高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法及其與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)的對(duì)比分析

摘" 要：水表是重要的現(xiàn)場(chǎng)端工作設(shè)備，可以用于分析用戶用水情況、服務(wù)計(jì)費(fèi)、數(shù)據(jù)研究等活動(dòng)。高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)主要關(guān)注了解其性能，包括靜態(tài)性能分析、動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)、故障檢驗(yàn)等方式。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)結(jié)果相比，高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)效率較高，但其面臨早期投資較大、運(yùn)維難度高的問(wèn)題。未來(lái)，應(yīng)從信息化、針對(duì)性角度出發(fā)，進(jìn)一步發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：高精度水表 "現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn) "傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù) "故障檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TU821

On- Ssite Inspection Methods for High-Precision Water Meters and Comparative Analysis with Traditional Inspection Techniques

GENG Fengxian

Beijing Water Group Jingzhao Water Meter Co.， Ltd.， Beijing，100176 China

Abstract： Water meters are important on-site working equipment that can be used to analyze user water usage， service billing， and data research activities. The on-site inspection of high-precision water meters mainly focuses on understanding their performance， including static performance analysis， dynamic inspection， and fault inspection， and other methods. Through simulation experiments， it can be found that compared with traditional inspection techniques， high-precision water meters have higher on-site inspection efficiency， but they face problems such as high early investment and difficult operation and maintenance. In the future， we it should further leverage the advantages of on-site inspection methods from the perspective of informatization and targeting.

Key Wwords： High-precision water meter; On- site inspection; Traditional inspection techniques; Fault inspection

高精度水表是一種現(xiàn)代化計(jì)量工作設(shè)備，其具有傳統(tǒng)水表的一般功能，也能夠在此基礎(chǔ)上借助智能技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理程序完成更復(fù)雜的自適應(yīng)管控作業(yè)，包括數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)分析、警報(bào)、大數(shù)據(jù)積累等。從智能化服務(wù)、現(xiàn)代化發(fā)展的角度出發(fā)，各地水務(wù)公司普遍為各終端提供高精度水表有關(guān)服務(wù)，但復(fù)雜的功能定位和設(shè)計(jì)、制造要求也意味著高精度水表出現(xiàn)故障、問(wèn)題的可能更高，需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)有關(guān)工作^[1]。在此背景下，探討其現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法，并對(duì)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 "高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法

1.1" 靜態(tài)性能分析

靜態(tài)性能分析一般應(yīng)用于高精度水表應(yīng)用之初和理性檢驗(yàn)場(chǎng)景，主要評(píng)估其靜態(tài)性能是否匹配設(shè)計(jì)需要、是否滿足預(yù)期工作的基本要求，包括傳感器對(duì)信息的感知、可視化模塊的信息呈現(xiàn)質(zhì)量、通信系統(tǒng)的抗干擾能力等^[2]。靜態(tài)性能分析的通常目標(biāo)包括以下幾種：[A1]"（1）分析水表的型號(hào)、規(guī)格以及外觀，對(duì)基本待檢信息進(jìn)行核對(duì)；（2）完成高精度水表安裝，并通電，觀察其通電后是否另以常規(guī)啟動(dòng)；（3）啟動(dòng)水表，對(duì)可視化模塊信息進(jìn)行檢驗(yàn)、核對(duì)，做信息調(diào)試，評(píng)估水表的數(shù)字化模塊功能是否完善；（4）以小功率設(shè)備制造磁場(chǎng)，繼續(xù)進(jìn)行水表信息調(diào)試，評(píng)估其抗干擾能力；（5）做若干次的啟停操作，并靜置30 min以上，判斷設(shè)備是否仍可保持預(yù)期功能，確定無(wú)異常后進(jìn)行記錄，完成靜態(tài)性能的分析。如果檢驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行記錄，并分析原因，進(jìn)行處理^[3]。

1.2" 動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)

高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)以動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)為核心，主要關(guān)注高精度水表是否能夠在常規(guī)進(jìn)入工作狀態(tài)后完成目標(biāo)對(duì)象用水信息的跟蹤，以及數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、大數(shù)據(jù)積累等關(guān)鍵工作，同時(shí)評(píng)估其工作結(jié)果是否穩(wěn)定、精準(zhǔn)^[4]。動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)的一般流程如圖1所示。

以用水信息記錄為例。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)階段后，啟動(dòng)目標(biāo)對(duì)象的供水模塊，采用增壓調(diào)試法，初始檢驗(yàn)壓力可以根據(jù)目標(biāo)對(duì)象特點(diǎn)設(shè)定，一般不超過(guò)額定最大供水作業(yè)壓力的30%。其后分別遞進(jìn)增壓，組織測(cè)試：

30%作業(yè)壓力下，持續(xù)用水至少20 min，記錄總用水量，并讀取高精度水表的記錄信息，進(jìn)行對(duì)比，之后組織增壓，分別達(dá)到額定最大供水壓力的40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%，分別用水20 min，記錄總用水量，并讀取高精度水表的記錄信息，進(jìn)行對(duì)比。原則上任意參數(shù)下，高精度水表記錄的信息與用水量信息均為完全吻合，如果供水系統(tǒng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能出現(xiàn)少許的誤差，但最大誤差不應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信息的0.1%，反之則要求進(jìn)行二次測(cè)試，二次測(cè)試結(jié)果仍有異常，需要考慮更換高精度水表^[5]。

1.3" 故障檢驗(yàn)

故障檢驗(yàn)是指在高精度水表出現(xiàn)異常后，針對(duì)其故障進(jìn)行專項(xiàng)檢驗(yàn)。例如：使用時(shí)間較長(zhǎng)的高精度水表或應(yīng)用調(diào)試階段的高精度水表，均有可能因種種因素影響而出現(xiàn)性能波動(dòng)，包括操作、安裝不當(dāng)，使用年限過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)老化；或者部分水表雖仍處于壽命周期內(nèi)，但可能因外力因素、不可預(yù)期因素而出現(xiàn)局部損傷，波及其作業(yè)能力。當(dāng)故障出現(xiàn)后，主要根據(jù)故障表現(xiàn)初步判斷其問(wèn)題所在，再做針對(duì)性檢驗(yàn)；也有部分高精度水表采用全信息化作業(yè)模式，對(duì)其則可以借助智能技術(shù)快速進(jìn)行故障檢驗(yàn)^[6]。

以用水量信息評(píng)估為例。某水表不能精準(zhǔn)進(jìn)行用水量記錄，因故障表現(xiàn)缺乏特異性，不能快速完整診斷和定位，這時(shí)，可以借助智能技術(shù)進(jìn)行分析。具體做法如下：分別在供水系統(tǒng)各處放置傳感器，記錄各處工作信息，包括水管內(nèi)部、閥門區(qū)域等；高精度水表啟動(dòng)后，由傳感器獨(dú)立對(duì)各區(qū)域信息進(jìn)行采集；結(jié)合程序默認(rèn)信息進(jìn)行對(duì)照，判斷其是否符合預(yù)期程序要求，就此進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)端的故障定位和檢驗(yàn)^[7]。

根據(jù)圖2所示信息，分別在用水終端的傳感器，分別對(duì)各自所處區(qū)域的信息進(jìn)行采集，所有信息分別進(jìn)行單獨(dú)傳輸，并由高精度水表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)智能分析。例如：在固定供水不變的情況下，當(dāng)前水管內(nèi)的水流速度為X m³/s，按此速率，對(duì)應(yīng)測(cè)試時(shí)間內(nèi)應(yīng)向用戶供水10 m³，用戶實(shí)際獲取水量9.3 m³，高精度水表記錄的信息同為9.3 m³，其他部分傳感器信息無(wú)異常，同時(shí)管道外傳感器提示供水區(qū)域內(nèi)的空氣濕度過(guò)高。據(jù)此，可以大致確定供水線路出現(xiàn)漏水問(wèn)題，降低管道供水壓力、能力，并導(dǎo)致供水區(qū)域內(nèi)的空氣濕度上升。可以暫時(shí)中斷供水，對(duì)漏水點(diǎn)進(jìn)行處理后再恢復(fù)作業(yè)。故障檢驗(yàn)結(jié)果可能與高精度水表有關(guān)，也可能無(wú)關(guān)，主要根據(jù)高精度水表提供的信息進(jìn)行判斷，并利用現(xiàn)代化的高精度水表提供更多客觀信息，服務(wù)故障分析、定位和后續(xù)處理^[8]。

2" "高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)的對(duì)比

2.1" 檢驗(yàn)對(duì)象

以某企業(yè)內(nèi)部的高精度水表為對(duì)象，組織模擬檢驗(yàn)，分為兩個(gè)小組，即現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)組、傳統(tǒng)檢驗(yàn)組。因高精度水表投入使用已經(jīng)超過(guò)9個(gè)月，不再組織靜態(tài)檢驗(yàn)，以動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)和智能檢驗(yàn)為主要方式。傳統(tǒng)檢驗(yàn)組以常規(guī)檢驗(yàn)技術(shù)為中心，單獨(dú)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢驗(yàn)。該企業(yè)高精度水表并無(wú)異常，基于技術(shù)對(duì)比目的，手動(dòng)進(jìn)行性能調(diào)整，并形成工作模型代入計(jì)算機(jī)，利用現(xiàn)場(chǎng)端的檢驗(yàn)分析是否能夠快速發(fā)現(xiàn)故障、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、評(píng)估工作時(shí)間，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)模型分析故障處理后是否能夠徹底根除問(wèn)題，評(píng)估經(jīng)濟(jì)效益。

2.2" 檢驗(yàn)方法與流程

2.2.1" 現(xiàn)場(chǎng)端環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)環(huán)節(jié)。一是現(xiàn)場(chǎng)端環(huán)節(jié)，[A3]"由技術(shù)人員根據(jù)預(yù)期工作要求，對(duì)高精度水表的性能進(jìn)行微調(diào)，并對(duì)供水系統(tǒng)作業(yè)構(gòu)件進(jìn)行性能調(diào)整，分別通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)技術(shù)、傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行分析，記錄各自處理故障的耗時(shí)，并在完成處理后重新啟動(dòng)供水設(shè)備，判斷是否完成故障排除。

2.2.2" 虛擬環(huán)節(jié)

二是虛擬環(huán)節(jié)，[A4]"如果現(xiàn)場(chǎng)處理已經(jīng)完成故障應(yīng)對(duì)，不進(jìn)入虛擬測(cè)試環(huán)節(jié)，反之則代入現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，分析故障處理不到位的情況下，工作系統(tǒng)可能出現(xiàn)的其他損失變化，主要為數(shù)據(jù)錯(cuò)誤導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，采用加速模擬的方式，以1：10 000的速率進(jìn)行模擬（1 min分鐘[A5]"約等于系統(tǒng)作業(yè)7 天[A6]"d），模擬1 min分鐘[A7]"后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。模擬完成后，二次進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，并根據(jù)其檢驗(yàn)、故障處理結(jié)果，重復(fù)進(jìn)行模擬環(huán)節(jié)，直到問(wèn)題得到處理。

2.3" 結(jié)果對(duì)比與分析

不同技術(shù)下的高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果存在一定差異，結(jié)果如表1所示。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)初檢耗時(shí)、復(fù)檢耗時(shí)均較低，但在初次檢驗(yàn)完成后，高精度水表以及供水系統(tǒng)中的問(wèn)題均未能第一時(shí)間得到處理，模擬發(fā)現(xiàn)1周后系統(tǒng)終端（即高精度水表）提供的信息不準(zhǔn)確，導(dǎo)致供水單位出現(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)損失，但借助現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)技術(shù)，其損失水平較低。二次復(fù)檢過(guò)后，高精度水平與供水系統(tǒng)內(nèi)的故障均能得到排除，不再進(jìn)行虛擬檢驗(yàn)。從時(shí)間上看，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)用時(shí)33.9 min，仍低于傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

這表明，高精度水表以及供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)、傳統(tǒng)檢驗(yàn)均很難第一時(shí)間完成所有問(wèn)題處理，但現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)在現(xiàn)代技術(shù)的支持下，可以利用更少時(shí)間完成檢驗(yàn)工作。未來(lái)可以從技術(shù)覆蓋性和延伸化角度尋求突破，改善現(xiàn)場(chǎng)工作質(zhì)量。

3 "高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)合高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用情況及其一般特點(diǎn)，可知其未來(lái)發(fā)現(xiàn)可能更多趨向信息化、針對(duì)化。信息化主要是指利用更多信息技術(shù)服務(wù)高精度水表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，包括可視化技術(shù)、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化等。例如：通過(guò)自帶光源的內(nèi)置設(shè)備進(jìn)行水表工作區(qū)域、供水區(qū)域信息的可視化檢驗(yàn)；利用模擬技術(shù)評(píng)估高精度水表的性能；等等。針對(duì)化則關(guān)注分析高精度水表的一般問(wèn)題、共性檢驗(yàn)需要，結(jié)合其特點(diǎn)和分析結(jié)果，確定比較完善的作業(yè)規(guī)范和流程，在實(shí)際工作中系統(tǒng)推行，以快速發(fā)現(xiàn)、預(yù)處理可能存在的異常、故障，使高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)揮更多作用，減少檢修的滯后性。

4" 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)方法包括靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、故障檢驗(yàn)等，主要關(guān)注結(jié)合工作目標(biāo)組織分析。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，將上述技術(shù)與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果更理想、效率較高，但對(duì)技術(shù)設(shè)備和工作邏輯的要求也更高，早期建設(shè)成本偏大，運(yùn)維要求較特殊，具有長(zhǎng)線運(yùn)用方面的優(yōu)勢(shì)。從趨勢(shì)上看，高精度水表的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)可能更多關(guān)注信息化、針對(duì)性，以提升檢驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性，服務(wù)水務(wù)有關(guān)工作。

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