基於（yú）LoRa技術的無線煤漿水管道流量計價格在寒區（qū）供暖係統的應用

摘（zhāi）要：當下中國能源短缺，尤其是以煤炭，石油為代表的傳統能源更加稀缺（quē）。近年來我國國民經濟高速增長（zhǎng），各行各業的高速發展（zhǎn）導致了**煤炭需求的激增。中國（guó）寒旱區（qū）麵（miàn）積約占（zhàn）國土總麵積的 2/3，冬季需要供暖的地區數量龐（páng）大。現（xiàn）有能源條件下，提高供暖效率，改善供暖效果變（biàn）得意義重大。基於 LoRa 技術的無線流量計可以實現供暖管道數據的遠（yuǎn）程（chéng）實（shí）時傳輸，改變（biàn）了以往供暖管道數據采集不及（jí）時，不充（chōng）分的難題（tí），減少了供暖管道（dào）管理人員的工作（zuò）量。供暖係統出現問題（tí）時，流量計可以（yǐ）即時反映給管理人員並且給管理人員提供維修數據，方便了寒區供暖係統的管理，大大減少能源使用中的浪費，提高了供暖過程（chéng）中能源的利用效率。
基於 LoRa 技術的無線流量計在煤漿水管道流量計價格內部（bù）安裝 LoRa無線數傳模塊數（shù）據（jù）發送端，在用（yòng）戶計算機設備上接入 LoRa 無線數（shù）傳模塊數據接收端，並配（pèi）套軟件。這種流量計*大地區別於傳（chuán）統液晶顯示器流量計，具有其獨特的優勢：投入（rù）成本（běn）低，擴展靈活性大，跨越空（kōng）間阻礙。它可以將流量計所測數據**傳遞到（dào）管理人員的計算機終端（duān）。一名管理人員足（zú）不出戶就（jiù）可以在其辦公室內實現對整片供暖區域的監測管（guǎn）理。基於 LoRa 技術的無線流量（liàng）計是物流網技術在供暖係（xì）統的（de）創新性應用。由於其具有數據傳（chuán）輸的即時性（xìng）和快捷性，這種流量計在寒區供暖係統中具有廣泛的應用（yòng）前景。
1 無線流量計的工（gōng）作（zuò）原理
1.1 基本結構
1.1.1 將磁場設置到煤漿水管道流量計價格（gé）的管道兩端，依（yī）據法拉*電磁感應定律，當有液體在管道中流動時，相當於導體在做（zuò）切割（gē）磁感線運動，會在兩個檢（jiǎn）測電（diàn）*上產生感應電勢，感應電勢的大（dà）小與（yǔ）流速成正比。煤漿（jiāng）水管道流量計價格的密封（fēng）性能好，而且測（cè）量過程中不（bú）與流體接觸，不影響流體的自由流動。煤漿水管道流量計（jì）價格由（yóu）流量傳感模塊和信號（hào）轉換模塊兩部分組成，傳感器可以將流量（liàng）數據轉換（huàn）為感應電勢，信號轉換（huàn）器（qì）把電磁傳感器輸出的毫伏級電壓信號放大並轉換為可被工業儀表接收的標準直流（liú）電源，電壓或脈衝信號輸出，以便與儀器及調節器配合，實現流量的指示（shì），記（jì）錄和（hé）運算。1.1.2 LoRa （Long Range），為低功耗廣域網（LowPowerWide Area Network） 通信（xìn）技術（shù）的（de）一種，LoRa 無線技術的出現，改變了關（guān）於傳輸距離與功耗的折中考慮方式，不僅可以實現遠距離傳輸（shū），並且同時具備（bèi）低功耗，低成本的優（yōu）點，與 WiFi藍牙、ZigBee 等技術相比，真正實現了大（dà）區（qū）域物聯網低成本全覆蓋。LoRa 設備（bèi）的傳輸距離在城鎮可達（dá） 2-5 千米，在郊區可達 15千米。LoRa 無線技術相（xiàng）比於 NB- U/ r 技（jì）術，特點更加（jiā）突出（chū），是更加適合企業部署的（de）一種物聯網（wǎng）技術。LoRa 的覆蓋距（jù）離（lí）要比 NB- loT 更遠，抗幹擾能力更強，由於低功耗采用空中喚醒技術，這比縮減數（shù）據幀更加具有實際（jì）意義，針對供暖管道的部署環（huán）境複雜，綜（zōng）合考（kǎo）慮，LoRa 更適合在寒區供暖係統中使用。
1.2 工作原理。
基於 LoRa 技術的無線流（liú）量（liàng）計由控製，計量，通信，電源，存儲五個模塊組成。以煤漿水管（guǎn）道流量計價格為主體的計量模塊將采集到的供暖管道數據發送到通（tōng）信模塊，基於 LoRa 技術的通信模塊（kuài）將流量數據（jù）存儲並（bìng）且發送到由管理人員監控的（de）控製模塊，管理人員通過控製模塊和通信（xìn）模塊向流量（liàng）計發送指示。電源（yuán）模塊是無線流量計（jì）的能源中心，可以為流量（liàng）計的其他模塊提（tí）供動力支持。流量計安裝完畢後可在小區內形成控製網絡，網絡示意圖如圖 1 所示（shì）。

2 無線流（liú）量計（jì）的優勢
2.1 流（liú）量計內（nèi）沒有可動部件，測量流（liú）體流量時無能量損失，無機械慣性，所測得流（liú）量數據受流量計本身影響較小（xiǎo），反應十分靈敏。
2.2 測量範圍廣，量程比大部分為幾十到一百比一，流速可測（cè）範圍為 0.3 到 10 米每秒。
2.3 流量計外接 LoRa 無線射頻模塊，可將流量數據（jù）通過（guò）無線信號傳（chuán）送給幾公裏範圍內的供暖管道管理人員。
2.4 LoRa 技術在（zài）同樣的功耗條件下比其他無線傳輸方式傳播的距離更廣（guǎng），它在同樣的功耗下比傳統的無線射頻技術距離擴大三到五倍，真正實現低功耗和遠距離的統一。
2.5 安裝方便，施工簡單，克服了傳統電纜（lǎn）傳播信（xìn）號（hào）的操作困難，安裝易受（shòu）環境影響的（de）缺點，更加（jiā）適用於寒區複雜的小區供暖（nuǎn）係統。
3 無線通信（xìn）流量計的安裝
3.1 流量計安裝地點說明
3.1.1 傳感器不（bú）可安裝在供暖管道頂點（diǎn）水平管段上，管段*高處易集（jí）聚氣體，易形（xíng）成負氣壓從而影響流量計所測數據（jù）的準（zhǔn）確性；
3.1.2 避免將煤漿水管道流量計價格安裝在電動機、變壓器和其他強電源附近（jìn），安裝位置應遠離強磁場，安裝（zhuāng）位置附近應無動力設備或磁力啟動等；
3.1.3 安裝位置應使煤漿（jiāng）水管道流量計價（jià）格盡量避免（miǎn）陽光直曬；
3.1.4 安裝時注意 LoRa 無線射頻模塊發送端與接收端的距離（lí），距離不宜超過或（huò）接近安裝允（yǔn）許距離。
3.1.5 留足（zú）必要的安裝及檢修空（kōng）間。
3.2 流量計安裝過（guò）程中注意事項
3.2.1 無線通信煤漿水管道流（liú）量計價格結構為一（yī）個整體，安裝過（guò）程整（zhěng）體並不複雜，隻是電氣和 LoRa 無線射頻模塊與計算機連接方麵的（de）要求較嚴格，過程較（jiào）為繁瑣；
3.2.2 傳感器、轉換（huàn）器、LoRa 無線射（shè）頻模塊、電腦軟件是成套包裝，配套使用，不可隨意更換；
3.2.3為了保證測量精度，在閥門、彎頭、變徑、三通（tōng）等影響介質狀（zhuàng）態穩（wěn）定的管段（duàn）上，流量計應（yīng）安裝在前 10D 後 3D 的直管段，條件實在不（bú）能滿（mǎn）足時，上遊直管段*少不能低於 5D。3.2.4 管路上的設置的手動閥或自動閥應安裝在流量計水流下遊，避（bì）免（miǎn）由於水通過（guò）閥門時狀態發生變化，從而影響測量精度（dù）。
3.2.5 安裝時應保證流量計測管管道內充滿水，避免在管道內聚集氣（qì）泡，否則流量數據的精度會受到影響。
3.2.6 安裝完畢後，注意進行數據通信（xìn）的調試，和（hé） LoRa 軟件的兼容性測試。
4 無線流量計的故障分（fèn）析
無線流量（liàng）計（jì）在生產運行中常常會出現以下三類故障，*一（yī）類一是由於儀表本身故障造成的儀表指示錯誤，包括（kuò）儀表的結構件或元器件損壞等；*二類是（shì）由於安裝過程沒有嚴格按照要求，儀表安裝環境（jìng）或安裝不規範造成的故障，例如（rú）傳感器上下遊（yóu）安裝直（zhí）管段不滿足要（yào）求（qiú），被測介質沒有充滿管（guǎn）道，測量環境（jìng）存在電（diàn）磁幹擾等。三是 LoRa 無（wú）線模塊在工作時信號收到幹擾，數據傳輸（shū）的穩定性收到影響。
針對*一類故障，*先要做到運輸和安裝過程中輕拿輕放，尤其注意保護流量計傳感器和 LoRa 無線射頻模塊這些精密的部分，在安裝完畢後注意做現場測試，在使用過程（chéng）中注意及時檢修。*二類故障主要由安裝過程的（de）不規範導致，針（zhēn）對這類故障，要確保安裝過程的每一步都嚴格按照安裝規範，注意上文中提到的常見問題。*三（sān）類故障往往是由於流量計信號發射端與（yǔ）接收端距離過長所致，因此（cǐ）為了確保數據（jù）傳輸的穩定，把使用距離限製（zhì）在穩定距離內（nèi）就顯得尤為重要。
結束語
基於 LoRa 技術的無線流量（liàng）計將新型的（de）物聯（lián）網技術與傳統的煤漿水管道流量計價格相結合，這種智（zhì）能流量計在寒區供暖係統中的使用大大提高了供暖管道管理人（rén）員的工作效率，把以前繁瑣的暖氣檢修工作變成工作人員在電腦前的操作，大（dà）大減少了資源浪費，提高了供暖效率，這種新型流量計必將在我國構建資源節約型社會進程中發揮重要作用。

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