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渦街流量計

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電子簽封及其管理系統在渦街流量計工作中的應用

來源:作者:發表時間:2019-09-23

摘 要: 鉛封是防止人為拆卸渦街流量計的傳統保護措施之一,在渦街流量計器具中廣泛應用。然而傳統鉛封容易復制,防偽性能差,給燃氣企業查處偷盜氣行為帶來一定的困擾。為了解決傳統鉛封易偽造、難辨真假的問題,本文采用電子簽封替代傳統鉛封,并開發了電子簽封管理系統,在企業內部進行試用,取得了較好的應用效果。
1 概述
鉛封是指渦街流量計檢定合格后,由檢定人員施加的類似于鎖扣的設備。鉛封一經正確加封后,未經授權不能擅自打開,對渦街流量計的精度起到證明和保證的作用,保證渦街流量計不被隨意改變其固有的計量性能,防止人為拆卸。
燃氣企業也常常在渦街流量計的機械計數器、體積修正儀、溫度傳感器、壓力傳感器、連接法蘭等部位加裝鉛封,以防止渦街流量計內部結構被破壞,從而保證其計量性能和貿易的公平性。
然而,傳統鉛封施封標識簡單,容易復制,防偽性能較差,且僅通過鉛封上的印記物理外觀鑒別是否合法有效,即使靠簡單的鉛封編碼、二維碼、條形碼也難于辨別真偽。某燃氣企業已經發現采用偽造鉛封進行盜氣的情況,在一臺流量計的不同部位出現兩個編號相同的鉛封,即使一線巡檢人員也難辨真假,給查處偷盜氣行為造成了很大困擾。
此外,傳統鉛封比較容易獲得,在鉛封的制造、購買、發行、管理等環節上無法實施嚴密有效的監管,鉛封的檔案管理需要操作人員現場施封時手工記錄,整個流程操作繁瑣,工作效率低。為了解決上述問題,采用電子簽封對渦街流量計器具進行施封保護,并開發相應的管理系統對電子簽封進行全生命周期的智能化管理。
2 電子簽封和RFID技術
電子簽封是一種能夠自鎖、防開啟,帶RFID芯片的一次性封印。每個電子簽封內置的RFID芯片對應全球唯一的ID號,且外部包含供手持端識別的條形碼或二維碼或供人眼識別的編碼,仿制難度極大,防偽性能強。
RFID技術即無線射頻識別技術,其工作原理是由閱讀器通過發射天線發送特定頻率的射頻信號,當電子簽封進入有效工作區域時產生感應電流,從而獲得能量,電子簽封被激活,使得電子簽封將自身編碼信息通過內置射頻天線發送出去;閱讀器的接收天線接收到從簽封發送來的調制信號,經天線調節器傳送到閱讀器信號處理模塊,經解調和解碼后將有效信息送至后臺數據管理系統進行相關的處理;數據管理系統根據邏輯運算識別該簽封的身份,針對不同的設定作出相應的處理和控制,最終發出指令信號控制閱讀器完成相應的讀寫操作。
由此可知,一個完整的RFID系統是由電子簽封(Tag)、閱讀器(Reader)和數據管理系統(Database)3部分組成的,如圖1所示。
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RFID系統的數據載體是電子簽封,每個電子簽封都具有唯一的電子編碼(TID)。與條形碼不同的是,電子簽封存儲的信息能夠自動或在外部作用下發射出去,可編程且編寫的程序可按特殊的應用需求隨時進行讀取和修改。
RFID簽封與傳統的條碼簽封相比的優勢有以下幾點:①存儲內容經過加密保存,安全性更高;②可自動化流水線操作,工作效率提高;③可短時間批量讀取數據信息,讀取速度快;④不受形狀限制與尺寸大小影響,可適用于不同類別的產品;⑤抗污染能力和耐久性好,工作環境適應性強;⑥數據可不斷重復地新增、修改、刪除,便于更新信息;⑦數據存儲容量大。
本文根據企業自身實際情況,設計了不同形式的電子簽封,如圖2、圖3所示。
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其中,封線式電子簽封的封線和內部線圈共同構成閉合回路,如果封線或者本體被破壞,電子簽封將無法接收和發送信息,因此識讀設備將無法讀取簽封ID號。依據該原理,可實現電子簽封完好性的自動檢查。然而,這也使得封線式電子簽封的封線長度和直徑有一定的限制,通常直徑范圍為1.0mm~1.3mm,長度范圍為120mm~300mm。某些渦街流量計的特殊位置不適合安裝這種形式的電子簽封。旋鈕式電子簽封是對封線式電子簽封的有效補充,其封線沒有長度和直徑的限制,但是往往在本體受到損壞后,才會造成信息讀取失敗,簽封失效。
3 電子簽封管理系統
目前,多數燃氣企業仍通過紙質檔案對鉛封進行管理。現場施封人員在相應管理部門領取一定數量的鉛封,前往現場進行通氣作業并對渦街流量計加裝鉛封,同時采用紙質版表格記錄用戶信息、渦街流量計信息和鉛封編號信息等。即便某些燃氣企業已經針對渦街流量計建立了相應的管理系統,但是沒有將鉛封信息在上述管理系統中進行一一對應,只能采用紙質臺賬進行巡檢,導致巡檢工作任務量大。
為了實現對電子簽封的智能化管理,減少操作人員的工作量,并考慮企業實際的管理流程,本文開發了電子簽封管理系統。該系統由手持端APP和后臺管理系統共同組成,對電子簽封從施封、巡檢,更換、報廢整個生命周期進行管理,對其進行全程跟蹤,實現閉環管理,提高了工作效率。
4 電子簽封管理系統的主要功能
(1)數據傳輸:包括施封、更換數據的上傳和巡檢數據的下載等。
(2)施封:將電子簽封信息及對應的渦街流量計和用戶信息記錄,通過手持端的APP上傳到后臺管理系統。
(3)更換:通過手持端APP將原簽封信息替換為新簽封信息,并上傳至后臺管理系統。
(4)巡檢:通過手持端APP自動比對電子簽封ID,并根據顯示內容檢查電子簽封與渦街流量計、用戶信息是否對應,異常情況報警。
(5)查詢:主要針對更換和巡檢功能,直接通過渦街流量計信息查詢對應的電子簽封信息,減少人工查找紙質臺賬的工作量,避免失誤。
(6)人員管理:不同操作人員權限不同,且只有一個系統賬號,從而通過賬號管理來實現對操作人員的管理,確保責任到人。
(7)電子簽封編號管理:確保電子簽封編號、芯片ID一一對應,且在系統中的唯一性,進一步加強電子簽封的防偽功能。
采用電子簽封結合相應的電子簽封管理系統,不僅實現了電子簽封的信息化管理,有效地防止偽造簽封的情況發生,同時也實現了渦街流量計的全程個性化和量化管理,幫助企業對渦街流量計器具實現全閉環的管理。
此外,采用這種模式也實現了通氣、抄表、巡檢等業務的信息采集的全程自動化,保證了用氣檢查的可靠性,提高了工作效率,減少了人為因素造成的差錯,且對內部人員的工作進行規范和監督,便于對所做工作進行考評和總結,為明確責任、改進工作提供了依據。在設計開發電子簽封管理系統時,充分考慮了企業現有的業務管理流程,實現了從現有操作流程的平滑過渡。經過一段時間的試用,取得了較好的應用效果。
5 結論與建議
(1)電子簽封本身具備良好的防偽性能,結合電子簽封管理系統可以有效地解決簽封偽造的問題,堵塞管理漏洞,有利于查處偷盜氣行為。
(2)電子簽封管理系統可實現圍繞渦街流量計的相關業務信息采集的全程自動化,為燃氣企業實現渦街流量計智能化管理提供了良好的基礎平臺。
(3)在開展電子簽封及管理系統開發應用時,應充分考慮企業自身現狀,以實現各項業務流程的平滑過渡