冰冻对水表误差的影响分析

　　随着城市户表改造和水表计量出户工作的开展，结算水表的数量大幅增加，在北方城市，由于气候的原因，水表冬季冰冻现象频繁发生，因此，研究冰冻对水表误差的影响具有重要意义。

　　一、试验设备与方法

　　1.试验设备

　　某公司生产的JDDW-25型低温试验箱1台， 温控为0℃至-25℃，准确度为±1℃;水表采用郑州市自来水总公司水表厂生产的“郑水”牌LXS-15mm水表，水表准确度为B级，其中水封水表6只，半液封水表6只。

　　2.试验方法

　　(1)水表试验前送郑州市自来水总公司计量测试中心进行水表检验。

　　(2)水表连接方法如图1所示，将水表连通到市政供水管道，反复开关表后阀门，排出表蒙空气，使水表冲压，模拟实际供水管路。

　　(3)水表放入低温试验箱，在4℃下放置12h以上，降低水表温度。

　　(4)在-12℃进行冰冻试验，在冰冻不同时段内取出水表，观察结冻情况和表蒙冻裂情况，并进行记录。

　　(5)试验后，水表再次送检。 其中将表蒙冻裂的水表更换表蒙后检测，如表壳冻裂的水表未更换表壳，视为不合格。

　　二、试验的结果与分析

　　水表冻结和表蒙冻裂时间如图2所示。

　　从图2可以看出，水封和半液封水表冻结，表蒙冻裂时间相同，分别是2h和4h，其原因是半液封水表相对于水封水表仅在表蒙的度数盘采用了甘油密封，表蒙其余部分均为自来水，保温效果相差无几，因此时间相同。 水表表蒙冻裂需要更长时间的深度冰冻，使水表表蒙的水体冻结、体积膨胀，顶破水表表蒙。水表试验前后送检， 检测了水表的公称流量误差、分界流量误差、最小流量误差。水表的相对误差(ε)计算方法：

　　水表的低区的最大允许误差为±5%， 为最小流量(Q1)与分界流量(Q2，不包括Q2)之间的流量排出的体积的误差。 水表的高区的最大允许误差为±2%，为分界流量(Q2，包括Q2)与过载流量(Q4)之间的流量排出的体积误差。

　　水表试验前检测结果全部合格，试验后水表检测结果如表1所示。 通过对水表试验前后公称流量误差、分界流量误差、最小流量误差的检测，计算出水表试验前后的误差差值，并统计水表冻结次数，分别对未冻裂水表和表蒙冻裂水表作图，如图3、图4所示。

　　从表1可知，冻结但未冻裂的水表全部合格， 即水表冻结后误差在合格范围之内，冻结对水表的误差影响不大;水表表蒙冻裂后，水表的合格率仅为25%;表壳冻裂是水表经更长时间的冰冻，对水表的误差影响巨大。

　　从图3和图4可知，冰冻对水表的误差有不同程度的影响。 分别对比公称流量误差差值、 分界流量误差差值、 最小流量误差差值， 发现除了水封表4和水封表5外， 分界流量误差差值和最小流量误差差值两者或其一超过公称流量误差差值， 说明水表结冻对水表误差主要影响小流量的计量，特别是图4中的表蒙冻裂的水表———水封表6、半液封表4和半液封表5，公称流量误差在合格范围内， 而分界流量误差和最小流量误差远远超出合格范围，其中半液封表5在分界流量和最小流量指针不走，在小流量范围内无法计量。 此外图3和图4中， 从统计各水表的冻结次数和水表误差差值大小观察，冻结次数对水表误差影响无规律。 水封表和半液封表对冰冻的抵抗性不同，从图3和图4可见，水封表的各误差差值明显小于半液封表， 水封表的防冻性明显优于半液封表。