CN110068383A - 一种基于检定流量点快速切换稳流系统的水表检定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于检定流量点快速切换稳流系统的水表检定方法，用以对与标准表串联的被检水表组进行检定，包括下列步骤：计算机控制系统通过被检水表口径选择对应预先设置的变频器频率值，利用通讯方式将频率值发送给变频器，从而使变频器控制水泵达到所需转速，为水表检定装置提供动力水源；整个检定过程中，计算机控制系统实时采集标准表的流量值信号，当计算机控制系统判断水流量达到过载流量Q₄的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在过载流量Q₄下的检定；将四个回路的开关组合状态切换到最大流量Q₃所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；以此类推。

Description

一种基于检定流量点快速切换稳流系统的水表检定方法

技术领域

本发明涉及一种水表检定装置。

背景技术

水表广泛用于每家每户，是家庭和工业用水不可缺少的流量计量装置，作为一种贸易结算仪表，水表属于国家强制检定产品。水表检定装置就是专门对水表进行量值传递和性能测试的计量装置，属于液体流量标准装置范畴。每种口径的水表在检定时，涉及其对应的最小流量Q₁、分界流量Q₂、常用流量Q₃、过载流量Q₄这四个流量值大小不同的检定流量点。由于水表的数量巨大，且每台水表检定时涉及四个检定流量点，所以需要水表检定装置尽可能用较少的时间完成对每台水表的检定。对于传统水表检定装置，上述四个检定流量点之间的切换稳流时间，占据了水表检定总时间相当大的一部分，因此可以通过减少流量点之间的切换稳流时间，从而减少水表检定总时间。

发明内容

针对上述问题，本发明通过设计一种水表检定装置的检定流量点快速切换稳流系统，可以减少水表检定时检定流量点之间的切换稳流时间，从而减少水表检定总时间。技术方案如下：

一种基于检定流量点快速切换稳流系统的水表检定方法，用以对与标准表串联的被检水表组进行检定，采用的水表检定装置包括水箱，离心水泵，稳压消气容器、标准表、流量调节管路、旁通管路、计算机控制系统和变频器，其特征在于，由流量调节管路和旁通管路构成快速切换稳流系统，流量调节管路包括1#和2#两路并联的流量调节回路，每个流量回路包括相互串联的手动调节阀和气动选通阀，两个气动选通阀分别为C1和C2；旁通管路包括1#和2#两路并联的旁通回路，每个旁通回路包括相互串联的手动调节阀和气动旁通阀，两个气动旁通阀分别为A1和A2，由计算机控制系统根据下面的回路开关状态对应表对各个气动选通阀和气动旁通阀进行控制，实现检定流量点快速稳流切换：

表中，Q₁为最小流量、Q₂为分界流量、Q₃为常用流量、Q₄为过载流量。

所述的水表检定方法，包括下列步骤：

(1)水箱中充满水表检定装置所需的用水量；

(2)将被检水表组安装到水表检定装置上；

(3)打开计算机控制系统，选择被检水表的口径；

(4)计算机控制系统通过预先设置，选取过载流量Q₄所对应的1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的开关组合状态，控制这四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态；

(5)计算机控制系统通过被检水表口径选择对应预先设置的变频器频率值，利用通讯方式将频率值发送给变频器，从而使变频器控制水泵达到所需转速，为水表检定装置提供动力水源；

(6)整个检定过程中，计算机控制系统实时采集标准表的流量值信号，当计算机控制系统判断水流量达到过载流量Q₄的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在过载流量Q₄下的检定；

(7)当计算机控制系统判断达到过载流量Q₄下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最大流量Q₃所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(8)当计算机控制系统判断水流量达到最大流量Q₃的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最大流量Q₃下的检定；

(9)当计算机控制系统判断达到最大流量Q₃下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到分界流量Q₂所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(10)当计算机控制系统判断水流量达到分界流量Q₂的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在分界流量Q₂下的检定；

(11)当计算机控制系统判断达到分界流量Q₂下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最小流量Q₁所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(12)当计算机控制系统判断水流量达到最小流量Q₁的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最小流量Q₁下的检定；

(13)当计算机控制系统判断达到最下流量Q₁下的检定时间时，计算机控制系统给变频器发送的频率值变为零，从而使变频器控制水泵停止工作，四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的状态全部切换为关；

(14)计算机控制系统通过水表合格标准，自动判断被检水表是否合格，检表完成；

(15)在整个检定过程中，对于同一种口径水表，变频器的频率不变，只通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现所需的检定流量点。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

(1)1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路分别设计有气动旁通阀A1、气动旁通阀A2、气动选通阀C1、气动选通阀C2，这四个气动开关阀可以实现快速切换对应回路流量的开断。同时，利用1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路不同开关状态组合的方式调节流量，相比于单独利用流量调节回路调节流量，大大减少了检定流量点的稳流时间。因此，利用这种设计在检定水表时，减少了检定流量点之间的切换稳流时间。

(2)1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的不同开关状态组合，可以调节出共计12种大小不同的水流量点，由于每种口径的水表检定时需要4个检定流量点，所以这种设计可以至少保证2种口径水表检定所需的不同检定流量点。

附图说明

附图1为本发明的的结构示意图。

附图2为本发明实施例的结构示意图。

附图说明：图中绘制有清晰的一种标识虚线，表示信号线。

附表1：DN15水表检定流量点与水表检定装置的检定流量点快速切换稳流系统的回路开关状态对应表。

附表2：DN15水表检定流量点的切换稳流时间表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。

如图1所示，本发明涉及到的水表检定装置包括水箱、离心水泵、1#旁通回路(由气动旁通阀A1和手动调节阀B1组成)、2#旁通回路(由气动旁通阀A2和手动调节阀B2组成)、稳压消气容器、被检水表组、标准表、1#流量调节回路(由气动选通阀C1和手动调节阀D1组成)、2#流量调节回路(由气动选通阀C2和手动调节阀D2组成)、连接各部件的管段、计算机控制系统、变频器。

水表检定装置的检定流量点快速切换稳流系统原理如下：

(1)检定流量点快速切换稳流系统包括1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路。

(2)1#旁通回路包括气动旁通阀A1和手动调节阀B1；气动旁通阀A1可以快速切换1#旁通回路的开关状态；手动调节阀B1可以调节1#旁通回路水流量大小。

(3)2#旁通回路包括气动旁通阀A2和手动调节阀B2；气动旁通阀A2可以快速切换2#旁通回路的开关状态；手动调节阀B2可以调节2#旁通回路水流量大小。

(4)1#流量调节回路包括气动选通阀C1和手动调节阀D1；气动选通阀C1可以快速切换1#流量调节回路的开关状态；手动调节阀D1可以调节1#流量调节回路水流量大小。

(5)2#流量调节回路包括气动选通阀C2和手动调节阀D2；气动选通阀C2可以快速切换2#流量调节回路的开关状态；手动调节阀D2可以调节2#流量调节回路水流量大小。

(6)1#旁通回路和2#旁通回路可以有：只开1#旁通回路、只开2#旁通回路、1#旁通回路和2#旁通回路全开、1#旁通回路和2#旁通回路全关，共计4种旁通回路开关状态组合；1#流量调节回路和2#流量调节回路可以有：只开1#流量调节回路、只开2#流量调节回路、1#流量调节回路和2#流量调节回路全开，共计3种流量调节回路开关状态组合；利用1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的不同开关状态组合调节水流量大小，可以调节出共计12种大小不同的水流量点。

(7)水表检定时，一个检定流量点对应于1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的一种开关组合状态。

(8)对于确定口径的水表，水泵在四个检定流量点下都工作在同一频率；当被检水表口径改变时，需要计算机控制系统控制变频器，改变水泵工作频率，从而改变水泵流量。

利用上述系统实现的检表方法为：水箱中预先充满水表检定装置所需的用水量；变频器与计算机控制系统进行通讯，接收计算机控制系统发来的频率值，控制离心水泵达到所需的转速，为水表检定装置提供水流量的动力；接下来，水流量通过稳压消气容器，稳压消气容器不仅能够使水流量更加平稳，而且可以消除水中的气泡；随后，水流量依次通过被检水表组和标准表，计算机控制系统采集标准表和被检水表组的水流量值信号；最终，水流量通过1#流量调节回路或者2#流量调节回路流到水箱。具体步骤如下：

(1)水箱中充满水表检定装置所需的用水量。

(2)将被检水表组安装到水表检定装置上。

(3)打开计算机控制系统，选择被检水表的口径。

(4)计算机控制系统通过预先设置，选取过载流量Q₄所对应的1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的开关组合状态，控制这四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的开关状态。

(5)计算机控制系统通过被检水表口径选择对应预先设置的变频器频率值，利用通讯方式将频率值发送给变频器，从而使变频器控制水泵达到所需转速，为水表装置提供动力水源。

(6)整个检定过程中，计算机控制系统实时采集标准表的流量值信号，当计算机控制系统判断水流量达到过载流量Q₄的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在过载流量Q₄下的检定。

(7)当计算机控制系统判断达到过载流量Q₄下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最大流量Q₃所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的开关状态实现。

(8)当计算机控制系统判断水流量达到最大流量Q₃的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最大流量Q₃下的检定。

(9)当计算机控制系统判断达到最大流量Q₃下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到分界流量Q₂所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的开关状态实现。

(10)当计算机控制系统判断水流量达到分界流量Q₂的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在分界流量Q₂下的检定。

(11)当计算机控制系统判断达到分界流量Q₂下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最小流量Q₁所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的开关状态实现。

(12)当计算机控制系统判断水流量达到最小流量Q₁的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最小流量Q₁下的检定。

(13)当计算机控制系统判断达到最下流量Q₁下的检定时间时，计算机控制系统给变频器发送的频率值变为零，从而使变频器控制水泵停止工作，四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的状态全部切换为关。

(14)计算机控制系统通过水表合格标准，自动判断被检水表是否合格，检表完成。

(15)在整个检定过程中，对于同一种口径水表，变频器的频率不变，只通过快速切换四个回路气动阀(A1、A2、C1、C2)的开关状态实现所需的检定流量点。

本发明的一个实施例如图2所示：

1.水箱的体积为1.5m³。

2.水泵选为立式离心泵，扬程为80m，额定流量6.3m³/h，功率7.5kW。

3.1#旁通回路和2#旁通回路都为DN20口径。

4.稳压消气容器的体积为0.4m³。

5.被检水表组共包含8块DN15口径水表。

6.标准表选取精度等级为0.5级的电磁流量计。

7.1#流量调节回路的口径为DN10；2#流量调节回路的口径为DN25。

8.变频器与计算机控制系统通过RS485进行通讯。

9.最小流量Q₁(0.0156m³/h)、分界流量Q₂(0.025m³/h)、常用流量Q₃(2.5m³/h)、过载流量Q₄(3.125m³/h)，与水表检定装置的检定流量点快速切换稳流系统的回路开关状态见表1。

10.通过在本设计装置和传统水表检定装置(无旁通回路，只有一路流量调节回路，其他部分与本设计装置相同)上进行测试，DN15水表检定流量点的切换稳流时间如表2。可以看出，本发明相比于传统水表检定装置，检定流量点的切换稳流时间由8分15秒减少到了1分26秒，减少了82.6％的水表检定流量点的切换稳流时间。

表1DN15水表检定流量点与水表检定装置的检定流量点快速切换稳流系统的回路开关状态对应表

表2 DN15水表检定流量点的切换稳流时间表

序号	流量点	本发明	传统水表检定装置
				1	Q<sub>4</sub>到Q<sub>3</sub>切换稳流时间	21秒	3分15秒
2	Q<sub>3</sub>到Q<sub>2</sub>切换稳流时间	27秒	3分10秒
				3	Q<sub>2</sub>到Q<sub>1</sub>切换稳流时间	38秒	1分50秒
4	总时间	1分26秒	8分15秒

Claims (1)

1.一种基于检定流量点快速切换稳流系统的水表检定方法，用以对与标准表串联的被检水表组进行检定，采用的水表检定装置包括水箱，离心水泵，稳压消气容器、标准表、流量调节管路、旁通管路、计算机控制系统和变频器，其特征在于，由流量调节管路和旁通管路构成快速切换稳流系统，流量调节管路包括1#和2#两路并联的流量调节回路，每个流量回路包括相互串联的手动调节阀和气动选通阀，两个气动选通阀分别为C1和C2；旁通管路包括1#和2#两路并联的旁通回路，每个旁通回路包括相互串联的手动调节阀和气动旁通阀，两个气动旁通阀分别为A1和A2，由计算机控制系统根据下面的回路开关状态对应表对各个气动选通阀和气动旁通阀进行控制，实现检定流量点快速稳流切换：

表中，Q₁为最小流量、Q₂为分界流量、Q₃为常用流量、Q₄为过载流量。

所述的水表检定方法，包括下列步骤：

(1)水箱中充满水表检定装置所需的用水量；

(2)将被检水表组安装到水表检定装置上；

(3)打开计算机控制系统，选择被检水表的口径；

(4)计算机控制系统通过预先设置，选取过载流量Q₄所对应的1#旁通回路、2#旁通回路、1#流量调节回路、2#流量调节回路的开关组合状态，控制这四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态；

(5)计算机控制系统通过被检水表口径选择对应预先设置的变频器频率值，利用通讯方式将频率值发送给变频器，从而使变频器控制水泵达到所需转速，为水表检定装置提供动力水源；

(6)整个检定过程中，计算机控制系统实时采集标准表的流量值信号，当计算机控制系统判断水流量达到过载流量Q₄的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在过载流量Q₄下的检定；

(7)当计算机控制系统判断达到过载流量Q₄下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最大流量Q₃所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(8)当计算机控制系统判断水流量达到最大流量Q₃的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最大流量Q₃下的检定；

(9)当计算机控制系统判断达到最大流量Q₃下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到分界流量Q₂所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(10)当计算机控制系统判断水流量达到分界流量Q₂的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在分界流量Q₂下的检定；

(11)当计算机控制系统判断达到分界流量Q₂下的检定时间时，计算机控制系统将四个回路的开关组合状态切换到最小流量Q₁所对应的四个回路的开关组合状态，这个过程通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现；

(12)当计算机控制系统判断水流量达到最小流量Q₁的稳定性要求时，就同时采集被检水表组和标准表流量值信号，开始水表在最小流量Q₁下的检定；

(13)当计算机控制系统判断达到最下流量Q₁下的检定时间时，计算机控制系统给变频器发送的频率值变为零，从而使变频器控制水泵停止工作，四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的状态全部切换为关；

(14)计算机控制系统通过水表合格标准，自动判断被检水表是否合格，检表完成；

(15)在整个检定过程中，对于同一种口径水表，变频器的频率不变，只通过快速切换四个回路气动阀A1、A2、C1、C2的开关状态实现所需的检定流量点。