摘 要:水表是我國作為水量計量的重要計量器具，本文介紹了外調式水表的工作原理，對外調式水表的調節和檢測方法進行了探討，重點介紹了采用電磁流量計，用雙時間法檢測外調式水表，為提升我國外調式水表的檢測水平提供些幫助。

1 引言
          水資源是非常寶貴的不可替代的一種資源，水表是測量水流量的儀表，是直接用于貿易結算的強檢計量器具，它的使用可以促進家庭、企業節約用水。無論是生產企業還是計量部門，水表的測量誤差檢測都是水表檢測中最重要的一個項目。目前市場上存在著各種類型的水表，外調式水表即是可以在水表外面調節的水表，國內常用的水表一般都是內調節，外調式水表大部分外銷，部分在國內也有使用。

2 外調式水表的工作原理
          外調式水表是在水表的進水端設置了一個旁路調節孔，通過旋進調節螺絲的深度來控制旁路孔的大小，調節旁路流量，從而調節水表誤差。由于旋翼式水表計量主要是通過水表的水流沖擊葉輪，葉輪轉動帶動上部的字輪計數，從而顯示流過的水量，而旁路的水流不會沖擊葉輪，因此可以調節字輪計數和實際流量之間的比例，現
調節水表誤差的目的。

          外調式水表主要通過調節旁路調節孔內的調節螺絲的深度，當旋進調節螺絲時，由于調節螺絲遮擋部分旁路孔，旁路流量減小，在總流量不變的情況下，通過葉輪的流量變大，葉輪的轉速變大，水表的顯示流量變大，水表顯示變快，相反水表顯示變慢。

          在水表檢定過程中，利用相同類型的水表作為標準表，用專用工具調節螺絲，用頻閃儀、紅外線傳感器或激光傳感器實時采樣字輪的顯示值并與標準表的輸出相比較，實時調節水表的誤差值。這種外部調節方式有利于在水表最終檢定過程中對水表計量性能進行靈活調節。特別是當零部件的一致性做的不是特別好時，利用這種調節方式可以有效補償零部件加工的偏差，提高整表的合格率。缺點是由于調節螺絲是個活動部件，即使有螺釘固定，也不如固定部件穩定。

3 外調式水表的調節和檢測方法
          目前比較常用的方法是在水表生產裝配完成后先不調節在水表生產測試臺上在 Q 3 流量點進行一次誤差測試，根據測試誤差結果結合操作工的經驗決定是否需要調節和調節的范圍，調節結束后還需在 Q 3 流量點再測試一次誤差，如果結果合格，則再把水表送到水表檢驗測試臺進行流量誤差檢測，這是最為傳統的調節方式，其不足方面有效率低、受人為的因數影響大。

          另外一種常用的外調式水表的調節的方式是用頻閃儀的方法，如圖 1 所示。用一個與被調整水表同一型號的水表作為標準表，再加一個光電傳感器檢測標準水表的梅花針輪轉動時產生的脈沖，光電傳感器產生的脈沖經信號處理后驅動頻閃儀，使頻閃燈的閃光頻率與標準水表梅花針轉動時產生的頻率一致，操作人員手持頻閃燈使燈光照射到被調整水表的梅花針上，觀察梅花針輪的轉動狀態，把被檢水表調整到在頻閃燈下梅花針幾乎“靜止”，此時被檢水表和標準水表梅花針的轉速基本一致，即二只水表 Q 3 的流量特性幾乎一樣，調節結束。用頻閃儀的方法在效率上比上一種方式要提高很多，但還具有幾點不足，一是準確度差，在大部分情況下，短時間內在頻閃燈下看到的是幾乎靜止的梅花針，實際還在緩慢的轉動，即標準水表與被檢水表的流量特性還有差別，若要消除這種差別需要延長目測時間，這樣將會降低效率，同時操作人員長期工作對視力也會造成一定的影響。

          還有一種采用電磁流量計的雙時間法是目前比較新穎的檢測方法。國家標準規定常規水表流量性能的校驗一般只檢測 3 個流量點，即 Q 3 、Q 2 和 Q 1 ，一般 DN25、DN20、DN15 的 Q 3 值 分 別 為 6. 3m 3 /h、4. 0m 3 /h 和2. 5m 3 /h、有些外銷表可能有 2m 3 /h，Ｒ(Q 3 /Q 1 )在 80 ～160 之間，因此選用一臺 DN25mm 電磁流量計來校驗Q 3 ，用一臺 DN3mm 的電磁流量計來校驗 Q 2 和 Q 1 ，電磁流量計的準確度等級為 0. 2 級即可滿足 JJG1113 － 2015《水表檢定裝置檢定規程》的要求。雙時間法采用了 2個計數器和計時器，一個用于被檢水表的脈沖計時和計數，另一個用于標準流量計的脈沖計時和計數，開始測試時計時器不馬上計時，當檢測到水表的第一個脈沖的上升沿時才開始計時和計數，測試結束時檢測到最后一個脈沖的上升沿才停止計時和計數，標準電磁流量計的計時和計數方式也是如此。傳統的水表脈沖讀數檢定方式是檢測一段時間內的水表脈沖數和標準電磁流量計的脈沖數，由于技術的原因只能檢測到水表的脈沖數為整數個，也就是說不能檢測到 1 個以下的脈沖數，為了減少測量誤差必需增加一次檢定水表的輸出脈沖數，使脈沖計數引起的誤差在檢定結果中可以忽略不計。

          要增加一次檢定水表的輸出脈沖數只有兩個辦法，一是增加一次檢定的用水量，二是改變水表的內部結構即改變水表的傳動比，使在同一流量下水表的梅花針輪盡可能轉的快，若用第種增加用水量的方式則會增加一次檢定的時間，使檢定效率降低，用第二種方法在實際操作時則會遇到很大的麻煩。而通過特定的數字信號處理電路結合軟件算法，可以準檢測到一次水表輸出脈沖數，精確到小數點后幾位，不但不用增加檢測的用水量，還可以大大地減少檢定的用水量。

          為了在保證時間測量的精度，采用的系統時鐘具有高穩定性晶振，最小讀數高于 0. 001s。系統 2 秒內可以測出一次 Q 3 流量下的示值誤差，由于水表轉動時由于機械有一定的不均勻，因而每次顯示的誤差有一定的波動，但只是在一定的允許誤差范圍內，當測試臺上的水表在Q 3 流量點調節結束后開始用對水表進行誤差檢測。

          如圖 2 所示，水表檢測系統采用了 2 臺電磁流量計做標準器，DN25 電磁流量計單獨一個出水管路，DN20 電磁流量計分二個出水管路，每個管路上有一個氣動開關閥和一個手動流量調節閥，手調閥用于調節不同口徑水表的三個流量點，氣動閥由專用控制器控制，用于檢測不同流量點的自動切換。系統一次可以調節和校驗的水表為 DN15 數量6 個，DN20 和 DN25 數量5 個，夾表完成后進進行排氣，排氣時三個出水管路的閥門全部打開，在排氣期間把檢測梅花針輪脈沖的光電傳感器的位置調整好，排氣的時間至少 30 秒，排氣結束后系統只開啟最大的出水管路，此時流量應為相應口徑水表的 Q 3 ;在 Q 3 流量狀態下選擇水表誤差調節功能，則系統顯示各個水表的流量誤差，根據各個水表的誤差情況調節各個水表，使每個水表的流量誤差都在 ±0. 5%之內，然后開始流量檢驗;選擇系統流量檢定功能則系統自動先開始檢測 Q 3 的流量誤差，然后進入 Q 2 的流量誤差檢測，最后完成 Q 1 的流量誤差檢測。采用雙時間計算方法，Q 1 、Q 2 、Q 3 3 個流量點的全部檢測完成時間相比用常規檢測方法減少了2/3 以上，極大的提高了檢測效率。

4 總結
          水表作為一種使用頻繁的計量器具，與人民的生活息息相關，水表的計量準確直接關系到老百姓和企業的切身利益，水表的種類也越來越多，本文介紹了外調式水表的工作原理和檢測方法，為外調式水表的檢測提供一些參考。