旋翼式水表的仲裁检定与误差分析--中国期刊网

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旋翼式水表的仲裁检定与误差分析

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张晓想

[导读] 摘要：为在水表仲裁检定中，满足居民用水量监测需求，规范水表检定标准。本文基于旋翼式水表误差来源，对旋翼式水表仲裁检定过程中，各误差的表现方式，以及仲裁检定指标的选取展开分析。

        广东省陆河县质量技术监督检测所 516700
        摘要：为在水表仲裁检定中，满足居民用水量监测需求，规范水表检定标准。本文基于旋翼式水表误差来源，对旋翼式水表仲裁检定过程中，各误差的表现方式，以及仲裁检定指标的选取展开分析。借此提出水表检定过程中，各方应注意的问题，同时对常见计量误差的应对措施进行简单阐述，希望给予相关从业者建议与参考。
        关键词：旋翼式；水表；仲裁检定；误差
        引言：水表检定质量、水量测量准确度，关系着水表计量纠纷的产生概率。但在水表仲裁检定期间，却因水表内部各元件作用时，可能产生的磨损、堵塞问题，使得水表计量误差问题突出。因此，为有效应对水表计量误差，本文以旋翼式水表为例，对旋翼式水表的仲裁检定与误差展开分析。
        一、水表检定相关概述
        水表是指用于计量管道内部水流量的流量计、电子装置水表，是基于电子原理、电磁的装置类型。作为测量水流量的重要装置，其仲裁检定效果、误差分析，能够为各区域用水量计算提供重要依据。水表检定是结合国家水表计量相关规程、行业标准，所实践的水表技术。以机械原理为评定标准，水表类型包括容积式、速度式。其中速度式水表的使用原理，在于水表内部元件在水流运动后，可获取对应的动力速度，所以水流速度、叶轮转动速度相互之间为正比关系[1]。速度式水表在实际应用中，可分为旋翼式、螺翼式水表。而容积式水表，同样可称之为排放式水表，其结构设计多以活塞式为主，由流体驱动、容室构成。相较于速度式水表，容积式水表准确度、水质要求高，多用于精加工企业。因此，受水表安装、使用环境限制，日常水表仲裁检定则以旋翼式水表为主。
        二、旋翼式水表误差来源
        旋翼式水表是由滤水网、密封垫圈、表壳、流量计量等元件构成。其中流量计量结构属于旋翼式水表的核心元件，其组成内容包括顶尖、叶轮盒、齿轮盒等，各组件功能直接影响着旋翼式水表计量性能、使用年限。因此，旋翼式水表安装不合理、应用期间元件磨损等情况，均会导致水表产生计量误差。具体来说，旋翼式水表误差来源，主要体现在以下内容中。
        其一，零刻线未对齐。旋翼式水表安装过程中，若叶轮盒、齿轮盒的外壁定位线，在装配时未对齐，会导致水流流入叶轮盒的方向、角度与初始设计不符。使得水流作用后，叶轮所受冲击力存在偏差，进而产生计量误差[2]。再者，对于采用指示针的旋翼式水表，需在装配时将指针归于零位，便于在水流经过后，根据指针变化计量水量。在此期间，如果零刻线没有对齐，会造成水表难以读数、读数困难的情况，留有计量误差隐患。
        其二，夹板变形。旋翼式水表在具体使用中，所受外力作用较大，或元件材质较差，则会造成齿轮架变形情况。而齿轮架变形后，其转动阻力增加，水表动流量、小流量变化规律成反比关系，使得水表计量性能难以保障，容易产生水表误差。
        其三，顶尖磨损。旋翼式水表内部，顶尖主要装配于叶轮盒底部，和叶轮盒底部现有的凹轴承进行滑动接触，驱动叶轮。在水表使用年限过长后，顶尖会存在磨损现象。基于此，顶尖、叶轮轴滑动摩擦力增大，叶轮下沉，二者平面间距变小，并在同时作用时，增加水表始动流量，导致水表小流量处于偏慢状态。
        三、旋翼式水表的仲裁检定与误差分析
        （一）误差分析
        在分析旋翼式水表误差时，可结合水表误差来源，以及水表测量不确定度，科学判定水表误差，辅助水表仲裁检定工作。相关人员可采用容积法，选取B级旋翼式水表样品，检定型号为DN25mm的水表。具体测量旋翼式水表示值前，可将已经流经水表的水，移动至检定装置内部。同时对比水表实际示值、检定装置水量值数，进而获取水表误差指数[3]。
        根据旋翼式水表检定的相关规程，水表流量范围较高的区域，其示值误差应控制在2%左右，水表流量范围较小的地区，误差限则为5%。

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为保障水表误差分析的可行性，需建立数据模型，定义水表示值误差，其计算公式为E=(x－y )/Va×100% +z，其中x代表样品水表示值，y为检定装置水量值数，z指代重复性。另外，针对水表不确定度，评定水表误差时，可基于水表检定装置体积，确定标准不确定度。按照水表检定细则、规程，实验装置体积值的测量准确度为0.2。因此，检定装置水量值数y误差限制是0.2L，标准不确定度计算公式为（y）1=0.2／1.96=0.102L。
        （二）水表仲裁检定
        1.最小流量计量偏差检定
        基于我国冷水水表检定规程，针对常用流量小于16m3/h，且标称口径≦50mm的水表，需预先强制检定，同时限期使用。并且在旋翼式水表使用年限内，于强制检定后，可将最小流量计量偏差检定工作，落实在水表轮换期内。通过水表仲裁检定，旋翼式水表最小流量计量偏差，其表现是计量值数为负偏差。究其原因，在于中心齿轮、齿轮组的啮合问题。
        具体来说，旋翼式水表叶轮上方区域内，会铺设齿轮与叶轮共同成型，以作为水表运行的中心齿轮。由于该齿轮一般装置与水表齿轮盒同轴孔内部，并在叶轮旋转时，可将其带动指水流量计量结构中，辅助中心齿轮旋转。而在齿轮旋转期间，旋翼式水表刻度盘内指针，在齿轮作用下开始旋转，正式开始计量工作。
        但是在齿轮组、中心齿轮中，各相邻齿轮存在啮合过紧时，会导致齿轮难以正常旋转。使得水表在计量时，出现指针不动、转速慢现象，最终形成计量误差。针对该类误差，相关人员应及时调整齿轮组相邻齿轮间距，或更换齿轮组、叶轮。除此之外，顶尖过平同样会造成水表计量误差问题，在叶轮盒底部，顶尖是叶轮转动的支撑装置。若叶轮旋转时间过长，顶尖会被磨损、磨平，之后叶轮旋转时摩擦阻力增加。且在最小流量冲击叶轮时，叶轮旋转速率降低，转速变慢，从而影响水表计量，形成计量偏差。为此，相关人员可根据水表使用周期，定期修尖。
        再者，各地区供水期间，水体中会含有沙砾这类异物，并且与水流共同进入水表内部。为避免该类杂质对水表计量造成影响，水表安装时会使用滤水网将其过滤。旋翼式水表内所铺设的滤水网，主要会在叶轮盒外部，安装碗状滤水网。然而在滤水网堵塞时，叶轮盒会在堵塞物驱动下，转速增加，生成水表计量误差。此种误差解决方式，在于更换滤水网或是定期祛除异物。
        2.流量确定及检定用水量
        一方面，旋翼式水表在仲裁检定中，分析水表计量误差时，需预先确定最小流量、分界流量，为实际检定工作提供准确依据，因此，相关人员可结合现行冷水水表检定标准，选择机械式水表。通常情况下，此种水表流量数值、标称口径的作用关系较为明确，便于检定人员确定最小流量、分界流量等检定点。以B级旋翼式水表DN15为例，其分节流量、最小流量公式应为qt=0.12m3/h、qmin=0.03m3/h。
        另一方面，选取检定用水量时，相关人员可坚持“取大”原则，按照冷水水表中仲裁检定规程，确定仲裁检定中的实际用水量。需要注意的是，旋翼式水表仲裁检定时，相关人员应注意新旧版水表的检定流量点、分格值的差异性，将比最小检定分格值大于200倍的数值，以及该检定点流量对应体积值，作为该检定点的用水量数值。
        四、结语
        综上所述，水表作为居民区常用装置，其仲裁测定、误差分析有效性，关系着各方核心利益。为在科学、合理的水表检定工作中，强化相关部门公信力，需重视水表常见误差的高效解决，以及水表仲裁检定方式的适用性。
        参考文献：
        [1]秦其仁.冷水水表使用中计量失准的原因及改进措施分析[J].无线互联科技, 2019(13):58-59.
        [2]李杨.关于加强民用水表计量管理工作的思考[J].民营科技,2017(4):97-98.
        [3]阮颐,王甲,阮景.水流量计量仪表的技术进展[J].集成电路应用,2019(7):66-67.