水表选型和维护.docx

1、水表选型和维护水表选型和维护浙江省质量技术监督检测研究院 詹志杰第一节 水表的型式和分类一、分类流量计的分类原则有许多，主要按测量原理、测量方法和结构形式、测量目的、测量介质、测量管径、指示值显示方式等进行分类。水表的分类也基本上按这些原则。1、按测量原理按测量原理是一种主要的分类方法。一般可分为速度式水表和容积式水表。（1）速度式水表：安装在封闭管道中，由一个运动元件组成，并由水流运动速度直接使其获得动力速度的水表。典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。旋翼式水表中又有单流束水表和多流束水表。（2）容积式水表：安装在管道中，由一些被逐次充满和排放流体的已知容积的容室和凭借流体驱动的机构组

2、成的水表，或简称定量排放式水表。容积式水表一般采用活塞式结构。2、按计量等级计量等级反映了水表的工作流量范围，尤其是小流量下的计量性能。按照从低到高的次序，一般分为A级表、B级表、C级表、D级表，其计量性能分别达到国家标准中规定的计量等级A、B、C、D等级的相应要求。常见的小口径水表：计量等级A、B级的流量比分别为50：1和100：1；大口径螺翼式水表：计量等级A、B级的流量比分别为25：1和67：1。说明：一些欧洲国家的大口径水表（如涡轮式水表或复式水表等）的工作流量范围特别宽（可以到200：1以上），也标注分段误差限和标注“B、C”等级符号，但这类表的计量等级符号的具体含义、特性流量值与国

3、际标准ISO 4064中的规定不同。3、按公称口径按公称口径通常分为小口径水表和大口径水表。公称口径40mm及以下的水表通常称为小口径水表，公称口径50mm及以上的水表称为大口径水表。这二种水表有时又称为民用水表和工业用水表，同时这种分法也可以从水表的表壳连接形式区别开来，公称口径40mm及以下的水表用螺纹连接，50mm及以上的水表用法兰连接。4、按用途按用途通常分为民用水表和工业用水表。民用水表只是指用于住宅用水结算的水表，其它用途的都可归入工业用水表。工业用水表一般为大口径水表。5、按安装方向按安装方向通常分为水平安装水表和立式安装水表（又称立式表），是指安装时其流向平行或垂直于水平线的水

4、表，在水表的度盘上用“H”代表水平安装、用“V”代表垂直安装。说明：当水表名称不指明时，一般均为水平安装水表。容积式水表没有安装水平与否的要求。欧洲一些采用了动平衡处理的大口径水表也可以以水平、垂直或倾斜的方式进行安装，但不同的安装取得的计量性能有差异，如水平安装时可以达到C级，而垂直或倾斜安装时要降级。6、按介质的温度按介质温度可分为冷水水表和热水水表，水温30是其分界线。（1）冷水水表：介质下限温度为0、上限温度为30的水表。（2）热水水表：介质下限温度为30、上限为90或130或180的水表。说明：当不指明时，一般水表均指冷水水表。7、按介质的压力我国普通水表的公称压力（或最大允许工作压

5、力）一般均为1MPa。高压水表是指最大使用压力超过1MPa的各类水表，主要用于流经管道的油田地下注水及其它工业用水的测量。说明：当不指明时，水表的公称压力均为1MPa。欧洲一些国家的水表公称压力为16bar（1.6MPa）。8、按计数器是否浸入水中按水表的计数器是否浸入水中分为湿式水表和干式水表及液封水表，典型的性能区别在于水表的表玻璃是否承受水压、水表机械传感器与计数器的传动是直接齿轮联动还是磁钢传动。（1）湿式水表：计数器浸入水中的水表，其表玻璃承受水压，传感器与计数器的传动为齿轮联动，使用一段时间后水质的好坏会影响水表读数的清晰程度。（2）干式水表：计数器不浸入水中的水表，结构上传感器与

6、计数器的室腔相隔离，水表表玻璃不受水压，传感器与计数器的的传动一般用磁钢传动。（3）液封水表：用于抄表的计数字轮或整个计数器全部用液体密封的水表，密封隔离的计数器内的清晰度不受外部水质的影响，其余结构性能与湿式水表相同。说明：行业中有时用小液封和大液封来区别计数器是字轮部分液封还是整个计数器液封。9、按计数器的指示形式按计数器的指示形式可分为指针式、字轮式（或称数码式或E型表）和指针字轮组合式。在国家标准GB/T 7781996中又将指示形式分为模拟式装置、数字式装置、模拟式和数字式的组合装置。说明：行业中常把指针式表又称为C型表，把字轮式和指针字轮组合式称为E型表或数码式。10、按驱动叶轮的

7、水流束数旋翼式水表按驱动叶轮的水流束数，分为多流束水表和单流束水表（简称单流表）。11、远传水表分类远传水表通常是以普通水表作为基表、加装了远传输出装置的水表，远传输出装置可以安置在水表本体内或指示装置内，也可以配置在外部。目前远传水表的信号有二类，一类是包括代表实时流量的开关量信号、脉冲信号、数字信号等，传感器一般用干簧管或霍尔元件，另一类代表累积流量的数字信号和经编码的其它电信号等。远传输出的方式包括有线和无线。12、预付费类水表预付费类水表是以普通水表作为基表、加装了控制器和电控阀所组成的一种具有预置功能的水表。典型的有IC卡冷水水表、TM卡水表等，定量水表采用的也是一种预置控制的技术。

8、（1）IC卡水表：以IC卡为媒体的预付费水表。按IC卡与外界数据传送的形式等来分，有接触型IC卡和非接触型（又称射频感应型）IC卡两种。接触型IC卡的触点可与外界接触；非接触型IC卡带有射频收发电路及其相关电路，不向外引出触点。（2）TM卡水表：也是一种非接触式的智能预付费水表，TM卡是一种具有IC卡功能的碰触式存储卡。（3）代码数据交换式水表：用一组变形的数据码来传输交换预付的水购置量数据，采用这种数据控制技术的智能预付费水表。（4）定量水表：采用电气控制或数控方式，在一定范围内设置和控制用水量的水表。这是在IC卡类预付费表研制成功前的同类型表，用于工业生产过程（如化工生产、建筑工程混凝土搅

9、拌等）和投币取水的场合。13、检查用的标准水表检查用的标准水表一般用制造精良的容积式水表或流量计，在一定的流量范围内准确度可达到0.5%，可以在现场对在用水表进行检定，并且可以检查管漏情况。此类标准水表又称水表在线检定仪。第二节 国内常用水表（一）旋翼式水表1、结构旋翼式水表是速度式水表的一种，多流束旋翼式水表是世界上用得最多的水表品种。旋翼多流束式水表由表壳、中罩、表玻璃、密封垫圈、计量机构、计数机构和滤水网等组成。水流冲击叶轮后，叶轮开始转动，所转圈数通过计数机构累计，记录显示通过水表的水量。这种水表的公称口径一般为15mm150mm。见图2-1和2-2。图2-1 旋翼多流束水表的结构示意

10、图1-接管；2-连接螺母；3-接管密封垫圈；4-铅封；5-铜丝；6-销子；7-O形密封垫圈； 8-叶轮计量机构；9-罩子；10-盖子；11-罩子衬垫；12-表壳；13-碗状滤丝网图2-2 旋翼多流束水表的结构展开图1-表盖；2-轴销；3-铜罩；4-罩子衬垫；5-表玻璃；6-O形密封圈；7-计数器；8-防磁环；9-中心齿轮；10-齿轮盒；11-垫圈；12-磁钢座；13-叶轮；14-叶轮盒；15-表壳；16-调节螺钉；17-调节螺钉垫片；18-调节塞；19-滤水网；20-接管垫片；21-接管；22-连接螺母2、性能特点旋翼式水表的误差特性用水表的示值误差E与流量之间的关系来表示。旋翼式水表的误差特

11、性曲线见图2-3。其特征为：在小流量时，误差急剧偏负；随着流量增至分界流量附近，误差曲线快速向正向移动，并达到一个峰值；当流量继续增大时，误差曲线又向负方向偏移。图2-3 旋翼式水表误差特性图旋翼式水表的计量等级一般只达到A级或B级。旋翼式水表的压力损失在其过载流量下应不超过0.1MPa。不装过滤器的旋翼式水表的实际压力损失在(0.0400.085)MPa范围内。水表的使用寿命与产品所采用的结构、材料密切相关，也受到使用场合的安装、水质好坏的影响。实验室对使用寿命的试验情况不完全代表实际使用的场合。一般说来，水表的外壳不易损坏，可长久使用，容易损坏或磨损的是内部机芯。水表的活动部件（叶轮、叶轮

12、盒组件等）一般用工程塑料ABS材料制造，比较耐磨。水表连续通水试验后比较容易损伤的是翼轮轴尖、翼轮轴齿轮和传动齿轮中的第一个齿轮。在实验室中的试验说明，旋翼式水表在使用了相当于10年以上的用水量后，计量性能并无大的失准（可在4%）内，整个误差特性曲线向下偏移，即在小流量、大流量下水表走字全部变慢。但对实际用表的情况统计表明，民用小口径水表多年使用后的情况并没有那么理想，寿命也没有那么长，多数情况是多年使用后的水表在小流量下走慢，而在大流量下却变快。据分析，主要原因是水中杂质堵塞滤网后形成的单边冲击叶轮等效果形成。说明：干式水表的使用寿命还受到制造企业所用的磁性材料和工艺的影响。3、对介质与安装

13、的要求旋翼多流束水表对水质要求和流场要求相对不高，但使用时间久了可能对湿式水表的度盘读数会产生一些影响（干式水表和液封式水表不存在这个问题）。旋翼单流束水表对水质要求和流场要求相对较高。旋翼式水表对水表的流向、安装方位、读数度盘的朝向、表前表后的直管段均有要求，单流水表要求更严。（二）螺翼式水表螺翼式水表又称伏特曼（Woltmann）水表，也是速度式水表的一种，适合在大口径管路中使用，其特点是流通能力大、压力损失小。螺翼式水表分为水平螺翼式水表和垂直螺翼式水表两大类。国内所使用的大部分工业用表都是水平螺翼式水表。1、结构以水平螺翼式水表和可拆式水平螺翼式水表为例。水平螺翼式水表，又称涡轮式水表

14、是指该种水表的螺翼轴线与自来水管道轴线成平行（或重合），其叶轮采用螺翼形状。水平螺翼式水表的结构示意见图2-4，可拆式螺翼式水表的展开图见图2-5。图2-4 水平螺翼式水表的结构示意图1-表壳；2-调整器；3-铜丝；4-铅封；5-密封垫圈；6-衬圈；7-指示机构；8-表玻璃；9-罩子组件；10-表罩；11-翼轮组件；12-支架组件；13-整流器组件；14-开槽圆柱头螺钉图2-5 可拆卸水平螺翼式水表结构展开图1-表盖；2-罩；3-垫圈；4-透镜；5-垫片；6-计数器；7-螺钉；8-垫片；9、10-O形圈；11-上轴承装置；12-斜齿轮装置；13-螺丝；14-螺帽；15-后轴；16、17-螺丝；

15、18-主外壳；19-固定销；20-O形圈；21-封印螺丝；22-调节装置盖；23-螺丝；24-衬垫；25-用于调节装置盖的螺丝；26-法兰盖；27-轴衬；28-磁驱动装置；29-保护套；30-承受框；31-支座；32-螺旋浆；33-螺帽；34-垫片；35-用于调节装置的垫片；36-调节轴；37-调节转柄；38-整流器；39-安装环；40-调节板；41-轴承座；42-下轴承装置；43-螺帽水平螺翼式水表主要由表壳、整流器、误差调节装置、螺翼、支架、蜗轮蜗杆、计数机构、表玻璃、密封垫圈及中罩等零部件组成。大口径水表还有复式水表、插入式水表等。复式水表，又称组合式水表，也叫母子式水表，是由口径不同的

16、水平螺翼式水表和旋翼式水表组合而成的，其中的大口径水表（也可能再加一只单向阀）与管道口径相同并连接，小口径水表成为其旁路管线。复式水表的最大特点是量程比相当大（1000），适合于流量变化较大的场合，但因为加装了单向阀增大了压力损失。另外体积大、重量重也是复式水表的缺点。插入式流量计是用较小的叶轮计量机构，插入直径比它大得多的管道壳体内，使其成为具有计量大流量能力的流量计。插入式水表也是采用这样的原理进行工作的。插入式水表有插入式旋翼水表和插入式水平螺翼水表，口径一般在80mm以上。插入式水表通过测定表壳中心点流速，来计量整个大口径管道的流量，其特点是体积小、重量轻、流通能力大，制造维修成本低，

17、抗水中杂质能力比普通表要强，但小流量计量能力较弱，计量等级一般只达到A级。可拆卸式水平螺翼式水表，因其计量流量范围宽、零部件通用性强、安装维修可在不停水不拆表的情况下进行等特点，也成为其中的一个系列产品。插入式可拆卸水平螺翼式水表实际上是可拆卸水平螺翼式水表的改进产品，是可拆卸式与插入式两者结合的水表。2、性能水平螺翼式水表的误差特性特征为：在流量小时，误差急剧偏负；随着流量增至分界流量附近，误差曲线快速趋于平稳。大流量下的计量性能与直管段条件密切相关。水平螺翼式水表的计量等级一般为A级或B级。一些进口或引进生产的垂直螺翼式水表、WPD型水平螺翼式水表、复式水表的流量范围相当宽，特性流量点的规

18、定也不同。水平螺翼式水表的压力损失在其过载流量下应不超过0.03MPa。压力损失小是水平螺翼式水表的一大优点，但使用时要考虑附加安装过滤网所带来的其它压力损失。按国际建议R49-1：2000（E）的规定，水表在其计量的最小流量至过载流量范围内的压力损失应不大于0.1MPa。一般情况下，最大压力损失总是在水表的最大流量下测得，但对于复式水表可能有例外。由于一些型号的水表的流量范围较大，有必要了解整个流量范围的水表的压力损失情况，为此，可以参看水表的流量-压力损失曲线图。图2-6为某一型号水表的几种规格的压力损失图。图2-6 压力损失图与相同公称口径的旋翼式水表相比，水平螺翼式水表的流通计量能力大

19、20%以上，压力损失小、结构简单、故障少、价格低，但灵敏度不高，始动流量较大，安装和直管段条件要求较严格。螺翼式水表一般适合公称口径50mm以上的、用水量较大的管道水计量。水平螺翼式水表也非常适用于农用灌溉用水和其它水利方面的计量。（三）容积式水表1、结构容积式水表又称活塞式水表，是一种定排量式的水表。容积式水表最主要的产品为旋转活塞式水表。圆盘式水表在国内没有使用，国外也只有美国等少数国家使用。旋转活塞式水表一般为小口径规格，特点是计量等级高（可达C级和D级）、小流量计量能力强、灵敏度高。图2-7为一种旋转活塞式水表的结构展开图。 图2-7 活塞容积式水表结构展开图1-防尘套；2-连接螺母；

20、3-接管；4-接管密封垫圈；5-夹紧机构；6-传动机构；7-轴；8-滤水网；9-上表壳；10-铜销；11-表盖；12-计数机构；13-盖板组件；14-活塞；15-计量机构；16-下表壳2、性能容积式水表的误差特性曲线见图2-7。整条误差曲线呈抛物线状：在流量小时，误差急剧偏负，随着流量的增加，误差曲线逐渐向正向移动，并相对平稳；当流量很大时，误差曲线又向负方向偏移。 图2-21 容积式水表误差特性图容积式水表的计量等级较高，一般可达到C级或D级，其对应的流量比分别为200：1和267：1。容积式水表的压力损失在其过载流量下不超过0.1MPa。3、对材料、介质、安装的要求容积式水表对水质要求较高

21、，磨损比旋翼式水表大，因此要求容积式水表所用的工程塑料卫生和强度方面要更可靠。国内容积式水表的机芯材料一般采用PS聚苯乙烯等材料。容积式水表如果遇到流过的水有杂质，会卡住活塞或圆盘，供水随之停止。水质的好坏同时直接影响容积式水表的使用寿命。随着使用时间，由于磨损后的间隙增大，泄漏量增大，容积式水表的计量性能朝偏慢的方向变化。除流向外，容积式水表对表的安装方位、读数度盘的朝向、表前表后的直管段均无要求。（四）远传水表远传水表目前叫法很多，有脉冲水表、电子水表、发讯水表、发信水表、开关式远传水表、刻度识别式发讯水表、直读式远传水表等等，目前没有一个统一明确的名称。无论何种叫法，大致分两种：（1）瞬

22、时型：一种能发生代表实时流量的开关量信号、脉冲信号、数字信号等的水表，其特点是以用水体积量间隔发讯，比如，如果传感器安装在0.01m3的指针位置上，则用水量达到100升(0.01m3的指针走一圈)就会发出1个信号；（2）直读型：一种能发生代表水表已有水量的数字信号或经编码的其它电信号的水表，其特点是按抄读时间间隔（自动或人为设置）发生信号。瞬时型远传水表是在普通机械水表的计数机构上加装了干簧管、霍尔元件或光电等元件，并引出相应的信号线，与采集器或抄表器连成一个电路系统。远传水表本身不带电源，与采集器系统连成回路而输出信号工作，也有通过电话线等线路实现数据输送。这种型式的远传水表已有较长的历史，

23、近年来产品在实际应用中不断地改进，加强了可靠性、抗干扰性，同时也用系统管理软件来辅助监测。直读型远传水表是近年来开发出的产品，一般采用位置传感器来识别水表的读数字轮的每一个读数，一般只设计到1 m3以上的抄读数，字轮上的1、2、3、9、0十个数分别对应不同的电参数值（如电阻）。直读型表同样也有信号线引出与抄表系统连成一回路，但平时不工作也不用电，只有到要求抄读的瞬间或一段时间，抄表系统发出抄读指令、接通回路，才把当前的各字轮示值数传送给管理系统。直读型远传水表的传感触点较多，个位m3字轮运转频繁，其可靠性工艺要求较高才能保证水表的使用寿命。（五）IC卡水表IC卡水表是一种利用微电子技术、现代传

24、感技术、智能IC卡技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的水表，结构示意见图2-8。图2-8 IC卡式水表结构示意图1-表盖；2-表罩；3-阀上垫圈；4-阀体部分；5-阀下垫圈；6-表壳；7-连接螺母；8-密封圈；9-接管；10-滤水网；11-叶轮计量机构；12-密封圈；13垫圈；14-铜罩；15-发讯部件；16-不锈钢圈；17-封口圈；18-卡座；19-透明片IC卡(Integrated Circuitcard)是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，其外形与覆盖磁条的磁卡相似。IC卡水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以按照约定对用水量自动进行控制，进行用水

25、数据存储。由于其数据传递和交易结算通过IC卡进行，因而可以实现由传统的抄表员上门操表收费到用户自己去营业所交费的转变。IC卡交易系统还具有交易方便、计算准确、可利用银行网络进行结算的优点。IC卡水表由基表（发讯远传水表）、电源（一般为电池）、IC卡读写器、通讯接口、LCD显示、微机控制模块、阀门控制机构组成；有些型号还有音响报警装置。以下对预付费水表的各部分组件做简单介绍。1、基表可采用容积式或旋翼式水表，湿式表、干式表均可。传感器安装于度盘上或计数齿轮组中，与远传水表类似，也有直接在某一位齿轮上采用凸轮微动开关来触发的。2、IC卡及读写器分插卡式和感应式。a) 插卡式，同磁卡一样，一插即可、

26、简单，但卡的接触面易磨损，卡座的对外易受潮湿环境和人为的干扰；b) 感应式，又称射频卡，俗称非接触式IC卡。其优点是读写卡不用接触读卡器，方便快捷，使用寿命长。3、电池有内置锂电池，普通碱性干电池组等。a) 锂电池能量高，自漏电很小，体积小，便于安装。目前的IC卡式水表多采用一次性锂电池供电。b) 碱性干电池在水表工作的环境中易自漏电，一般将电池盒尽可能外置，让用户可以自己更换。4、阀门目前使用较为广泛的卡式水表阀门，按开关阀原理可分为一次阀、二次阀，按驱动方式来分有电动阀、电磁阀等等。IC 卡水表的外观与一般水表的外观基本相似，其安装尺寸和安装过程也基本相同。IC卡水表的使用很简单，向读卡器

27、里插一下或靠近感应一下就可完成输入或其它操作。第三节 水表的选用对水表的选型，一要从技术角度了解各种水表的技术特点和不足，二要从经济方面了解产品价格及性能价格比的情况，三要结合国家对水表管理政策和当地供水部门对抄表收费方法的规定进行综合考虑。 1、技术性能（1）选择水表规格选择规格时，应先估算通常情况下所使用流量的大小和流量范围，然后选择常用流量最接近该值的那种规格的水表作为首选。因为水表在常用流量下工作性能的稳定性和耐用性是最佳的，比较符合设计要求。如果水管考虑为未来的通水能力留有余量，则选择水表时可以在口径规格上低一档。如口径为200mm的管道因目前流量不足，可选用安装口径150mm的水表

28、，等将来流量增大为200mm管道的正常流量时，再换同口径水表。大型耗水工业用户选用水表时可以选择一台较大口径水表，也可用数台相对较小口径水表并联的方法，这样还能在不影响用户正常供水的情况下对个别发生故障的水表进行维修或换表。（2）选择水表指示型式一般以字轮式为好，读数清晰、抄读方便。但也有人认为在不能近距离抄表的场合，还是安装指针式型式反而好，因为这种型式可以根据指针指向的几何角度判断读数，而不需要看清标度圆主分格上的数值。近年来，液封式型式的计数器由于克服了一般计数器日久被水中污锈物妨碍读数的缺点而受欢迎。远传水表和预付费类水表的读数是由电子装置显示或用集抄器进行数据采集和传输的，但其基表读

29、数仍是要保留的，以便在抄读的电子装置出问题时进行对照。（3）考虑安装维修的方便性对大口径水表来说，尤其要考虑这一点。因此那种能不停水安装和更换表或进行维修的水表（如可拆卸式水表）可以符合这些场合的要求。水表的安装长度和连接方式也是要考虑的一个因素，虽然水表国家标准GB/T778.1-1996中表1和表2已规定了这方面的要求，执行该标准制造的水表在安装长度和连接方式方面是相同的。但近年来一些新式水表（包括预付费类的智能水表）有一些并不按国家标准而是按企业标准制造，这方面可能有所出入。（4）考虑水质适应性由于各种原因，许多场合流经水表并到用水终端的水质并没有水厂时那样清洁理想，有时会夹有一些杂质（

30、如锈块、不沙石、麻丝等）。在这种情况下，除了在水表的管道设计时考虑安装一些过滤器和其它措施外，选择能适应这样水质的水表或流量计是需要考虑的。相对来说，速度式水表、电磁流量计和插入式流量计影响要小一点，而容积式水表则对水质的要求是比较高的。各类水表的性能优缺点比较见表3-1、3-2、3-3、3-4、3-5。 表3-1 旋翼式水表和容积式水表比较型式优 点缺 点旋翼式1、 结构简单2、 制造维修方便，成本低3、 经久耐用，对水质要求低4、 容易调整误差1、 计量等级低于容积式2、 单流水表，遇水中杂质堵塞滤水网后，走字变快容积式1、 计量等级高于旋翼式，一般可达到C级2、 在一定流量内准确度可达0

31、.5%，可作为在线检定标准表用1、 结构复杂，制造、维修困难，成本高2、 对水质要求高，遇水中杂质会卡住活塞或圆盘影响正常供水3、 无误差调整装置，误差调整困难表3-2 湿式水表和干式水表比较型式优 点缺 点湿式1、 结构较简单，制造、维修方便，成本相对低2、 产品成熟，计量性能可靠3、 同计量等级下，始动流量、最小流量稍优于干式1、 如水质差或使用长久后，度盘易发黄、变黑，影响抄读2、 如表玻璃碎裂，水会溢出3、 表内外温差大时，玻璃上易产生雾气，影响抄读干式1、 读数清晰，不受水质和表内外温差的影响2、 如玻璃破碎，水也不会溢出，安全性好1、 结构稍复杂，成本相对高2、 始动流量、最小流量略逊于湿式3、 磁钢技术、装配工艺要求相对高，搞不好会引起脱磁，表不走动表3-3 多流（束）水表和单流（束）水表比较型式优 点缺 点单流1、 结构简单、体积小、重量轻2、 制造成本相对低1、 滤水网稍遇杂质堵塞，表走动就偏快2、 顶尖易单边磨损，水表