双计时法在水表校验装置中的应用探讨

　　0　引言

　　标准器与被检流量计同步计量是检定流量计应遵循的基本原则,而换向器[1]则是流量试验装置中实施该基本原则的关键部件。关于换向器的检定,JJG 164-2000[2]有严格的规定。传统流量装置检测流量计通常都是由换向器发出信号,被检流量计同步响应计量。但水表、油表(容积式流量表)这一类机械式流量表,无法响应换向器发出的信号。对小口径(小流量)流量表尚能用静态启停法(在流量计开始检定前和一次检定结束后液体均不流过被检表,只有当在流量计检定时液体才流过系统)进行检测,例如小口径水表校验装置。但对大口径流量表由于“水锤”等原因,采用静态启停法是有难度的。

　　目前,无论是水表校验装置,还是水流量装置,对大口径水表的检定普遍采用动态启停法(即水表开始检定前、检定过程中和一次检定结束后,液体一直流过水表,工作量器的示值采用静态读数)。目前的检定方法是当水表检定指针转到某一示值时,在动态人工读数的同时,启动换向器换向。当水表累积流量到达预定示值时,再次动态人工读数并发出换向信号。比较水表累积流量与工作量器示值,得到水表的示值误差。显然,这种检定方法在水表开始累计与工作量器开始进水之间明显存在一个时间差。在目前条件下,要实现真正意义上的同步计量,技术上尚有困难,但对其不同步或者说对其换向系统误差进行修正是必须的,也是能够实现的。

　　1　检定原理

　　1.1　水表检定原理

　　图1代表大口径机械式水表示值误差检定流程。横坐标t表示时间,纵坐标Q表示瞬时流量。坐标轴上部阴影面积代表工作量器的累积体积,下部阴影面积为实际流过被检表的累积体积。

　　设试验流量为Q,当被检水表检定指针转到某一体积值时,动态人工读数并触发电磁阀电源导通,电磁阀从导通电源到阀芯换向结束、气缸“蓄能”,耗去时间Δt1,随后换向器开始换向,经Δt2时间换向结束。在Δt2时间内,进入工作量器的流量由0上升至Q,此后,进入工作量器的水流呈稳流Q状态。经t3时间,被检水表检定指针转到预定值时再次人工读数的同时触发电磁阀电源导通,电磁阀从接通电源到阀芯换向、“蓄能”耗去时间Δt4。紧接换向器开始换向,经Δt5时间换向结束。在Δt5时间内,进入工作量器的流量由Q降至0。上述为大口径水表目前普遍所采用的检定方法。由图1可知,流过被检水表的累积体积Vm为:

　　而工作量器累积体积Vs为:

　　通常认为流过被检水表的实际流量即为水表的示值,由示值误差定义: