蔡 勤 劉敦利 黃湘來(lái)

新疆計(jì)量測(cè)試研究院（新疆 烏魯木齊 830011）

隨著國(guó)家節(jié)能減排工作的開(kāi)展和熱量計(jì)量的推廣，家用熱量表已同水表、燃?xì)獗硪粯?，成為商品房建設(shè)必須安裝的重要計(jì)量?jī)x表之一。而超聲波熱量表以其功能齊全、體積較小、安裝便捷、價(jià)格適中等特點(diǎn)深受廣大客戶(hù)青睞。近年來(lái)，新疆計(jì)量院接收檢定的家用熱量表幾乎都是超聲波熱量表[1]。目前，按照現(xiàn)行的熱量表國(guó)家檢定規(guī)程，熱量表實(shí)行首次檢定（有效期為3 年）、到期復(fù)查的檢定方式[2]。然而，熱量表在漫長(zhǎng)的有效期內(nèi)其誤差變化如何卻無(wú)法得知。特別是在新疆等供暖周期長(zhǎng)、供熱量大的地區(qū)，熱量表工作時(shí)間長(zhǎng)、流量波動(dòng)大[1,3]，同時(shí)，受水質(zhì)的影響，水中雜質(zhì)、污垢的沉積等，超聲波熱量表的計(jì)量性能很難得到很好的保證。熱量表的誤差變化主要分為流量誤差和溫度誤差，這里主要研究和分析其流量誤差的變化。

1 實(shí)驗(yàn)條件與方法

為了研究在用超聲波熱量表的流量誤差變化，選取了烏魯木齊市某小區(qū)安裝的準(zhǔn)確度為2 級(jí)的500 塊超聲波熱量表進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。熱量表的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

具體實(shí)驗(yàn)方法：對(duì)500 塊熱量表進(jìn)行首次檢定，合格后安裝使用；然后從中抽樣6 塊熱量表每年拆卸并檢定，檢定完畢后恢復(fù)安裝使用，共進(jìn)行2 次；第3 年，把500 塊熱量表全部拆卸并進(jìn)行復(fù)檢。由此得到6 塊熱量表的4 次連續(xù)檢定數(shù)據(jù)和其他494 塊熱量表首檢和復(fù)檢的檢定數(shù)據(jù)。分析6 塊熱量表的檢定數(shù)據(jù)，研究其流量誤差變化；同時(shí)，結(jié)合其他494 塊熱量表的檢定數(shù)據(jù)，研究復(fù)檢結(jié)果中合格的熱量表整體流量誤差變化情況。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)抽樣的6 塊熱量表的逐年檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)（表2）。從表2 中數(shù)據(jù)可以看出，基本上每塊熱量表的每個(gè)檢定點(diǎn)的流量誤差絕對(duì)值都是逐年增大的，表明了熱量表的流量誤差隨使用時(shí)間的增長(zhǎng)而逐年增大。根據(jù)檢定規(guī)程[2]，所有熱量表3 個(gè)檢定點(diǎn)qi（最小流量）、qt（分界流量）、qp（最大流量）的最大允許誤差分別為±4%、±2.2%、±2.02%。所以，根據(jù)檢定數(shù)據(jù)，在第3 次檢定中，樣本2 的qp檢定點(diǎn)誤差為2.28%，超過(guò)最大允許誤差，在第4 次檢定中，樣本2 的qp檢定點(diǎn)（2.56%）和樣本6 的qt檢定點(diǎn)（2.44%）均出現(xiàn)超差。從這一結(jié)果分析，這6 塊熱量表在使用第2 年以后的不合格率為16.7%，在使用第3 年以后的不合格率為33.3%。

表1 熱量表的主要技術(shù)指標(biāo)

表2 6 個(gè)樣本不同檢定點(diǎn)的誤差 單位：%

針對(duì)500 塊熱量表的復(fù)檢結(jié)果，對(duì)比每一塊表的每一個(gè)檢定點(diǎn)的首檢數(shù)據(jù)和復(fù)檢數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得出，在全部的1 500 個(gè)檢定點(diǎn)中，誤差絕對(duì)值增大的檢定點(diǎn)有1 422 個(gè)，占全部檢定點(diǎn)的94.8%，誤差絕對(duì)值減小的占4.8%，誤差不變的占0.4%，誤差超差的占8.4%，即從單個(gè)流量點(diǎn)分析，熱量表的不合格率為8.4%。綜合考慮熱量表的檢定結(jié)果，其不合格率為10.5%，其中包括了流量超差、物理?yè)p壞、功能缺陷等情況。同時(shí)，對(duì)比這首檢和復(fù)檢的1 500 個(gè)檢定點(diǎn)數(shù)據(jù)，其中全部為正值誤差的檢定點(diǎn)有1 230 個(gè)，占82%，說(shuō)明流量計(jì)量結(jié)果比實(shí)際流量快的熱量表占絕大多數(shù)；這些正值誤差的檢定點(diǎn)中，誤差增大的有1 226 個(gè)，占99.7%，說(shuō)明了隨著熱量表的使用，誤差絕大部分為正方向變化，即熱量表越走越快。

從以上2 個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出：第一，熱量表的流量誤差隨著使用年限的增加會(huì)逐漸增大，在使用后的第3 年至少有超過(guò)8%的熱量表流量誤差超差，對(duì)熱量計(jì)量工作造成很大的損失；第二，熱量表在使用中流量誤差基本呈現(xiàn)正方向變化，熱量表流量誤差為正值的情況占絕大多數(shù)，這種變化對(duì)用戶(hù)帶來(lái)逐漸增大的經(jīng)濟(jì)損失。

同時(shí)，對(duì)比抽樣逐年檢定的結(jié)果和整體復(fù)檢的結(jié)果，前者的不合格率要明顯高于后者，但兩者同樣都比較高，因此超聲波熱量表的計(jì)量準(zhǔn)確度問(wèn)題要給予足夠的關(guān)注，熱量表的定期復(fù)檢顯得十分必要和重要。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與建議

根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，超聲波流量計(jì)的流量誤差隨著使用年限的增長(zhǎng)基本上呈現(xiàn)逐年增大的趨勢(shì)，分析其原因，主要可能有3 個(gè)方面：首先，新疆的水質(zhì)偏堿，長(zhǎng)期的高溫運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使得管道內(nèi)產(chǎn)生大量的污垢，從而改變了介質(zhì)的成分，影響了超聲波在介質(zhì)中的傳播速度，導(dǎo)致誤差逐漸增大；其次，根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)研究，在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，熱量表的瞬時(shí)流量基本處于最小流量到分界流量的范圍內(nèi)，流量值偏小，不能有效的沖擊和清洗管道，反而有利于污垢的附著，對(duì)熱量表傳感器的靈敏度和信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，從而影響熱量表的計(jì)量準(zhǔn)確度；再次，新疆地區(qū)供暖周期長(zhǎng)，每年都達(dá)半年以上，且一直保持24h 運(yùn)行，在高溫循環(huán)水的長(zhǎng)時(shí)間沖擊下，熱量表傳感器會(huì)加速老化，也會(huì)對(duì)其誤差產(chǎn)生較大的影響。

針對(duì)以上可能導(dǎo)致熱量表流量誤差逐漸變大的原因，這里提出3 條建議。

（1）為了保證熱量表的傳感器靈敏性，建議每年把熱量表拆卸清洗，或者用高壓水對(duì)其進(jìn)行一定程度的循環(huán)沖洗。

（2）循環(huán)水中添加少量能夠中和水質(zhì)的酸性物質(zhì)，從而減少污垢的產(chǎn)生和沉積，也有利于熱量的傳輸和利用。

（3）由于全國(guó)氣候的差異性，熱量表在不同地區(qū)使用的頻率和周期也呈現(xiàn)出較大的差異，因此，檢定周期也有必要作一定程度的調(diào)整。

熱量表的周期檢定是一項(xiàng)艱巨的工程，特別是對(duì)于新疆等供熱面積大的區(qū)域，需要政府相關(guān)部門(mén)、計(jì)量部門(mén)用戶(hù)等多方的共同參與和實(shí)施。無(wú)論是從用戶(hù)角度考慮還是國(guó)家節(jié)能減排工作的大局出發(fā)，準(zhǔn)確的計(jì)量結(jié)果對(duì)熱量計(jì)量都具有重要意義。

[1]張宋強(qiáng),鄭云林.新疆地區(qū)供熱計(jì)量裝置現(xiàn)狀及關(guān)注的問(wèn)題[J].中國(guó)計(jì)量,2012（4）：36-37.

[2]JJG 225-2001 熱量表檢定規(guī)程[S].

[3]羅洪平.熱量表檢定的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化與計(jì)量,2011（4）：15-16.