測量水流量的儀表。大多是水的累計流量測量。一般分為容積式水表和速度式水表兩類。前者的準確度較后者為高,但易被堵塞。
水表歷史起源
從1825年英國的克路斯發明了真正具有儀表特征的平衡罐式水表以來,水表的發展已有近二百年的歷史。中國的水表使用和生產起步較晚。1879年,李鴻章為操辦海軍,在旅順口創建了我國第一家水廠。1883年英殖民主義者在上海建立了第二個水廠,水表開始進入中國。隨著一些沿海城市相繼建造水廠,至20世紀年代,當時的上海光華機械廠(現上海光華儀表廠前身)等從國外進口部分零件生產水表。在相當長的時間里,英法日德等國家的水表一直占據著中國水表行業,這些不同品種、規格繁雜的水表,由于標準不一、零件不能互換,給以后自來水公司的水表維修帶來了很大的困難。
1949年解放后,隨著城市供水事業的發展,中國的水表工業也相應地發展起來。從1955年起,上海、北京、天津、南京、武漢、廣州等城市自來水公司先后開始生產水表。20世紀80年代初,水表行業在機械工業部上海市工業自動化儀表研究所組織下,根據當時水表國際標準ISO4046的要求,對小口徑水表又推出了八位指針、整體葉輪的全國統一設計的水表。統一設計和水表零部件的塑料化,為組織水表專業化生產創造了有利的條件,大大推動中國水表工業進步與發展,滿足了日益發展的城鄉自來水工業的發展需求。20世紀90年代,中國的經濟建設持續高速發展,水表行業也快速發展,企業數量和總產量都增加了一倍多,同時各種智能型水表、水表抄表系統等產品也開始興起。
水表發展前景
1、計量等級高的水表
用計量等級高的水表,可使水表在包括微小流量在內的較大的流量范圍內工作,也從根本上真正提高了水表靈敏度和計量能力。活塞式(又稱容積式)水表的計量等級一般可達C級或D級,但對水質要求較高。
說明:國際上大多數國家要求使用達到計量等級B級以上的水表,國內行業里也有取消計量等級A級的水表的呼聲。
在此擬定的水表新國際標準和國際建議中,還把基于電磁或電子原理工作的、用于測量水的流量計也包括在水表內。
2、遠傳戶外抄讀和計算機物業管理相結合的水表
遠傳水表、集中抄表系統和二次儀表相配套的水表是有發展前途的,因為它改善了水表抄讀方法,提高了信息化\數字化和自動化程度,減少了對使用水表的用戶的打擾和治安方面的憂慮。國內部分地區實施一戶一表時,也采用這種型式的水表。
3、預付費類水表
IC卡水表預付費水表適用于“先付費后用水”原則下的管理系統。我國一些地區收水費難\水費欠賬賴賬現象嚴重,使用預付費類水表徹底改變了抄表和用水量的結算方式,避免激化矛盾,同時提高了水表產品的技術含量,一些自來水公司和物業管理公司對這種產品表示歡迎。預付費水表可以及及時合理地收取水費,減少水費流失,減輕勞動強度,避免因抄表活動而給用戶帶來的不方便和不安全感。典型的產品有IC卡水表(插卡式或感應式)、TM卡水表、代碼交換式預付費水表等。
4、防倒流水表或雙向計量水表
目前的國內水表一般為單流向水表,大部分在逆向流動(又稱倒流或反向流)時也可走動并使累計數減少,現有的水表鉛封機構并無防止水表倒裝功能,因此有引起計量糾紛和作弊的可能。防倒流水表通過在表入口處加裝單向閥可將水表的連接接管與水管鉛封在一起,防止了人為倒裝水表而作弊的可能。雙向計量水表的功能是,在逆向流動時水表的計數機構仍然是累加的并且符合計量準確度的要求。
說明:現行國家標準中對防倒流水表或雙向計量水表并無詳細的規定,只要求水表能”經受意外逆流并顯示這逆流量”。
水表結構原理
傳統水表的結構傳統水表的內部結構從外向里可分為殼體、套筒、內芯三大件。殼體是生鐵鑄成的,水從進水口出來之后通過殼體的下部環形空間,這里叫做“下環室”。在這個環形空間的上面有“上環室”和出水口相通。套筒的底部有個帶有小孔的過濾網,濾出水中的雜物。套筒側面有上下兩排圓孔,孔的位置恰好與殼體的上下環室對著,顯然,下排是進水孔,上排是出水孔。特別值得注意的是,這兩排孔都是沿圓的切線方向斜著打的。注意上下兩排孔的方向相反。水從下排孔沿切線方向流進去,勢必形成旋轉的水流,這對于水表的工作是十分重要的。內芯分為上、中、下三層,從玻璃窗看到的是上層,只有指針和刻度盤。其實最關鍵的是下層,這里面有個塑料輪,輪邊上有許多塑料葉片,叫做“葉輪”。
葉輪所處的位置正好在套管下層孔所形成的旋轉流里,水流沖擊輪周的葉片,產生轉矩,使葉輪旋轉起來。龍頭開得越大,水流越急,葉輪就轉得越快。
葉輪的軸垂直向上到達中層,軸上面有個小齒輪,用它和“十進制數齒輪”嚙合,達到累計轉數的目的。“十進制數齒輪”的作用是每當個位數齒輪轉十圈,十位數齒輪就轉一圈。換句話說,個位數齒輪轉一圈,十位數齒輪就轉十分之一圈。個位數齒輪是主動者,靠它來帶動十位數齒輪。實際上每一級十進位用兩對齒輪完成,以使轉動方向一致,其中一對傳動比是9:30,另一對是10:30,這兩對串聯在一起,總的傳動比就是這兩個的乘積,即0.099999,完全可以近似為0.1。照這樣計算,如果要讀七位數(小數點前讀四位是黑刻度,小數點后讀三位是紅刻度),就得用12對齒輪。再加上別的一些用途,在這個中層小小的空間要擠進18根軸和34個齒輪,也可算是高密度安裝了。這類水表憑借其簡單價廉,能在潮濕環境里長期使用而無需維修,而且不用電源,停電也不影響工作的優點依然會長期服務。
智能IC卡水表是一種利用現代微電子技術、現代傳感技術、智能IC卡技術對用水量進行計量并進行用水數據傳遞及結算交易的新型水表。這與傳統水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量的功能相比,是一個很大的進步。智能IC卡水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外,還可以按照約定對用水量自動進行控制,并且自動完成階梯水價的水費 計算,同時可以進行用水數據存儲的功能。由于其數據傳遞和交易結算通過IC卡進行,因而可以實現由工作人員上門操表收費到用戶自己去營業所交費的轉變。IC卡交易系統還具有交易方便,計算準確,可利用銀行進行結算的特點。IC 卡水表的外觀與一般水表的外觀基本相似,其安裝過程也基本相同。IC卡水表的使用很簡單,從用戶的角度看,就時把IC卡卡片向水表里插一下。 IC 卡水表的工作過程一般如下:將含有金額的IC卡片插入水表中的IC卡讀寫器,經微機模塊識別和下載金額后,閥門開啟,用戶可以正常用水。當用戶用水時,水量采集裝置開始對用水量進行采集,并轉換成所需的電子信號供給微機模塊進行計量,并在LCD顯示模塊上顯示出來。當用戶的用水金額下降到一定數值時,微機模塊進行聲音報警,提示用戶應該去持卡交費購水。如超過用水金額,則微機模塊會自動將電控閥門關閉,切斷供水。直至用戶插入已經交費的IC卡片重新開始開啟閥門進行供水。
水表品種類型
1、按測量原理分:分為速度式水表、容積式水表。
(1)速度式水表:安裝在封閉管道中,由一個運動元件組成,并由水流運動速度直接使其獲得動力速度的水表。
典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。旋翼式水表中又有單流束水表和多流束水表。
(2)容積式水表:安裝在管道中,由一些被逐次充滿和排放流體的已知容積的容室和憑借流體驅動的機構組成的水表,或簡稱定量排放式水表。
容積式水表一般采用活塞式結構。
2、按計量等級分:分為A級表、B級表、C級表、D級表。
計量等級反映了水表的工作流量范圍,尤其是小流量下的計量性能。按照從低到高的次序,一般分為A級表、B級表、C級表、D級表,其計量性能分別達到國家標準中規定的計量等級A,B,C,D等級的相應要求。
3、按公稱口徑分:分為大口徑水表、小口徑水表。
按公稱口徑通常分為小口徑水表和大口徑水表。
公稱口徑40mm及以下的水表通常稱為小口徑水表,公稱口徑50mm以上的水表稱為大口徑水表。這二種水表有時又稱為民用水表和工業用水表,同時這種分法也可以從水表的表殼連接形式區別開來,公稱40mm及以下的水表用螺紋連接,50mm及以上的水表用法蘭連接。
4、按用途分:分為民用水表、工業用水表。
5、按安裝方向分:分為水平安裝水表、立式安裝水表。
按安裝方向通常分為水平安裝水表和立式安裝水表(又稱立式表),是指安裝時其流向平行或垂直于水平面的水表,在水表的標度盤上用“H”代表水平安裝、用“V”代表垂直安裝。
6、按介質的溫度分:分為冷水水表、熱水水表。
按介質溫度可分為冷水水表和熱水水表,水溫30℃是其分界線
(1)冷水水表:介質下限溫度為0℃、上限溫度為30℃的水表。
(2)熱水水表:介質下限溫度為30℃、上限為90℃或130℃或180℃的水表。
7、按介質的壓力分:分為普通水表、高壓水表。
按使用的壓力可分為普通水表和高壓水表。在中國,普通水表的公稱壓力一般均為1MPa。高壓水表是最大使用壓力超過1MPa的各類水表,主要用于流經管道的油田地下注水及其他工業用水的測量。
8、按計數器是否浸在水中分:分為濕式水表、干式水表、液封水表。
(1)濕式水表:計數器浸入水中的水表,其表玻璃承受水壓,傳感器與計數器的傳動為齒輪聯動,使用一段時間后水質的好壞會影響水表讀數的清晰程度。
(2)干式水表:計數器不浸入水中的水表,結構上傳感器與計數器的室腔相隔離,水表表玻璃不受水壓,傳感器與計數器的傳動一般用磁鋼傳動。
(3)液封水表:用于抄表的計數字輪或整個計數器全部用一定濃度的甘油等配制液體密封的水表,密封隔離的計數器內的清晰度不受外部水質的影響,其余結構性能與濕式水表相同。
9、按計數器的指示形式分:分為模擬式、數字式、模擬數字組合式。
水表常用術語
容積式水表速度式水表:安裝在封閉管道中,由一個運動元件組成,并由水流運動速度直接使其獲得動力速度的水表。
容積式水表:安裝在管道中,由一些被逐次充滿和排放流體的已知容積的容室和憑借流體驅動的機構組成的水表,或簡稱定量排放式水表。
過載流量(qs):水表在短時間內,且無損壞的情況下,最大的使用流量,其值兩倍于常用流量。
常用流量(qp):水表在正常工作條件即穩定或間歇流動下,最佳使用的流量。
分界流量(qt):流量范圍被分割成兩個區處所出現的流量。“高區”和“低區”各自由一個該區的最大允許誤差來表征。
最小流量(qmin):在最大允許誤差限之內要求水表給出的最低流量。它與水表代號的數值有關。
壓力損失:在給定的流量下,管道中水表的存在所造成的壓力降低。