飲、賓館等行業(yè)的燃氣商業(yè)核算，輸配管網燃氣計量，燃氣調壓站計量，工業(yè)和民用鍋爐等燃氣計量，也可用作丙烷、氮氣、工業(yè)惰性氣體等各種無腐蝕性氣體標準流量計。

羅茨流量計帶溫度、壓力補償功能，將工況流量直接轉換成標況流量，流量計采用功能強大的新型微處理器，運算精度高，性能可靠，微功耗，內外電源自動切換工作，鋰電池供電可使用5年以上。廣泛應用在石油、化工、電力、冶金、工業(yè)與民用鍋爐等燃氣計量和城市天然氣、燃氣調壓站計量及燃氣貿易計量等行業(yè)。

羅茨流量計利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據計量室逐次、重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流量體積總量。

當被測流體流經流量計時，流體的動壓力使進出口間形成一個差壓而推動腰輪旋轉

當流體推動D2軸上腰輪反時針方向轉動時，圖1A,與之相連的驅動齒輪帶動D1鈾上的腰輪順時針轉動，轉動90o后成為圖1C狀態(tài)，上邊的腰輪受流體推動顧時針轉動，驅動齒輪帶動下邊腰輪反時針旋轉，腰輪旋轉360o時，有四倍于計量室有效容積的流體排出流量計。這樣，兩個腰輪交換驅動旋轉，隨著腰輪的轉動，流體經由計量室不斷排出流量計。腰輪每轉一圈排出的流體體積是一個固定值，即排出量與腰輪軸轉數成正比，通過腰輪軸及其它傳動機構，將旋轉的次數減速后傳遞到積算顯示部分。

羅茨流量計正是腰輪流量計的這種工作原理決定了這種流量計只要計量室內部配合間隙設計、組裝合理，它就會有較高的精度和較低的啟步流量，這一特性在民用小區(qū)燃氣計量中極為重要，它既滿足了居民正常用氣時的計量精度，又克服了其它類型流量汁對居民用氣低峰時微小氣量的無能為力。

羅茨流量計測量范圍：

羅茨流量計產品特點：

精確度高，重復性好。內部轉子經精密加工和平衡測試，無接觸旋轉，良好的油潤滑，確保流量計精度不變，工作壽命長。
流量計前后不需要直管段，可以安裝在環(huán)境狹窄的場合。
始動流量小，量程比寬，適合于計量符合變動大的氣體流量。
計量精確度不受壓力和流量變化的影響，性能穩(wěn)定，壽命長。

  轉子*性、對稱性好，保證了良好的重復性

在流速變化大的情況下也能保持計量的準確

始動流量小、壓力損失小、量程比寬，適用于微流量的測量                          

特殊工藝處理使流量計運轉更可靠、使用壽命更長

  鋁合金材質，體積小、重量輕，安裝維護更為方便

*的微機技術與高性能的單片機，使整機功能更強大、性能更*

脈沖發(fā)訊器直接安裝在計數器上，輸出整立方的低頻工況脈沖信號，可與IC卡控制器配套使用或用于遠傳輸出

               羅茨流量計始動流量及流量上限

1. 智能控制器與流量計（工業(yè)計量儀表）應同軸安裝，流體流動方向應與殼體上表明的方向*。
2. 對新裝或檢修后的管道必須進行清掃后方可安裝
3. 應安裝在便于維修、無強電磁干擾、無機械振動以及熱輻射影響的場所
4. 不易安裝在有強烈脈動流或壓力脈動的場合
5. 室外安裝時，上部應有遮蓋物，以防雨水侵入影響使用壽命。
6. 采用外電源時，必須有可靠的接地，但不得與強電系統(tǒng)共用地線。
7. 使用過程中，不得自行更改連接方式或任意擰動各個引線接口