科技潜水:为什么智能水表越来越智能
智能水表市场规模及驱动因素
在一个到2026年将增长到51.2亿美元的市场中，智能水表公司正在解决如何调整、改进和先进现有技术，以便在竞争激烈的市场中脱颖而出。
智能水表的传统驱动因素包括资源优化，以及加强水资源保护和减少非收入用水(NRW)。
从理论上讲，通过向客户提供更多的数据，它应该可以减少他们的用水量。根据英国公用事业公司泰晤士水务公司的数据，使用水表的用户平均用水量减少了12%，该公司安装水表是一项更广泛计划的一部分，该计划旨在帮助解决到2025年伦敦预计每天1.3亿升的用水短缺问题。
根据行业分析机构Frost & Sullivan的数据，在市场规模方面，2017年市场出货量为1380万部。预计到2026年，这一数字将增长到8210万。
中国和北美占据了最大的市场份额，后者分别占智能水表市场的44%。
在中国，快速城市化、智慧城市投资、优惠政策和“十三五”规划对市场增长潜力产生了积极影响。
在美国，由于公用事业公司重新关注北威州的减少，对智能水表的需求巨大。智能计费和泄漏检测的额外优势刺激了智能水表的安装。
与此同时，在欧洲，法国、德国和英国是最大的市场，其次是西班牙和斯堪的纳维亚。这些国家的水务公司正在大力投资用智能电表取代旧电表，并实施基于物联网的基础设施。
技术发展:“有耳朵的智能电表”
丹麦Kamstrup公司将非收益水视为推动创新的核心挑战之一，许多公用事业公司定位泄漏就像“由于知识有限而大海捞针”。
该公司和第三方机构进行了进一步调查，对北欧的37家公用事业公司进行了调查，发现31%的水损失来自服务连接的泄漏，36%来自配电管道的泄漏。
在这些数据和公用事业反馈的推动下，该公司开发了一种结合智能计量和声学泄漏检测技术的新系统。
Kamstrup将其命名为flowIQ 2200，称其为“带耳朵的智能水表”。这段创意十足的发布视频，与其说是水上技术，不如说是高端的德国跑车发布，如下图所示:
flowIQ 2200和配套的分析软件是与两家供水公司合作开发的，他们提供了“实际泄漏管道的访问”。
2018年9月至2018年6月，丹麦和瑞典的7家公用事业公司也参加了共计1400米的现场测试，共发现了13处泄漏。
Kamstrup水务部门高级副总裁Per Trøjbo表示，这使得该公司能够测试原型，以帮助“更好地理解自然泄漏产生的声音模式，与假泄漏或其他声源产生的声音模式相比”。
查明漏水处
有效地连接两种技术-计量和泄漏检测-这就提出了混合声学技术是否能够对抗单独的声学泄漏检测的问题。
Trøjbo补充说:“智能水表中的声波泄漏检测不应被视为传统分离声学技术的替代品。“我们更愿意将其视为一种补充和解决方案，使公用事业公司能够有针对性地使用现有的声学技术。”
新解决方案的想法是，通过“精确定位泄漏风险增加的设备”，减少了人工声波泄漏检测所需的面积。现有的解决方案仍然需要精确到几厘米以内的泄漏。
Kamstrup认为，一系列的flowIQ 2200智能电表将充当信标，照亮配电网络，帮助提供更多的概述。
“将声波泄漏检测集成到仪表中，意味着您可以持续了解高风险设施和网络的整体状况....，将两者结合起来，可以实现更有针对性的工作。”
转向超声波技术
在大西洋彼岸，美国能源和水技术公司Itron表示，他们正在投资从配备智能无线电设备的机械仪表转向集成无线电的静态超声波技术。
与Kamstrup一样，该公司认为，智能水表的智能化和嵌入式传感器的发展将导致“网络中安装的智能设备数量”减少。
该公司的Intelis静态水表范围为DN15到DN200mm，适用于国际市场。
Itron水务设备产品管理总监Corrado Casorzo表示:“对水务行业的好处包括提高计量精度和可靠性、紧凑性和稳健性，以及更多可用数据，如空气探测和水温测量。”
Intelis系列的通信包括用于移动或固定网络收集系统(AMR)的集成无线电技术。该公司表示，高度精确的消耗测量有助于泄漏和空气检测。
尽管技术在进步，卡索佐不相信智能电表会进入水质监测领域。
他说，除了缺乏在每个终端用户分配点测量水质的监管驱动因素外，这也会影响水表的预期寿命。
“水质传感器基于化学反应原理工作，需要更频繁的维护和更换，这与水表更长的生命周期不兼容，”产品管理总监补充道。“正是由于这个原因，我不认为将水质传感器集成到水表中是一种有效的技术解决方案。
远程(LoRa)和窄带(NB)物联网
其他人则认为，智能电表的数据传输方式也将发生变化。
“智能水表的通信模块经历了快速的技术变革，”Frost & Sullivan (F&S)的可持续发展和水务行业分析师保罗·哈德森(Paul Hudson)说。
他说，远程(LoRa)和窄带(NB)物联网等低功耗广域网(LPWAN)通信技术正在被探索和采用，以提高效率和延长电池寿命。
电信公司也看到了水的商机。华为率先实现了智能水表NB-IoT通信模块。
与此同时，沃达丰正在领导全欧洲智能计量的NB-IoT通信网络的实施。
英国水务公司东南水务公司的试验就是一个例子九家公司的联合作为雄心勃勃的多方利益相关者合作的一部分。
超越仪表
如果说传统的水表可以用来监控消耗，帮助计费更加准确，那么真正的“智能”水表则是“监控仪表之外的东西”，正如Xylem旗下品牌Sensus所说的那样，它可以处理包括压力、泄漏甚至质量在内的参数。
该公司认为，通过使用智能电表加速泄漏检测，它可以使水务公司改善他们的客户服务。
Sensus智能水务战略主管特拉维斯•史密斯(Travis Smith)表示:“通常有趣的是水表另一端的泄漏，这会导致消费者支付高额账单，并导致公众对公用事业公司产生负面情绪。”
他补充道:“数据赋予消费者采取行动的能力，因此他们更有控制权。”
该公司引用了亚利桑那州萨福德市的一个案例研究，在那里它提供了iPERL住宅水表，以及双向FlexNet通信系统。
他们的目标是为城市当局提供“接近实时的数据”，可以用来提醒客户任何潜在的问题。
结果包括缩短了通知客户泄漏的时间:从30-40天降至“几天……甚至几个小时”。此外，根据产生的新数据，由于未发现泄漏而造成的年度泄漏调整费用减少了40%。
第三个主要结果是萨福德市减少了传统上用于派遣卡车读取仪表的现场预算。先进的计量基础设施(AMI)和远程监控每年节省了8000美元。
全球水务营销副总裁Dan Pinney补充说:“当你拥有数据时，公用事业公司当然可以利用它，但如果你允许客户访问他们的数据，他们就会更有控制权，所以当他们收到每月/双月的账单时，他们不会感到惊讶。他们可以看到发生了什么，并采取行动。”
提高电池寿命
从机械式固态水表到磁性固态水表的关键驱动因素之一是终身精度的提高:固态智能水表没有任何与水流直接接触的运动部件。
“任何机械系统都会随着时间的推移而磨损，”史密斯说。“即使是可饮用的水的质量和数量也会根据你所在的地方而有很大的变化，这些因素会极大地影响机械仪表的性能。”
iPERL是一种固态智能水，低流量测量为每小时1升。它是可编程的，以“每隔15分钟提供一次高度细化的数据”。
根据应用的不同，Sensus估计北美市场的使用寿命为20年，欧洲市场的使用寿命为15年。
电池寿命是该公司不断寻求改善的一个领域。Pinney补充道:“我们的主要工作重点之一是电池测试和验证，以了解长寿命系统的关键因素。
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