水表的检测设备

水表的检测设备包括水表检定装置、耐压台、差压计、加速磨损试验装置和通用量具等。

智能水表的检测根据其产品结构性能增加相应的检测工具。

第一节水表检定装置水表检定装置又称水表试验装置或水表校表台，属液体流量标准装置的一种。

水表检定装置的主要组成有标准器(一般为工作量器)、试验管段、夹紧器、瞬时流量指示计、夹表器、换向器(大口径水表装置配用)等。

全性能测试型的水表检定装置可以进行水表的示值误差试验、压力损失试验、始动流量试验和密封性试验。

一、水表检定装置分类1 分类(1)按标准器形式水表检定装置可分为容积式、称量式和标准表式。

目前我国绝大多数的冷水水表的检定装置为容积式，少部分用标准表式；而热水水表检定装置考虑到安全性和介质密度变化，采用称量法和标准表法的居多。

(2)按管径覆盖范围水表检定装置一般划分为DN(15～25)，DN(15～50)，DN(80～200)。

与管径覆盖范围配套的装置整体尺寸、标准器和瞬时流量计的配置等有相应的不同，其中DN80以上的装置还需配置换向器。

(3)按用途一般分为性能测试型、生产校验型和串联校验型。

(4)按功能分为附加定值装置(到设定水位时自动关闭进水阀)的检定装置，全电脑自动校验型(这同时要求水表有电信号输出，或用适当的传感器读取水表读数，标准器可以是有电信号输出的衡器或工作量器)，双表比对型装置等。

水表检定装置产品常见分类见表5—1。

表5-1 几种常用水表检定装置的情况2 容积法水表检定装置的常见型式 (1)全性能测试型用于水表全性能测试的检定装置，包括有进水口压力表、温度计、试验段上下游不短于15D(D 为水表的公称直径)的直管段、直管段上的取压孔，还有一些将耐压试验用的活塞机构也附加装在这类水表检定装置上，行业里俗称“性能测试型”或“长台位”，适合于水表定型试验单位、水表检定站、水表生产企业检验科室、研究部门用。

典型的装置产品示意图见图5—1，实物图见附录C 图C ．17。

图5—1 水表检定装置示意图1— 稳压容器;2—装置进水阀；3—试验段;4—流量调节阀;5—瞬时流量指示计；6—工作量器(2)生产调校型用于水表调校的水表检定装置，与前一种装置相比可能省去了压力表、温度计、取压孔，其压力、水温参数在其它位置抄读，上下游直管段也较短(一般只满足上游直管段长度大于5D 、下游大于2D的要求)，行业里俗称“生产型”或“短台位”，装置结构紧凑、占地少、操作方便，适合水表生产企业校表车间用。

(3)组合串联型用于水表成组试验的水表串联检定装置，也是近年来水表生产企业和水表检定站选用的试验装置，主要用于水表小流量点的校验，提高检定和校表的工作效率。

行业里简称其为“串联台”。

典型的装置产品见图5—2。

由于串联式水表检定装置的试验段是紧凑式的，被检水表的上下游直管段长度一般不能满足水表的使用安装要求，所以这类装置一般不适合在水表的较大流量下进行检定工作。

串联台的检定结果与所配套的稳压系统有密切的关系，也与被试水表的台位位置有关，但目前尚未能就这种具体的影响给出一个通用的具体的修正方法。

一般认为，在用高位水塔进行稳压和供水的条件下使用这种装置进行水表的检定较为可靠。

有些企业还配用真空泵来快速排除管道系统内的空气、保证检定结果的可靠。

图5-2 串联式带耐压水表检定装置产品图（4）带换向器的装置带换向器的水表检定装置更接近于静态水流量标准装置，一般用于试验口径80mm及以上的大口径水表检定装置，见图5—3。

图5—3 大口径水表检定装置1—稳压罐；2—液位计；3—出水阀；4—水温计；5—压力表；6、8—转盘；7、9—试验管；10—试验段托架；11—夹紧器；12—回水管路；13—流量调节阀；14—瞬时流量指示计；15—换向器；16—工作量器(5)标准表法装置标准表法水表检定装置，又称比较法水表检定装置。

其小口径装置所用的标准表一般为重复性较好并经定点校验修正的同类型水表，有的也用涡轮流量计和腰轮流量计；大口径标准表法装置一般用流量范围和流量点相匹配的流量计，如涡轮流量传感器、电磁流量计等。

标准表法水表检定装置一般用于生产校表和现场检定，其特点是装置紧凑，工作效率高，操作简便，耗水少。

标准表法水表检定装置的准确度等级比容积式水表检定装置低一个等级，一般为0．5级。

如果能对自动被检水表和标准采取自动信号采集(如光电脉冲采集)或读数的装置，则较容易实现检定的自动化。

用于生产校表的标准表法装置可在串联试验管道中的一个台位上安装标准表。

现场检定用的标准表法装置一般为便携式，实物如附录C图C．18所示。

二、装置的结构组成检定水表的方法最基本的是收集法，即将流过水表的水集中到标准容器内读数并计算比较。

水表检定装置是根据水表的准确度等级、流量范围和安装特点而设计的专用水流量标准装置。

水表检定装置的检定按JJGl64—2000《液体流量标准装置》的要求和规定进行。

说明：该规程以静态水流量标准装置为代表规定技术要求和检定方法。

水表检定装置的主要结构组成如下。

1 标准器容积法水表检定装置的标准器为三等工作量器，准确度在(0．05～0．1)%，一般为缩颈式结构。

对工作量器一般可按JJG259—1989《标准金属量器》进行标定或检定。

量器采用缩颈式结构是为了提高量器中的水容积的计数分辨率。

为增加量器的量限，较多的还采用了葫芦型或隔板型，以减少量器数量和占地面积。

较早的还有直筒式水表检定装置，准确度较低为0．5级，装置累积误差限为±0．5％，量器为直筒式，按照检定规程的规定只用于维修校验，但目前一些时间较长的水表生产企业仍保留部分这样的设备用于校表。

图5—4为各种标准容器的结构示意图。

图5—4 各种标准容器的结构示意图标准表法水表检定装置采用准确度较高的标准表，如涡轮流量传感器、电磁流量计等，重复性好的水表也可以做标准表(一般定点标定)。

称量法水表检定装置是用衡器作为标准器。

一般的衡器现在可以选用电子衡器。

这样的装置有量器少、占地面积小、量限设定范围大、可提高小流量点下的检定效率的优点。

电子衡器有电信号输出，有利于实现检定工作自动化。

2 换向器在水表公称口径大于或等于80mm时，水表检定装置应加装换向器。

换向装置一般采用气动阀或电磁阀，试验在水表起止读数时，同步切换水流，使通过水表的流量在试验期间始终恒定在选定的流量值上，防止试验过程中，由于开启和关闭阀门造成流量变化所引起的误、差。

换向器的工作过程可见图5—5。

对大口径水表检定装置，大部分情况并不安装计时传感器，且在到达水表起始整数位的瞬时就换向。

这样A和B两点就是开始切换水流和同步读数的时刻，试验时间为AB所代表的时间长度。

说明：对水流量标准装置，计时传感器一般安装在换向器行程的几何中点附近，这样其计时时刻就为A1和B1，试验时间为A1B1长，这是比较合适的。

如果A至A2的换进流量变化能抵消B至B2换出流量变化，或者换向过程A至A2，B至B2非常短，则这样换向开启和关闭阀门造成流量变化所引起的误差就小。

因此设计和调试时，应使行程差尽量小(一般控制在20ms内)、行程时间尽量短。

换向器一般分开式换向器与闭式换向器。

开式换向器一般用适当行程的挡板或导流车装置，承接试验管道出口的水流换向，特点是不与试验管道直接联接，避免换向过程中的冲击振动对试验管道中的仪表产生影响，但体积较大。

闭式换向器结构紧凑，一般采用活塞结构，直接与试验管道出口端法兰相连，换向工作时的振动对试验管道有一定影响，可以通过安装扰性接头等措施来减弱这种影响。

图5—5 换向器工作过程3 瞬时流量指示计水表检定装置上配用的瞬时流量指示计按国家检定规程和国家标准的要求，其示值误差应小于实际值的土2．5％。

水表的流量范围在流量计中是比较宽的。

考虑了瞬时流量计的流量范围、组合数量、安装体积的小巧紧凑、价格、指示值的直观性、是否用电源等因素，国内一般采用玻璃转子流量计作为水表检定装置的瞬时流量指示计。

用透明管道的玻璃转子流量计还可以观察水中是否含有气泡。

用其它流量计作瞬时流量指示的还应在装置的试验管道系统某个位置安装一透明管或透视窗。

玻璃转子流量计的主要测量元件为垂直安装的锥形玻璃管及在其内部上下浮动的转子(又称浮子)。

转子流量计又称变面积式流量计或恒差压流量计，当水流自下而上流经玻璃转子流量计的锥形玻璃管时，在转子的上下产生差压，当转子上升到与实际流量相对应的高度时，该差压值与转子的重量、浮力相平衡。

·当流量增大或减小时，转子就，往上或下移动，其与锥形管之间的环形面积(即流通面积)变大或变小，调整差压值，达到新的平衡。

因此，流经转子流量计的流量与转子的高度存在对应关系。

转子流量计的准确度由标定装置准确度、读数分辨率、锥形管锥度、介质状态参数等因数决定。

对于气体介质的转子流量计，应按流量计进口处的气体温度、压力、介质密度来换算到标准状态下的实际值。

对于介质为水的转子流量计，其准确度与水的密度和粘度有关，而水的温度变化会引起这二个参数的变化。

不过在许多测量要求不高的场合，省去对转子流量计进口处的温度测量和相应的示值修正，简化了测量工作，也未对实际结果产生影响。

转子流量计的形状可能多种多样，其示值读数要注意一个原则，即应读取转子面积最大处所对应的刻度。

图5—6为几种典型的转子形状及读数位置图。

图5—6 转子形状及读数位置转子流量计的示值误差及准确度一般采用引用误差，即用满量程值误差(％FS)来表示。

这类仪表在接近满量程的部分，其实际误差较小、准确度较高，而在量程的较低区域，仪表的实际准确度较低。

转子流量计的检定按jjG257—1994《转子流量计检定规程》进行检定。

水表检定装置配套使用的玻璃转子流量计是一种专用流量计，其流量点的选取和标定均按各种规格的水表的特性流量点，其误差计算按相对误差进行计算。

尽管如此，玻璃转子流量计的准确度等级在低量程部分受分辨力影响增大，加上不对水温因素影响举行修正，因此在全部流量范围和温度范围(水表的介质工作温度范围为0～30℃)达到相对误差在2．5％内的要求是不容易达到的。

这样，对水表的始动流量的测量有时并不可靠，所以，水表检定规程规定，可用二等玻璃量器和秒表进行准确的始动流量测试。

说明：如果在水表检定装置上对所安装使用的玻璃转子流量计进行检定或校准时，也同样要考虑这些因素和装置稳压系统所带来的测量不确定度。

大口径水表检定装置所用的大流量瞬时流量指示计还可用分流孔板式玻璃转子流量计、电磁流量计、旋涡流量计等。

4 试验段和夹表器水表检定装置的试验段是按水表的整体长度和连接方式而设计的。

有些水表检定装置为了更换不同管径试验管道的方便(尤其是口径80mm以上的装置)，在设计制造时，将这些管道全部安置在一个转盘上，通过小电机或手工举行更换。