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電磁式水表的技術(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用
1.概述 長(zhǎng)期以來(lái)，漏損率是鐵路供水考核營(yíng)銷管理水平的一個(gè)重要指標(biāo)，如何降低漏損率一直困擾著很多鐵路供水企業(yè)。引發(fā)水損率高的原因很多，其中一個(gè)重要原因是由于目前計(jì)量用的DN50以上機(jī)械螺翼式水表存在著始動(dòng)流量較高的缺陷。雖然這種水表總量較少，但是其所計(jì)量的水量卻占總水量的70%以上。以合肥給水公司為例，公司轄區(qū)內(nèi)的計(jì)費(fèi)水表總數(shù)為2804塊，其中DN50及以上規(guī)格的計(jì)費(fèi)水表為287塊，僅占水表總數(shù)
1.概述
長(zhǎng)期以來(lái)，漏損率是鐵路供水考核營(yíng)銷管理水平的一個(gè)重要指標(biāo)，如何降低漏損率一直困擾著很多鐵路供水企業(yè)。引發(fā)水損率高的原因很多，其中一個(gè)重要原因是由于目前計(jì)量用的DN50以上機(jī)械螺翼式水表存在著始動(dòng)流量較高的缺陷。雖然這種水表總量較少，但是其所計(jì)量的水量卻占總水量的70%以上。以合肥給水公司為例，公司轄區(qū)內(nèi)的計(jì)費(fèi)水表總數(shù)為2804塊，其中DN50及以上規(guī)格的計(jì)費(fèi)水表為287塊，僅占水表總數(shù)的10%，但其月計(jì)費(fèi)水量卻占公司計(jì)費(fèi)水總量的75%以上。目前，水表一般是按管徑大小配置安裝，大口徑水表用戶往往用水量變化較大，集中用水時(shí)段其水量能達(dá)到常用流量，而其他時(shí)段用水量則較小，因此，水表經(jīng)常處在臨界或低于始動(dòng)流量狀態(tài)下工作，水表計(jì)量偏慢甚至不計(jì)量，導(dǎo)致水損率提高。
揚(yáng)水電耗是鐵路供水企業(yè)的主要成本支出，也是影響企業(yè)收支平衡的一個(gè)重要指標(biāo)，減少揚(yáng)水電耗對(duì)降低成本具有現(xiàn)實(shí)意義。然而，機(jī)械式水表是利用水的流速帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)計(jì)量，水的流速必須克服葉輪的慣性才能轉(zhuǎn)動(dòng)，其壓力損失大從而造成揚(yáng)水耗電量增加。
2.電磁式水表的工作原理
電磁式水表的工作原理是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力運(yùn)動(dòng)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，與其流動(dòng)相垂直的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向則按“弗來(lái)明右手規(guī)則”來(lái)確定，其數(shù)值大小如下式所示
E=kBdv，（1）
式（1）中，E為電極間的信號(hào)電壓，V;B為磁通密度，T;d為測(cè)量管內(nèi)徑，m;v為平均流速，m/s;k和d為常數(shù)。由于勵(lì)磁電流是恒流，故B也是個(gè)恒定值，由式（1）可知，體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比，即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q為線性關(guān)系。因此，只要測(cè)量出E就可確定流量Q的大小，這就是電磁水表計(jì)量的基本工作原理。
3.電磁式水表的技術(shù)特點(diǎn)
電磁式水表是一種微功耗處理器設(shè)計(jì)、利用3.6V鋰電池供電和測(cè)量滿管水的智能型計(jì)量器具，其用水量和瞬時(shí)水量通過(guò)大尺寸液晶屏顯示，沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，徹底解決了機(jī)械式水表始動(dòng)流量高、揚(yáng)水電耗大、準(zhǔn)確度低和使用壽命短等問(wèn)題，達(dá)到降損節(jié)能的效果。下面就電磁式水表與機(jī)械式水表性能對(duì)比及實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析。
3.1采用無(wú)可動(dòng)機(jī)械部件結(jié)構(gòu)，具有不卡表、無(wú)磨損、防堵塞和防水錘破壞的特點(diǎn)在實(shí)際供用水管理和計(jì)量工作中，不難發(fā)現(xiàn)因施工、搶修管道清理不干凈，機(jī)械式水表葉輪被石子、木塊、塑料袋等雜物卡住，嚴(yán)重影響正常計(jì)量。另外，隨著長(zhǎng)期使用，機(jī)械式水表部件會(huì)逐漸磨損、結(jié)垢，導(dǎo)致誤差增大，閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉等瞬時(shí)流量變化會(huì)產(chǎn)生較大水錘，對(duì)水表葉輪損傷較大，造成水表?yè)p壞或失準(zhǔn)。然而，電磁式水表由于無(wú)傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部件，不存在卡堵、磨損等問(wèn)題。
3.2具有靈敏度高和計(jì)量范圍寬的特點(diǎn)
以DN200水表為例，在水表校驗(yàn)裝置上實(shí)測(cè)結(jié)果表明，電磁式水表始動(dòng)流量為0.6m3/h，而機(jī)械式水表（B級(jí)）始動(dòng)流量為2.0m3/h，差值高達(dá)1.4m3/h。假設(shè)每天4h低于2.0m3/h運(yùn)行，每年供水企業(yè)就要漏計(jì)2044m3水量。電磁式水表不僅始動(dòng)流量低，而且計(jì)量范圍寬。
由此可見(jiàn)，電磁式水表計(jì)量不僅靈敏度遠(yuǎn)優(yōu)于B級(jí)機(jī)械式水表，而且能在更大范圍內(nèi)保證水表在額定流量下工作，同一規(guī)格型號(hào)的電磁式水表能適合多種用水量模型，大大降低了設(shè)計(jì)、選表要求，避免了因選表不當(dāng)或不能掌握用戶用水量變化而造成的計(jì)量失準(zhǔn)，甚至損壞水表的情況。
3.3具有讀數(shù)直觀、方便的特點(diǎn)
電磁式水表采用大尺寸液晶屏，可顯示累計(jì)用水量和瞬時(shí)水量，數(shù)據(jù)顯示直觀清晰，有效避免了機(jī)械式水表表面起霧、污染、指針偏移引起的人為抄表誤差。
3.4具有電池長(zhǎng)效供電和計(jì)量精度穩(wěn)定的特點(diǎn)
電磁式水表工作電源采用3.6V鋰電池供電，內(nèi)部電路采用微功耗設(shè)計(jì)，其供電時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)6年，掉電后數(shù)據(jù)記錄可保存10年以上，可防止因停電或人為斷電影響計(jì)量準(zhǔn)確所帶來(lái)的糾紛。同時(shí)，電子元器件在微功耗環(huán)境下可長(zhǎng)期運(yùn)行、故障率很低，確保水表計(jì)量精度穩(wěn)定不變。
3.5具有遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控的特點(diǎn)
目前，GSM網(wǎng)絡(luò)幾乎已覆蓋到全國(guó)范圍，因此，電磁式水表借助GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水流量遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，為供水企業(yè)提高管理水平和經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮明顯作用。電磁式水表利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，如同手機(jī)一般可以不受距離地點(diǎn)限制接收和發(fā)送信息。電磁水表可以保存每天24h的流量數(shù)據(jù)，每天只需一二次短信息就能獲得1個(gè)測(cè)量點(diǎn)24h計(jì)量數(shù)據(jù)，它也可根據(jù)用戶需求的時(shí)間間隔設(shè)定定時(shí)采集和定時(shí)發(fā)送。此外，它還可組建網(wǎng)絡(luò)對(duì)流量、壓力進(jìn)行監(jiān)控、異常報(bào)警，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)抄表周期內(nèi)水表?yè)p壞、停走和檢定周期內(nèi)失準(zhǔn)等異常情況，挽回水量損失，避免因表計(jì)故障產(chǎn)生糾紛。
4.電磁式水表應(yīng)用實(shí)例
2007年2月，合肥給水公司在蕪湖北給水所串聯(lián)安裝DN200電磁式和機(jī)械式水表各1塊，通過(guò)81d的比對(duì)分析，電磁式水表比機(jī)械式水表多計(jì)量5.1%。然后，將這塊電磁式水表拿到合肥東機(jī)務(wù)段替代原有DN200機(jī)械式水表，通過(guò)6個(gè)月的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，原月平均抄水量16500m3左右，現(xiàn)月抄水量18000m3，比原來(lái)多計(jì)量9%。
2007年3月，在淮南機(jī)務(wù)車間串聯(lián)安裝DN150電磁式水表和機(jī)械式水表進(jìn)行比對(duì)。通過(guò)長(zhǎng)期觀察，白天正常用水時(shí)段2種水表計(jì)量相差不大，而在21∶30～0∶00流量為2m3/h時(shí)段，電磁式水表計(jì)量正常，機(jī)械式水表則發(fā)生間斷性計(jì)量；在0∶00～6∶00流量為2m3/h以下時(shí)段，電磁式水表在0.3m3/h以上流量時(shí)計(jì)量正常，經(jīng)過(guò)89d運(yùn)行電磁式水表比機(jī)械式水表多計(jì)量7.7%。
2007年9月，蚌埠水廠2種DN250水表經(jīng)20天運(yùn)行對(duì)比，電磁式水表示值為75080m3，機(jī)械式水表示值為68060m3，兩者相差7020m3，電磁式水表比機(jī)械式水表計(jì)量多10%。合肥車輛段串連安裝DN250電磁式水表后，在2009年4月8日至2010年3月8日期間內(nèi)，機(jī)械式水表計(jì)量水量為526238m3，電磁式水表計(jì)量水量為581105m3，電磁式水表比機(jī)械式水表多計(jì)量10%。近年來(lái)，上述電磁式水表全部安裝了移動(dòng)SIM卡進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控，公司能及時(shí)接收所設(shè)定的與現(xiàn)場(chǎng)完全一致的數(shù)據(jù)，為公司避免漏計(jì)、降低水損發(fā)揮了積極作用。
5.結(jié)語(yǔ)
電磁式水表是新一代的計(jì)量水表，其具有良好的計(jì)量靈敏度和量程范圍，可降低水表選型難度和漏計(jì)少計(jì)的概率，具有顯著的節(jié)能效應(yīng)，其故障率低、易遠(yuǎn)傳監(jiān)控等特點(diǎn)完全符合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)社會(huì)節(jié)能降耗的要求，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
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2021-07-20
2021-05-10
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