小口径旋翼式水表不同安装角度对测量误差影响的实验分析
小口径旋翼式冷水水表是国内使用量最大的民用水表,它是以旋翼直板形叶轮作为流量测量的感应元件.水表的结构特点要求水表在检定和实际使用中均应保持流动轴线水平并且叶轮竖直,水表行业通常把这种安装要求表述为水平安装、字面朝上,用符号H来表示.然而在实际中,用户因不理解水表的结构和工作原理,往往为了读数方便,水表安装时有不同程度的倾斜.本文针对水表安装的不同情况,设计了表体与读数面呈0°、45°和90°倾斜安装下的测量误差实验,并进行相应的原因分析.不同的安装条件下，受到的摩擦力不同。在正常安装条件下，叶轮的上下轴接近于点支撑，且轴承材料为硬度高、表面光滑、摩擦系数小的红玛瑙材料，此时的滑动面为红玛瑙轴承的弧形面。当叶轮倾斜时，叶轮的上下轴的支撑由红玛瑙变成了轴套，轴套材料是硬度低、表面比较粗糙、摩擦系数比较大的塑料。在相同的正向压力作用下，倾斜后所承受的摩擦力要远远大于正常条件下的摩擦力。，在流量较小时，由于水的流速很低，叶轮得到的动能极小，需要克服叶轮轴的摩擦力才能使叶轮转动，此时叶轮轴的摩擦力占主导影响。当流量慢慢变大时，叶轮得到的动能也逐渐变大，此时叶轮轴的摩擦力不再占主导影响，叶轮和顶尖之间的摩擦力对测量误差的影响慢慢减小。在倾斜安装时，摩擦力增大导致有效转矩变小，叶轮旋转速度变慢，这就解释了为什么倾斜安装在流量低区影响很大，而在流量高区却影响不大。实验的结果和理论分析表明，对于小口径旋翼式水表的安装，应该遵循其结构原理的特点，随意改变安装将会导致其计量性能发生变化。对于生产企业，应该在其使用说明书上详细说明安装的要求。除非在允许降低测量范围的场合下使用，水表均应规范安装。
水表 安装角度 测量误差 计量性能
陈果夫 胡涤新 赵建亮
浙江省计量科学研究院 杭州 310013
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贵阳
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2014-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）