水表测量误差原理

时间:2024-04-04 08:47:21

现在的物联网智能水表,一般都是在原来的机械旋翼式水表的基础上,加上电子采样原件改装而成的。在生产前,需要对机械旋翼式水表进行误差测量,本文用于说明水表测量误差的方法及原理。
水表测量误差原理
在表盘上,可以看到,除了字轮及指针用于显示水量以外,还会有“Q3=”及“Q3/Q1=”或是“R=**”的字样。其中,Q3是指该表的常用流量,以图片中的Q3=2.5M3/h为例,该值表示该表的常用流量为2.5M3/h,也就是说每小时走水2.5立方米。而R或者Q3/Q1是指量程比(R=Q3/Q1),Q1是指该表的最小流量。量程比R为常用流量Q3与最小流量Q1的比值,该比值越大,说明该表可以测量的水速的范围较宽,速度特别小的水流和速度特别大的水流都可以计量出来,就可以避免出现偷水的现象。
除了表盘上刻印的Q3和R(Q3/Q1)以外,还有一个比较重要的流量叫Q2,Q2是指分界流量,Q2一般不会在表盘上刻印。分界流量Q2理解起来比较费劲,据说与层流还有关系,不过就测误差而言,不需了解太多。在《水表新标准》上这样规定,Q2/Q1的比值,对于标称口径小于或等于50mm,且常用流量Q3不超过16M3/h的水表,应为1.6;对标称口径大于50mm或常用流量Q3超过16M3/h的水表,如果Q3/Q2值大于5,此值可为1.6、2.5、4或6.3。一般家用的水表大多为DN25、DN20或者DN15的,这些口径都小于50mm,故Q2/Q1=1.6。
以图片中的表为例,Q3=2.5M3/h,而R=Q3/Q1=80,可以得到Q1=Q3/80=0.03125M3/h,再根据Q2/Q1=1.6,可以推算出Q2=1.6Q1=1.6*0.03125M3/h=0.05M3/h。

知道了该表的Q1、Q2及Q3后,就可以对该表的这三个流量点进行测量误差了。为了提高生产效率,现在工厂里的测量误差装置都用成电脑控制的测量设备了。笔者没有对该新设备进行使用,只是使用了以前的手工测量台对单个样表进行了测试。因而,这里只对手工测量台原理进行介绍。
水表测量误差原理
在使用时,先将水表夹紧到测试台上,并关闭K1(放水闸),打开K2,使得高压水通过水表。然后分别打开K3和K4,让高压水从大流量计和小流量计中流过,直到大流量计和小流量计中看不到气泡为止,表示排尽空气,并关闭K3和K4。打开k5和K6,将刚才排空气流进去的水排干净后,关闭K5和K6,防止漏水。大小流量计中都有一个浮标,K3和K4阀门开的越大,水流越快,则水流冲击着浮标往上走,浮标对应的流量计上的刻度越大。对浮标的冲击力和浮标的重力达到平衡,是整个测量装置的核心原理。之所以分成大小流量计,是为了提高测量台的流量测量范围,比如,Q3和Q1的流速差别较大,不能用一个流量计来表示,所以,一般在测Q3的误差时,选择大流量计通道,而测Q1的误差时,选择小流量计。
做好上面的准备工作后,记下当前的表底数,就可以开始测量误差了。以Q3=2.5M3/h为例,一般流量计上的单位都是L/h,将Q3转换下,Q3=2.5M3/h=2500L/h。将大流量计阀门K3大小进行调节,观察符标到2500刻度时,保持该阀门角度。然后就要盯着左边的U型管的刻度线了,等到10L后,立即关闭K3。这样也就是说实际流过表的水是10L,并且该水的速度是Q3。再读取现在的表底数,把当前表底数减去刚才测量前计下的表底数,就得到表测出来的值。有了该测量值和实际值(10L),我们很容易就计算出该表的测量误差了。最后,要记得关闭K2,打开K1排出管道剩余水,打开K5排出U型管的水,取下水表即可。
测量Q2和Q1的方法与测量Q3的类似,根据流速大小,去选择用大流量计还是小流量计就行。可以看到,测量台的另一个核心,就是U型管原理,根据U型管中水位高低,得到实际流水量。再与表测量值进行计算,得到误差,然后根据误差范围是否满足标准要求(一般要求误差小于2%),若误差太大,需要对机芯进行调节,多次测量,多次调节,直到满足误差要求。