二十一世紀(jì)是進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化和信息化時(shí)代，信息技術(shù)已廣泛地滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮著越來越重要的作用。九十年代以來建設(shè)事業(yè)中IC卡智能產(chǎn)品發(fā)展迅猛并取得了可喜的成績。
IC卡智能水表從其誕生之日起，至今已走過近十個(gè)年頭，產(chǎn)品技術(shù)不斷完善，已被廣大用戶所接受并大量應(yīng)用于建設(shè)行業(yè)，特別是住宅中。但由于IC卡智能水表產(chǎn)品技術(shù)還沒有達(dá)到完全成熟的階段，各生產(chǎn)廠家產(chǎn)品在技術(shù)、結(jié)構(gòu)、工藝上區(qū)別仍較大，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，特別是作為控制執(zhí)行部件的閥門有多種，如先導(dǎo)閥、球閥、陶瓷閥、螺桿閥、電磁閥等，這些閥門特點(diǎn)多異，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，選擇時(shí)應(yīng)特別注意。根據(jù)目前IC卡水表現(xiàn)狀及我公司多年研制IC卡水表的經(jīng)驗(yàn)，本文重點(diǎn)對應(yīng)用較多的先導(dǎo)式閥門和球閥的特點(diǎn)及選型提出一些看法，與業(yè)內(nèi)人士及用戶探討。
一、閥門在IC卡水表中應(yīng)具備的性能
IC卡水表是一種具有計(jì)量及控制功能為一體的水量計(jì)量儀表，作為計(jì)量裝置它提供用水?dāng)?shù)量及收費(fèi)依據(jù)；作為控制裝置，它可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)功能并準(zhǔn)確控制供水量。閥門是其控制裝置的執(zhí)行終端，高質(zhì)量的IC卡水表用閥門應(yīng)具備以下性能：
1、閥門開關(guān)應(yīng)靈活可靠。打得開，關(guān)得嚴(yán)，到位準(zhǔn)確，且開、關(guān)狀態(tài)應(yīng)穩(wěn)定。
2、按國家標(biāo)準(zhǔn)要求，IC卡水表總的結(jié)構(gòu)長度不能超過相同公稱通徑基表的長度，因此閥門應(yīng)體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。
3、壓損應(yīng)盡量的小，小口徑IC卡水表其基表加閥門總壓損應(yīng)小于0.1MPa。
4、從功耗上要求，閥門的起動(dòng)及運(yùn)行力矩應(yīng)盡量小。
5、閥門耐壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到在壓力1.6MPa下持續(xù)15min（型式試驗(yàn)為2.0MPa下1min）無泄漏和閥體無變形、損壞。
6、閥門密封性能好。在1.1PN下，其密封面不得有滲漏。
7、開閉速度盡量快，且不得有水錘現(xiàn)象產(chǎn)生。
8、按CJ/T133標(biāo)準(zhǔn)，閥門的開閉次數(shù)應(yīng)超過1000次以上，此時(shí)閥門關(guān)閉后的內(nèi)泄量不能超過標(biāo)準(zhǔn)要求，閥門使用壽命應(yīng)超過10年以上。
9、閥門的動(dòng)作裕度應(yīng)盡量大，在管道壓力為0.02Mpa至其額定壓力下，應(yīng)能正常工作。
10、閥門所用材料應(yīng)耐腐蝕，且符合飲用水的衛(wèi)生條件。
二、閥門選型要求
1、IC卡水表用閥門存在的問題。
在我國IC卡水表投放市場近十年，為自來水行業(yè)從傳統(tǒng)的人工收費(fèi)的管理模式轉(zhuǎn)為預(yù)付費(fèi)管理模式提供了物質(zhì)條件，實(shí)現(xiàn)了城市安全、可靠、準(zhǔn)確、方便的供水收費(fèi)系統(tǒng)。因此IC卡水表受到自來水行業(yè)和用戶的青睞。但是這種高科技產(chǎn)品的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順，很多廠家見到IC卡水表市場廣闊，利潤豐厚，盡管沒有掌握這項(xiàng)產(chǎn)品的技術(shù)，卻急忙上馬；有些IC卡水表廠家受到利益驅(qū)使，不重視產(chǎn)品質(zhì)量，設(shè)計(jì)上沒有充分考慮產(chǎn)品的可靠性，設(shè)計(jì)要求不明確，設(shè)計(jì)方案不充分；生產(chǎn)工藝上控制不嚴(yán)，試驗(yàn)、檢測手段缺乏，致使產(chǎn)品質(zhì)量低下，造成市場上的IC卡水表質(zhì)量良莠不齊。據(jù)我們市場調(diào)查，IC卡水表出現(xiàn)的故障中閥門占有較大比例，主要故障為內(nèi)、外泄，打不開、關(guān)不上或卡死等，其中打不開、關(guān)不上是十分嚴(yán)重的故障，直接影響用戶的使用，使水表失去其最基本的使用功能。
2、選型
閥門選型應(yīng)從以下幾方面綜合考慮：
1、首先要全面了解IC卡冷水表標(biāo)準(zhǔn)CJ/T133對閥門性能、技術(shù)要求方面的規(guī)定，被選閥門是否符合這些規(guī)定。
2、閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是否能滿足用戶要求，包括潛在要求。
3、對IC卡水表生產(chǎn)廠家的技術(shù)實(shí)力、開發(fā)過程、質(zhì)量保證體系進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)了解企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)細(xì)節(jié)，是否有能力并認(rèn)真研究解決傳統(tǒng)閥門存在的弊端，并不斷改進(jìn)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。
4、進(jìn)行市場調(diào)研，了解產(chǎn)品在其用戶中使用情況。
三、對球閥、先導(dǎo)閥門結(jié)構(gòu)原理和技術(shù)特點(diǎn)的分析對比
1、球閥
1）結(jié)構(gòu)原理：目前IC卡水表采用的球閥多為
電機(jī)驅(qū)動(dòng)球閥。它由電機(jī)、減速器、閥桿、球體、閥體組成，結(jié)構(gòu)上與普通球閥基本相同。動(dòng)作原理非常簡單，當(dāng)電機(jī)接到控制器指令，啟動(dòng)后經(jīng)減速器減速，通過閥桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)球體旋轉(zhuǎn)，球體中間開孔，當(dāng)孔與閥體通孔同軸時(shí)，閥門全部打開，當(dāng)球體再轉(zhuǎn)動(dòng)900時(shí)閥門關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對水流通斷的控制。
2）優(yōu)點(diǎn)： 球閥結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作也不復(fù)雜，零件少，生產(chǎn)制造容易，成本較低；壓損很小.
3）缺點(diǎn)及需要解決的問題
A. 起動(dòng)力矩及工作力矩大，電機(jī)工作電流大，一般在80～120mA范圍。阻力主要來源于球體與閥體間的密封面，和閥桿與閥體間的密封面，阻力隨著管道流體壓力的增大而增大。由于電機(jī)起動(dòng)電流大，壓降也很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成單片機(jī)低壓死機(jī)。
B. 開關(guān)閥時(shí)間長：廠家為提高電機(jī)的負(fù)載力矩，常采用提高減速器的速比，這樣又造成開關(guān)閥時(shí)間加長，耗電增加。
C. 防泄漏困難：球面與閥體間的密封因開關(guān)閥時(shí)球體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而磨損，造成閥門內(nèi)泄，關(guān)不嚴(yán)；閥桿與閥體間的動(dòng)密封因轉(zhuǎn)動(dòng)磨損而造成閥門外泄。
D. 閥門動(dòng)作失靈、卡死：球面與閥體間密封被磨損后，兩者間隙增大，當(dāng)水中有雜質(zhì)及水垢會(huì)將球體卡死，從而造成閥門關(guān)不上、打不開.
2、先導(dǎo)式閥門
1）結(jié)構(gòu)原理：當(dāng)前IC卡水表行業(yè)廣泛采用的先導(dǎo)式閥門結(jié)構(gòu)形式分為先導(dǎo)活塞式、先導(dǎo)波紋管式和先導(dǎo)薄膜式。驅(qū)動(dòng)方式上多采用直流微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這種閥門我們稱其為電機(jī)驅(qū)動(dòng)先導(dǎo)式截止閥門（以下簡稱先導(dǎo)式閥門）。
先導(dǎo)式閥門由主閥、導(dǎo)閥、電機(jī)、減速器、閥芯等組成，先導(dǎo)閥門是利用閥門進(jìn)出口壓力差通過導(dǎo)閥放大來控制主閥開關(guān)動(dòng)作。下面以膜片作為壓力分區(qū)部件的先導(dǎo)閥門為例說明其工作原理。
閥門由閥瓣與閥座、皮膜與上蓋將主閥分割為A、B、C三個(gè)壓力區(qū)，通過控制導(dǎo)閥來改變A、B、C三個(gè)區(qū)域間的壓力差，即可控制主閥可靠、平穩(wěn)開啟與關(guān)閉.
開閥：打開導(dǎo)閥2，關(guān)閉導(dǎo)閥1，閥門C區(qū)的水通過泄流管進(jìn)入B區(qū)，C區(qū)的壓力與B區(qū)相等，A區(qū)進(jìn)口壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于C區(qū)，閥瓣受向上的壓力，使閥芯上移將閥門打開.
關(guān)閥：打開導(dǎo)閥1，關(guān)閉導(dǎo)閥2，閥門進(jìn)口A區(qū)的水經(jīng)引流管進(jìn)入C區(qū)，使C區(qū)壓力與A區(qū)相等，由于默片受力面積大于閥座面積，使閥芯向下移動(dòng)，直至關(guān)閉閥門。
2）優(yōu)點(diǎn)：
A. 閥門的開啟和關(guān)閉的主要驅(qū)動(dòng)力來源于管道內(nèi)介質(zhì)的壓力，因此閥門開、關(guān)所需起動(dòng)力矩及工作力矩很小，類似晶體管放大原理或杠桿原理.
B. 閥瓣是橡膠的，屬軟密封，留有一定壓量，因此密封性好，開關(guān)可靠，滴水不漏，且使用壽命長.
C. 耗電省，有利于電池供電，甚至公稱通徑幾百mm的大口徑閥門，一節(jié)3.6V的鋰電池都能使其正常工作。
3）缺點(diǎn)：
A. 先導(dǎo)孔較小，易堵塞。
B. 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。