水表检定装置能力提升若干问题的探讨

水表检定装置能力提升若干问题的探讨

孔祥鑫1 ,赵燕2,马丽雪儿3

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摘要：受制造水平、安装条件、使用年限等多方面因素的影响，水表计量精度存在一定的限制。水表检定装置是专用于水表检测的水流量标准装置。随着技术的进步，具有脉冲、光电等工业信号输出的水表越来越多，用户迫切需要对装置进行适应性技术改造，提升自动化、信息化水平。本文主要对水表检定装置能力提升若干问题进行探讨，详情如下。

关键词：水表；检定装置；能力提升；若干问题

引言

由于近年来计量技术的飞速发展，《冷水水表》《电磁流量计》《质量流量计》等检定规程的不断修改完善，因此对设备的自动化程度和精密程度也提出了更高的要求。

1存在的主要问题

目前，某厂应用的水表检定装置为1992年建标。由于使用年限长、设备老化严重，装置准确性极差，检定装置技术落后，检定过程中全程手动操作，一次只能检定一块水表，检定效率低。2016年5月对6块DN25和6块DN50高压注水表进行检定，检定结果全部超差，而这12块高压注水表经技术监督中心检定合格，检定装置的准确度已不能满足JJG162-2009《冷水水表检定规程》要求；我厂对质量流量计无法进行检定工作，需送到技术监督中心进行检定。因此，需要对水表检定装置进行改造升级，使其在检定过程中，除被检水表需人工装夹，其余的检定工作均可在计算机上操作完成。

2水表检定装置能力提升措施

2.1标准量器示值的自动获取

一种侧U型外置安装方式的磁致伸缩液位计。液位计加装保护套管，横置的上、下两根连通管将量器与液位计连接，上、下连通管将原有的量器颈部液位读数段全部包含，液位计垂直安装且顶端密封。正常工作时，下连通管导液，上连通管排气，使液位计套管内不存气，保证测量准确。连通管的通径约为保护套管的1/3，例如DN65mm的套管配套DN20mm的连通管，主要是为了减小水流对液位计浮球的冲击，同时套管本身也起到了类似静水井的作用，使液位读数更加准确，重复性更好。

2.2标准量器中介质防晃动

在实际检测中，量器装满介质后，并不能马上读取数值，需静置一段时间才能读数。因为注入量器的介质具有初速和方向，介质在量器中可能形成涡流或带来一定幅度的液面晃动，特别是主示值较大的量器，例如10、20m3，高度超过5m，装满介质后整体重心较高，介质晃动非常明显，稳定时间较长，大流量检测时稳定时间甚至长达十几分钟。一是严重影响检测效率，二是导致检测结果的不确定度增加。有使用单位偿试采用不同的方法方式解决此问题，主要是在容器内增加隔板，通过破碎介质的整体性以减小晃动，其中绝大部分为井字型隔板。一种新型式的介质稳定装置，以圆筒隔板为中心，筒壁连接呈环状均匀排列的多个平面薄板。根据实际使用情况，装置能够短时间内使液面波动迅速减小，通常在1min后液位计即可稳定读数。

2.3一种串并联耦合式多工位水表检定装置设计

设计了一种串并联耦合式多工位水表检定装置，使用高精度电子秤、标准表作为主标准器自动采集流经水表的实际体积，两类标准器准确度等级达0.2级或扩展不确定度（k=2）优于被测水表最大允许误差绝对值的1/5；可串并联耦合同时检定多台水表，采用换向法（计量标准器采用电子秤）、流量时间法（计量标准器采用标准表）进行检定。一次可同时检定5～40台同规格水表，检定工作科学、准确、高效。检定装置结构主要由供水系统（水箱、水泵、稳压容器等），管道系统（工艺管道、测量段、夹表器等），计量标准器（标准表（瞬时流量指示器）、工作量器及换向器等），测量附属设备（密度计、水温水压测量仪表等）及测量控制系统组成。检定装置有N路检测通道，即N个测量段，1≤N≤4；每个测量段串联有n台水表，1≤n≤10，大大提高了每批次水表同步检定的数量，各检定机构可根据自身实际情况选择N和n的具体数值。可串并联耦合同时检定多台相同规格型号的水表，即检定装置测量段有多路检定通道，每个通道串联多台被检水表，每个通道的水表数相同使得各通道的阻力损失基本一致；测控软件同时接收电子秤和各通道标准表的采集信号，计算出流经被测水表的实际体积；根据各通道每个被检表的信号或人工读得到流经水表的体积示值，比较两个体积值计算出各被检水表的示值误差。标准表还可作为瞬时流量指示器实时显示水流量、为测控软件评判流量是否达到检定点流量提供依据。在进行常用流量点Q3的检定时，因循环水泵流量限制，无法同时满足各通道都达到水表的常用流量，因此通过进水阀门的控制对各通道的水表依次进行检定，直至完成全部通道常用流量点的检定；此外水表常用流量点检定相对分界流量点和最小流量点检定用时少，各通道水表同时检定的意义也不大。对各通道水表常用流量点检定时，计量标准器可采用电子秤，采用换向法进行水表检定；如果被测表有检定信号输出并可接收、转化成流经水表的体积示值，则计量标准器也可采用标准表，采用流量时间法进行水表检定。

2.4水表在漏损控制中的应用

计量损失作为漏损控制管理中的两大要素之一，通过选用不用类型、不同技术特点的水表来减少计量损失的同时，目前广泛应用的智能水表远传模块，对于水表计量数据的读取主要有感应式传感器、脉冲式传感器、光电直读式传感器和摄像直读式四种，其中感应式传感器相比其他三种传感器类型，具有更高的计量精度、不受外磁影响、制造工艺简单、非接触分体结构不需拆换基表维修更换简单，广泛适用于各类型水表。

2.5NB-IoT智能水表的应用

NB-Iot智能水表系统是由水表、集水器、传输线构成的远程抄表系统，采用微机技术、数字通信技术和水表计量技术相结合，实现计量、数据采集、处理于一体，有利于城市用水的综合化处理，取代了传统手工抄表，实现抄表的智能化，进而优化工作效率。同时，NB-IOT智能水表自带采集、电阀、电源、阀控以及智能卡读卡。该系统的主要作用是方便进行水费的交易，达到零欠费，可以有效地改善水厂的运行状况，但其缺点是没有办法对用户的用水进行实时监测。由于不能准确地计算出每个地区的用水量，同时也会影响到产销差率的统计。因此，IC卡水表的用户以物业公司为主，而远传智能水表的用户则是自来水企业、水务局等单位。NB-Iot智能水表采用了时差法进行流量测量，即在测量管道的上下两端各装有一个超声传感器，以实现超声信号的双向传输和接收。由于超声波信号与水流信号的重叠，所以在顺、反向2种情况下，声波的传播速率是不一样的，所以不同传感器所发出的超声波信号在水中的运动时间也是不一样的。然后将其转换为流量，由此可对其进行计量。在流量管的顶端有两个传感器，A传感器将超声波信号发送给乙传感器，而乙传感器将超声波信号发送到A传感器，在发送期间，顺流和反向的超声信号在传送期间产生了一定的延迟，当校准后的管截面和标准的管长时，利用积分仪上的运算芯片来计算。

结语

总之，水表检定装置技术改造升级是一个系统工程，需考虑的问题不仅仅只有本文提出的问题，还包括如装置的流量调节，若流量点自动切换，传统的气动阀难以奏效，需考虑电控电动阀和PID联合调节方式，具有一定的难度，以及被检表示值的自动获取方式、大量程比下流量稳定性等诸多方面都值得研究与探索。

参考文献

［1］孟涛，李晨.JJG1113—2015《水表检定装置检定规程》解读［J］．中国计量，2015(10):117．

［2］郭万强，康玉婷.高精度玻璃管液位自动检测装置［J］．化工自动化及仪表，2015(6):645．