一种小流量区水表检测系统的开发

邝瑞策

（广东省台山市质量技术监督检测所，广东台山，529200）

0 引言

从现阶段我国发展的实际情况来看，我国多数地区使用机械式水表进行水量检测。而这种方式在进行数据记录的过程中，基本上是利用人工进行数据的读取工作，造成其数据的准确性极易受到人为因素影响。面对这种情况，我国在发展的过程中也积极地将计算机等技术应用于水表检测系统中，提升检测数据的准确性。在部分地区的实践中也证明新型的检测系统在实际应用的过程中检测质量较高，能够获取到更加准确、及时、精确的数据。本文将以一种小流量区水表检测系统为中心进行讨论与分析。

1 水表检测系统设计

1.1 水表检测系统设计要求

有流量需要检测系统，在设计的过程中有两个方面的需求。第一方面是对于水表检测系统的功能需求，要求是邀请制系统在实际应用的过程中，能够对用水情况进行实时的监测，以及按照实际情况进行用水情况的数据记录。而伴随着智能化技术的发展，要求水表检测系统在实际应用的过程中，能够按照外界所给信息进行相应的反应。比如对用水数据进行处理的过程中，发现异常数据，能够自主地进行报警[1]。第二部分则是对于数据，检测系统在实际应用过程中，即数据的准确性，真实性以及及时性，在极大程度上影响相关技术人员数据分析质量。故而，在进行水表检测系统设计的过程中，需要保证其系统在实际应用的过程中能够真实准确以及及时的进行数据的记录与传递。

1.2 水表检测系统检测平台设计

水表检测平台是保证水表检测质量的基础设施，从实际情况来看，在进行社交检测的过程中，其主要的组成部分分成九个部分，分别为稳压罐、压力表、水泵、进水阀、水表夹紧活塞、标准表、待测表、标准容器以及玻璃流量器。在这些设备中稳压罐能够使谁要检测工作，始终处于较为稳定的状态，而水表夹紧活塞则能够提升水表安装与拆卸的速度与效率，标准容器的使用则能够在较大程度上降低检测的误差，流量计的使用则能够辅助相关检测人员更好的进行水表流量的调节。水表检测系统检测平台设计基本结构如图1所示。

图1 水表检测平台结构示意图

1.3 传感器控制系统

传感器控制系统在实际应用的过程中，能够更好的对外界信息进行收集，辅助检测系统更高质量地进行检测工作，提升检测的质量与效率。从实际情况出发，在进行传感控制系统设计的过程中，将其分成，下位检测终端以及上位微机控制系统两个部分。下位检测终端主要是由光电传感器、检测电路以及ZigBee模块组成，光电传感器在实际应用的过程中，主要是进行数据的检测工作，在收集相应的数据后，将其转换为电信号通过检测电路传递到ZigBee模块中。后各个ZigBee模块将所收集的数据传递到ZigBee接收器中，有计算机进行数据的整理与分析工作。

图2 传感器控制系统结构示意图

2 检测原理

了解水表检测系统的检测原理，能辅助人们更高效地进行水表检测系统的开发，提升水表检测系统的应用质量与效率。

从水表检测系统的运行情况来看，在水流通过水表时，会带动其内部叶轮的旋转，而水流的速度与叶轮的转速程正相关关系。用v代表水流过程中的叶轮转速，k代表系统的比例系数，而V则代表流过水表的水流体积，则三者之间的关系可以用以下的表达式进行表达。

2.1 水表检测系统误差原因

水表检测系统在实际应用的过程中，其产生误差的因素，主要可分成，非人为因素以及人为因素两种。

2.1.1 非人为因素

虽然检测系统在实际应用的过程中，产生误差的非人为因素较多，如供水管道堵塞，供水管道气压，水表走向等。不如水表在实际应用的过程中，由于使用时间较长，其内部产生腐蚀结构情况，供水管道所产生的杂质极易产生脱落情况，而这些杂质坠入水中后，可能会对检测系统产生损伤，进而影响检测结果。或者是水管在实际应用的过程中，外部的空气进入到水管中，由于水与空气之间存在差异，造成检测数据出现问题。以及空气的渗入，也会使水管在实际应用的过程中，处于一种容易腐蚀的状态中，影响设备应用质量。

2.1.2 人为因素

由于人为因素而造成的检测误差主要有以下几个方面。第一，制造单位在进行水表制造的过程中，为了节约资金，选取质量较次的材料进行水表的制作，其应用质量较低，在实际应用的过程中，容易产生计量误差。以及劣质的材料所制造的水表，在实际应用的过程中容易产生损坏，影响检测质量。第二，检测水表选择失误。从实际角度出发，不同地方其用水存在较大的不同，而且对手表的要求也存在较大的不同，部分单位在进行水表安装的过程中没有按照其实际情况进行了选择，造成水表难以对其数据进行准确的检测。第三，水表安装不规范。虽然在安装的过程中，需要严格地按照其安装要求进行安装，才能够保证其检测数据的准确性。而部分施工单位对于水表安装要求认识程度并不高，安装的过程中没有按照其要求进行安装，造成水表在实际应用的过程中没有发挥其应有的作用，监测数据存在疑点。

2.2 水表检测系统误差排除方法

在进行检测工作前，需要安排相关的人员对检测系统进行再次的测试，保证检测系统的应用质量。

进行样本的检查，对检测的水样进行再次检查，确保水样中没有空气等成分的残留，降低空气等因素对于检测结果的影响。

进行员工的培训工作，对于检测人员进行较为严格的培训，使其了解检测的整个流程，在进行水表检测系统质量检测的过程中，能够严格地按照检测流程进行检测，提升检测的规范性以及检测结果的准确性。

2.3 水表检测系统误差计算

现阶段我国在进行水表检测系统检验的过程中，主要是通过比较法进行检验。首先要求相关人员，在进行检测前，将标准表与被检测表串联在一起，一同使其流过相同量的水。后对两个水表的检测数据进行记录[2]。将标准检测表中的数据记录为V0。将被检测表中所记录的数据记为V。则其检测中的误差可以用以下的公式进行表示。

在进行检测的过程中，由于所使用的检测水表的型号以及检测条件等多个方面均保持一致，故而，其系统的比例系数k数值一致。将其公式与第一部分公式进行整合则可以获得如下所示公式。

其中v0表示标准表中叶轮的转速而v表示被检测表中叶轮的转速。

本文所使用的检测系统在实际应用的过程中其使用叶轮带动梅花转子，进而进行数据的记录，而梅花转子在实际应用的额过程中每转一周会产生6个脉冲，所以其叶轮的转速也可以用v=f/6来表示，其中f代表脉冲频率。

由上述的分析，可知，水表检测误差也能够使用以下的公式进行表示。

从这个公式中可以看出，在进行水表误差判断的过程中，检测人员可以利用水表检测中的脉冲间隔进行检测误差的判断。在这个过程中需要注意的是，梅花转子在实际应用的过程中其在小流量区的转速较为缓慢，脉冲间隔较长，且检测数据较为稳定。而在大流量区，梅花转子转速较快，脉冲时间较短，其检测数据也呈现出一定的不稳定。

3 检测结果分析

为保证检测结果的准确性，在进行检测前，需要保证其检测设备以及参数的一致性，本文在进行加测的过程中所使用的检测设备为LXS-15E型旋转翼式冷水水表，所选择的小流量点为Q=150L/h.

3.1 检测流程

从检测实验的实际情况出发，在进行检测的过程中，主要分成4个步骤。第一，在进行检测前，相关检测人员需要将待测水表与标准容器进行连接，并对其误差值进行。第二，检测人员需要将待测水表，标准表进行并联，利用传统方式进行检测。第三，将检测表与待测表进行串联，利用传感检比较法进行测量。第四，对所检测的数据进行收集，并对数据进行比较分析工作。

3.2 检测数据分析

所检测的设备有10个，对其检测数据的平均值进行收集，并进行比较。

在利用标准容器检测法进行检测的过程中所检测出的平均数值为T=3.78min,E=-0.648%。

在利用传统标准表比较法进行检测的过程中所检测出的平均数值为T=3.71min,E=-0.72%。

在利用传感器比较法进行检测的过程中所检测出的平均数值为T=25.45s,E=-0.499%。

从检验数据的分析中可知，新型的传感器比较法，在实际应用的过程中，检测时间更加短而检测数据的准确性也更高，具有较高的推广应用价值。

4 结束语

水表检测系统在现阶段的生活中有着极其重要的作用，而伴随着时代的发展，我国技术也在不断的进行改进与完善，原有的水表检测系统在实际应用的过程中，检测数据质量较低，难以满足现阶段人们对于水表检测系统的实际需求。我国在水表检测系统发展的过程中，需要积极地将最新的技术，材料等引入到水表改进工作中，提升水表应用质量。