浅谈水表检测现状及相关改进措施的探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：刘聪（1982），女，汉族，北京人，本科毕业，工程师，研究方向为计量检测。-69-浅谈水表检测现状及相关改进措施的探讨 刘 聪 北京市通州区计量所，北京 101101 摘要：摘要：随着城市化进程的加速，水表在日常生活中的应用越来越广泛。然而，目前水表检测却仍然存在一些问题，例如：检测过程需要手动读取数据，容易出现人为错误；检测周期长，无法及时发现设备故障；检测过程不够智能化，无法提供更全面的数据分析等。为了解决这些问题，本文将从智能化、远程监测、数据分析等方面出发，分析现有检测方法的不足，提出应对方法，以期能够推动水表检测工作的改进。关键词：关键词：水表检测；改进措施；方法 中图分类号：中图分类号：TG115.28 0 引言 水表是衡量水资源利用的重要工具，它能够监测用户的用水量，为计费提供准确数据，也能保障水资源的有效利用。因此，水表的准确性和可靠性对于水资源管理具有重要意义。在长期使用过程中，水表可能会发生磨损、老化、误差等问题，导致读数不准确或者完全失灵。因此，为了保证水表的准确性和可靠性，就需要对检测装置 以及相应的检测方法进行改进。1 水表检测方法 水表检测是指对水表进行精确测量的过程，其中涉及到许多不同的方法和技术。目前，常用的水表检测方法包括容积法（启停容积法、静态容积法）和质量法（启停质量法、静态质量法）1。1.1 启停容积法 启动容积是指水流从静止状态启动到正常测量所需的容积，而停止容积是指水流由正常测量状态停止到静止状态所需的容积。启停容积法是一种常用的水表检测方法，该方法通过启动和停止水流，以测量水表的流量，从而检测出水表的性能是否正常。启停容积法的具体实现方法如下：首先，将水表安装在测试管路上，并根据需要连接进口和出口管道。接下来，将测试管路和水表加压至工作压力，并使水流通过水表。在此期间，记录水表的读数。然后，切断水流，并记录水表的读数。由于水流的静止，此时读数应该为零。接着，再次打开水流，重复上述过程，并记录水表的读数。此时，水表应该计量一定量的水。在上述实验的基础上，可以得出水表的启动容积和停止容积。通过计算水表的启动容积和停止容积，我们可以确定水表的总容积。如果水表的总容积符合规定的标准，那么该水表就可以被认为是合格的。如果总容积不符合标准，那么需要进一步检修、维修或更换水表。需要注意的是，启停容积法在实际应用中，存在一些局限性。例如，在高流量条件下，该方法的测量精度可能会出现偏差。此外，启停容积法对操作人员的要求较高，需要具备一定的专业知识和技能。1.2 静态容积法 静态容积法主要通过比较水表测量的实际容积和标准容积之间的差异，来检测水表的性能是否正常。静态容积法的具体实现方法如下：首先，将水表安装在测试管路上，并根据需要连接进口和出口管道。接下来，将测试管路和水表加压至工作压力，并使水流通过水表。在此期间，记录水表的读数。然后，将水表与标准计量装置连接，并使水流通过标准计量装置，记录标准计量装置的读数。由于标准计量装置的容积可以视为已知量，因此可以通过比较水表测量的实际容积和标准计量装置的容积之间的差异，来检测水表的性能是否正常。通过计算水表的实际容积和标准容积，工作人员可以确定水表的总容积、流量误差和容积误差。如果水表的总容积、流量误差和容积误差符合规定的标准，那么该水表就可以被认为是合格的。如果以上误差不符合标准，需要进一步检修、维修或更换水表。但静态容积法存在较大的局限，该法需要较长的测试时间，某些情况下并无法满足实际应用的中国科技期刊数据库 工业 A-70-需要。1.3 启停质量法 启停质量法是目前最常用的水表检测方法，适用于大口径水表。该方法的原理是通过将被检测水表与一个已知质量的容器相连，然后启动水流并测量时间，停止流后再次测量时间和容器内的水量，从而计算出被检测水表的流量。与静态质量法不同的是，启停质量法需要启动和停止水流，因此需要安装一个启停装置来控制水流。启停质量法的具体操作过程如下：将被检测水表与已知质量的容器相连，同时安装一个启停装置，以控制水流的启动和停止。然后，开启停装置，启动水流，并开始计时；并在一定时间内，记录水表的读数和容器内水量。最后，关闭启停装置，停止水流，并再次测量时间和容器内水量，根据测量结果，计算出被检测水表的流量。启停质量法的主要优点是精度高、流量范围广、适用于大口径水表和较长的检测时间。但是，由于需要启动和停止水流，因此对检测人员的操作技能和经验要求较高，且操作时间较长，检测效率相对较低。1.4 静态质量法 静态质量法适用于小口径水表。该方法的原理是通过将被检测水表与一个已知质量的容器相连，然后静置一段时间，测量容器内的水量，从而计算出被检测水表的流量。与启停质量法不同的是，静态质量法不需要启动和停止水流，因此操作相对简单，适用于小口径水表和较短的检测时间。静态质量法的主要优点是操作简便、检测速度快、适用于小口径水表和短时间的检测。但是，静态质量法无法提供实时的流量信息，只能得到静态的流量数据，因此对于那些具有瞬时流量波动或流量变化较大的水表，可能会造成一定的误差。此外，由于静态质量法不需要启动和停止水流，因此对于一些需要启停操作的场合，如计费和计量等领域中，可能不适用。2 传统水表检测装置存在的问题 2.1 检测精度不高 传统水表检测装置存在检测精度不高的问题。在实际使用中，水表的测量结果可能与实际情况存在一定的偏差。这主要是由于传统水表的结构和传感器设计可能受限于技术和材料的局限性，无法实现高精度的测量。例如，传统水表的计量机构通常采用机械设计，其中包括齿轮、螺杆和指针等部件。这些机械部件在使用过程中可能会受到磨损和变形的影响，导致读数不准确。另外，传统水表的传感器可能使用了传统的机械或电子传感器，精度可能受到温度、湿度和使用时间等因素的影响。此外，传统水表在特定使用环境下也可能存在一些不可控的因素，进一步影响了测量精度。例如，供水系统中的压力变化、水质变化、水流速度等因素都可能对水表的测量结果造成一定的影响2。而且传统水表在设计过程中也并没有考虑到这些因素，也导致了水表检测装置存在检测精度不高的问题。2.2 检测效率低下 传统的水表检测装置需要人工逐个对水表进行检测，这种人工检测方式不仅效率低下，而且还存在着潜在的误差，导致检测结果的准确性难以保证。而且由于传统的人工检测需要逐个对水表进行检测，因此对于规模较大的水表系统来说，检测任务更是需要花费大量的人力、物力和财力，这不仅增加了运营成本，而且对水表的定期检测和维护工作造成了很大的困难。在实际工作中，由于人工检测的效率较低，经常出现检测时间长、检测任务难以完成等问题，也为相关后续工作的展开带来了很大的不便和困扰。3 传统水表检测装置改进 3.1 采用电磁流量计 传统的水表通常采用机械式计量装置进行测量，存在使用时间长后计量精度下降的问题。而电磁流量计作为一种现代化的流量测量设备，具有高精度、稳定性强的特点，可以有效改进传统水表检测装置的准确度和可靠性。电磁流量计是利用液体在磁场作用下的电磁感应效应测量流量的仪器，其工作原理基于法拉第电磁感应定律。通过在流体流过的管道上创建一个交变磁场，当流体通过时，会在垂直于磁场方向上感应出一个电动势，其大小与流体的流速成正比。通过测量感应电动势的大小，就可以确定流体的流量3。相比传统的机械式计量装置，电磁流量计具有以下几点优势：第一，高精度；电磁流量计采用非接触式测量原理，不受流体压力、温度和密度等因素的影响，能够提供高精度的测量结果。即使在长时间使用后，仍能保持较高的测量精度，避免传统水表检测装中国科技期刊数据库 工业 A-71-置由于使用时间长导致的计量精度下降问题。第二，宽测量范围；电磁流量计适用于各种流体介质，包括液体和气体，且测量范围较大。它可以应对不同流速和流量的变化，适用于各种工况的水表检测。第三，无移动部件；电磁流量计没有机械传动部件，无需润滑和维护，运行稳定可靠。相比传统机械式计量装置，不会因为移动部件磨损或堵塞等问题导致的测量不准确或停止工作。第四，防止泄漏；电磁流量计的测量是通过非接触式感应实现的，不需要与流体接触，因此不存在泄漏的风险。通过引入电磁流量计技术对传统水表检测装置进行改进，可以提高检测的准确度和可靠性。它们的高精度、宽测量范围、无移动部件和防止泄漏等优势，使得电磁流量计成为一种理想的选择，可以对水表的流量进行精确测量和监测。此外，电磁流量计还可以与数字化技术和智能化检测装置相结合，实现远程监测和数据共享，提高水表的管理效率，为水资源管理提供更加科学和便利的手段。3.2 采用输出电信号衡器 除了采用电磁流量计以外，还可以对水表装置中的工作量器进行改造。输出电信号衡器是一种将机械式水表的读数转化为电信号输出的设备，常见的有脉冲输出和模拟电流输出等4。通过在水表上安装输出电信号衡器，可以实现以下改进：第一，传统的水表需要人工逐个进行读数，存在读数误差的可能。而使用输出电信号衡器后，可以实现自动化读数，无需人工干预。输出电信号衡器会将每次水表的读数转化为电信号输出，使得读数更加准确可靠。第二，输出电信号衡器可以将水表的读数转化为电信号，可以通过数据线或无线方式将读数传输给数据采集终端，实现快速数据传输。相比人工读数后再手动输入的方式，输出电信号衡器的快速数据传输可以节省大量时间和减少输入错误。第三，通过将输出电信号衡器与智能化检测装置相结合，可以实现远程监控和管理。输出电信号衡器将水表的读数转化为电信号后，可以与智能化检测装置无线连接，将监测数据实时传输给服务器进行记录和分析。这样可以实现对水表使用情况的远程监控和管理，提高水资源的利用效率和管理水平。通过引入输出电信号衡器技术对传统水表检测装置进行改进，可以实现自动化读数、快速数据传输、高精度的读数以及远程监控和管理等优势。这些改进可以提高检测的准确度和效率，减少人为因素的干扰，为水表的数据采集和管理提供更加科学和便利的手段。同时，输出电信号衡器的应用还可以与数字化技术和智能化检测装置相结合，实现数据共享和管理的智能化，为现代城市水务管理的发展提供更多可能性。3.3 加装光电脉冲采集器 在水表检测中，读数是一个重要的环节。如何通过科学有效的方式将水表的读数转换为电信号并传输至计算机，是整台水表检测装置能否实现自动化控制的关键。目前，将指针机械信号转换为电信号的方法主要有三种：第一通过在被检水表上方加装摄像头，在检测开始和结束时各拍一张照片传输至计算机，由操作人员读取；第二，通过在被检水表上方加装摄像头，通过图像识别软件识别水表读数；以及第三，通过在被检水表上方加装光电脉冲采集器，将指针机械信号转换为光电脉冲信号。这三种方法各有特点，第一种方法本质上还是人工读数，只不过可以在远程计算机前完成读数。第二种方法对图像识别软件的要求很高，识别软件的专业性直接影响到数据读取的准确性和可靠性，并且这种软件通常是专用性软件，被检水表表盘如果不同就需要在不同软件中变换，通用性并不高。因此，相较于其他两种方法，光电脉冲采集器的成本更低，更便捷，而且具有较高的通用性，可以适用于不同型号、不同品牌的水表检测5。光电脉冲采集器它主要是一种通过感应水表转子的旋转，将转子的运动转换成脉冲信号的装置，可以实现水表读数的自动采集和远程传输。传统水表检测装置需要人工去读取水表的读数，耗费人力和时间。而加装光电脉冲采集器后，则可以通过感应水表转子的旋转运动，将转子的每次运动都转换成一个脉冲信号，实现读数的自动采集，大大提高了检测的效率和准确性。同时，加装光电脉冲采集器也可以实现水表读数的远程传输。传统水表检测装置通常需要将读取到的水表数据进行记录，然后再进行处理和分析。而加装光电脉冲采集器后，可以通过将脉冲信号传输到远程监测系统或数据采集设备中，实现水表读数的远程传输。这样，检测人员可以远程监测和控制多个水表的读数，方便了数据的管理和分析。此外，加装光电脉冲采集器后，也可以实时监测水表转子的运动情况，并将读数自动中国科技期刊数据库 工业 A-72-记录下来，避免了人为因素的影响，提高了数据的准确性和可靠性。4 水表的检测方法的改进措施 水表的检测一直是水务行业关注的一个重要问题。传统的水表误差检测方法主要是静态法，这种方法基于同步时钟的原理来实现。但是，在应用这种方法进行水表的检测时存在许多问题，如耗时长、准确性差、存在一定误差等等。因此，需要对这种检测方法进行改进。动态法是一种新型的水表误差检测方法，在水表的检测中得到了越来越广泛的应用。该方法的原理是在相同的测试条件下，使标准器和水表中流入相同体积的水量，并且对两种的时间进行记录，分别记为 T0 和 T1，然后通过时间来计算两者之间的误差。这种检测方法中应用了光电传感器技术，通过和计算机连用能够实现连续测量，通过异步记录 T0、T1，能够有效提升检测的精度，而且缩短了检测时间，实现了水资源的节约。相对于传统的静态法，动态法具有许多优点。第一，动态法可以有效地避免由于不同最小标度分格导致的误差。第二，动态法可以在短时间内完成检测工作，提高了检测效率。第三，动态法检测结果更加准确，精度更高，可以更好地反映水表的实际使用情况。在实际应用动态法进行水表的检测时，操作人员需要注意以下几点：首先，需要保证测试条件的相同性，如流量、水压、水质等。其次，需要充分考虑水表的温度和压力等环境因素对检测结果的影响。最后，需要对检测方法进行标准化，建立相应的检测标准和流程，保证检测结果的准确性和可靠性。5 结语 随着城市化进程的加快，水表作为测量家庭用水的重要工具，在日常生活中扮演着至关重要的角色。优化传统水表检测方法是目前水表行业发展的必然趋势，也是行业发展的重要保障。只有通过不断完善技术、改进方法，才能可以提高传统水表的准确性、稳定性、可靠性和效率。同时，相关工作单位也要积极开展对新型水表产品的研发和推广，减少水表的故障率和维护成本，降低在使用过程中出现的安全隐患，以推动行业的快速健康发展。参考文献 1廖涵.浅谈水表检测现状及相关改进措施的探讨J.商品与质量,2020(50):162.2谭永伟.传统水表检测装置及检测方法的改进J.数字化用户,2020(39).3崔敬波.传统水表检测装置及检测方法的改进分析J.百科论坛电子杂志,2020(12):1514.4邬嘉敏.智能无线水表的检测技术研究J.数字化用户,2021(3).5李帆.浅谈传统水表检测装置及检测方法的改进J.科学与财富,2019(3):143-144.