国内外水表现状与发展趋势

国内外水表现状与发展趋势摘要:叙述了国内水表应用状况。对国内新型水表的发展以及国外水表发展情况进行了介绍，同时还对影响水表发展方向的因素进行了分析。关键词：水表应用情况新型水表国外水表发展现状流量计量是科学计量的一个重要组成部分，而水流量计量又是其中最重要的内容之一，在贸易结算、能源计量、过程控制、环境保护等方面起到重要的作用。近年来随着能源和水资源的全球性匮乏，随着南水北调等国家重点工程的启动，随着法制计量的不断完善，全社会对水计量的要求越来越高。因此，研究和探索满足新形势下适合我国各种使用条件的水表或流量计，并扩大其流量测量范围、延长水表的工作寿命、提高仪表智能化程度等已成为水表行业研究人员不懈的追求。水表在各种流量计中属于结构简单、应用最广泛的流量仪表，也是最重要的法制计量仪表。按最新的国际标准和国际建议，水表是按其使用用途来定义和划分的，即任何用于测量封闭管道中可饮用冷水的具有累积流量显示的流量仪表都为水表，这当中既包括了我们通常概念中的旋翼式水表、螺翼式水表、活塞式水表等基于机械原理工作的流量计，也有基于电子或电磁原理工作的流量计，如电磁流量计、超声流量计等。另外带电子装置水表是一种在机械式水表上添加了各种辅助装置的水表，以满足管理和控制的需要，如各类预付费水表和电子远传水表。总体而言，水表的内涵比以前大大丰富了。在实际工作中，随着电子技术的发展和成熟，电子类水表和带电子装置水表正发挥越来越大的作用。水资源的商品化、“一户一表”工程的发展、阶梯式水价等节水政策的实施需求更促进了这类水表的发展。水表测量的对象是水，水在各种流体介质中是变化相对稳定的介质，其粘度、密度、清洁程度、压力、温度等在额定工作条件范围内是比较理想的和稳定的。但因为流量计量的动态特性、供水过程中水压脉动和含气量变化以及各种安装条件，仍会对水表的工作产生很大的影响。虽然近年来流量测量技术及仪表比以往的选择面宽了许多，但还有许多不尽人意之处。我们所选用的水表除要适应所使用的条件并符合法制计量要求之外，还要考虑很多其它因素，如流量范围、灵敏度、压力损失、安装防护要求、价格等，电子水表和带电子装置水表还要考虑抗干扰等电磁环境因素。因此，为了适应不同的介质条件、不同的环境条件，不同的使用要求，各种水表应运而生。可以说只要有一个新的技术发展起来，就会有人尝试着将它应用到流量计量当中去，也就可能应用到水表中去。每一种水表都会有其最适用的场所，在市场经济浪潮中显示出顽强生命力。但由于这些水表在性能上的差别细微或需要认真地分析其特点，实际上在很多情况下都没有将它们使用到它们最适合的场所或调整最佳的使用状态，导致计量不准确、容易损坏等等。因此，客观公正地描述各种水表（或相同用途的流量计）的特点，正确地选用水表是水表制造商和水司用户所要关注的。从1999年以来，水表的国际标准ISO4064和国际建议OIMLR49频繁改动，反映了国际上对水表发展有着比以前更多的关心和重视，我国的水表国家标准和水表国家检定规程也同步在进行修订，预计年内可以出台、明年可批准实施。国内新制订的行业标准（如CJ/T224-2006《电子远传水表》）已批准实施，原CJ/T133《IC卡冷水水表》等也已修订完成。结合各类技术标准修订过程中了解到的情况，根据政府管理部门、行业协会、水表制造行业的朋友提供的信息和近年来申请新产品型式评价的产品类型，以及水表市场反映出的现象，我们大致可以看出国内外水表的现状和发展趋势。1.国内普通民用水表情况现阶段，在国内的各种民用水表中，旋翼式湿式水表以其结构简单、计量稳定、价格低廉在国内得到广泛的应用。液封式计数器的广泛采用克服了较早湿式水表产品的度盘容易因管道水质积垢而污损缺点，解决了水表清晰抄读的问题，得到了广泛的应用。行业里普遍认为液封式水表是目前较适合国内管材和水质的水表。尽管八位指针式的C型表从指示方式上比其它型式显得不方便和落伍，甚至行业人士呼吁淘汰C型表，但目前似乎还有不少市场。全国经济发展、生活水平不平衡自然是一个重要原因。与国外水表外壳采用的铜材料不同，国内民用水表大部分为铁壳水表，行业人士也曾提议逐步淘汰，但在现有国情下还难以实施，这也是卫生技术要求暂时不能写入行业标准《居民饮用水计量仪表安全规则》的主要原因。高灵敏度小口径旋翼式水表这几年在纷纷扬扬的议论中出台了，并挤占着原来普通表的市场。这类水表在商业名称上颇有吸引人的地方，但也混淆了一些概念。首先计量的概念是需要符合规定最大允许误差的测量，而不仅仅是对被测量有响应。目前这类水表的大多数只是结构的设计改变来提高水表对微动流量的响应，从计量的意义来说还没有真正提高水表的测量范围。在型式评价（样机试验）中，还没有形成一个对灵敏性能的长期可靠性进行评价的方法，在水表的国家标准和国际建议中也没有专门的规定，现行的85年版的水表检定规程要求对检定项目虽然有始动流量检定但要求并不高。由于客观上国内一些水暖器具的质量导致微渗漏现象和少部分家庭的不道德的滴水存积方式，使得供水部门对这类水表产生兴趣和需要。但在法制计量管理上对水表的灵敏度性能并无特别高的要求。实际使用中这类水表对水压脉动的抗扰能力，即不用水自转的可能性增大，这些也会带来另类的麻烦。在水表新的国际标准和国际建议中，都明确一点在零流量下水表不应累积。有一些企业在开发出了计量等级达到C级的旋翼式水表，高灵敏度也高，这才是真正提高了水表的质量档次。一户一表政策实施以来，水表出户较为普遍，由于铜材价格飞涨，使水表材料成本增加，社会上偷水表铜部件时有发生，成为城市偷窨井盖后又一新的社会问题。十多年前研究过的全塑水表现在又提到桌面上来研究了，这种水表现在仍存在方方面面的质疑，主要集中在材料的长期卫生安全性和塑料材料的检验手段的局限性。未来全塑水表是否能够在供水系统中采用，完善的标准、简捷的检验手段和行业政策的批准允许是关键的。国外在一些气候环境变化不是太严酷的国家和地区（如南非和南美一些国家）也有用塑壳水表的。可能这种产品需要经过若干年的试用后才能进行较全面的评估。2、国内直饮水水表和智能水表的情况国内目前用于直饮水的场合一般采用计量等级C级或D级的活塞式结构的水表，外壳有铜，也有特制不锈钢的。电子远传水表、预付费水表，包括IC卡（插卡式和射频式）水表、TM卡水表等这些智能型水表都是因水费收取制度、方式的改革而出现的水表产品，同时支持了一户一表、阶梯式水价的政策的实施，这些产品发展很快，在世界上也算是领先的，但实际使用中出现了的问题也不少，特别是带阀门的预付费类水表，这可能与采用了阀门、电池和恶劣的使用环境以及人为的恶意攻击有关。总体而言，平时不用电、抗攻击能力强的即时直读式的电子远传水表更具有优势和发展前景。3、国内大口径水表的情况大口径水表中，传统的水平螺翼式水表及可拆卸式水平螺翼式水表仍有较大的市场。可拆卸式水平螺翼式水表具有结构简单、通用性好、可不停水检修等特点受到欢迎。但水平其流量范围不宽，一般B级表的流量比只有1：67，在许多场合满足不了要求。部分地区还用大口径旋翼式水表，与水平螺翼式水表相比，虽然这种水表的工作抗扰性相对较好，但其流通能力小、压力损失大以及庞大的重量体积都成为了缺点。这几年垂直螺翼式水表、涡轮式水表及复式水表逐渐兴起，为用户提供了新的选择。与行业中部分企业热衷于高灵敏度的小口径民用水表的研发和制造相比，另一些企业关注着大口径水表的微小流量计量能力的提高问题。因为从每种管径的用水量分析，大口径水表在低流量下的漏计率占的比率更多。研究用水量的组成特点，选用合适的水表，会给供水企业带来更大的效率。在目前国内大口径水表的流量测量范围普遍不够的情况下，WPD型涡轮式水表、复式水表等或许是解决这一问题的选择。4、电磁水表、超声水表等新型水表随着大管道流量计量的发展，超声流量计、电磁流量计以其无可动部件、无压损的特点得到越来越多的应用。特别是当超声波流量计从单声路发展到多声路，直至16声路的研制成功，使对流量计上游直管段长度的要求大大降低。同时，流量计自诊断和报警技术的成熟，使得流量计的使用具有更好的可靠性。由于超声流量计具有优异的测量重复性，也常作为核查标准使用。电磁流量计在电路方面更为成熟，比如对导电率要求降低，高低频率的交替使用提高了零点稳定性和大流量时的灵敏度，开发了能方便清洗探头的外插式探头，在现场核查方面也有所发展等等。电磁流量计、超声波流量计等基于电或电子原理的流量计逐渐取代了原来的一些插入式流量仪表和机械式水表，这在国内外都是正在形成的趋势。这些流量计新的国际标准和国际建议已将其归类到水表的范围中，并制定了相应的试验要求。国内不少生产厂已建立了1m口径以上的试验装置，最大的测试管道口径已达到4m。这些感应式水表在智能化方面相对于传统机械水表有着无可比拟的优势，且几乎无压力损失。但也有其局限性，如量程较小、易受管振、电磁环境干扰，还有就是大口径流量计的周期检定和现场测试始终是个难题，尚未得到有效解决。另外，这类水表的法制计量管理还有待加强。从长远看，感应式水表与传统机械式水表会是互存的，而不会取而代之。5、国外水表的发展情况我国水表生产厂众多，但规模大多偏小，与国外水表生产厂家相比在规模和技术方面存在着较大的差距。英国肯特公司、德国迈内克公司和瑞纳公司、法国爱拓利公司、意大利迈特姆里那等都是国际上较有名的水表公司，在世界各地拥有大量分支机构,他们控制着世界水表市场。在发达国家，由于管道直饮水较普遍，容积活塞式水表成为主要采用的产品，计量等级普遍为C级。旋翼液封式水表和单流式水表也不少，单流束水表还具有材料节省、结构小巧的优点。总体来说，国外的民用水表产品注重高计量等级和使用寿命。国外水表产品的优势更多体现在大口径水表产品上，其制造工艺精致，并在一些产品上采用叶轮平衡技术，使得产品测量范围大（可达到计量等级C级）、安装方式适应性好（可以水平、垂直或倾斜），并可选配远传装置满足检定或抄读的需求，产品执行EEC标准，在流量测量能力方面优于以前版本的国际标准ISO4064。由于美国的水表产品标准并不执行国际标准而是国内ANSI/AWWAC700系列行业标准，其设计和特点是不一样的。除了外形尺寸独特并采用英制单位外，产品设计更强调长期功能稳定性、使用的安全性，叶轮和计数齿轮的转速设计较慢，相对来说对计量性能的要求不苛刻。在其它发展中国家如东南亚、南美、非洲，大多还是与我国相同的水表产品，有些国家也在尝试采用预付费IC卡水表和塑壳水表。还有部分国家对水表的法制管理要求并不高，因此对水表各部件的材质的要求很低，类似国内的一些劣质水表产品。6、影响水表的发展方向的几个因素政策法规、技术标准和市场需求是引导水表产品发展的最重要的三个方面。水表基本上用于贸易结算，用户面大量广，无疑是最重要的法制计量器具之一。水表必须符合所使用的国家法规的要求。在我国水表列为重点管理计量器具，属强制性检定计量仪表并有具体的实施方法；国内很多地区开展实施的不入户抄表、一户一表、阶梯水价政策需要适用可靠的水表产品支持，电子远传水表、智能型水表有着广阔的前景。生活品质的提升会有更多的城市实现管道直饮水，高计量等级、流量测量范围宽的水表将会有更多的市场，水资源的紧张导致的水价提高是不争的趋势，也会使优质水表价有所值。在节能方面，国家在十一五期间非常重视量化的、可操作的节能考核，在GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备与管理通则》对相应的计量器具都提出了要求，其中对作为载热介质的水的计量按大小口径（以250mm划分）分别提出了1.5%和2.5%的准确度要求。水表有多个规程支撑着其检定工作，但许多人又疑惑，法规中的检定周期能否保证在用水表的准确性，这样的怀疑不是没有道理的。由于使用场合和介质的复杂性，很多水表还没有到检定周期就已经超差了。近年来采用现场核查的方式来越来越普遍，这对保证水表（乃至流量计和其它计量器具）的正确可靠性，尤其是在涉及贸易结算而又无法按计划拆卸或送检的流量计是可行的方法。国际法制计量组织也开始起草这方面的国际文件，以科学合理、经