小编说

为了探讨上海地区在用电磁水表性能的变化情况，抽取已使用1年及以上的该类型电磁水表，对其外观和功能、密封性、示值误差、电池电量等性能进行测试。结果会怎么样呢？

研究背景

电磁水表所依据的基本原理是法拉第电磁感应定律，当导体做切割磁力线运动时，导体内将产生感应电动势；相应地，水流切割磁力线时，电磁水表通过感应电动势的变化测得流量，感应电动势的大小与水流成正比。

对于机械水表而言，在使用过程中，水表内的水垢生长以及水表内件磨损情况随着时间的增长而加剧，会出现水表计量不准、水表灵敏度下降的现象。然而，对于长时间使用后电磁水表的性能，目前并无研究。因此，为了进一步研究探讨在上海地区现场安装使用的电磁水表的性能变化，本研究抽取在上海不同区域内已安装使用1年以上的电磁水表，进行性能测试、验证及评估，并将检测数据与相对应出厂时功能性指标及计量准确度进行比对，以了解和分析各项性能指标的稳定性。

本研究所选用的试验表为电磁水表，计量准确度等级为2级。该款电磁水表是按照供水用水企业实际要求而专门设计的计量仪表，最早于年在青浦投入使用，并于年底开始在上海区域被大批量使用。目前，上海区域已安装了数量较多的NDFD型电磁水表，据统计，截至年底，已在上海安装电磁水表（DN50～）有台，其中城投水务管辖区域安装NDFD电磁水表台。该电磁水表可按设定的时间采集瞬时流量（含流向）、累计流量（正负）压力等参数；方便用水大户的监控和分区计量、漏控分析；夜间小流量可单独设为秒级瞬时流量和压力采集，能测量到真实的夜间小流量数据。因此该表作为贸易计量表和小区考核表，有效地服务于上海地区控制供水产销差的工作。

通过对在用电磁水表的性能测试，评定已使用1年以上的电磁水表的外观性能、密封性及计量准确度等是否仍能满足冷水水表的国家计量标准，为今后合理确定强检周期，制定电磁水表强检标准提供基础资料。分析及探讨电磁水表随着使用年限的延续，其各项性能指标的变化情况和衰减趋势，为供水企业更好地应用和管理此类型水表提供依据。同时能为企业持续改进产品设计，提高产品质量提供基础数据。

实施方案及过程

本研究根据上述研究目的，制定了相应的实施方案，内容包括前期的电磁水表抽样方案，以及后期的性能测试方案等。该电磁水表性能测试研究以课题形式开展，过程如图1所示。

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依据国家标准《计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》（GB/T.1—）8.1和8.2条进行样本抽样工作。样本抽样范围为在上海地区现场安装使用的电磁水表，启用时间为年、年、年、及以前（截至年）。

考虑到电磁水表不同安装时间、区域、工况、水量等情况，本次水表的抽样范围覆盖了上海市、郊区各供水区域。并按照同一年份每种口径电磁水表为3台的原则进行样本抽选，电磁水表的抽样总数为60个，在各供水区域进行抽取。在抽样过程中，根据实际水表拆换情况，对电磁水表的抽样方案进行了适当修改，除了年、年部分水表未满足数量为3台及以上外，其余各口径水表数均满足3台及以上的要求。

为保证拆换工作的真实性及严谨性，电磁水表的拆换工作需由第三方进行监督工作。上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司与上海市供水行业协会全程参与跟踪、监督电磁水表的拆换工作，电磁水表拆换完成后，对电磁水表进行封箱工作。各水司则负责开展现场换表工作，并运输电磁水表至上海市供水水表强制检定站待检。

本案例的上海地区在用电磁水表性能测试包含2方面内容。当完成电磁水表现场拆换工作后，电磁水表需送达上海市供水水表强制检定站。由上海市供水水表强制检定站对已使用的电磁水表进行合格评定。通过上海市供水水表强制检定站的检定结果，评定使用若干年后的电磁水表是否仍能满足《冷水水表的检定规程》（JJG—9），并结合该些水表在上海市供水水表强制检定站的首检数据，分析讨论该些电磁水表的计量准确度的变化情况和衰减趋势。

由上海市供水水表强制检定站完成检测评定后，由厂家对该批电磁水表外观和功能、密封性、示值误差等性能参数技术指标变化情况进行测试。厂家的流量标定实验室的现场检测装置必须符合规范要求，相关的流量检定装置必须具有国家法定检测部门“华南国家计量测试中心广东省计量科学研究院”出具的检定证书，检定证书在有效期内；相关检测操作人员必须具有有效的资格证书。试验方法必须依据国家计量检定规程《冷水水表检定规程》的内容。厂家性能测试期间，由上海市计量测试技术研究院、上海市供水水表强制检定站、上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司、上海市供水行业协会4家单位代表组成的现场测试见证评估组，见证现场测试的过程，并对装置的规范性、测试数据的真实性和完整性进行评估。

测试内容及方法

上海市供水水表强制检定站根据规程进行水表性能检测，自检内容及方法如下所示。

外观和功能测试方法严格按照《冷水水表检定规程》6.9.1、6.9.2及7.3.1条规定的要求；密封性测试方法严格按照《冷水水表检定规程》6.8及7.3.2条规定的要求。除此之外，在外观方面，对现场条件恶劣的表进行外观清结，检查电磁水表不锈钢的防护性能；在密封性方面，增加了对水表内部密封性的测试：在首次检定和后续检定时，用布擦干传感器内的水后，用绝缘电阻表测试电磁水表的传感器（电极对外壳、线圈对外壳、线圈对电极）的绝缘电阻，绝缘电阻≥20MΩ时可判断为内部密封性完好。

示值误差测试严格按照《冷水水表检定规程》7.3.3条规定的要求，在常用流量Q3、分界流量Q2和最小流量Q1这3个流量点进行检定，并另外增加4个流量点进行检定工作，分别为1/2Q1，1/4Q3，1/2Q3，3/4Q3，使得检定结果更具完整性和全面性。

电池电量测试方法简单来讲可以分成以下4部：首先，对未使用的电磁水表电池进行放电至电池电压至2V，得到该电池的放电时间t1；其次，拆卸抽样的电磁水表电池，并记录对应电磁水表所使用的时间t2；接着，在相同条件下，对拆卸的电池进行放电测试，得到对应电池的放电时间为t3，得到电池原先所剩电量百分比α=t3/t1；最后，计算得各电池的使用寿命为t2/(1-α)。

测试结果及讨论

上海市供水水表强制检定站测试结果表明，抽样的上海地区~年在用电磁水表，其性能及计量准确度仍满足《冷水水表检定规程》的要求。该批电磁水表合格率为%。根据厂家测试结果，对在用电磁水表性能进行进一步分析。

根据上述方法进行外观和功能测试，结果表明，该批电磁水表不论安装使用时间长短、安装环境优劣，均具有完好的外观和功能。本次外观和功能性能测试中，电磁水表全部合格。图2展示了外观影响最为严重的电磁水表，外观做了部分清洁的对比情况，实验表明该批电磁水表在使用一段时间后没有生锈等腐蚀问题，不锈钢表体抗腐蚀性能良好。

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密封性方面，打压前后，电磁水表励磁线圈对电极、励磁线圈对外壳、电极对外壳的绝缘电阻均大于20MΩ；励磁与电极V历时1min无击穿和飞弧，励磁与外壳V历时1min无击穿和飞弧；线圈电阻值和电感均未发生变化；电极阻值均小于0.5Ω。表明该批电磁水表内部密封性良好。打压测试中，采用公称压力1MPa为起始压力，保压10min后，结束压力仍能保持在0.9MPa以上，该过程中电磁水表外表无渗漏现象。表明该批电磁水表外部密封性良好。

通过厂家检测中心的现场试验，对抽取的电磁水表示值误差进行再次检查，来检定该批在用电磁水表是否仍能满足冷水水表的国家计量标准。并与该批电磁水表首检和出厂的计量示值误差结果进行比较，分析讨论该批在用电磁水表随着使用年限的延续，计量准确度的变化情况和衰减趋势。

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图3～图7分别为DN50～，相同规格、不同启用年的抽样电磁水表误差示数前后对比。比较图3～图7可知，对于同一口径的电磁水表，首检与复检的计量准确度均不相同，但其计量准确度并无出现明显的衰减趋势，计量准确度的变化并没有随电磁水表使用年份的不同而呈现出规律性的变化。总体而已，对于该批抽选的上海地区在用电磁水表而言，复检的计量准确度结果与首检的计量准确度结果有所差别，但其计量准确度的变化，并不随电磁水表使用时长的不同而呈现出明显的衰减趋势。

上述试验结果只能反映电磁水表在Q1、Q2和Q3流量点的计量误差情况，对于流量小于Q1，以及流量在Q2及Q3之间的计量误差情况，并不能有所体现。此外，3个流量点也并不能有效地体现出该批电磁水表计量误差的线性变化情况，以及其计量稳定性的情况。

因此，厂家检测中心对该批电磁水表进行进一步的计量误差试验，选取的试验流量点分别为1/2Q1、Q1、Q2、1/4Q3、1/2Q3、3/4Q3、Q3。对于同一块电磁水表，在每个流量点重复测量3次并计算对应的示值误差；通过计算3次计量示值误差的标准差，来判别该电磁水表在各个流量点试验结果的重复性。由重复性数值可知，该批电磁水表在各个流量点都具有较好的重复性，3次测量的示值误差结果差别较小，Q2和Q3流量点检定重复性小于计量允许误差的1/2。

对每一块电磁水表，随机选取单次测量结果进行整理，作图8～图12，为不同口径电磁水表示数误差曲线，图例为各电磁水表的表号。由图8~图12可知，即使试验流量为1/2Q1时，电磁水表的示值误差仍介于±5%之间；试验流量为1/4Q3、1/2Q3、3/4Q3时，电磁水表的示值误差介于±2%之间，进一步证明了该批上海地区在用电磁水表性能良好，仍具有较高的计量准确度。当试验流量为1/2Q1和Q1时，同口径各电磁水表的示值误差相差稍大。当试验流量大于分界流量Q2时，对于同一台电磁水表，其误差曲线线性良好，随流量增加变化很小；对于同一口径各电磁水表，其误差曲线重合度较高。由此证明，当试验流量大于Q2时，该批电磁水表具有良好的计量稳定性。

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对未使用的电磁水表电池进行放电测试：在电阻为33Ω时，对5个未使用的电磁水表电池进行放电至电池电压至2V。得到电池在该电阻情况下的放电时间为.68h，电池容量为15.35Ah，详见表1。

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随机抽选部分电磁水表的电池在相同条件下的进行测试。测试时间为年12月。测试结果如表2所示。

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由表2分析可得，由于上海不同区域电磁水表的使用条件不同，电池的可使用时间会有所差异。通过测试可得，该批电磁水表电池预计使用时间在81~93个月。

4、总结

水表性能测试研究结果表明：上海地区已使用1～5年的该类型电磁水表的外观和功能、密封性及计量准确度仍满足国家计量检定规程《冷水水表检定规程》规定的要求；电磁水表使用一段时间后各项性能指标与出厂时略有变化，但并不随使用时长不同而呈现出明显的衰减趋势，使用后的电磁水表计量重复性及稳定性能良好；其电池预计使用时间在81~93个月。

本研究除了探讨该类型电磁水表在使用一段时候后性能变化外，更为重要的是确定该类型电磁水表最大可使用时间，即水表强制检定和更换周期。试验结果表明，在上海最早投入使用（年）的该类型电磁水表仍能满足冷水水表的国家计量标准，因此并不能确定该类型电磁水表的最大可使用时间。因此，可开展进一步研究，今后选取使用时间更长的该类型电磁水表进行性能测试研究，来确定该类型电磁水表的强制检定和更换周期。

END

作者单位：上海城市水资源开发利用国家工程中心有限公司、上海新想科技有限公司电磁流量计、电磁水表研究院。刊登在《给水排水》年第7期。