淺談水表自動檢定過程中的誤差控制

(深圳市計量質量檢測研究院民生計量測試所 廣東 深圳 518055)

一、引言

水表是一種可以測定水流的累積體積的流量儀表，可以用來檢測自來水用戶的用水情況，并根據(jù)檢測結果進行收費。水表的使用范圍非常廣，不僅用于千家萬戶的生活中，而且對于企業(yè)降低生產(chǎn)成本、控制用水量也具有重要作用，因此必須要加強水表的檢定工作，減少檢測結果的誤差。水表檢定是根據(jù)國家相關部門制定的檢測規(guī)范、檢定規(guī)程，通過大量的實驗等方法，檢測水表示值的誤差是否在允許的范圍內，但是在檢定過程可能會產(chǎn)生一些誤差，這些誤差可能會對檢定的結果帶來影響，因此必須要分析可能產(chǎn)生的誤差并據(jù)其提出相應的解決措施，以保證檢定工作的準確度。

二、水表自動檢定裝置的結構及其工作原理

水表自動檢定裝置的組成主要有流量計、穩(wěn)壓罐、標準量器、水泵、攝像頭、計算機以及電控箱等。該裝置所采用的系統(tǒng)為循環(huán)水系統(tǒng)，自定檢定裝置中的水泵可以為其提供充足的水源，而穩(wěn)壓罐可以保證水源壓力的穩(wěn)定。在水表的上面安裝了一臺可以采集到圖像信號的攝像頭，將圖像信號輸入到計算機的圖像采集卡內，計算機可以通過對圖像進行分析處理得到被檢定的水表流量值。控制箱的功能是對多個電控閥門的開關進行控制，并且采集10L、100L等各個標準量器的水位信號。在檢定過程中必須對標準量器中的水位信號進行實時監(jiān)控，水流停止后對水位進行測量，并且將測量數(shù)據(jù)發(fā)送到計算機。根據(jù)利用圖像識別技術對計算機采集到的表盤圖像信號進行處理所得到的水表的流量和控制箱對標準量器測量所得到的流量進行相應的計算，最后得到水表的檢定結果，以實現(xiàn)全過程自動化檢定。

三、水表的自動檢定過程中可能出現(xiàn)的誤差

(一)由于檢定環(huán)境而導致的誤差

自動檢定裝置所處的環(huán)境需要滿足光線以及通風良好，并且周圍不能有振動源，以避免外界環(huán)境的干擾。按照規(guī)范的規(guī)定，檢定環(huán)境的溫度要保持在5度到55度之間，濕度除了遠傳指示裝置為(0%到93%)RH之外，其他的都為(0%到100%)RH。檢定工作過程中的水溫需要控制在10到30度之間，并且在檢定過程中最高與最低溫差不得超過5度且水表入口處的壓力不應大于水表的最大允許工作壓力，出口處的壓力不應小于0.03MPa。為保持壓力的穩(wěn)定，應采取一定的措施，使水表上游的最大與最小壓力不能超過10%。根據(jù)測量經(jīng)驗可知，水的溫度和壓力等測試條件的穩(wěn)定性以及測試參數(shù)的誤差所導致的不確定度是0.075%。

(二)由于檢定裝置而導致的誤差

1.水表讀數(shù)產(chǎn)生的影響。水表裝置上的攝像頭可以對表盤拍照，拍得的圖像通過圖像識別技術可以得到水表的流量，但是在檢定的過程中如果水表的表盤上沾上水滴或者太陽光線太強使圖像產(chǎn)生白班，計算機進行圖像處理時就會產(chǎn)生錯誤。

2.標準量器讀數(shù)產(chǎn)生的影響。自動檢定裝置中標準量器的水量測定原理是在原有的玻璃管上裝設水位感應器以及測量儀，軟件從標準量器中的水位達到水位感應器時開始計時，達到預設的時間后關閉閥門，當水位達到穩(wěn)定后，水位測量儀將會讀取液位的相對位置并且與標定的液位位置進行比較，從而計算出標準量器中的水的實際的體積。因此如果水位測定儀的安裝位置或者標定的液位發(fā)生錯誤，將會影響標準量器中水量的計算，進而使得檢定結果不準確。

3.電磁閥或氣閥產(chǎn)生的影響。電磁閥或者氣閥如果長期工作可能會發(fā)生損壞，水表后面的閥門如果損壞，則在檢定開始前以及結束后水表會因為閥門關不緊而一直轉動，并且標準量器中的水也會一直增加，將導致檢定工作無法進行。水表后面的閥門如果在開啟狀態(tài)下出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，將會導致流入標準量器中的水量比通過水表的水量少，從而導致檢定結果產(chǎn)生正誤差。

4.水泵以及穩(wěn)壓罐產(chǎn)生的影響。為了確保檢定過程中具有充足并且壓力穩(wěn)定的水源，必須要安裝水泵以及穩(wěn)壓罐。水泵的功率必須要足夠大，以保證穩(wěn)壓罐的進水速度大于出水速度，但是其功率也不能過大，否則做功將會使水的溫度升高而使水溫不滿足標準規(guī)范的要求。穩(wěn)壓罐是為了保證水表檢定裝置的壓力保持穩(wěn)定，因此其必須要有足夠大的體積，防止由于水量的突減使得壓力出現(xiàn)較大的波動。

(三)由于人為因素而導致的誤差

自動檢定裝置如果長期使用其中的各種零件可能會發(fā)生損耗，比如：流量計不準確、水表安裝所用的墊圈發(fā)生損壞、閥門出現(xiàn)滲漏等。這些發(fā)生損壞的零件如果檢修人員不及時發(fā)現(xiàn)，將會對檢定結果產(chǎn)生不良影響。此外，如果將影響計量特性的零件進行更換，則需要重新檢定裝置，比如標準量器的標尺等部件。

四、誤差的控制措施

(一)檢定環(huán)境滿足規(guī)范要求

規(guī)范對水表的檢定環(huán)境提出了明確的要求，因此在檢定過程中必須根據(jù)不同的檢定方法提供相應的檢定環(huán)境，只有這樣才能保證檢定結果具有準確性。其中檢定過程中環(huán)境的溫度可以利用空調進行調控，并且在檢定過程中水的溫度可能會上升，必要時可以采取向循環(huán)池中加入溫度比較低的水來調控水溫。

(二)及時更新檢定裝置的硬件以及軟件

自動檢定裝置的硬件與軟件的精密性對檢定結果具有一定的影響，因此必須不斷升級裝置的硬件以及軟件，例如將圖像識別軟件進行升級，可以提高水表讀數(shù)的準確性；檢定過程中如果壓力不穩(wěn)定，可以提高水泵的功率以及穩(wěn)壓罐的體積。

(三)進行定期的維護保養(yǎng)

裝置的各種零部件如果長期使用難免會發(fā)生損壞，因此必須定期對裝置進行維修養(yǎng)護，防止由于零部件損壞給檢定結果帶來的影響。

(四)將檢定方法進行改進

由于自動檢定裝置與傳統(tǒng)的檢定設備大不相同，因此所采用的檢定方法也需要根據(jù)裝置的結構以及特點做出相應的改進，并且自動檢定裝置存在的一些缺陷需要人為干預。

(五)提高檢定人員的技術水平

檢定人員必須要具有很高的專業(yè)素養(yǎng)，認真學習有關于檢定的規(guī)范以及政策，并且要具有精益求精的精神，善于發(fā)現(xiàn)問題并進行總結，有關部門可以定期開展培訓，提高檢定人員的技術水平。

五、結語

水表自動檢定裝置雖然高自動化，但是在檢定過程中難免也會產(chǎn)生一定的誤差，本文分析了水表在自動檢定過程中可能會由于受到檢定的環(huán)境、檢定的裝置以及人為因素的影響而產(chǎn)生誤差，并且提出了檢定環(huán)境需要滿足規(guī)范要求、及時更新檢定裝置的軟件以及硬件、進行定期的檢修保養(yǎng)、改進檢定的方法以及提高檢定人員的技術水平等措施，為提高檢定結果的準確性，檢定人員必須對自動檢定裝置加強監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施解決。