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给水排水 |解读《饮用冷水水表检定规程》之8大问题

 A探索者 2022-01-21

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《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162-2019)由国家市场监督管理总局于2019年12月31日批准发布,2020年3月31日起正式实施。为使相关方更好地理解并应用或执行检定规程,现就大家关心的共性问题解读如下:

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计量检定规程的法律地位和执行主体

法律地位:

计量检定规程有国家、部门和地方计量检定规程三种,其实施范围分别为全国、部门内部和地方行政区域内。当国家颁布了全国统一的计量检定规程后,部门和地方便不得颁布同一种计量检定规程。

《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162-2019)是由国家市场监督管理总局颁布实施的国家计量检定规程,作为全国范围内统一实施计量法制管理的技术依据。

执行主体:

由于计量检定规程具有强制执行力,因此执行主体必须经法定授权。依据《计量法》,我国经法定授权的执行主体有两类,一类是按依法设置的法定计量检定机构,另一类是依法授权的法定计量检定机。无论是依法设置还是依法授权,法律地位相同,业务上均应接受市场监督管理行政部门的领导,管理体系上均应符合JJF 1069《法定计量检定机构考核规范》的要求。

生产企业和用户不是计量检定规程的执行主体。计量检定规程对于生产企业和用户来说,仅仅是产品特性所要满足的一种技术文件。

2

用水计量纠纷的处理

随着居民法律意识和权利意识的增强,用水计量纠纷也越来越多。在用水计量纠纷处理过程中,一些水表检定机构往往寄希望于检定规程,以水表是否能够通过检定来简单处理用水计量纠纷。

这样的一种认识是存在很大偏差的,应予以纠正。首先,国家没有任何一部法律法规授予计量检定规程具有处理计量纠纷的功能,因此直接依据计量检定规程处理计量纠纷于法无依。第二,计量检定规程自身没有任何有关于计量纠纷处理机制、方法、程序和要求方面的规定。

用水计量纠纷有多种成因,水表计量性能不合格只是其中一种可能。大量的实务表明,导致用水计量纠纷产生的更主要的原因来自于安装不规范和水质影响。受技术原理制约,水表尚达不到傻瓜式使用的水平,计量准确性既依赖于生产企业的质量保证,也依赖于用户的规范使用。安装不规范的主要表现有:安装条件未达到生产企业的要求,比如前后直管段长度不足;安装方位不符合水表的工作原理,比如倾斜或侧向安装;安装前管道未清洗干净,比如杂物堵塞水表等。水质影响主要表现为泥沙沉积,或者管道中有空气积存。

原国家计量局于1987年发布了《仲裁检定和计量调解办法》,这是我国迄今为止唯一用于处理计量纠纷的部门规章。当计量纠纷发生时,第一时间应保护好纠纷器具的原始状态。一旦不经意间拆卸,便有可能导致计量失准的内在原因灭失。因此务必要认识到,用水计量纠纷并不等于水表的计量性能纠纷,需要从性能和使用两个维度去查找原因。

虽然检定规程不能直接用于计量纠纷的处理,但并不意味着检定规程不能发挥作用。在计量纠纷处理过程中当需要采取技术判定的手段时,检定规程规定的技术方法和技术原理便可以借鉴甚至直接采用。所以处理计量纠纷,采用检定规程只能是一种技术手段,而不能作为直接依据。

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户用水表的使用期限

JJG 162-2019规定,公称口径不大于DN50且常用流量Q3不大于16m³/h的户用水表实行安装前首次检定,到期轮换的管理制度。DN25及以下的水表使用期限为6年,DN32至DN50的水表使用期限为4年。

轮换下来的水表即使经检定计量性能合格也不应继续使用,因为无法保证是否还能继续再使用一个周期。

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使用中水表的最大允许误差

JJG 162-2019规定,使用中水表的最大允许误差是新制造水表最大允许误差的2倍。这项规定不是凭空而来的,而是依据统计学原理推断而来。

新制造水表的测量误差在各种影响因素得到有效控制、接近理想的实验室条件下测量得到。根据测量学理论,水表的测量误差呈正态分布,测量条件越优越,随机干扰因素越少,正态分布的方差越小;当测量条件越差,随机干扰因素越多,正态分布的方差也越大。通常认为安装在使用现场的水表测量条件比实验室条件要差得多,测量误差的方差比实验室条件下要大得多。由此根据统计学原理分析,将水表的重复性作为测量误差标准差的最佳估计值,以重复性不超过最大允许误差绝对值的1/3作为推断前提,当使用现场水表的测量误差以95%的置信概率满足使用中水表最大允许误差要求时,同时满足新制造水表最大允许误差要求的置信概率高达98%。

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《饮用冷水水表检定规程》(JJG 162-2019)的适用范围

(1)测量可饮用水的水表,不适用于测量非饮用水的水表,如污水、中水、灌溉等测量用水表。

(2)根据所能适应的水温范围,分两个温度等级的水表:T30(0.1℃~30℃)和T50(0.1℃~50℃)。

(3)机械式水表、带电子装置的机械式水表(如预付费水表和远传水表)和电子式水表。

国家市场监督管理总局于2020年10月发布了第42号公告《实施强制管理的计量器具目录》,将公称口径DN15~DN50的水表列入强制管理目录,实施型式批准制度和强制检定制度,公称口径大于DN50的水表不再实施强制管理,由用户自行管理。因此JJG 162-2019适用于对DN15~DN50的水表实施强制检定,而公称口径大于DN50的水表可参照JJG 162-2019实施非强制检定或校准。

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水表的计量性能要求

水表的计量性能要求包括测量范围、准确度等级和最大允许误差、误差曲线。

(1)测量范围

用四个特征流量点和三个流量比值来描述。

四个特征流量点:最小流量Q1、分界流量Q2、常用流量Q3和过载流量Q4。

三个流量比值:Q4/Q3=1.25表征水表可短期超载运行的测量范围,Q2/Q1=1.6表征水表计量性能下降但仍可控的测量范围,Q3/Q1表征水表可长期运行的额定测量范围,为可选值,从40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、…的标准化数列中选取。

常用流量Q3从1.0、1.6、2.5、4、6.3、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630、1000、1600、2500、…的标准化数列中选取。

GB/T 778.1~5-2018和JJG 162-2019发布以后,凡不符合上述要求的水表意味着既不符合标准要求也不符合计量检定规程要求,应予以淘汰。

(2)准确度等级和最大允许误差

为方便计量法制管理,水表的准确度等级分为1级和2级。

对于1级水表,包括分界流量Q2至过载流量Q4的流量高区最大允许误差为±1%,包括最小流量Q1至不包括分界流量Q2的流量低区最大允许误差为±3%。

对于2级水表,包括分界流量Q2至过载流量Q4的流量高区最大允许误差为±2%,包括最小流量Q1至不包括分界流量Q2的流量低区最大允许误差为±5%。

计量法制管理意味着水表的准确度等级只有1级和2级两种,不能自定义,既不能有更优的等级也不能有更差的等级,或介于两个等级之间的等级。

(3)误差曲线

为了保证贸易公平,不允许水表的计量特性表现为系统性地利于一方而不利于另一方。水表在最小流量Q1至过载流量Q4的测量范围内,如果误差均为正,计量结果有利于供水一方,如果误差均为负,计量结果有利于用水一方。因此检定规程和标准均规定,如果水表的误差符号相同(均为正或均为负),则要求至少有一个误差落在最大允许误差的1/2以内,以便最大程度避免人为影响。

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检定项目

JJG 162-2019关于水表检定项目的规定与上一版本JJG 162-2009相比没有本质差异,只是进行了拆分和重新组合。

(1)外观、标志和封印

外观要求侧重于考核水表的完整性和完好性,特别考虑到我国铁壳水表仍是应用主流,而铁壳又特别容易锈蚀,因此外观表征上需要特别关注壳体内部和外部的锈蚀情况,以及内部的污垢堆积情况。锈蚀和污垢不仅影响水质,也影响水表的计量性能。

标志包括计量法制标志和计量器具标识。计量法制标志指型式批准标志和编号,用于表示合法性声明。计量器具标识指与水表明示指标和使用要求有关的符号标识。标注计量器具标识也是《产品质量法》的特定要求,凡是标准产品有要求的标志标识必须标注在产品上,以示承担法定的明示质量担保责任。从使用角度理解,计量器具标识可以帮助用户快速了解产品特性并指导使用。产品上应标而未标的,用户因错误使用而出现法律纠纷时,生产企业应承担相应的法律责任。产品上应标尽标而用户未按规定使用时,由此出现的法律责任由用户自行承担。同样,检定机构在检定过程中未执行检定规程而做出错误结论的,也应承担相应法律责任。

封印是水表的一种防护装置,避免水表受到非授权的改变。凡是不允许用户自行调整的部位均应有封印,或采用封闭结构,一旦破坏便留下永久有痕的印记。评价封印或封闭结构是否有效的金标准是破坏后是否能恢复如初,如果能恢复如初便是无效的封印或封闭结构。封印除了机械封印和还包括电子封印。机械封印即传统的铅封,电子封印指带电子装置水表通讯、按键等操作界面的密码系统,密码要求必须能修改。

(2)电子装置功能

电子装置功能只适用于带电子装置的水表,如预付费水表、远传水表、超声水表、电磁水表等。不同生产企业对电子装置的功能有不同的设计和定义,但检定规程的关注点聚焦于两点,一是与利用计量结果实施贸易结算有接关联的功能,涉及贸易公平性;二是无论是否对某种功能进行了操作,均要求不出现故障,涉及产品完好性。

我国目前主流应用的两类带电子装置的机械式水表是远传水表和预付费水表。这两类水表的电子装置将机械读数转换成电子读数要求必须保证准确可靠,这便是检定规程所规定的机电转换误差应合格。需要注意的是,水表在使用过程中一旦出现机电转换不可靠,应以机械读数为准。因为机械读数是检定规程中所述的计量主示值,也即原始指示值,而电子读数是计量主示值的转换值。计量法制管理的落脚点是保护贸易公平性,计量主示值具有优先级,是实施贸易结算的原始依据。

(3)示值误差

水表的示值误差检定项目用来评价水表的计量性能是否合格。如何实施示值误差检定既要考虑检定结果的有效性,又要考虑检定工作的经济性,因此检定流量点通常选择最小流量Q1、分界流量Q2和常用流量Q3三个点,因为这三个点是水表流量误差曲线一般意义上的特征点。当有的水表Q1、Q2和Q3不能代表特征点时,生产企业应该依据型式批准文件在使用说明书中列出其他特征流量点,则检定时应增加该特征流量点。

(4)密封性

水表安装在管道中需要长期承受由内而外的压力作用而不发生渗漏或损坏,生产企业需要明示水表的最大允许工作压力。密封性既是表征安全使用的指标,也是计量准确的前提保证,检定时通过1.6倍的最大允许工作压力下持续1分钟来验证。

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示值误差的检定方法

检定规程规定了三种示值误差检定方法:启停法、换向法和流量时间法。检定规程之所以规定三种不同的检定方法,是因为每一种方法对应的检定设备和流过水表或检定装置的流动曲线不同,操作的控制要求也不同。

(1)启停法

启停法是一种传统的检定方法,其核心是水表的读数在水流静止状态下读取。启停法的检定设备和流量曲线如下图所示。

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启停法检定装置

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启停法水表流动曲线

启停法检定水表过程中受到两个不利因素影响。因素一是水表读数分辨力引入的读数误差,因素二是阀门打开和阀门关闭两个阶段水流快速变化导致的水表处于测不准确状态。为了弥补启停法的这两个不利因素影响,需要采取延长检定时间、增加检定用水量的措施,以加大稳定流动的时间比重来提高检定结果的有效性。因此检定规程规定启停法检定水表的时间不得小于1分钟,用水量不得小于水表读数分辨力的200倍,这也导致了启停法检定水表的效率比较低。此外,阀门开关过程中容易产生水锤效应,因此启停法也不适合用于检定流量比较大的场合,通常适用于DN50及以下水表的检定。

(2)换向法和流量时间法

正是由于启停法存在诸多弊端,发展出了检定结果可靠性更好的换向法和流量时间法,并且通过采用自动控制和电子采样技术,能够实现更高效的自动化检定。换向法和流量时间法的检定设备如图所示。

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换向法质量法检定装置

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活塞式(流量时间法)检定装置

换向法和流量时间法的核心是水表的读数在水流流动状态下读取,其流动曲线如下图所示。检定过程中,流过水表的水流始终保持稳定的流动状态,使水表处于理想的测量条件下,而水表读数处于动态变化之中,人工难以有效识别,因此需要借助于测量传感器来自动读取。常用的测量传感器有基于机器视觉测量的传感器,如手机等,如下图所示。

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换向法和流量时间法的水表流动曲线

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视觉测量传感器(手机)

换向法和流量时间法克服了水锤效应的不利影响,不仅可以用于小口径水表的检定,还可以用于大口径水表的检定。由于水表不再处于测不准状态,加上自动化的测量技术,可以实现远高于启停法的检定效率。启停法也有其特有的优点,即通用性强,那些无法借助于测量传感器自动采样的水表,便只能采用启停法进行检定。

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作者简介

赵建亮

浙江省计量科学研究院

正高级工程师,国家一级注册计量师,全国流量计量技术委员会液体流量分技术委员会委员,国际法制计量组织法制计量专家,从事流量计量领域科研和检测工作25年,主持和参与起草多项国家、行业标准,饮用冷水水表国家计量检定规程和型式评价大纲的主要起草人。 

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