高精度水表的現(xiàn)場檢驗方法及其與傳統(tǒng)檢驗技術(shù)的對比分析

摘" 要：水表是重要的現(xiàn)場端工作設(shè)備，可以用于分析用戶用水情況、服務(wù)計費、數(shù)據(jù)研究等活動。高精度水表的現(xiàn)場檢驗主要關(guān)注了解其性能，包括靜態(tài)性能分析、動態(tài)檢驗、故障檢驗等方式。通過模擬實驗可以發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)檢驗技術(shù)結(jié)果相比，高精度水表現(xiàn)場檢驗效率較高，但其面臨早期投資較大、運維難度高的問題。未來，應(yīng)從信息化、針對性角度出發(fā)，進一步發(fā)揮現(xiàn)場檢驗方法優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：高精度水表 "現(xiàn)場檢驗 "傳統(tǒng)檢驗技術(shù) "故障檢驗

中圖分類號：TU821

On- Ssite Inspection Methods for High-Precision Water Meters and Comparative Analysis with Traditional Inspection Techniques

GENG Fengxian

Beijing Water Group Jingzhao Water Meter Co.， Ltd.， Beijing，100176 China

Abstract： Water meters are important on-site working equipment that can be used to analyze user water usage， service billing， and data research activities. The on-site inspection of high-precision water meters mainly focuses on understanding their performance， including static performance analysis， dynamic inspection， and fault inspection， and other methods. Through simulation experiments， it can be found that compared with traditional inspection techniques， high-precision water meters have higher on-site inspection efficiency， but they face problems such as high early investment and difficult operation and maintenance. In the future， we it should further leverage the advantages of on-site inspection methods from the perspective of informatization and targeting.

Key Wwords： High-precision water meter; On- site inspection; Traditional inspection techniques; Fault inspection

高精度水表是一種現(xiàn)代化計量工作設(shè)備，其具有傳統(tǒng)水表的一般功能，也能夠在此基礎(chǔ)上借助智能技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理程序完成更復雜的自適應(yīng)管控作業(yè)，包括數(shù)據(jù)動態(tài)分析、警報、大數(shù)據(jù)積累等。從智能化服務(wù)、現(xiàn)代化發(fā)展的角度出發(fā)，各地水務(wù)公司普遍為各終端提供高精度水表有關(guān)服務(wù)，但復雜的功能定位和設(shè)計、制造要求也意味著高精度水表出現(xiàn)故障、問題的可能更高，需要加強現(xiàn)場檢驗有關(guān)工作^[1]。在此背景下，探討其現(xiàn)場檢驗方法，并對與傳統(tǒng)檢驗技術(shù)進行對比，具有一定的現(xiàn)實意義。

1 "高精度水表的現(xiàn)場檢驗方法

1.1" 靜態(tài)性能分析

靜態(tài)性能分析一般應(yīng)用于高精度水表應(yīng)用之初和理性檢驗場景，主要評估其靜態(tài)性能是否匹配設(shè)計需要、是否滿足預期工作的基本要求，包括傳感器對信息的感知、可視化模塊的信息呈現(xiàn)質(zhì)量、通信系統(tǒng)的抗干擾能力等^[2]。靜態(tài)性能分析的通常目標包括以下幾種：[A1]"（1）分析水表的型號、規(guī)格以及外觀，對基本待檢信息進行核對；（2）完成高精度水表安裝，并通電，觀察其通電后是否另以常規(guī)啟動；（3）啟動水表，對可視化模塊信息進行檢驗、核對，做信息調(diào)試，評估水表的數(shù)字化模塊功能是否完善；（4）以小功率設(shè)備制造磁場，繼續(xù)進行水表信息調(diào)試，評估其抗干擾能力；（5）做若干次的啟停操作，并靜置30 min以上，判斷設(shè)備是否仍可保持預期功能，確定無異常后進行記錄，完成靜態(tài)性能的分析。如果檢驗過程中出現(xiàn)問題，則應(yīng)獨立進行記錄，并分析原因，進行處理^[3]。

1.2" 動態(tài)檢驗

高精度水表的現(xiàn)場檢驗以動態(tài)檢驗為核心，主要關(guān)注高精度水表是否能夠在常規(guī)進入工作狀態(tài)后完成目標對象用水信息的跟蹤，以及數(shù)據(jù)趨勢分析、大數(shù)據(jù)積累等關(guān)鍵工作，同時評估其工作結(jié)果是否穩(wěn)定、精準^[4]。動態(tài)檢驗的一般流程如圖1所示。

以用水信息記錄為例。進入現(xiàn)場階段后，啟動目標對象的供水模塊，采用增壓調(diào)試法，初始檢驗壓力可以根據(jù)目標對象特點設(shè)定，一般不超過額定最大供水作業(yè)壓力的30%。其后分別遞進增壓，組織測試：

30%作業(yè)壓力下，持續(xù)用水至少20 min，記錄總用水量，并讀取高精度水表的記錄信息，進行對比，之后組織增壓，分別達到額定最大供水壓力的40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，分別用水20 min，記錄總用水量，并讀取高精度水表的記錄信息，進行對比。原則上任意參數(shù)下，高精度水表記錄的信息與用水量信息均為完全吻合，如果供水系統(tǒng)時間過長，可能出現(xiàn)少許的誤差，但最大誤差不應(yīng)超過標準信息的0.1%，反之則要求進行二次測試，二次測試結(jié)果仍有異常，需要考慮更換高精度水表^[5]。

1.3" 故障檢驗

故障檢驗是指在高精度水表出現(xiàn)異常后，針對其故障進行專項檢驗。例如：使用時間較長的高精度水表或應(yīng)用調(diào)試階段的高精度水表，均有可能因種種因素影響而出現(xiàn)性能波動，包括操作、安裝不當，使用年限過長出現(xiàn)老化；或者部分水表雖仍處于壽命周期內(nèi)，但可能因外力因素、不可預期因素而出現(xiàn)局部損傷，波及其作業(yè)能力。當故障出現(xiàn)后，主要根據(jù)故障表現(xiàn)初步判斷其問題所在，再做針對性檢驗；也有部分高精度水表采用全信息化作業(yè)模式，對其則可以借助智能技術(shù)快速進行故障檢驗^[6]。

以用水量信息評估為例。某水表不能精準進行用水量記錄，因故障表現(xiàn)缺乏特異性，不能快速完整診斷和定位，這時，可以借助智能技術(shù)進行分析。具體做法如下：分別在供水系統(tǒng)各處放置傳感器，記錄各處工作信息，包括水管內(nèi)部、閥門區(qū)域等；高精度水表啟動后，由傳感器獨立對各區(qū)域信息進行采集；結(jié)合程序默認信息進行對照，判斷其是否符合預期程序要求，就此進行現(xiàn)場端的故障定位和檢驗^[7]。

根據(jù)圖2所示信息，分別在用水終端的傳感器，分別對各自所處區(qū)域的信息進行采集，所有信息分別進行單獨傳輸，并由高精度水表進行現(xiàn)場智能分析。例如：在固定供水不變的情況下，當前水管內(nèi)的水流速度為X m³/s，按此速率，對應(yīng)測試時間內(nèi)應(yīng)向用戶供水10 m³，用戶實際獲取水量9.3 m³，高精度水表記錄的信息同為9.3 m³，其他部分傳感器信息無異常，同時管道外傳感器提示供水區(qū)域內(nèi)的空氣濕度過高。據(jù)此，可以大致確定供水線路出現(xiàn)漏水問題，降低管道供水壓力、能力，并導致供水區(qū)域內(nèi)的空氣濕度上升。可以暫時中斷供水，對漏水點進行處理后再恢復作業(yè)。故障檢驗結(jié)果可能與高精度水表有關(guān)，也可能無關(guān)，主要根據(jù)高精度水表提供的信息進行判斷，并利用現(xiàn)代化的高精度水表提供更多客觀信息，服務(wù)故障分析、定位和后續(xù)處理^[8]。

2" "高精度水表現(xiàn)場檢驗結(jié)果與傳統(tǒng)檢驗技術(shù)的對比

2.1" 檢驗對象

以某企業(yè)內(nèi)部的高精度水表為對象，組織模擬檢驗，分為兩個小組，即現(xiàn)場檢驗組、傳統(tǒng)檢驗組。因高精度水表投入使用已經(jīng)超過9個月，不再組織靜態(tài)檢驗，以動態(tài)檢驗和智能檢驗為主要方式。傳統(tǒng)檢驗組以常規(guī)檢驗技術(shù)為中心，單獨進行動態(tài)檢驗。該企業(yè)高精度水表并無異常，基于技術(shù)對比目的，手動進行性能調(diào)整，并形成工作模型代入計算機，利用現(xiàn)場端的檢驗分析是否能夠快速發(fā)現(xiàn)故障、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、評估工作時間，同時利用計算機模型分析故障處理后是否能夠徹底根除問題，評估經(jīng)濟效益。

2.2" 檢驗方法與流程

2.2.1" 現(xiàn)場端環(huán)節(jié)

實驗分為兩個環(huán)節(jié)。一是現(xiàn)場端環(huán)節(jié)，[A3]"由技術(shù)人員根據(jù)預期工作要求，對高精度水表的性能進行微調(diào)，并對供水系統(tǒng)作業(yè)構(gòu)件進行性能調(diào)整，分別通過現(xiàn)場檢驗技術(shù)、傳統(tǒng)檢驗技術(shù)進行分析，記錄各自處理故障的耗時，并在完成處理后重新啟動供水設(shè)備，判斷是否完成故障排除。

2.2.2" 虛擬環(huán)節(jié)

二是虛擬環(huán)節(jié)，[A4]"如果現(xiàn)場處理已經(jīng)完成故障應(yīng)對，不進入虛擬測試環(huán)節(jié)，反之則代入現(xiàn)場參數(shù)，分析故障處理不到位的情況下，工作系統(tǒng)可能出現(xiàn)的其他損失變化，主要為數(shù)據(jù)錯誤導致的經(jīng)濟損失，采用加速模擬的方式，以1：10 000的速率進行模擬（1 min分鐘[A5]"約等于系統(tǒng)作業(yè)7 天[A6]"d），模擬1 min分鐘[A7]"后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。模擬完成后，二次進入現(xiàn)場檢驗環(huán)節(jié)，并根據(jù)其檢驗、故障處理結(jié)果，重復進行模擬環(huán)節(jié)，直到問題得到處理。

2.3" 結(jié)果對比與分析

不同技術(shù)下的高精度水表現(xiàn)場檢驗結(jié)果存在一定差異，結(jié)果如表1所示。

對實驗結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場檢驗初檢耗時、復檢耗時均較低，但在初次檢驗完成后，高精度水表以及供水系統(tǒng)中的問題均未能第一時間得到處理，模擬發(fā)現(xiàn)1周后系統(tǒng)終端（即高精度水表）提供的信息不準確，導致供水單位出現(xiàn)一定經(jīng)濟損失，但借助現(xiàn)場檢驗技術(shù)，其損失水平較低。二次復檢過后，高精度水平與供水系統(tǒng)內(nèi)的故障均能得到排除，不再進行虛擬檢驗。從時間上看，現(xiàn)場檢驗用時33.9 min，仍低于傳統(tǒng)檢驗?zāi)Ｊ健?/p>

這表明，高精度水表以及供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，現(xiàn)場檢驗、傳統(tǒng)檢驗均很難第一時間完成所有問題處理，但現(xiàn)場檢驗在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，可以利用更少時間完成檢驗工作。未來可以從技術(shù)覆蓋性和延伸化角度尋求突破，改善現(xiàn)場工作質(zhì)量。

3 "高精度水表現(xiàn)場檢驗技術(shù)發(fā)展趨勢

結(jié)合高精度水表現(xiàn)場檢驗技術(shù)應(yīng)用情況及其一般特點，可知其未來發(fā)現(xiàn)可能更多趨向信息化、針對化。信息化主要是指利用更多信息技術(shù)服務(wù)高精度水表現(xiàn)場檢驗，包括可視化技術(shù)、數(shù)字信號轉(zhuǎn)化等。例如：通過自帶光源的內(nèi)置設(shè)備進行水表工作區(qū)域、供水區(qū)域信息的可視化檢驗；利用模擬技術(shù)評估高精度水表的性能；等等。針對化則關(guān)注分析高精度水表的一般問題、共性檢驗需要，結(jié)合其特點和分析結(jié)果，確定比較完善的作業(yè)規(guī)范和流程，在實際工作中系統(tǒng)推行，以快速發(fā)現(xiàn)、預處理可能存在的異常、故障，使高精度水表的現(xiàn)場檢驗發(fā)揮更多作用，減少檢修的滯后性。

4" 結(jié)語

綜上所述，高精度水表的現(xiàn)場檢驗方法包括靜態(tài)分析、動態(tài)分析、故障檢驗等，主要關(guān)注結(jié)合工作目標組織分析。通過模擬實驗，將上述技術(shù)與傳統(tǒng)檢驗技術(shù)進行對比，可以發(fā)現(xiàn)高精度水表的現(xiàn)場檢驗結(jié)果更理想、效率較高，但對技術(shù)設(shè)備和工作邏輯的要求也更高，早期建設(shè)成本偏大，運維要求較特殊，具有長線運用方面的優(yōu)勢。從趨勢上看，高精度水表的現(xiàn)場檢驗可能更多關(guān)注信息化、針對性，以提升檢驗結(jié)果的精準性，服務(wù)水務(wù)有關(guān)工作。

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