利用计量练就“火眼金睛”

苏州自来水表业有限公司已有四十多年专业生产水表的历史，是集研发、制造、销售、安装和服务于一体的国家高新技术企业，一直以来致力于智能化、高精度水计量产品的开发、制造和销售。公司积极参与各类标准的制修订工作，已发布的国家标准4项、行业标准8项、团体标准3项。公司秉承一丝不苟、精益求精的质量意识，通过了ISO10012 AAA测量管理体系认证，对冷水水表、智能水表及其集抄系统的设计、开发、生产、服务和安装进行了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和GB/T28001职业健康安全管理体系的认证。目前拥有有效自主知识产权共计44项，其中包括发明专利1项、实用新型专利12项、外观专利2项和软件著作权29项。

  一、背景情况

  随着城镇供水管网运行、维护的要求不断提高，对城镇供水管网的漏损控制也随之加强，各地行业管理部门把城镇供水管网漏损指标列入对城镇供水企业考核的主要指标之一。CJJ92-2016《城镇供水管网漏损控制及评定标准》对城镇供水管网的漏损分析、控制及评定也提出了新的要求。

  对供水企业而言，在水计量上主要存在以下问题：一是城镇供水分区计量区域划分不清，导致计量无法进行；二是如何控制计量损失，提高计量准确性；三是如何采集面广量大、安装条件复杂的水表信息来及时分析、判断供水管网的运行状态，达到智慧水务的基本条件。

  二、技术措施

  作为水表生产企业，大致可通过提高水表基表的量程宽度，水表读数准确度，提高智能化和加强后台监控分析等手段。

  1.提高水表基表的量程宽度

  公司在掌握供水企业的需求信息后，把提高水表计量量程作为产品攻关的方向，在Q3常用流量不变的情况下，力求提高产品量程（即提高量程比），加大水表量程比，使得Q1最小流量变小，从而能计量到更小的流量，这意味着减少水量的计量损失。公司技术中心组织了机械、流量、测试等专业人员进行攻关，从水表的结构、材料等方面着手，通过改进结构、调整部分零件的材料并进行了大量试验和测试，终于取得了成功，使公司产品的性能有了相当高的提升，旋翼式水表在Q3常用量不变的情况下，量程比Q3/Q1从80倍（R=80）提高到了160倍（R=160），最小流量变小了一倍；垂直螺翼式水表在Q3常用流量不变的情况下，从原来的R=160提高到R=200，提高了一档，减少了计量损失。另外公司新研发了垂直螺翼式水表DN40，与旋翼式水表DN40相比较，Q3值的提高满足了大流量的场合。通过对基表的改进，体现了公司对水计量“滴滴计较”的理念。

  2.提高水表读数的准确度

  目前供水公司使用的远传水表都是以立方米（m3）来作为水表的计量单位，供水公司的分区计量和分户计量的水表都是以1m3为计量单位的状态，如果一个分区计量中有一只分区计量的水表，内部有2000户分户计量的小口径户用水表，分户计量的水表往往是采用小数点后的用水量舍去或者采用四舍五入的计量方法进行的，极端情况下水表小数点后的用水量舍去时，每只户用表少计0.9m3，则产生的误差为0.9×2000=1800m3，但分区计量则有1800m3的误差，从而使本次漏损分析时，分区内的漏损情况被计量器具显示产生的误差而扩大，造成误判。提高远传水表的读数精准度，关键技术就是提高计量传感器的工作效率和准确度。公司技术中心组织计算机专业、工业自动化专业、通信专业等学科的技术人员进行攻关，逐步开发了高频率、低功耗、性能稳定的无磁传感器，进行采集用水量，并把传感器的位置从0.1m3移到0.0001m3的位置（见图1），传感器工作频率提高了1000倍，提高了传感器的技术性能，从而使水表原来以1m3为计量单位提高到以0.001m3作为计量单位，扩大了计量读数的精确度，降低了供水企业的漏损计算误差。

  图1 传感器位置在0.0001m3（左边第一位指针）

  3.提高水表的智能化

  公司采用了NB-IOT蜂窝窄带物联网这一新兴技术，采用可拆式的结构进行远传水表升级。NB-IOT具有广覆盖、低功耗、安全性高的优点，把它应用到水表上可以适应各种安装环境，如城镇、农村、住宅、别墅、商业等，不需要专门布网，传输性能稳定、速度快、正确率达到99.9%，适用范围极广。采用可拆式结构使通信模组和水计量相对独立，有机结合。通过采用高性能的霍尔元器件，将机械读数有效和准确地转换为电子读数，并强化了稳定性。可拆分，这样就能将普通机械水表升级为远传水表，提高智能化。同时可以满足供水公司水表周期检定时拆下周检。通信模组可以和新的水表进行组合，从而降低供水企业周期换表的成本，深得供水企业的欢迎。

  4.加强后台监控分析

  公司自主研发后台监控系统，主要有分区计量（小口径户用水表）和分户计量（大口径水表）后台监控系统。前者的功能为：基本的数据抄收，各类远程设置功能，年月日用水量分析，夜间小流统计等；后者的功能为：数据采集，压力采集，年月日水量分析，春夏秋冬季节性水量分析，GPS地图标识，远程设置等。通过这些功能，可以监控用户用水量和用水习惯，水管有无爆管，有无漏损等情况。

  三、具体成效

  该案例（通过从用户终端到后台监控这个系统的整体改善提高）在实际运用中已逐渐发挥作用，对降低城镇供水分区计量中的计量损失效果明显，在智慧水务中适用广泛，在城市旧城改造、新农村建设中是提升管网运营数据采集速度和正确率的保障，也是供水企业科学、安全调度供水管网运行的基础，降低了供水企业的管网运行成本，提高了公司在市场上的占有率。

  四、感受体会

  通过上述案例，公司深深地感到利用新技术、新材料和传统的水计量仪表进行有机结合，进一步提档升级，进行转型升级，才能使公司更贴近供水企业。要发挥计量产品生产企业的优势，不断提高产品的计量宽度和准确度，围绕供水企业的目标，研发供水企业需求的产品，发挥好计量工作是各项工作的基础保证作用，为供水企业水计量工作提升做出更大的贡献。