水表新標(biāo)準(zhǔn)ISO4064.1-2005《封閉滿管道中水流量的測量 飲用冷水水表和熱水水表》規(guī)范中，水表計量要求的流量點設(shè)置與1996版及以前的標(biāo)準(zhǔn)有很大的差異。新版標(biāo)準(zhǔn)充分體現(xiàn)了水表技術(shù)進步、水計量管理、市場競爭的發(fā)展趨勢，同時，使水表設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、選購、使用、維護者對流量點的理解、確定、實施變得難以把握。充分理解新標(biāo)準(zhǔn)，要把握三個基本原則：一是從應(yīng)用的角度來理解，標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求是為了最大程度地滿足實際使用要求，不同場合的實際用水條件有很大差異，因而要選用不同“流量點”的水表來滿足；二是從制造的角度來理解，水表結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平是有差異的，“流量點”與成本是相關(guān)的，因而要選用不同的“流量點”來適應(yīng)；三是要在標(biāo)準(zhǔn)框架內(nèi)充分利用標(biāo)準(zhǔn)附錄B中水表的實際流量的表述方式，以此解決“流量點”操作上的一些問題。
一 . 水表流量點的設(shè)置
1996版標(biāo)準(zhǔn)主要是按水表口徑來確定常用流量（qp）值，然后分A、B、C、D四個等級，按各自固有的比例來確定最小流量（qmin）和分界流量（qt）值，按固有的比例確定過載流量（qs）值，簡單明了。而新版標(biāo)準(zhǔn)是按R5系列的一組數(shù)字來選取常用流量Q3，然后，按R10系列的一組數(shù)字來選取測量范圍Q3/Q1，再按Q4/Q3=1.25，Q2/Q1=1.6來確定過載流量Q4和分界流量Q2，沒有固有的對應(yīng)關(guān)系。特定口徑的水表，流量點設(shè)置可以按排列組合有N種選擇。
1. 常用流量Q3
Q3（m3/h）的數(shù)值應(yīng)從GB/T321-2005的R5系列中選取，例如：…1.0 1.6 2.5 4.0 6.3 10 16 … 100 160 … 1000 1600 2500 4000 6300 … ，每一口徑的水表有多個數(shù)值可選擇。
（1）從使用角度理解：同一口徑水表在不同的應(yīng)用場合，實際的瞬時流量和累積流量有很大的差異。流量大的擬選用較大Q3值的水表，以滿足所需水量，提高水表壽命；流量小的擬選用較小Q3值的水表，以經(jīng)濟地得到小流量性能優(yōu)越的水表。例：以往某國家一些水司選用DN20表殼配DN15機芯的水表就是選取Q3的實例。同樣容積式水表，美國習(xí)慣上使用較大的計量腔，較大的Q3以增長使用壽命，英國習(xí)慣上使用較小的計量腔，較小的Q3以提高計量等級。
（2）從水表型式角度理解：由于計量原理、結(jié)構(gòu)特點的不同，水表實際能達(dá)到的Q3水平是不同的。電磁水表、水平螺翼式水表、垂直螺翼式水表、復(fù)式水表、旋翼式水表、容積式水表、單流束水表等其實際的Q3有很大的差異。1996版標(biāo)準(zhǔn)固定的qp值，誤導(dǎo)了實際使用中對水表型式特點的充分理解和正確選用。合理的Q3值有助于水表生產(chǎn)商將各種水表優(yōu)勢充分發(fā)揮，有助于使用者理性地選用水表，避開各種水表的劣勢所在。
（3）從技術(shù)水平角度理解：由于設(shè)計理念、設(shè)計水平、制造工藝、應(yīng)用材料等的不同，不同生產(chǎn)商實際能生產(chǎn)的水表的Q3水平是不同的。例：同樣是水平螺翼式水表，老式的LXL型、可拆式的LXLC型和具有動平衡特性的WPD型水表，其Q3水平有很大的差異。Q3的可選擇性，既有利于水表技術(shù)的不斷進步，不斷升級換代，又利于生產(chǎn)商市場細(xì)分，做專做精。
（4）新標(biāo)準(zhǔn)Q4/Q3=1.25，而1996版標(biāo)準(zhǔn)qs/qp=2，在過載流量一定時，這實際上使常用流量Q3的值顯著提高。對用戶來說，允許長期使用的流量大了，對生產(chǎn)商來說，意味著水表型式試驗時，耐久性試驗中的流量增大了。以DN20水表來說，常規(guī)產(chǎn)品qp=2.5m3/h，變?yōu)镼3=4m3/h，100000次斷續(xù)流量試驗的瞬時流量提高了（4-2.5）/2.5×100%=60%，同樣，累積流量由2.5×15/3600×100000=1042m3，變?yōu)?×15/3600×100000=1667m3，提高了60%。水表在大流量下的磨損程度至少是流量平方的關(guān)系，而且在閥門頻繁的開閉過程中，葉輪的撞擊更加厲害，這相當(dāng)于要求水表設(shè)計的耐磨性提高了3倍。因此，生產(chǎn)商要在水表結(jié)構(gòu)和摩擦副材料的選配上狠下苦功，必須配備加磨設(shè)備，不斷試驗，不斷改進?，F(xiàn)有的許多水表，按新標(biāo)準(zhǔn)進行耐久性試驗，將有許多是達(dá)不到要求的，也就意味著可能拿不到新的計量許可證。
（5）新版標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍由冷水水表擴大為冷水水表和熱水水表，由容積式水表和速度式水表擴大為“無論采用何種技術(shù)都能連續(xù)測定流過的水體積的水表”。水表已不是傳統(tǒng)意義上的概念，只要符合相關(guān)要求的流量計都可以成為水表。概念的拓展，促進了傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的融合和競爭，流量計的Q3往往很大，傳統(tǒng)水表要在新標(biāo)準(zhǔn)的指引下，開發(fā)功能型產(chǎn)品，嫁接現(xiàn)代技術(shù)，發(fā)揮自有的優(yōu)勢。
2．測量范圍Q3/Q1
水表流量測量范圍由Q3/Q1的比值確定，其數(shù)值從GB/T321-2005的R10系列中選取，… 10 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 325 400 500 630 800 …而1996版標(biāo)準(zhǔn)則按A、B、C、D四個等級確定，qp/qmin分別是N＜15的水表為 25 50 100 133 ，N≥15的水表為 12.5 33 167 —。
（1）ISO4064 1996版以前的水表標(biāo)準(zhǔn)計量等級A、B、C、D的流量點設(shè)置有是歷史原因的。A、B等級是為速度式水表而設(shè)置，qp/qmin比值相對較小，qt/qmin比值相對較大，符合水表結(jié)構(gòu)特點及實際制造水平。C、D等級是為容積式水表而設(shè)置，qp/qmin相對較大，qt/qmin比值相對較小。隨著技術(shù)的進步，特別是塑料材料的不斷更新，速度式水表也能達(dá)到C級水平，容積式水表已超越了D級水平。因此，新版標(biāo)準(zhǔn)的實施是必要和及時的。
（2）新版標(biāo)準(zhǔn)Q3/Q1值可以逐級向更高值擴展，這必將體現(xiàn)和推進技術(shù)進步，新的原理、新的理念、新的設(shè)計、新的材料、新的工藝將不斷應(yīng)用。例N≥15的水表，B、C級qp/qmin分別為33和167，巨大的差異使一般水表很難從B級跨越至C級，而新標(biāo)準(zhǔn)則在中間插入了40、50、63、80、100、125、125、160多個數(shù)值。在市場競爭的作用下，必將上演沒有最好，只有更好，優(yōu)勝劣汰的好戲。
（3）新版標(biāo)準(zhǔn)Q3/Q1值可以逐級向更低值擴展，這使一些測量范圍較小的流量計、防污水表有了用武之地。有些特殊的場合，并非一定要有較大的Q3/Q1值，更注重的是Q3值和計量精度或防污能力，這樣，原來擠不進水表標(biāo)準(zhǔn)的一些產(chǎn)品就成了水表。而且，象某些流量計，只要披上水表這件外衣，就由過程控制儀表變成了普通的工業(yè)或民用計量產(chǎn)品，銷量增加，成本降低，就會在一定程度上取代傳統(tǒng)水表，對傳統(tǒng)水表形成競爭態(tài)勢。
（4）測量范圍Q3/Q1值，是體現(xiàn)水表技術(shù)水平的最直觀的指標(biāo)之一。作為自來水公司，將把Q3/Q1值作為關(guān)注的重點，最直接的要求就是希望經(jīng)濟地得到測量范圍大的水表。作為水表生產(chǎn)商，將重點主攻測量范圍的逐級提高。在市場競爭中，還有一點值得關(guān)注，競爭對手有時可以根據(jù)水表曲線的情況來確定特定的Q3/Q1值。例：你的水表達(dá)到Q3/Q1=125水平，而Q3/Q1=80時誤差反而超差，競爭對手會設(shè)法將Q3/Q1確定160或80來招標(biāo)。因此，對水表全曲線的要求更高了。
（5）更低的Q1值，并非出廠檢查達(dá)到要求就可以了。隨著Q3值的增大，耐久性試驗的加速磨損程度大大提高，而且，更低Q1的水表對耐久性試驗更加敏感。因此，要在水表摩擦副結(jié)構(gòu)及材料上努力，同時，在水表性能調(diào)試中要尋找始動流量對Q1誤差相對不敏感的結(jié)構(gòu)和方法。只有通過耐久性試驗的水表，才是真正的合格產(chǎn)品。
3．過載流量與常用流量的比值Q4/Q3=1.25
新標(biāo)準(zhǔn)Q4/Q3=1.25，舊版標(biāo)準(zhǔn)qs/qp=2.0，表面上看，新標(biāo)準(zhǔn)比值小了，實際上這是Q3加大而非Q4減小所致。
（1）由于Q3是一組R5系列的數(shù)字，1.25 Q3值將不是原來的整數(shù)值，就常規(guī)水表來說，往往大于qs。例：DN15水表，qs=3.0m3/h，常規(guī)Q3=2.5m3/h，則Q4=1.25×2.5=3.125m3/h。對于有些水表，原來壓力損失比較大，剛剛在標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)，現(xiàn)在Q4流量大了，按新標(biāo)準(zhǔn)壓力損失指標(biāo)就達(dá)不到要求了。因此，有些水表要重新設(shè)計。
l 從標(biāo)準(zhǔn)的角度應(yīng)該理解為壓力損失要求降低了，理解對否要探討）（額定工作條件下的最大壓力損失應(yīng)不超過0.063 MPa（0.63 bar），其中包括作為水表部件的過濾器或濾網(wǎng)——摘自標(biāo)準(zhǔn)第1部分）（試驗的目的是確保水表的壓力損失在Q1～Q3范圍內(nèi)的任何一個流量下都不超過0.063 MPa（0.63 bar）——摘自標(biāo)準(zhǔn)第3部分）?！悋?B>
（2）水表標(biāo)準(zhǔn)對過載流量的表述是這樣的“要求水表在短時間內(nèi)能符合最大允許誤差要求，隨后在額定工作條件下仍能保持計量特性的最大流量?！?，以往，由于qs=2qp，且數(shù)值是按水表口徑確定的，因而，在實際使用中對qs的概念并沒有把握好，“短期使用”變成了長期使用。DN25~DN50的水表，往往有一定的比例壽命較短，其原因就是瞬時流量長期在qp以上，造成水表的加速磨損。 新標(biāo)準(zhǔn)有更大的Q3可選用，而且Q4/Q3只有1.25，因此Q4的概念應(yīng)比較清晰的執(zhí)行。
4．分界流量與最小流量的比值Q2/Q1=1.6
Q2/Q1采用統(tǒng)一的比值1.6，這與舊版標(biāo)準(zhǔn)的比值區(qū)別非常之大，這一點至少在近幾年是水表制造商面臨的最大問題，特別是大口徑水表更加突出。
（1）目前，速度式水表Q1值已能達(dá)到較高的水平，而Q2值要達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的水平還有許多難題。根據(jù)流體力學(xué)理論，雷諾數(shù)Re=V*L/ν，V為流體的平均速度，L為流速的定型尺寸，ν為水的運動粘度。水表在小流量情況下，由于水的流速低，雷諾數(shù)Re比較小，水流可能處于層流或過渡 狀態(tài)，因而其誤差穩(wěn)定性比較差，不象大流量情況下水的雷諾數(shù)Re比較大，水流處于紊流狀態(tài)，誤差重復(fù)性好。因此，Q2值較小時，誤差由Qmin時的±5%跳躍為Q2時的±2%是比較困難的。同樣，在低溫狀態(tài)下，水的粘度增大，雷諾數(shù)減小，其小流量誤差穩(wěn)定性比較差。實踐中，水溫4℃ 與20℃相比，我國在1985年前，小流量45L/H時誤差相對偏負(fù)約5%，1995年的水平是30L/H時誤差相對偏負(fù)約5%，2005年技術(shù)進步到15L/H 時誤差相對偏負(fù)約5%左右，稍大流量影響已不大。
（2）旋翼式水表的典型誤差曲線是在小流量時有一段高峰，一般在qt~qmin之間，這主要是水表葉輪在水流作用下有一個狀態(tài)變化的過程。Q2/Q1=1.6時，由于間距太窄，容納不下這個高峰，導(dǎo)致Q2極易超差。解決的辦法是要通過阻尼筋的優(yōu)化設(shè)計來消除這個高峰，這在技術(shù)上是有難度的。
（3）大口徑水平螺翼式水表的典型誤差曲線是在小流量時緩慢下降,Q2/Q1=
1.6時，Q2穩(wěn)定在±2%是比較困難的。而且螺翼式葉輪是一組比較復(fù)雜的曲面，一旦成形以后很難修正，一般只能在葉片的出水端或整流片設(shè)置倒角來適度調(diào)正，較大的調(diào)正成本高且不可預(yù)測。
（4）以上存在的實際情況，使水表流量點設(shè)置處于二難境地。優(yōu)先考慮設(shè)置較小的實際能達(dá)到的Q1值，以顯示測量范圍的實力，則Q2誤差比較難以保證；如優(yōu)先考慮Q2誤差穩(wěn)定性，則難以體現(xiàn)Q1的實力。當(dāng)然，這要在技術(shù)上攻關(guān)，在計量機構(gòu)材料上設(shè)法減少摩擦力以降低始動流量，在誤差曲線上設(shè)法優(yōu)化設(shè)計以使曲線平直。
5．復(fù)式水表流量點的設(shè)置
復(fù)式水表流量點的設(shè)置 在新標(biāo)準(zhǔn)中并沒有特別的敘述，按其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，組成復(fù)式水表的大表和小表必須分別符合水表的標(biāo)準(zhǔn)。常用流量Q3和過載流量Q4分別與大表的Q3、Q4相同，最小流量Q1與小表的Q1相同。分界流量Q2原標(biāo)準(zhǔn)可以是大表的Q2，也可以是小表的Q2，按新標(biāo)準(zhǔn)擬按小表的Q2為好。開啟轉(zhuǎn)換流量和關(guān)閉轉(zhuǎn)換流量的設(shè)置有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和方式，轉(zhuǎn)換流量的誤差的檢測方式和要求也有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。檢測中轉(zhuǎn)換流量的確定新標(biāo)準(zhǔn)中有描述，這里不作詳述。
二 . 水表實際流量的表述
水表新標(biāo)準(zhǔn)ISO4064.1—2005與1996版標(biāo)準(zhǔn)不同，它設(shè)置了附錄 B (資料性附錄) 水表的結(jié)構(gòu)特點和實際流量 附錄B.1 “水表的結(jié)構(gòu)使水表能超出標(biāo)準(zhǔn)本部分的規(guī)范要求，影響水表結(jié)構(gòu)的因素有：結(jié)構(gòu)材料、水溫和工作壓力、預(yù)期流量范圍、最大流量下水表的壓差以及工作條件下的環(huán)境溫度和濕度范圍。其它因素包括管道尺寸和連接端，以及諸如尺寸和可操作性等安裝限制。” 附錄B.2 相應(yīng)于Q4 、Q3 、Q2 、Q1的高流量Qh 、流量Qc 、中間流量Qi 、低流量QL。實際流量可以從三方面理解：
（1）“超出標(biāo)準(zhǔn)”時使用。水表制造者可以根據(jù)水表的結(jié)構(gòu)特點將高于標(biāo)準(zhǔn)流量點設(shè)置值的實際流量明示出來，例：高流量、低流量，以顯示其優(yōu)點。水表使用者可以將高于標(biāo)準(zhǔn)流量點設(shè)置值的實際要求提出來，例：某水表裝在水泵后，對連續(xù)高流量有要求，小流量則無關(guān)緊要；某水表每天有短時間高流量，常用流量不是很大；一般水表分界流量要求不高，更看重最小流量，可單獨提出低流量要求，以經(jīng)濟地得到適合實際的高質(zhì)量水表。
（2）“收縮標(biāo)準(zhǔn)”時使用。如前所述，許多水表在體現(xiàn)Q1的實力的情況下，短時期內(nèi)很難使Q2達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，特別是大囗徑水表。理想的過渡辦法是縮小Q3/Q1設(shè)置值，再以低流量來體現(xiàn)原來能達(dá)到的Q1值，這樣實際上就是變相提高了Q2值，既符合標(biāo)準(zhǔn)又適應(yīng)實際。對使用者影響不大，卻能經(jīng)濟地得到適合實際要求的水表。
（3）“描述標(biāo)準(zhǔn)”時使用。有些水表有固有的誤差曲線特征，例：容積式水表誤差曲線的形狀是兩頭低中間高，只要將幾個特征點把握好，就能保證全曲線的誤差，通過實際流量的設(shè)置，可以減少生產(chǎn)、驗收過程中的工作量，從而降低成本。有些水表在特定的流量點或流量段工作，因而有特定的要求，可以通過實際流量點的設(shè)置來規(guī)范。有些水表有其自有的優(yōu)點，須要通過實際流量點的設(shè)置來體現(xiàn)其價值。
三 . 標(biāo)準(zhǔn)過渡期的利用
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在2009年4月30日前過渡期內(nèi)，Q3值可以從1.5、3.5、6、15、20中選取，Q3/Q1值可以從15、35、60、212中選取，如果Q3/Q2＞5，則Q2/Q1值可以從1.5、2.5、4、6.3中選取。這些ISO4064－1996版的一些參數(shù)使標(biāo)準(zhǔn)從1996版過渡到ISO4064－2005版爭取了一點時間，而新國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T778－XXXX將會在2007年頒布，實際換版時間只有不到二年，這是非常緊迫的。
過渡期內(nèi)，可以局部借用上述流量點參數(shù)值，應(yīng)付近段對新標(biāo)準(zhǔn)的理解適應(yīng)期和技術(shù)上的產(chǎn)品改正、開發(fā)期。
GB/T 778.1-XXXX (2007) 考慮到國內(nèi)水表行業(yè)的實際情況，為標(biāo)準(zhǔn)過渡期特別設(shè)置了 附錄 NA (資料性附錄) 本部分流量參數(shù)與 GB/T778.1-1996的對照表
表NA.1 應(yīng)用于15≤DN≤40水表，表NA.2應(yīng)用于DN＞40水表。這樣可以暫時方便地使用。
重要的是在短短的二年時間內(nèi)，要深刻理解標(biāo)準(zhǔn)，參照上述的一些觀點和方式，既要認(rèn)清市場又要認(rèn)清自己，在流量點設(shè)置上與實際使用要求相適應(yīng)，與實際生產(chǎn)能力相適應(yīng)；加強零部件摩擦副材料的研究和配置試驗，以提高水表的壽命期計量精度的保持性，適應(yīng)更大的常用流量、更小的最小流量；開發(fā)與設(shè)置的流量點相適應(yīng)的符合壓力損失要求的新計量機構(gòu)；通過計量腔的優(yōu)化設(shè)計、誤差曲線精密的性能調(diào)試，達(dá)到Q2/Q1=1.6的要求；提高水表零部件生產(chǎn)過程的一致性、穩(wěn)定性，以適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)要求，提高生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本。
四 . 舉例
國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 778.1-XXXX(修訂中的2007版為了便于理解新標(biāo)準(zhǔn)，特別增加了 附錄 NA (資料性附錄) –本部分流量參數(shù)與GB/778.1-1996的對照 這其中的二張表羅列了小口徑水表和大口徑水表的一些流量點設(shè)置值，這主要是供2009年4月30日前過渡期臨時使用的，特別是水表生產(chǎn)商應(yīng)盡早完成過渡。
比較復(fù)雜的是DN50的水表，這里匯集了各種型式的水表，有原屬于小口徑系列的單流束水表、多流束水表、容積式水表，也有按大口徑系列的單流束水表、各種水平螺翼式、垂直螺翼式水表。它們還有各種設(shè)計理念、計量等級、應(yīng)用場合相對應(yīng)的型式，因而按新標(biāo)準(zhǔn)要設(shè)置不同的流量參數(shù)。舉例如下：
(1) 初步方案
旋翼干式單流、多流水表： Q3=16 Q3/Q1=40
旋翼濕式單流、較好的多流干式：Q3=16 Q3/Q1=50
水平螺翼式老式水表： Q3 =25 Q3/Q1=20
水平螺翼可拆式B級水表： Q3=25 Q3/Q1=50
垂直螺翼式水表： Q3=25 Q3/Q1=100
旋翼濕式C級水表： Q3=25 Q3/Q1=200
單流束C級水表： Q3=25 Q3/Q1=200
農(nóng)用灌溉水表： Q3=40 Q3/Q1=25
水平螺翼可拆式A級水表： Q3=40 Q3/Q1=50
水平螺翼WPD水表： Q3=40 Q3/Q1=125
國際先進機械式水表： Q3=40 Q3/Q1=315
國際最先進有水表： Q3=40 Q3/Q1=630
基于電或電子原理的水表也有各自的流量點參數(shù)值。
(2)修正方案
以上設(shè)置的初步方案在實際操作過程中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)水表的Q4、Q3、Q1都 達(dá)到要求了，而Q2卻很難達(dá)到要求或很難穩(wěn)定地達(dá)到要求。在水表技術(shù)難題還沒有攻克之前怎么辦呢？只能采用降低測量范圍的的笨辦法來符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。例：水平螺翼可拆A級水表流量點選為Q3=40，Q3/Q1=25或Q3/Q1=31.5，這樣，測量范圍大大降低了，彌補的辦法是另外設(shè)置一個低流量QL=0.8。本來水表按照標(biāo)準(zhǔn)在表盤上標(biāo)注40/50即可，表示Q3=40，Q3/Q1=50，現(xiàn)在要在標(biāo)注40/25的基礎(chǔ)上再標(biāo)上QL=0.8以示最小流量的實際水平。
(3)目標(biāo)方案
目標(biāo)方案其實是一個動態(tài)的發(fā)展的方 案，首先要通過技術(shù)攻關(guān)或優(yōu)化設(shè)計來顛覆修正方案，或回到初步方案中來，然后進一步提高測量范圍數(shù)值，或通過擴大Q3來相應(yīng)提高Q3/Q1值，或 專攻實際的更小的低流量等等?？傊鞣N方法都 或以提高水表的竟?fàn)幜?。例：水平螺翼式水表通過產(chǎn)品更新?lián)Q代，技術(shù)進步，測量范圍從老式的20提高到可拆式的50，再提高到WPD的125，還可進一步提高到160、200、250、315；Q3值從16提高到25、40，還可進一步提高 到63。也可以通過犧牲Q3來提高Q1的水平或通過犧牲Q1來提高 Q3的水平等辦法來改變參數(shù)。總之，最終要體現(xiàn)產(chǎn)品的水平和價值，要與管網(wǎng)的實際流量情況相適應(yīng)。
作者系寧波水表股份有限公司 趙紹滿
