全自动活塞式流量时间法水表检定装置的设计

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Ｅｑ ｕｉ ｐｍｅ ｎ ｔ Ｍ ａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． ８， ２ ０１ ５
与水表检定装置预先设定的流量相等时， 则可得到：
ｑ ＝＇ ｒ ｒ ／ ４ Ｄ ２ ｛ １ ＋ ２ ｏ ｒ （ ０—２ ０ ） ｝ ｕ
１ ． ２ 工作 原理
时流量 ， 然后将水表的当量脉冲与瞬时流量相 比， 就
可 以得到 水表 的水 表示 值 误差 。
该设计的工作原理主要是将被检测的水表都依
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ５ — ０ ４ 作者简介 ： 古永存 ， 广州市 自来水公司。
当活塞运动时 ， 它会提供标准瞬时流量， 这一数据
在 公式 中 ， ｑ 。 表 示 水 表 的标 准 瞬 时流 量 （ ｍ３ ／ ｓ ） ， ０ ｃ
《 Ｉ活 塞 ＝ 步 进 电 机 驱 动 器 １ 步 遗 电 机
上 Ｒ Ｓ ２ ３ ２
位 ． ． — Ｊ 、 Ｐ Ｌ ｃ
西门
压力传感器
表示活塞材料的膨胀系数（ １ ／ ℃） ， ０ 为活塞基础缸 内的 水温（ ℃） ， Ｄ是 活塞 的有 效 直径 ｍ） ， 表 示 活 塞 的推
丝杆组件 、 步进 电机 、 缸体和标准活塞等主要元件构 复重复直到所有水表检定完毕 ，而计算机会保存 管 成 的立式结构。它的整体试验管路则包括了控制阀、 理所有接收到的检定结果。在整个试验检定过程中， 水表试验工作 台、 温度压力传感器 以及蓄水箱 。而装 计算 机所记 录 的参 数和数 据包 括 了步进 电机 的速
《 装 备 制造 技术 ） ） ２ ０ １ ５年第 ８期
全 自动活塞式流量 时 间法水 表检 定装置 的设计
古 永存
（ 广 州市 自来 水公 司 ， 广东 广州 ５ １ ０ ６ ０ ０ ）
摘 要： 在我 国， 随着水资源的 日益 匮乏 ， 水 已经成为 了人们生活 中愈发珍贵 的资源。用水成本 不断提 高的 同时， 水表用
户量逐年递增 ， 从专业 角度看 ， 水表的检定数量也在不 断升 高。这一 系列 的连锁反应所 带来的问题 则是 对水表检 定工作 量的 负担加 重， 所 以如何确保 水表计量检 定的准确 ， 提 高工作效率 ， 是如今业界十分关注的课题 。 本文提 出了一种基于流
量 时间法的水表检定装 置设 计 ， 它利用到 了活塞作 为标 准器 ， 通过 家用冷水水表 示值 方法来监控检 定误 差 ， 是 一种全动
确 定 水 流 速度 时 间 、 水 表 当量 脉 冲 工操作和常规复合式惯性影响 。它规定检定用水量 是 为 了稳 定 流量 ， 必 须 在 检定 分 格 值 的 ２ ０ ０倍 以上 ，而 且 还 要 考 虑受 等等重要参数。 水 表 机 械 运行 速 度 的影 响 ，保 证检 定 时 间 的长 度 从 水 表 检定 试 验 开始 后 ，计 算 机 会 根据 活 塞 运 动
而确保冷水流量 的大小 ， 提高检定效率。
直径以及试验流量来为步进电机提速 ，加快水流量
以带动丝杆组件的高速旋转。丝杆旋转的动力可 以 驱动活塞不断 向前运动 ，活塞在运动时所排 出的水 流就会流经被校准的水表 。此 时激光色差传感器会
Байду номын сангаас１ 全 自动活塞式冷 水水表动态检 定装置
为了进一步提高家用冷水 的水检定效率 ，降低 从水表的梅花指针 中提取采集水表 当量脉冲 ，并将 水表示值误差和校验成本 ，本文选择 了全 自动活塞 这些脉冲信号快速转换为 电信号回馈给计算机上位
压力 、 时 间 和温 度 ， 然 后 利 用 软 件所 设 计 的数 学 置的主控操作 系统则是由光纤传感器、激光色差传 度 、 感器、 计算机 、 采样升降机 、 计算机及其 相关 控制软 模型来计算水表标准器 的瞬时流量 ，再通过色差传
件所构成 的。装置中还有其他元件装置如 一步进 电 感器和激光传感器来测量水表当量脉冲 中的体积与 机、 泄漏监测装置 、 标定孔 、 过滤 阀、 浮子流量表 、 管 脉 冲响 应 时 间 ，这样 一 来 就 可 以 了解 被 测水 表 的 瞬 道切换 阀、 出口温度压力传感器、 被检水表［ １ ］ 。
式流量时间法水表检定装置。
１ ． １ 设计 结构
系 统软 件 终端 ，直 到检 定 用 水 量完 全 达 到前 期 预 设
体积后 ， 才表示一次流量检定完毕。此时的活塞会将
目标 转 入 下 一 个 水 表 流 量 试 验 点 继 续 以上 流 程 ， 反
全 自动活塞式冷水水 表检定动态检定装置是 由
机 ＝ 阀门
温度传感器 色差传感器
进速度（ ｍ ／ ｓ ） 。所以可以推出水表示值的具体公式为 ：
ｇ ＝ ｋ・ Ｎ ／ ｔ
＝ ＝ ｛搽 朗
图 １ 检 定 系统 活 塞 装 置 的硬 件框 架 图
在 公式 中 ， ｑ 在 串联 状 态下 表示 第 ｉ 块 水 表 的 瞬 指 针脉 冲数 ， ｋ表示 水表 中梅 花指针 的 脉冲 当量 （ ｍ３ ） ，
水表检定装置是一种检定水流量标 准的专用设 次 安 装 于工 作 台上 ，然 后 通过 计 算 机 软件 设 定 活 塞 备， 它在装置不确定度 、 检验方法和试验阶段都有不 参数 ，保证 每个水表都在活塞的有效形成流量检定 同的需求 和规定 。如今对家用冷水水表检定较为常 范围内， 精确设定检定点 ， 再依靠设定检定用用水量 用 的方法是静态启停法 ，它 的优点就在于少量的人 及水流量点来用于切换检定时间并排气 ，其 目的就
态 全 自动 的 水 表 检 定 方 法 。
关键 词 ： 活 塞式校验装 置 ； 流量 时间法； 动态检定 ； 水表检 定装置 ； 计量 学； 设计
中图分类号 ： Ｔ Ｖ ５ ６
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ８ — ０ ２ ５ ３ — ０ ３