CN216246713U - 一种标准表法水表检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种标准表法水表检定装置，包括试验管路，用于连接稳压供水模块、标准器组，并用于串连多个被测水表；稳压供水模块，用于向试验管路中泵入稳定的水源；工业摄像头，用于采集被检水表的读数或指针的指示数值；标准器组，包括多台并联的科里奥利质量流量计，用于根据被测水表常用流量点、分界流量点、最小流量点，打开对应的科里奥利质量流量计；每台科里奥利质量流量计前均设有流量调节阀，用于调节至对应的所需流量点；放水管，用于将检测完的水源排出。整套装置不仅具备准确度高、稳定性好的特点，还具备检测工作效率较高，结构简单，易于维护，满足普通户用水表的快速、准确的检测要求。

Description

一种标准表法水表检定装置

技术领域

本实用新型属于水表检定技术领域，特别是一种标准表法水表检定装置。

背景技术

水表是一种以用途来命名的计量器具，用于计量流经封闭满管道中水流量的体积总量，广泛应用于自来水供应部门供给居民和工商业等用户自来水输送量的贸易结算计量。按照我国市场监管总局颁布的《实施强制管理的计量器具目录》，水表属于强制检定器具，所有出厂水表在使用前都须送至法定计量技术机构或水表检定授权站进行首次检定，合格后才可以安装、使用。

水表检定装置就是用于完成水表检定工作的标准装置，其计量准确度直接涉及水资源供需双方的经济利益，尤其涉及到千千万万普通用水家庭消费者的切身利益。因资金投入、测量技术发展等原因，现在所建的水表检定装置绝大部分是启停容积法水表检定装置和静态质量法水表检定装置，主要包括供水系统(水泵、稳压系统等)、瞬时流量指示仪表、换向(或启停)机构、密度测量部分、水温水压测量仪表等组成，但其缺点也显露出来：

(1)启停静态容积法、静态质量法水表检定装置有称量的最少体积、最少质量要求，导致检测水表的最小流量点时间过长，效率较低。

(2)启停静态容积法水表检定装置有启停效应、静态质量法水表检定装置有换向器往返时间不对称，都会产生系统效应的不确定度。

(3)静态质量法水表检定装置检定水表时，需进行质量、体积换算，一般用密度计测量或查询纯水密度表获得当前介质水的密度，从而引入了水密度的测量误差。

(4)静态质量法水表检定装置的电子秤在使用过程中，受到高速水流反复冲击，长时间使用量值会偏移，需要每3个月左右定期使用砝码对电子秤核查，费时费力。

(5)两种装置一般都配置浮子流量计，用以调整瞬时流量时作为瞬时流量指示仪表使用，从而致使管道的压力损失增大，电能损耗也相应增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种标准表法水表检定装置，使用多台科里奥利质量流量计作为标准器，具备检测工作效率较高，能够满足普通户用水表的快速、准确的检测要求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种标准表法水表检定装置，包括：

试验管路，用于连接稳压供水模块、标准器组，并用于串连多个被测水表；

稳压供水模块，用于向试验管路中泵入稳定的水源；

工业摄像头，用于采集被检水表的读数或指针的指示数值；

标准器组，包括多台并联的科里奥利质量流量计，用于根据被测水表常用流量点、分界流量点、最小流量点，打开对应的科里奥利质量流量计；

每台科里奥利质量流量计前均设有流量调节阀，用于调节至对应的所需流量点；

放水管，用于将检测完的水源排出。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：

(1)标准器科里奥利质量流量计每秒产生的脉冲数多，最高可达10000个脉冲，检测水表的最小流量只需30s～60s，时间短、效率高。

(2)标准装置的影响因素少，无换向器或启停效应，不会产生系统效应的不确定度。

(3)标准器科里奥利质量流量计不受管内流态影响，对上游直管段长度不敏感，测量质量流量时，还可同时测量介质密度、温度、体积流量等参数，无需查询水密度表来进行质量、体积的换算，可与被检水表的累积流量进行直接比较。

(4)标准器科里奥利质量流量计准确度高、稳定性好，最大允许误差可达到±0.1％，只需要每年拆卸送检至上一级计量技术机构进行量值溯源，简单高效，方便易行。

(5)科里奥利质量流量计作标准器使用的同时，又可当瞬时流量指示仪表，水表检定装置无须再另配传统的玻璃浮子流量计作为瞬时流量指示，管道的压力损失减少，电能损耗也相应降低。在此基础上，所选择的标准器类型为直管型的科里奥利质量流量计，进一步减少电能损耗。

(6)几台标准器科里奥利质量流量计的流量区域都有重合部分，工作之余，可用稳定的被检水表进行数据核查，从而保障标准装置处于良好的运行状态。

(7)通过多台科里奥利质量流量计组成标准器组，只要流体能源的流量达到要求，就可通过增加标准器的方式，扩大测量流量的范围，扩展性较强。

附图说明

图1为整个装置的设计框图。

图2为控制系统组成框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。

根据标准表法水表检定装置的技术要求和建设等需求，本实施例的一种标准表法水表检定装置，主要包括水箱、水泵、稳压罐、进水阀、夹表器、流量调节阀、科里奥利质量流量计、摄像头、试验管路等，其中科里奥利质量流量计为主标准器，类型为直管型，示意图如图1所示。

所述水箱通过管道与水泵的一端相连接，水泵的另外一端通过管道连接至稳压罐的进水管上，稳压罐的出水管连接至进水阀，进水阀的另外一端通过管道连接至试验管路，试验管路上串连多个被测水表，试验管路通过夹表器依次连接串联被检水表1、被检水表2，直至最后一台被检水表，最后一台被检水表的另外一端连接至汇管1，汇管1的出水口通过四路并行流量调节阀分别连接一个标准器科里奥利质量流量计，四个科里奥利质量流量计的另外一端分别连接至放水管前的汇管2上，放水管与储水池相对应，将检测完的水源排入储水池。每台被检水表前设置有高清晰高速工业摄像头，用以拍摄、采集被检水表的读数或指针的指示数值。

该水表检定装置采用多台科里奥利质量流量计组成标准器组，适用于常用直径15mm～50mm，最大流量不超过50m³/h的户用水表的检定、测试。标准器组共包含四台科里奥利质量流量计MM-1，MM-2，MM-3，MM-4，其最大允许误差为±0.1％，常用直径分别为DN4mm、DN10mm、DN20mm、DN50mm，对应的流量范围分别为(0.02～0.32)m³/h、(0.12～2)m³/h、(0.5～8)m³/h、(3～50)m³/h。

标准表法水表检定装置的控制系统由计时器、可编程逻辑控制器PLC、设置在管路上的温度传感器、压力传感器等共同组成；控制系统以PLC为处理核心，计算机为人机交互接口的控制方式。水泵、阀门、流量调节阀、压力、计时器、图像识别系统、标准科里奥利质量流量计的流量、温度、密度等信号与PLC进行通讯，PLC通过转换模块与工业计算机进行通信，从而实现水泵启停、调节阀开度控制、摄像头图像设别、各种数据信号采集、计算等功能，其框图如图2所示。

接通电源，启动控制系统。检测线一次最多可同时测试十二只水表，最少测试一只水表。测试前，需把所有被检水表装上检测线，使用夹表器把水表夹紧、固定好，调整水表转向和摄像头的光圈和对焦圈，使水表的工作面在摄像头拍摄范围内，保证成像清晰。在计算机控制系统的检定界面输入被检水表的出厂编号等相关信息。根据被检水表检定点的流量值，从标准器组(MM-1，MM-2，MM-3，MM-4)中选择合适的某一台科里奥利质量流量计作为标准器，在控制系统中关闭其余三台未被选择的科里奥利质量流量计的表前流量调节阀。

启动水泵，将水箱中水打入稳压罐，打开进水阀、已选中的科里奥利质量流量计的表前流量调节阀，使水经过稳压罐、进水阀、夹表器、串联的被检水表、汇管1、流量调节阀、科里奥利质量流量计、汇管2、放水管路，注入水箱，并进行排气、试压试验。调节流量调节阀开度至所需流量点，待流量稳定后，启动PLC控制系统，触发计时系统，摄像头对所有被检水表初始读数进行拍照、采集科里奥利质量流量计脉冲信号，到达设置时间后，摄像头对所有被检水表终止读数进行拍照、记录科里奥利质量流量计的累积体积读数、计时器时间，计算被检水表的累积体积值和相应的示值误差等，完成水表常用流量点的检测。再根据其余未检测的分界流量点、最小流量点的流量值，重新选择相应的某台科里奥利质量流量计作为标准器，并调节流量调节阀开度进行检测。依次完成水表常用流量点、分界流量点、最小流量点示值误差的检测。

其中整套装置准确度等级：0.2级，科里奥利质量流量计最大允许误差：±0.1％，测量水表口径范围：15mm～50mm，流量测量范围：(0.02～50)m³/h。水源压力：0.3MPa～0.4MPa

实施例

对一组3只DN25mm冷水水表进行检定，出厂编号分别为001、002、003。水表的准确度等级为2级，其常用流量、分界流量、最小流量分别为6.3m³/h、0.1m³/h、0.063m³/h，对应分别选择水表检定装置中DN50mm(MM-4)，DN4mm(MM-1)，DN4mm(MM-1)科里奥利质量流量计作为标准器进行三个流量点的检定。

接通电源，启动控制系统，把三只水表装上检测线，使用夹表器把水表固定好，调整水表转向和摄像头的光圈和对焦圈，使水表的工作面在摄像头拍摄范围内，且成像清晰。在计算机控制系统的检定界面输入三只水表的出厂编号等信息。

第一个检定流量点是常用流量6.3m³/h，在控制系统中选择DN50mm(MM-4)科里奥利质量流量计作为标准器，启动水泵，将水箱中水打入稳压罐，关闭流量调节阀CV-1、CV-2、CV-3，打开进水阀、流量调节阀CV-4，使水经过稳压罐、进水阀、夹表器、串联的三只被检水表、汇管1、流量调节阀CV-4、科里奥利质量流量计MM-4、汇管2、放水管路，注入水箱，并进行排气、试压试验。调节流量调节阀CV-4开度至6.3m³/h流量点，流量稳定后，启动PLC控制系统，触发计时系统，摄像头对三只被检水表初始读数进行拍照、采集科里奥利质量流量计脉冲信号，到达设置的检定时间60s后，摄像头对三只水表终止读数进行拍照、记录科里奥利质量流量计的累积体积读数、计时器时间，计算被检水表的累积体积值和相应的示值误差等，完成水表常用流量6.3m³/h的检测。

第二个检定流量点是分界流量0.1m³/h，在控制系统中选择DN4mm(MM-1)科里奥利质量流量计作为标准器，关闭流量调节阀CV-2、CV-3、CV-4，打开进水阀、流量调节阀CV-1，使水经过稳压罐、进水阀、夹表器、串联的三只被检水表、汇管1、流量调节阀CV-1、科里奥利质量流量计MM-1、汇管2、放水管路，注入水箱。调节流量调节阀CV-1开度至0.1m³/h流量点，流量稳定后，启动PLC控制系统，触发计时系统，进行检定，检定程序与常用流量6.3m³/h的检定程序一致。

第三个检定流量点是最小流量0.063m³/h，此流量点在DN4mm科里奥利质量流量计流量范围内，所以在控制系统中也选择DN4mm(MM-1)科里奥利质量流量计作为标准器，与检定分界流量点选择的标准器相同。关闭流量调节阀CV-2、CV-3、CV-4，打开进水阀、流量调节阀CV-1、使水经过稳压罐、进水阀、夹表器、串联的三只被检水表、汇管1、流量调节阀CV-1、科里奥利质量流量计MM-1、汇管2、放水管路，注入水箱。调节流量调节阀CV-1开度至0.063m³/h流量点，流量稳定后，启动PLC控制系统，触发计时系统，进行检定，检定程序与常用流量6.3m³/h和0.1m³/h的检定程序一致。

得到数据如下：

001、002、003三只水表的常用流量6.3m³/h的示值误差分别为0.75％、1.12％、0.62％，分界流量0.1m³/h的示值误差分别为-0.60％、-0.30％、-0.53％，最小流量0.063m³/h的示值误差分别为-2.25％、-1.31％、-0.82％，其中常用流量、分界流量点的示值误差都满足2级水表在两个流量点所要求的-2％≤E≤2％范围内,最小流量点的示值误差也满足2级水表在最小流量点所要求的-5％≤E≤5％范围内。

Claims (8)

1.一种标准表法水表检定装置，其特征在于，包括：

试验管路，用于连接稳压供水模块、标准器组，并用于串连多个被测水表；

稳压供水模块，用于向试验管路中泵入稳定的水源；

工业摄像头，用于采集被检水表的读数或指针的指示数值；

标准器组，包括多台并联的科里奥利质量流量计，用于根据被测水表常用流量点、分界流量点、最小流量点，打开对应的科里奥利质量流量计；

每台科里奥利质量流量计前均设有流量调节阀，用于调节至对应的所需流量点；

放水管，用于将检测完的水源排出。

2.根据权利要求1所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述稳压供水模块包括串连的供水单元、稳压单元和进水阀，所述供水单元用于泵入水源，稳压单元用于水源的稳压，进水阀用于试验管路进水的启闭。

3.根据权利要求2所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述供水单元包括水箱，与水箱相连的水泵。

4.根据权利要求2所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述稳压单元采用稳压罐。

5.根据权利要求1所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述多台并联的科里奥利质量流量计的入水管路上通过第一汇管接入试验管路，出水管路上通过第二汇管接入放水管。

6.根据权利要求1所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，还设有控制单元和计时器，所述稳压供水模块、工业摄像头、科里奥利质量流量计、流量调节阀、计时器均与控制单元信号连接，所述控制单元用于控制稳压供水模块的启停、工业摄像头的采集、流量调节阀的开度，并根据计时器计时控制工业摄像头对数据的采集。

7.根据权利要求1所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述被测水表通过夹表器连接在试验管路上。

8.根据权利要求1所述的标准表法水表检定装置，其特征在于，所述科里奥利质量流量计的数量为4台，对应的流量范围分别为0.02～0.32m³/h、0.12～2m³/h、0.5～8m³/h、3～50m³/h。

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