预付费天然气流量计

预付费天然气流量计（IC卡燃气表）-- ： 刘

IC卡燃气表是以膜式燃气表或其他燃气流量计为计量基表，以IC卡为媒体，加装IC卡控制器所组成的一种具有预收费功能的燃气计量仪表。根据基表的不同可分为IC卡膜式燃气表和IC卡燃气流量计。
IC卡分为接触式IC卡和非接触式IC卡。目前，我国所选用的非接触式IC卡的物理特性、初始化、防冲突及传输协议一般符合ISO/IEC14443系列标准的要求。

一、IC卡燃气表接触式与非接触式IC卡燃气表比较

3.IC卡燃气表应用趋势比较

由以上分析可看出，非接触式IC卡的技术特点决定了其在市场上的巨大发展潜力，但其安全性是其在燃气预收费领域大面积推行的障碍。2009年，工信部发布了《关于做好应对部分IC卡出现严重安全漏洞工作的通知》，要求各地相关部门开展对IC卡使用情况的调查及应对工作。这是因为非接触式逻辑加密卡的Mifare安全算法了，而该种算法是目前*应用zui广泛的非接触逻辑加密卡的安全算法。由于此项技术的不完善将会形成巨大的隐患，一旦技术被更多不法分子掌握，将会给社会经济带来巨大损失。

由于燃气预付费操作过程中，需要传输的信息较多，对安全性的要求也更高，而目前非接触式IC卡技术还不够成熟，近期还是以接触式IC卡为主。随着非接触式IC卡技术的不断进步，非接触式IC卡将会逐步取代接触式IC卡。

二、IC卡燃气表逻辑加密卡、CPU卡燃气表比较

分类依据:IC卡依据其核心功能及工作原理划分为存储卡、逻辑加密卡、CPU卡。

存储卡实际上就是普通的EEPROM，不过是封装成module嵌入到卡片上。只要实现电气接触就可以对其内部数据进行无条件访问。这种卡的安全性几乎为零，所以只能用于一些对安全性不作要求的场合。

逻辑加密卡是采用密码控制逻辑单元的存储器卡。

在非加密存储卡的基础上增加了加密逻辑电路，加密逻辑电路通过效验密码方式保护卡内的数据对外部开放，但是是低层次的安全保护，无法防范恶意攻击。

CPU卡也称智能卡，是一种具有微处理器芯片的IC卡。

卡内的集成电路中带有微处理器CPU、存储单元(包括随机存储器RAM、程序存储器ROM(FLASH)、用户数据存储器EEPROM)以及芯片操作系统COS。装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，还具有命令处理和数据安全保护等功能。
由于存储卡安全性差，因此在燃气计量上没有应用。目前广泛应用的是CPU卡和逻辑加密卡，对应的流量计为CPU卡燃气流量计、逻辑加密卡燃气流量计。

CPU卡与逻辑加密卡相比具备数据安全性更高、功能更强大等优势，它将成为未来IC卡行业的发展趋势。

对于新建的IC卡系统，CPU卡的成本比逻辑加密卡略高，但差别不大。将现有的逻辑加密卡系统升级改造为CPU卡系统，则需要系统升级和卡片更换，附加的成本会较高，但维护安全的成本会远远低于系统被破坏后所带来的经济损失。

三、IC卡燃气表的计量性能

1.计量性能

IC卡燃气表的基表按工作原理可分为膜式燃气表、涡轮流量计、腰轮流量计、超声波流量计、旋进漩涡流量计、涡街流量计以及其他种类的流量计。

IC卡燃气表的计量性能不仅是流量基表的准确度，还包括配套仪表的准确度(温度、压力、压缩因子修正)，以及管道内气体扰动等因素对燃气计量的影响，应进行整体的不确定度评定，以提高计量准确度。

压力损失为膜式燃气表的重要技术指标，因此，应选择压力损失符合国家标准且尽量小的IC卡燃气表。

2.IC卡燃气表不同用户的选型

根据不同用户的现场条件选用不同原理的流量计，选型建议如表1所示。

<CTSM> 表1 不同用户类型基表的选型建议</CTSM>

四、IC卡预收费方式的优势

(1)避免了上门抄表难、收费难的难题。

(2)采用先付费后使用的方式，对节能降耗起到促进作用。

(3)安装简单方便，不需要对现有的安装现场进行改造，不需要现场调试。

(4)维护成本低。

(5)居民用户将来可实现与公交、、自来水、电和热能等系统一卡通用。

五、IC卡燃气表存在的问题

1.实时性差

不能及时收集用气信息，当出现燃气表内没有余气而阀门不关闭的故障时，燃气营销单位不能及时发现，只能在后来查询历史记录时发现。因不便查得用户在某个时刻的实际用气量，无法准确计算燃气营销单位的供销差，影响管网负荷的精确计算。

2.囤气损失

随着能源的紧缺，天然气价格在逐步上涨，目前，IC卡燃气表用户购置的是气量，如果用户在涨价前囤积大量气量则会影响燃气营销单位的经济利益。

罗茨流量计应用领域：

餐饮、宾馆等行业的燃气商业核算，输配管网燃气计量，燃气调压站计量，工业和民用锅炉等燃气计量，也可用作丙烷、氮气、工业惰性气体等各种无腐蚀性气体标准流量计。

罗茨流量计带温度、压力补偿功能，将工况流量直接转换成标况流量，流量计采用功能强大的新型微处理器，运算精度高，性能可靠，微功耗，内外电源自动切换工作，锂电池供电可使用5年以上。广泛应用在石油、化工、电力、冶金、工业与民用锅炉等燃气计量和城市天然气、燃气调压站计量及燃气贸易计量等行业。

罗茨流量计利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。

当被测流体流经流量计时，流体的动压力使进出口间形成一个差压而推动腰轮旋转

当流体推动D2轴上腰轮反时针方向转动时，图1A,与之相连的驱动齿轮带动D1铀上的腰轮顺时针转动，转动90o后成为图1C状态，上边的腰轮受流体推动顾时针转动，驱动齿轮带动下边腰轮反时针旋转，腰轮旋转360o时，有四倍于计量室有效容积的流体排出流量计。这样，两个腰轮交换驱动旋转，随着腰轮的转动，流体经由计量室不断排出流量计。腰轮每转一圈排出的流体体积是一个固定值，即排出量与腰轮轴转数成正比，通过腰轮轴及其它传动机构，将旋转的次数减速后传递到积算显示部分。

罗茨流量计正是腰轮流量计的这种工作原理决定了这种流量计只要计量室内部配合间隙设计、组装合理，它就会有较高的精度和较低的启步流量，这一特性在民用小区燃气计量中极为重要，它既满足了居民正常用气时的计量精度，又克服了其它类型流量汁对居民用气低峰时微小气量的无能为力。

罗茨流量计测量范围：

罗茨流量计产品特点：

精确度高，重复性好。内部转子经精密加工和平衡测试，无接触旋转，良好的油润滑，确保流量计精度不变，工作寿命长。
流量计前后不需要直管段，可以安装在环境狭窄的场合。
始动流量小，量程比宽，适合于计量符合变动大的气体流量。
计量精确度不受压力和流量变化的影响，性能稳定，寿命长。

  转子*性、对称性好，保证了良好的重复性

在流速变化大的情况下也能保持计量的准确

始动流量小、压力损失小、量程比宽，适用于微流量的测量                          

特殊工艺处理使流量计运转更可靠、使用寿命更长

  铝合金材质，体积小、重量轻，安装维护更为方便

先进的微机技术与高性能的单片机，使整机功能更强大、性能更*

脉冲发讯器直接安装在计数器上，输出整立方的低频工况脉冲信号，可与IC卡控制器配套使用或用于远传输出        

罗茨流量计始动流量及流量上限

1. 智能控制器与流量计（工业计量仪表）应同轴安装，流体流动方向应与壳体上表明的方向*。
2. 对新装或检修后的管道必须进行清扫后方可安装
3. 应安装在便于维修、无强电磁干扰、无机械振动以及热辐射影响的场所
4. 不易安装在有强烈脉动流或压力脉动的场合
5. 室外安装时，上部应有遮盖物，以防雨水侵入影响使用寿命。
6. 采用外电源时，必须有可靠的接地，但不得与强电系统共用地线。
7. 使用过程中，不得自行更改连接方式或任意拧动各个引线接口