一、湖南漢德史特儀表有限公司簡介

湖南漢德史特儀表有限公司位于美麗的星城長沙·湖南省檢驗檢測特色產業園內，是深圳市泉源儀表設備制造有限公司向內地戰略轉移成立的高科技公司，在計量領域深耕十余年。公司致立于智能化流量儀表的研發、生產及銷售，并自主研發了能源物聯網云平臺，為燃氣、水務、能源等工業領域提供管理運營智慧解決方案。公司正在完成從“生產制造”到“智慧服務”的轉型升級，從而正式進入工業4.0時代。

公司研發生產的智能變徑孔板流量計的核心技術榮獲湖南省科技進步獎三等獎。擁有多項發明專利及數十項實用新型專利。通過了ISO9001質量管理體系認證、高新技術企業認證。

公司憑借深耕行業多年的技術積累，不斷深化和拓展各種應用類型的流量儀表，豐富產品線。實現了以物聯網、云計算、大數據技術為載體，將終端數據采集、繳費、能源生產、輸配、銷售、安全等智慧能源管理業務于一體的智慧能源物聯網平臺，為客戶提供精準、快捷、優質的服務。

二、項目實施背景

當前我國有超過2億臺在線運行的燃氣表，過去五年燃氣表產銷量以25%左右的速度快速增長，且每年有2600萬臺以上的增長，預計未來智能燃氣表和流量計的整體市場空間可以達到600 億元，除了民用以外，天然氣已在工業領域逐漸推廣使用，應用前景十分廣闊。

流量計量既是天然氣供需雙方貿易結算的依據，亦是生產部門用氣效率的主要技術指標。在企業生產和經營管理中是一項日常進行的、重要的技術基礎工作。準確的流量計量可以適時改進生產工藝，提高產品質量，降低產品成本，確保安全生產，合理經營管理以及提高經濟效益和社會效益。

目前市場上氣體流量計量存在諸多問題：計量穩定性差；量程比窄；對介質要求高；維護成本高（需要注油、定期清洗）；表計數據獲取成本高；計量信息

難以指導運營管理；計量信息分布多個系統難以綜合利用等。

公司針對以上問題研發了一款節能降耗、維護費用低的智能變徑孔板流量計，它的優點是能夠運行時自診斷計量準確性，在使用時第一時間發現計量故障或異常；量程寬，適用范圍廣；介質要求低，無需加裝過濾器；免維護，為用戶節約了成本。公司自主研發的能源物聯網云平臺，擁有數據采集、設備控制、大數據分析、智能報警與提示等功能，通過對采集數據的多維度分析，監控表計運行是否正常，計量是否準確（表內特有的雙參數比對）。并能得出表計選型是否合理（用量特征分析），用戶用能是否合理（用戶用能模式聚類），以及能源管輸損耗分布情況等多種消息。真正做到對能源的產供銷管理提供數據指導。為用戶解決了表計數據獲取成本高；計量信息難以指導運營管理；計量信息分布多個系統難以綜合利用等諸多問題。

三、具體創新措施

1.創新的機械結構技術

為了確保計量精度和穩定性，又要寬量程比和免維護的要求，公司對國內外主流流量計做了廣泛研究，針對傳統原理流量計多年的發展和技術的沉淀，確定了以流量計中的標準孔板流量計和靶式流量計為結構改進方向，結合工程數學理論、精密機械加工技術、軟硬件技術和微電子技術，研制出了一種寬量程、高精度、免維護的智能變徑孔板流量計（見圖1）。

圖1  智能變徑孔板流量計產品圖

（1）智能變徑孔板流量計工作原理

根據差壓式流量計工作原理進行流量測量，流量方程式是從伯努利方程和連續性方程推導而出的，通過溫度、壓力補償實現燃氣的標方計量。該流量計是電子計量技術，具有計量+物聯網集成的先天優勢，為用戶安全用氣、實時階梯調價及遠程控制提供有力技術支撐。

（2）技術特點

1）采用了差壓-位移雙參數變面積測量技術（發明專利號：ZL201010243708.1）能夠通過差壓、位移傳感器對表計的計量準確性自診斷，并通過動態改變孔徑，擴展了傳統孔板的量程比。采集了溫度-壓力參數，建立了溫度-壓力補償數學模型，計量穩定性高，更好的實現計量公平。

2）由于差壓、位移設計，表體內可動部件少，無噪音，無需加注潤滑油，對介質要求低，不怕雜質卡阻，避免了摩損和維護費用，也避免了因堵塞造成無法修復的故障。

3）數據采集NB遠傳終端外置策略:不同于市場上大部分儀表將數據采集NB遠傳終端內置于流量計的方式，流量計通信接口為標準MODBUS  RTU方式，可適配集中抄表式、點對點抄表各種應用，方便了整體的電源管理及功耗降低。

2.能源物聯網云平臺及服務---流量計擴展服務

公司圍繞目前行業存在的“抄表成功率低、客戶體驗差、設備管理孤島化、業務故障定位難、產銷差及安全管理難、上線速度慢、業務拓展難”等問題開發了能源物聯網云平臺，基于無線通信、物聯網等高科技手段，推出智慧能源物聯解決方案（圖2能源物聯網云平臺解決方案圖）。通過能源物聯解決方案，將能源計量信息化、智能化，建立了計量、監測和統計，成功的實現了在線采集、實時監測、集中管控相結合的智能化能源管理。

（1）平臺創新點

1）可以通過平臺進行數據分析并診斷計量的準確性。

2）具有多種類物聯設備接入能力。通過組件化的協議庫技術，實現多種不同種類、不同通信協議、流程的設備信息接入。

（2）平臺特點

1）具有海量設備接入能力。通過使用非阻塞的異步通信技術，物聯網云平臺可以支持千萬級的設備接入量。

2）具有大數據存儲與處理能力。平臺具有百億級數據的存儲與處理能力。利用先進的深度學習與聚類算法，自動發掘數據特征。

3）具有強大的系統擴展能力。通過使用微服務架構和服務化接口，平臺具備強大的系統擴展能力，能以國際標準的接口形式與用戶的各種既有系統進行業務和數據層面的對接。

圖2 能源物聯網云平臺解決方案圖

四、項目取得成效

1、公司研發的智能變徑孔板流量計計價價格相對于市場同規格其他流量計價格較低，且由于流量計不怕臟污，因此前端無需加裝過濾器。量程比寬，可覆蓋高低多個流量段，一臺流量計滿足大小不同流量使用。無連續運轉部件，運行時無噪音，無需加注潤滑油，對管道氣體無附加污染，確保了安全運營，是氣體測量的理想儀表。該流量計已在長沙新奧燃氣有限公司、株洲硬質合金集團有限公司等單位得到推廣應用。使用該流量計后，穩定可靠，用戶無投訴，無需日常維護無需現場抄表，大大降低了企業運營成本，減少了維護工作量，達到了節能降耗、提高經濟效益的目的。

2、公司研發的能源物聯網云平臺，其方案（見圖3 能源物聯網云平臺方案結構圖）已成功運用在長沙新奧熱力有限公司蒸汽流量計量上，實現了優于電信管理的遠程自動控制、抄讀、收費、管理系統。既可控制管理獨立區域，也可多個區域統一集中控制管理；經超容量數據包處理，一個窗口，單點登錄，多系統互聯互動，系統接入了溫度、壓力、累積流量的數據收集，通過查表和運算判斷飽和蒸汽和過熱蒸汽并提出警示。成功的實現了在線采集、實時監測、集中管控相結合的智能化能源管理框架,并可通過用能特征分析，指導用戶優化用能管理模式。為企業提質增效提供了覆蓋設計、研制、生產、選型、使用、維護全過程的個性化計量服務新模式。

圖3 能源物聯網云平臺方案結構圖

3、智能變徑孔板流量計（傳感器技術）、數據采集NB遠傳終端（遠傳技術）及物聯網云平臺（大數據分析）的完美結合使得智能化能源管理模式得以實現。可在燃氣行業、熱力（供熱供汽）行業、化工工業領域得到廣泛應用。