CN113720424A - 一种串并联耦合式多工位水表检定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串并联耦合式多工位水表检定装置以及方法，该装置包括N条通道，N条通道相并联，汇聚连接至工作量器；每一条通道均包括进水阀门、流量调节阀，进水阀门和流量调节阀之间的管路中用于连接安装n台被检水表，调节阀的出水端连接标准表，标准表的出水端连接至工作量器；每一台被检水表和标准表均和控制器相连接，所述控制器用于接收每一台被检水表和标准表的检定信号；该工作量器包括电子秤以及置于电子秤上的收集容器。本发明是一种简单、高效、稳定、可靠、成本低、易安装的串并联耦合式多工位水表检定方法及装置，值得大力推广应用。

Description

一种串并联耦合式多工位水表检定装置及方法

技术领域

本发明涉及计量技术领域，具体涉及一种串并联耦合式多工位水表检定装置以及方法。

背景技术

水表是在测量条件下用于连续测量、记录和显示流经测量传感器的水体积的仪表，分为机械式水表、带电子装置的机械式水表和电子式水表。进出用水单位的水表是供用水双方贸易结算的计量器具，其计量准确度是衡量水表质量优劣的关键指标。水表的检定工作是检查水表计量准确性是否合格的基本手段，包括4个检定项目，即外观、标志和封印，电子装置功能，密封性以及示值误差。水表示值误差检定项目主要采用比较法开展，即基于连续性方程，流过水表的累计流量与通过主标准器的体积量相等，从而确定水表的准确度；示值误差检定方法包括启停法、换向法、流量时间法。示值误差检定一般检定常用流量Q₃、分界流量Q₂、最小流量Q₁三个流量点，只有3个流量点的示值误差均满足《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162—2019)规定的最大允许误差要求才合格；比值Q₂/Q₁为1.6，Q₃/Q₁的数值从下表选取。

表1Q₃/Q₁的数值

40	50	63	80	100
					125	160	200	250	315
400	500	630	800	1000

当采用启停法检定水表时，检定用水量应符合下表的规定。

表2启停法检定用水量的规定

当采用其它方法检定水表时，检定用水量应确保示值误差测量结果的不确定度不大于启停法的不确定度。

一般情况下，在常用流量Q₃、分界流量Q₂、最小流量Q₁三个流量点检定时，检定标度分格或检定信号分辨力是相同的；通过表1可以看出，常用流量比分界流量和最小流量大20倍以上，这就意味着分界流量和最小流量检定点的检定时间比常用流量点的检定时间高20倍以上(在保证检定时长大于1min的前提下)。因此，要大大提高水表的检定效率，减少分界流量点和最小流量点的检定时间尤为关键、效果也更显著。

为提高检定效率，目前国内法定计量检定机构和水表生产企业大多采用了串联式水表检定装置，即多个相同型号规格的被测水表串联安装在装置测量段上(确保前后水表之间没有明显的相互影响)，检定水表示值误差时水依次通过各被测水表和计量标准器，通过比较检定时段内各水表的体积示值和标准器的实际体积计算得到被测水表的示值误差。通过串联被测表，虽然单台表的名义检定时间未减少，但因同步检定多台水表，每台表各流量点的实际折算检定时间都大幅减少。尽管如此，受限于被检水表串联数量一般不超过10(因检定装置水泵扬程限制)，现有水表检定装置的检定效率仍然很难满足日益增长的水表检定需求，急需研制更高效的水表检定装置。

发明内容

为了解决上述背景技术所存在的至少一技术问题，本发明提供一种串并联耦合式多工位水表检定装置以及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供一种串并联耦合式多工位水表检定装置，所述装置包括N条通道，N条通道相并联，汇聚连接至工作量器；

每一条通道均包括进水阀门、流量调节阀，进水阀门和流量调节阀之间的管路中用于连接安装n台被检水表，调节阀的出水端连接标准表，标准表的出水端连接至工作量器；

所述工作量器包括电子秤以及置于电子秤上的收集容器；

每一台被检水表、标准表和控制器相连接，所述控制器用于接收每一台被检水表、标准表的信号；

其中，N和n为大于等于1的整数。

进一步地，所述收集容器连接安装有放水阀门，放水阀门连接至水箱，水箱中的水通过水泵传输至每一条通道的进水阀门。

进一步地，在所述水泵的出水端和进水阀门之间连接安装有稳压容器。

进一步地，在每一条通道中还包括夹表器，用以将n台被检水表夹紧。

进一步地，1≤N≤4、1≤n≤10。

第二方面，本发明实施例提供了一种多工位水表检定方法，所述方法基于上述的串并联耦合式多工位水表检定装置来进行，所述方法包括：

水表常用流量点检定步骤：

1)打开某一条通道的进水阀门，关闭其它并联通道的进水阀门；

2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除通道水表内和管道内的空气；

3)调节该条通道流量到常用流量点流量值并保持稳定，并使工作量器处于工作等待状态；

4)被检水表处于运动状态，读取被检水表的读数，同步将水流引向收集容器；

5)被检水表流过规定的时间或检定用水量之后，再在读取被检水表读数时，同步启动换向器将水流引开，不再引向收集容器；

6)计算流经被检水表的体积示值，读取电子秤的读数并计算流经被检水表的实际体积，比较以上2个体积值计算得到被测通道的被检水表在常用流量检定点的示值误差；

参照上述流程1)-6)来依次完成其它通道被检水表常用流量点的检定，直至完成全部通道被检水表常用流量点的检定。

进一步地，所述方法还包括：

全部通道水表分界流量点的检定步骤：

1)打开全部通道的进水阀门；

2)在水表的额定流量范围内通水，排除通道被检水表内和管道内的空气；

3)调节各通道的流量到分界流量点流量值并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道水表的检定信号处于正常输出状态；

4)启动测量指令，控制器同步接收各通道标准表信号和水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与水表读数时间一致的体积；

5水表流过规定的检定用水量之后启动停止测量指令，控制器停止接收标准表信号和水表的检定信号，并停止测量时间；

6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在各被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各被检水表在分界流量检定点的示值误差。

进一步地，所述方法还包括：

全部通道水表最小流量点的检定步骤：

1)打开全部通道的进水阀门；

2)在水表的额定流量范围内通水，排除通道被检水表内和管道内的空气；

3)调节各通道的流量到最小流量点流量值并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道水表的检定信号处于正常输出状态；

4)启动测量指令，控制器同步接收各通道标准表信号和水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与水表读数时间一致的体积；

5)被检水表流过规定的检定用水量之后启动停止测量指令，控制器停止接收标准表信号和水表的检定信号，并停止测量时间；

6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在各被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各水表在最小流量检定点的示值误差。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

1、使用高精度电子秤、标准表作为主标准器自动采集流经水表的实际体积，可串并联耦合同时检定多台相同规格型号的水表，即检定装置测量段有多路检定通道、每个通道串联多台被检水表、每个通道的水表数相同使得各通道的阻力损失基本一致；可根据《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162—2019)采用换向法(计量标准器采用电子秤)、流量时间法(计量标准器采用标准表)进行检定。测控控制器同时接收电子秤和各通道标准表的采集信号，计算出流经被测水表的实际体积；根据各通道每个被检表的信号或人工读数得到流经水表的体积示值，比较两个体积值计算出各被检水表的示值误差；标准表还可作为瞬时流量指示器实时显示水流量、为测控软件评判流量是否达到检定点流量提供依据。

2、在进行分界流量点和最小流量点的检定时，因2个流量只有常用流量的几十分之一，循环水泵可同时满足各通道的水流量供应要求，结合流量调节阀，可快速、准确调节各通道水流量同时达到检定点流量值并保持稳定，即分界流量点检定时各通道流量值稳定在Q₂～1.1Q₂、最小流量点检定时各通道流量值稳定在Q₁～1.1Q₁。因此，可实现同时对全部通道的水表进行分界流量点(或最小流量点)的检定，各通道计量标准器采用对应通道的标准表，采用流量时间法进行水表检定。通过增加检定通道，大大减少了水表分界流量点和最小流量点的检定时间，而这2个流量点检定时间远大于常用流量点的检定时间，因此，综合来看大大提高了检定效率，节省了时间成本，检定工作达到准确、高效，为国内法定计量检定机构和水表生产企业提高检定效率提供参考。

3、现有检定装置可方便、低成本进行多通道改造，每个通道只需要增加夹表器、进水阀门、流量调节阀和0.2级标准表1个，同时优化一下检定测控系统，使测控系统可以同时对多通道水表的检定进行控制、记录、计算和生成检定证书。因此本发明是一种简单、高效、稳定、可靠、成本低、易安装的串并联耦合式多工位水表检定方法及装置，值得大力推广应用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的串并联耦合式多工位水表检定装置的组成示意图。

具体实施方式

实施例：

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接、信号连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

目前现有的法定计量检定机构和水表生产企业大多采用了串联式水表检定装置，即多个相同型号规格的被测水表串联安装在装置测量段上(确保前后水表之间没有明显的相互影响)，检定水表示值误差时水依次通过各被测水表和计量标准器，通过比较检定时段内各水表的体积示值和标准器的实际体积计算得到被测水表的示值误差。通过串联被测表同时检定，检定时间大幅减少。一般而言，串联水表的数量在2到10之间，因场地空间以及检定装置循环水泵扬程的限制，串联水表数量不会超过10。为了进一步提高水表检定的效率，本发明提出了一种串并联耦合式多工位水表检定装置及方法，在常用流量检定点采用串联式检定方式，在分界流量点和最小流量点，采用多通道串联式检定方式。

具体地，参阅图1所示，本实施例提供的串并联耦合式多工位水表检定装置，该装置主要包括N条通道，N条通道相并联，汇聚连接至工作量器；也就是说，N条通道相并联后，通道的水流将会汇聚至工作量器中。

其中，该每一条通道均包括进水阀门、流量调节阀，进水阀门和流量调节阀之间的管路中用于连接安装n台被检水表，也就是说，在实际检定应用时，将会在每一条通道中串接有被检水表；该调节阀的出水端连接标准表，标准表的出水端连接至工作量器，如此，通过调节阀可以调节流经被检水表的水流量。

上述的每一台被检水表和标准表均和控制器相连接，该控制器用于接收每一台被检水表和标准表的检定信号，以计算出流经被测水表的体积示值和实际体积。

该工作量器包括电子秤以及置于电子秤上的收集容器，该收集容器连接安装有放水阀门；

其中，N和n为大于等于1的整数；在本实施例中，优选为1≤N≤4、1≤n≤10。

本实施例所提供的串并联耦合式多工位水表检定装置使用高精度电子秤、标准表作为主标准器，自动采集流经水表的实际体积，可串并联耦合同时检定多台相同规格型号的水表，即检定装置测量段有多路检定通道、每个通道串联多台被检水表、每个通道的水表数相同使得各通道的阻力损失基本一致；可根据《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162—2019)采用换向法(计量标准器采用电子秤)、流量时间法(计量标准器采用标准表)进行检定。测控控制器同时接收电子秤和各通道标准表的采集信号，计算出流经被测水表的实际体积；根据各通道每个被检表的信号或人工读数得到流经水表的体积示值，比较两个体积值计算出各被检水表的示值误差；标准表还可作为瞬时流量指示器实时显示水流量、为评判流量是否达到检定点流量提供依据，一次可同时检定5-40台同规格水表，提高检定效率，节省检定时间。

作为上述串并联耦合式多工位水表检定装置的一种改进，该收集容器的放水阀门连接至水箱，水箱中的水通过水泵传输至每一条通道的进水阀门。如此，通过水泵可以对水进行循环使用，以避免水的浪费。另外，为了保持水压的稳定，在该水泵的出水端和进水阀门之间连接安装有稳压容器。

此外，为了便于安装被检水表，在每一条通道中还安装有夹表器，用以将n台被检水表夹紧。

相应地，本实施例还提供了一种串并联耦合式多工位水表检定方法，基于上述的串并联耦合式多工位水表检定装置，在进行检定时，需预先将被检水表安装在每一通道的安装位置上，具体包括如下步骤：

常用流量点的检定：

进行第1通道水表常用流量点的检定，计量标准器采用电子秤，采用换向法进行水表检定，按照以下程序操作：1)打开进水阀门1，关闭其它并联的进水阀门；2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除检定装置通道1被检水表内和管道内的空气；3)调节第1通道流量到常用流量点流量值(0.9Q₃～Q₃)并保持稳定，并使工作量器(计量标准器)处于工作等待状态；4)被检水表指示装置处于运动状态，读取被检水表的读数，同步启动换向器，将水流引向收集容器；6)被检水表流过规定的时间或检定用水量之后，再在读取被检水表读数时同步启动换向器将水流引开，不再引向收集容器；7)计算流经被检水表的体积示值，读取电子秤的读数并计算流经被检水表的实际体积(收集容器内收集的水的体积就是流经水表的实际体积)，比较以上2个体积值计算得到第1通道水表在常用流量检定点的示值误差。

最后，参照上述步骤，依次完成其它通道水表常用流量点的检定，直至完成全部通道常用流量点的检定。

进行全部通道水表分界流量点的检定：

各通道计量标准器采用对应通道的标准表，采用流量时间法进行水表检定，按照以下程序操作：1)打开全部通道的进水阀门；2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除被检水表内和检定装置管道内的空气；3)调节各通道的流量到分界流量点流量值(Q₂～1.1Q₂)并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道被检水表的检定信号处于正常输出状态；4)检定装置启动测量指令，使控制器同步接收各通道标准表信号和被检水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以便将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与水表读数时间一致的体积；5)被检水表流过规定的检定用水量之后检定装置启动停止测量指令，使装置的控制器停止接收标准表信号和被检水表的检定信号，并停止测量时间；6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各被检水表在分界流量检定点的示值误差。

进行全部通道水表最小流量点的检定：

各通道计量标准器采用对应通道的标准表，采用流量时间法进行水表检定，按照以下程序操作：1)打开全部通道的进水阀门；2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除被检水表内和检定装置管道内的空气；3)调节各通道的流量到最小流量点流量值(Q₁～1.1Q₁)并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道被检水表的检定信号处于正常输出状态；4)检定装置启动测量指令，使装置的控制器同步接收各通道标准表信号和被检水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以便将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与水表读数时间一致的体积；5)被检水表流过规定的检定用水量之后检定装置启动停止测量指令，使装置的控制器停止接收标准表信号和水表的检定信号，并停止测量时间；6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在各被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各被检水表在最小流量检定点的示值误差。

综上，本发明与现有技术相比，具有如下技术优势：

1、使用高精度电子秤、标准表作为主标准器自动采集流经水表的实际体积，可串并联耦合同时检定多台相同规格型号的水表，即检定装置测量段有多路检定通道、每个通道串联多台被检水表、每个通道的水表数相同使得各通道的阻力损失基本一致；可根据《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162—2019)采用换向法(计量标准器采用电子秤)、流量时间法(计量标准器采用标准表)进行检定。测控控制器同时接收电子秤和各通道标准表的采集信号，计算出流经被测水表的实际体积；根据各通道每个被检表的信号或人工读数得到流经水表的体积示值，比较两个体积值计算出各被检水表的示值误差；标准表还可作为瞬时流量指示器实时显示水流量、为测控软件评判流量是否达到检定点流量提供依据。

2、在进行分界流量点和最小流量点的检定时，因2个流量只有常用流量的几十分之一、甚至千分之一，循环水泵可同时满足各通道的水流量供应要求，结合流量调节阀，可快速、准确调节各通道水流量同时达到检定点流量值并保持稳定，即分界流量点检定时各通道流量值稳定在Q₂～1.1Q₂、最小流量点检定时各通道流量值稳定在Q₁～1.1Q₁。因此，可实现同时对全部通道的水表进行分界流量点(或最小流量点)的检定，各通道计量标准器采用对应通道的标准表，采用流量时间法进行水表检定。通过增加检定通道，大大减少了水表分界流量点和最小流量点的检定时间，而这2个流量点检定时间远大于常用流量点的检定时间，因此，综合来看大大提高了检定效率，节省了时间成本，检定工作达到准确、高效，为国内法定计量检定机构和水表生产企业提高检定效率提供参考。

3、现有检定装置可方便、低成本进行多通道改造，每个通道只需要增加夹表器、进水阀门、流量调节阀和0.2级标准表1个，同时优化一下检定测控系统，使测控系统可以同时对多通道水表的检定进行控制、记录、计算和生成检定证书。因此本发明是一种简单、高效、稳定、可靠、成本低、易安装的串并联耦合式多工位水表检定方法及装置，值得大力推广应用。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种串并联耦合式多工位水表检定装置，其特征在于，所述装置包括N条通道，N条通道相并联，汇聚连接至工作量器；

每一条通道均包括进水阀门、流量调节阀，进水阀门和流量调节阀之间的管路中用于连接安装n台被检水表，调节阀的出水端连接标准表，标准表的出水端连接至工作量器；

所述工作量器包括电子秤以及置于电子秤上的收集容器；

每一台被检水表、标准表均和控制器相连接，所述控制器用于接收每一台被检水表、标准表的信号；

其中，N和n为大于等于1的整数。

2.如权利要求1所述的串并联耦合式多工位水表检定装置，其特征在于，所述收集容器连接安装有放水阀门，放水阀门连接至水箱，水箱中的水通过水泵传输至每一条通道的进水阀门。

3.如权利要求2所述的串并联耦合式多工位水表检定装置，其特征在于，在所述水泵的出水端和进水阀门之间连接安装有稳压容器。

4.如权利要求1-3任一所述的串并联耦合式多工位水表检定装置，其特征在于，在每一条通道中还包括夹表器，用以将n台被检水表夹紧。

5.如权利要求1所述的串并联耦合式多工位水表检定装置，其特征在于，1≤N≤4、1≤n≤10。

6.一种多工位水表检定方法，其特征在于，所述方法基于权利要求4所述的串并联耦合式多工位水表检定装置来进行，所述方法包括：

水表常用流量点检定步骤：

1)打开某一条通道的进水阀门，关闭其它并联通道的进水阀门；

2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除通道被检水表内和管道内的空气；

3)调节该条通道流量到常用流量点流量值并保持稳定，并使工作量器处于工作等待状态；

4)被检水表处于运动状态，读取被检水表的读数，同步将水流引向收集容器；

5)被检水表流过规定的时间或检定用水量之后，再在读取被检水表读数时，同步启动换向器将水流引开，不再引向收集容器；

6)计算流经被检水表的体积示值，读取电子秤的读数并计算流经被检水表的实际体积，比较以上2个体积值计算得到被测通道的被检水表在常用流量检定点的示值误差；

参照上述流程1)-6)来依次完成其它通道被检水表常用流量点的检定，直至完成全部通道被检水表常用流量点的检定。

7.如权利要求6所述的多工位水表检定方法，其特征在于，所述方法还包括：

全部通道水表分界流量点的检定步骤：

1)打开全部通道的进水阀门；

2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除通道被检水表内和管道内的空气；

3)调节各通道的流量到分界流量点流量值并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道被检水表的检定信号处于正常输出状态；

4)启动测量指令，控制器同步接收各通道标准表信号和被检水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与被检水表读数时间一致的体积；

5)被检水表流过规定的检定用水量之后启动停止测量指令，控制器停止接收标准表信号和被检水表的检定信号，并停止测量时间；

6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在各被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各被检水表在分界流量检定点的示值误差。

8.如权利要求7所述的多工位水表检定方法，其特征在于，在所述全部通道水表分界流量点的检定步骤中，各通道流量值稳定在Q₂～1.1Q₂，Q₂为分界流量。

9.如权利要求6或7所述的多工位水表检定方法，其特征在于，所述方法还包括：

全部通道水表最小流量点的检定步骤：

1)打开全部通道的进水阀门；

2)在被检水表的额定流量范围内通水，排除通道被检水表内和管道内的空气；

3)调节各通道的流量到最小流量点流量值并保持稳定，并使各通道标准表处于工作等待状态，使各通道被检水表的检定信号处于正常输出状态；

4)启动测量指令，控制器同步接收各通道标准表信号和被检水表的检定信号，当无法满足同步要求时，控制器应测量接收各自信号对应的时间，以将各通道标准表测得的实际体积按两个时间差异修正到与被检水表读数时间一致的体积；

5)被检水表流过规定的检定用水量之后启动停止测量指令，控制器停止接收标准表信号和被检水表的检定信号，并停止测量时间；

6)根据各通道每个被检水表的信号计算流经该表的体积示值，将通道对应标准表的流量信号在各被检水表的检定起始时间至检定终止时间之间积分，作为流经各被检水表的实际体积，计算各被检水表在最小流量检定点的示值误差。

10.如权利要求9所述的多工位水表检定方法，其特征在于，在所述全部通道水表最小流量点的检定步骤中，各通道流量值稳定在Q₁～1.1Q₁，Q₁为最小流量。

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