水表歷史起源

從1825年英國的克路斯發(fā)明了真正具有儀表特征的平衡罐式水表以來，水表的發(fā)展已有近二百年的歷史。中國的水表使用和生產(chǎn)起步較晚。1879年，李鴻章為操辦海軍，在旅順口創(chuàng)建了我國第一家水廠。1883年英殖民主義者在上海建立了第二個水廠，水表開始進(jìn)入中國。隨著一些沿海城市相繼建造水廠，至20世紀(jì)年代，當(dāng)時的上海光華機(jī)械廠(現(xiàn)上海光華儀表廠前身)等從國外進(jìn)口部分零件生產(chǎn)水表。在相當(dāng)長的時間里，英法日德等國家的水表一直占據(jù)著中國水表行業(yè)，這些不同品種、規(guī)格繁雜的水表，由于標(biāo)準(zhǔn)不一、零件不能互換，給以后自來水公司的水表維修帶來了很大的困難。

1949年解放后，隨著城市供水事業(yè)的發(fā)展，中國的水表工業(yè)也相應(yīng)地發(fā)展起來。從1955年起，上海、北京、天津、南京、武漢、廣州等城市自來水公司先后開始生產(chǎn)水表。20世紀(jì)80年代初，水表行業(yè)在機(jī)械工業(yè)部上海市工業(yè)自動化儀表研究所組織下，根據(jù)當(dāng)時水表國際標(biāo)準(zhǔn)ISO4046的要求，對小口徑水表又推出了八位指針、整體葉輪的全國統(tǒng)一設(shè)計的水表。統(tǒng)一設(shè)計和水表零部件的塑料化，為組織水表專業(yè)化生產(chǎn)創(chuàng)造了有利的條件，大大推動中國水表工業(yè)進(jìn)步與發(fā)展，滿足了日益發(fā)展的城鄉(xiāng)自來水工業(yè)的發(fā)展需求。20世紀(jì)90年代，中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)高速發(fā)展，水表行業(yè)也快速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量和總產(chǎn)量都增加了一倍多，同時各種智能型水表、水表抄表系統(tǒng)等產(chǎn)品也開始興起。

 水表發(fā)展前景

 1、計量等級高的水表

用計量等級高的水表，可使水表在包括微小流量在內(nèi)的較大的流量范圍內(nèi)工作，也從根本上真正提高了水表靈敏度和計量能力?；钊?又稱容積式)水表的計量等級一般可達(dá)C級或D級，但對水質(zhì)要求較高。

    說明：國際上大多數(shù)國家要求使用達(dá)到計量等級B級以上的水表，國內(nèi)行業(yè)里也有取消計量等級A級的水表的呼聲。

    在此擬定的水表新國際標(biāo)準(zhǔn)和國際建議中，還把基于電磁或電子原理工作的、用于測量水的流量計也包括在水表內(nèi)。

    2、遠(yuǎn)傳戶外抄讀和計算機(jī)物業(yè)管理相結(jié)合的水表

遠(yuǎn)傳水表、集中抄表系統(tǒng)和二次儀表相配套的水表是有發(fā)展前途的，因?yàn)樗纳屏怂沓x方法，提高了信息化\數(shù)字化和自動化程度，減少了對使用水表的用戶的打擾和治安方面的憂慮。國內(nèi)部分地區(qū)實(shí)施一戶一表時，也采用這種型式的水表。

    3、預(yù)付費(fèi)類水表

IC卡水表預(yù)付費(fèi)水表適用于“先付費(fèi)后用水”原則下的管理系統(tǒng)。我國一些地區(qū)收水費(fèi)難\水費(fèi)欠賬賴賬現(xiàn)象嚴(yán)重，使用預(yù)付費(fèi)類水表徹底改變了抄表和用水量的結(jié)算方式，避免激化矛盾，同時提高了水表產(chǎn)品的技術(shù)含量，一些自來水公司和物業(yè)管理公司對這種產(chǎn)品表示歡迎。預(yù)付費(fèi)水表可以及及時合理地收取水費(fèi)，減少水費(fèi)流失，減輕勞動強(qiáng)度，避免因抄表活動而給用戶帶來的不方便和不安全感。典型的產(chǎn)品有IC卡水表(插卡式或感應(yīng)式)、TM卡水表、代碼交換式預(yù)付費(fèi)水表等。

    4、防倒流水表或雙向計量水表

目前的國內(nèi)水表一般為單流向水表，大部分在逆向流動(又稱倒流或反向流)時也可走動并使累計數(shù)減少，現(xiàn)有的水表鉛封機(jī)構(gòu)并無防止水表倒裝功能，因此有引起計量糾紛和作弊的可能。防倒流水表通過在表入口處加裝單向閥可將水表的連接接管與水管鉛封在一起，防止了人為倒裝水表而作弊的可能。雙向計量水表的功能是，在逆向流動時水表的計數(shù)機(jī)構(gòu)仍然是累加的并且符合計量準(zhǔn)確度的要求。

 說明：現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中對防倒流水表或雙向計量水表并無詳細(xì)的規(guī)定，只要求水表能”經(jīng)受意外逆流并顯示這逆流量”。

 水表結(jié)構(gòu)原理

傳統(tǒng)水表的結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)水表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從外向里可分為殼體、套筒、內(nèi)芯三大件。殼體是生鐵鑄成的，水從進(jìn)水口出來之后通過殼體的下部環(huán)形空間，這里叫做“下環(huán)室”。在這個環(huán)形空間的上面有“上環(huán)室”和出水口相通。套筒的底部有個帶有小孔的過濾網(wǎng)，濾出水中的雜物。套筒側(cè)面有上下兩排圓孔，孔的位置恰好與殼體的上下環(huán)室對著，顯然，下排是進(jìn)水孔，上排是出水孔。特別值得注意的是，這兩排孔都是沿圓的切線方向斜著打的。注意上下兩排孔的方向相反。水從下排孔沿切線方向流進(jìn)去，勢必形成旋轉(zhuǎn)的水流，這對于水表的工作是十分重要的。內(nèi)芯分為上、中、下三層，從玻璃窗看到的是上層，只有指針和刻度盤。其實(shí)最關(guān)鍵的是下層，這里面有個塑料輪，輪邊上有許多塑料葉片，叫做“葉輪”。

葉輪所處的位置正好在套管下層孔所形成的旋轉(zhuǎn)流里，水流沖擊輪周的葉片，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使葉輪旋轉(zhuǎn)起來。龍頭開得越大，水流越急，葉輪就轉(zhuǎn)得越快。

葉輪的軸垂直向上到達(dá)中層，軸上面有個小齒輪，用它和“十進(jìn)制數(shù)齒輪”嚙合，達(dá)到累計轉(zhuǎn)數(shù)的目的。“十進(jìn)制數(shù)齒輪”的作用是每當(dāng)個位數(shù)齒輪轉(zhuǎn)十圈，十位數(shù)齒輪就轉(zhuǎn)一圈。換句話說，個位數(shù)齒輪轉(zhuǎn)一圈，十位數(shù)齒輪就轉(zhuǎn)十分之一圈。個位數(shù)齒輪是主動者，靠它來帶動十位數(shù)齒輪。實(shí)際上每一級十進(jìn)位用兩對齒輪完成，以使轉(zhuǎn)動方向一致，其中一對傳動比是9:30，另一對是10:30，這兩對串聯(lián)在一起，總的傳動比就是這兩個的乘積，即0.099999，完全可以近似為0.1。照這樣計算，如果要讀七位數(shù)（小數(shù)點(diǎn)前讀四位是黑刻度，小數(shù)點(diǎn)后讀三位是紅刻度），就得用12對齒輪。再加上別的一些用途，在這個中層小小的空間要擠進(jìn)18根軸和34個齒輪，也可算是高密度安裝了。這類水表憑借其簡單價廉，能在潮濕環(huán)境里長期使用而無需維修，而且不用電源，停電也不影響工作的優(yōu)點(diǎn)依然會長期服務(wù)。

智能IC卡水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能IC卡技術(shù)對用水量進(jìn)行計量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。這與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量的功能相比，是一個很大的進(jìn)步。智能IC卡水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還可以按照約定對用水量自動進(jìn)行控制，并且自動完成階梯水價的水費(fèi) 計算，同時可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)存儲的功能。由于其數(shù)據(jù)傳遞和交易結(jié)算通過IC卡進(jìn)行，因而可以實(shí)現(xiàn)由工作人員上門操表收費(fèi)到用戶自己去營業(yè)所交費(fèi)的轉(zhuǎn)變。IC卡交易系統(tǒng)還具有交易方便，計算準(zhǔn)確，可利用銀行進(jìn)行結(jié)算的特點(diǎn)。IC 卡水表的外觀與一般水表的外觀基本相似，其安裝過程也基本相同。IC卡水表的使用很簡單，從用戶的角度看，就時把IC卡卡片向水表里插一下。 IC 卡水表的工作過程一般如下：將含有金額的IC卡片插入水表中的IC卡讀寫器，經(jīng)微機(jī)模塊識別和下載金額后，閥門開啟，用戶可以正常用水。當(dāng)用戶用水時，水量采集裝置開始對用水量進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)換成所需的電子信號供給微機(jī)模塊進(jìn)行計量，并在LCD顯示模塊上顯示出來。當(dāng)用戶的用水金額下降到一定數(shù)值時，微機(jī)模塊進(jìn)行聲音報警，提示用戶應(yīng)該去持卡交費(fèi)購水。如超過用水金額，則微機(jī)模塊會自動將電控閥門關(guān)閉，切斷供水。直至用戶插入已經(jīng)交費(fèi)的IC卡片重新開始開啟閥門進(jìn)行供水。

    水表品種類型

    1、按測量原理分：分為速度式水表、容積式水表。

    （1）速度式水表：安裝在封閉管道中，由一個運(yùn)動元件組成，并由水流運(yùn)動速度直接使其獲得動力速度的水表。

    典型的速度式水表有旋翼式水表、螺翼式水表。旋翼式水表中又有單流束水表和多流束水表。

    （2）容積式水表：安裝在管道中，由一些被逐次充滿和排放流體的已知容積的容室和憑借流體驅(qū)動的機(jī)構(gòu)組成的水表，或簡稱定量排放式水表。

    容積式水表一般采用活塞式結(jié)構(gòu)。

    2、按計量等級分：分為A級表、B級表、C級表、D級表。

計量等級反映了水表的工作流量范圍，尤其是小流量下的計量性能。按照從低到高的次序，一般分為A級表、B級表、C級表、D級表，其計量性能分別達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的計量等級A，B，C，D等級的相應(yīng)要求。

    3、按公稱口徑分：分為大口徑水表、小口徑水表。

    按公稱口徑通常分為小口徑水表和大口徑水表。

公稱口徑40mm及以下的水表通常稱為小口徑水表，公稱口徑50mm以上的水表稱為大口徑水表。這二種水表有時又稱為民用水表和工業(yè)用水表，同時這種分法也可以從水表的表殼連接形式區(qū)別開來，公稱40mm及以下的水表用螺紋連接，50mm及以上的水表用法蘭連接。

    4、按用途分：分為民用水表、工業(yè)用水表。

    5、按安裝方向分：分為水平安裝水表、立式安裝水表。

按安裝方向通常分為水平安裝水表和立式安裝水表（又稱立式表），是指安裝時其流向平行或垂直于水平面的水表，在水表的標(biāo)度盤上用“H”代表水平安裝、用“V”代表垂直安裝。

    6、按介質(zhì)的溫度分：分為冷水水表、熱水水表。

    按介質(zhì)溫度可分為冷水水表和熱水水表，水溫30℃是其分界線

    （1）冷水水表：介質(zhì)下限溫度為0℃、上限溫度為30℃的水表。

    （2）熱水水表：介質(zhì)下限溫度為30℃、上限為90℃或130℃或180℃的水表。

    7、按介質(zhì)的壓力分：分為普通水表、高壓水表。

按使用的壓力可分為普通水表和高壓水表。在中國，普通水表的公稱壓力一般均為1MPa。高壓水表是最大使用壓力超過1MPa的各類水表，主要用于流經(jīng)管道的油田地下注水及其他工業(yè)用水的測量。

    8、按計數(shù)器是否浸在水中分：分為濕式水表、干式水表、液封水表。

    （1）濕式水表：計數(shù)器浸入水中的水表，其表玻璃承受水壓，傳感器與計數(shù)器的傳動為齒輪聯(lián)動，使用一段時間后水質(zhì)的好壞會影響水表讀數(shù)的清晰程度。

    （2）干式水表：計數(shù)器不浸入水中的水表，結(jié)構(gòu)上傳感器與計數(shù)器的室腔相隔離，水表表玻璃不受水壓，傳感器與計數(shù)器的傳動一般用磁鋼傳動。

    （3）液封水表：用于抄表的計數(shù)字輪或整個計數(shù)器全部用一定濃度的甘油等配制液體密封的水表，密封隔離的計數(shù)器內(nèi)的清晰度不受外部水質(zhì)的影響，其余結(jié)構(gòu)性能與濕式水表相同。

    9、按計數(shù)器的指示形式分：分為模擬式、數(shù)字式、模擬數(shù)字組合式。

    水表常用術(shù)語

    容積式水表速度式水表：安裝在封閉管道中，由一個運(yùn)動元件組成，并由水流運(yùn)動速度直接使其獲得動力速度的水表。

    容積式水表：安裝在管道中，由一些被逐次充滿和排放流體的已知容積的容室和憑借流體驅(qū)動的機(jī)構(gòu)組成的水表，或簡稱定量排放式水表。

    過載流量（qs）：水表在短時間內(nèi)，且無損壞的情況下，最大的使用流量，其值兩倍于常用流量。

    常用流量（qp）：水表在正常工作條件即穩(wěn)定或間歇流動下，最佳使用的流量。

    分界流量（qt）：流量范圍被分割成兩個區(qū)處所出現(xiàn)的流量。“高區(qū)”和“低區(qū)”各自由一個該區(qū)的最大允許誤差來表征。

    最小流量（qmin）：在最大允許誤差限之內(nèi)要求水表給出的最低流量。它與水表代號的數(shù)值有關(guān)。

    壓力損失：在給定的流量下，管道中水表的存在所造成的壓力降低。