电磁流量计在供水计量中的依法管理

      0 引言

      南海发展股份有限公司是佛山市惟一一家以供水为主业的上市企业。除南海桂城由公司直接供水外，其他地区均采用转供水的模式。公司与各地区供水部门进行售水贸易结算的计量仪表主要采用电磁流量计。目前，公司在用的各种口径用于售水贸易结算的电磁流量计有98台。

      然而，尽管电磁流量计被公认拥有稳定性好、准确度高、能双向计量和维修量小的优点，但由于电磁流量计的操作有一定的隐蔽性，如测量系数的设置更改等，以及其测量的非直观性，如没有指针和机械设备等，常常使用户对使用电磁流量计进行计量的水量产生种种怀疑，对所测量的水量不是非常认同，使得供用水双方常常因此产生各种各样的纠纷。自1997年开始使用电磁流量计进行水量计量以来，每年都有类似的投诉和纠纷，双方为解决此类纠纷常常要通过高层管理人员花费大量人力物力才能解决。因此，对电磁流量计的计量进行监管，改变原有的事后处理的管理方式，保障计量的公平、公正和公开，是供用水双方迫切需要解决的问题。而依法管理才是电磁流量计管理的最好方法。

      1 电磁流量计管理的法律依据

      《中华人民共和国计量法》第九条规定，县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全保护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。未按照规定申请检定或者检定不合格的，不得使用。实行强制检定的工作计量器具的目录和管理办法，由国务院制定。对前款规定以外的其他计量标准器具和工作计量器具，使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定，县级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。根据此项规定，南海区质量技术监督局下发了《关于加强我区自来水水量结算用电磁流量计计量监督管理的通知》，对电磁流量计的安装、使用和检查做了较为详细的规定和说明，使电磁流量计的管理有了直接的法律依据。根据通知的精神，本公司对电磁流量计的管理进行了调整，使之能够适应法律和实际的要求。

      2 按照实际要求依法对电磁流量计进行管理

      首先，我们加强了电磁流量计安装前的管理。在转供水用户前，都与转供水用户签订《使用电磁流量计作为贸易结算计量仪表协议书》。协议书除对使用的电磁流量计厂家型号和口径一些基本技术参数进行规定外，还特别强调所使用的电磁流量计须有制造计量许可证（CMC）标志及编号，有完整的安装使用说明书、出厂校验证书、产品合格证，并经国家大流量计量检测中心检定合格，出具合格证书，即四证一书。协议签订后，我们才着手设备的购买。确保采购的厂家生产的电磁流量计都拥有四证一书。流量计购买回来后，要将其各种技术数据录入电磁流量计数据库，建档保存，以备查阅。

      对于电磁流量计的安装我们也有一套严格的程序。安装前，公司计量部门将需要安装的电磁流量计的四证一书和与转供水用户签订的《使用电磁流量计作为贸易结算计量仪表协议书》送南海区质量技术监督局计量科送审备案。通过审察后，南海区质量技术监督局计量科通知公司可以安装。公司计量部门则着手联系生产厂家和转供水用户，确定安装日期并通报南海区质量技术监督局计量科。安装当天，现场必须有公司计量部门、转供水用户、生产厂家和南海区质量技术监督局计量科人员在场。电磁流量计的转换器安装在一个专用的安装箱内，并加装双锁。锁头由南海区质量技术监督局统一购买，公司和转供水用户各管理其中的一把锁，在安装现场由南海区质量技术监督局人员分发并登记。电磁流量计安装完成后，由生产厂家人员进行各个参数的设置，并对电磁流量计再做一次现场测试。电磁流量计各设置参数和测试数据要填写在专用的表格，由公司、转供水用户、生产厂家和南海区质量技术监督局签字认可后交南海区质量技术监督局备案，以备今后的审查。由于电磁流量计需要电源运行，公司的电磁流量计分布在南海的各个地区，各计量站相隔甚远，且公司安装的电磁流量计数量众多。因此我们在现场还加装了UPS不间断电源和远程遥测装置。以UPS不间断电源供电，将电磁流量计的累计脉冲和瞬时流量电流接入远程遥测装置，发布到公司调度室进行不问断监控。如电磁流量计发生故障时能够立即发现并进行处理。

      在电磁流量计的故障和维护方面也有严格的程序。当公司调度室发现电磁流量计运行异常时，立即通知公司计量部有关人员。如果发现是电磁流量计转换器或传感器故障或损坏，公司计量部需要将此情况向南海区质量技术监督局计量科汇报，口头申请进行转换器或传感器的处理或更换。经南海区质量技术监督局计量科口头批准后，由公司联系转供水用户到达现场，双方共同开启转换器安装箱，在转供水用户在场的情况下由公司计量人员对故障进行处理或修复。如需更换转换器，则先由公司计量人员先进行更换，自行对其各个参数进行设置，完毕后填表并将上报南海区质量技术监督局计量科。在完成故障处理或修复后，公司还需要给南海区质量技术监督局计量科补交书面修理申请，同时需联系生产厂家。按照南海区质量技术监督局计量科确定的时间在公司计量部门、转供水用户、生产厂家和南海区质量技术监督局计量科人员在场的情况下，对电磁流量计做一次现场测试。电磁流量计各设置参数和测试数据要填写在专用的表格，由公司、转供水用户、生产厂家和南海区质量技术监督局签字认可后交南海区质量技术监督局备案。

      3 依法管理电磁流量计的技术依据

      在我们依法确定的电磁流量计管理程序中，为确保电磁流量计的正常准确运行，我们主要采取了安装前的国家级测试和安装后的厂家现场测试，而厂家现场测试则着重于转换器的测试。通过这两个技术措施，能否保障电磁流量计准确计量？电磁流量计安装一段时间后能否保证仍然计量准确？实际上，采取了这两个措施以后，电磁流量计正常准确计量是有技术上的保障的。

      我们知道，电磁流量计的误差主要有传感器误差和转换器误差。电磁流量计的测量原理可用式（1）表示：

      E=kBvD                                （1）

      式中：E 为电磁流量计传感器产生的感应电压（V）；
               B 为电磁流量计传感器的磁感应强度（T）；
               v 为流过电磁流量计传感器测量导管的流体平均流速（m/s）；
               D 为测量导管的两电极间距离，也就是测量导管的直径（m）。

      设液体的体积流量为qv（m³/s），而q_v=πD²v/4。如果磁感应强度B和两电极间距离D恒定不变，则式（1）变为：

      如式（2）所示，感应电动势E（流量信号）与液体的体积流量成正比，这也是电磁流量计测量流量的理论依据。由此看出，如果电磁流量计生产和使用过程中满足磁感应强度B和两电极间距离D恒定不变这两个条件，就能够确保电磁流量计流量测量的准确。对于传感器的磁感应强度B，按比沙定律有：

      B=（μWI）/L                         （3）

      式中：μ为空气的导磁率；W为励磁线圈的匝数；I为励磁电流；L为空气隙长度，大约为测量导管内直径。对一台现场应用的传感器，空气的导磁率、励磁线圈匝数和空气隙长度不会发生变化，有可能变动的只有励磁电流I。而电磁流量传感器的励磁电流来自于转换器，它是一个恒流源。只要转换器不发生故障，所输出的励磁电流必定不会改变，因而传感器产生的磁感应强度B也不会改变。对于两电极间距离D，由于传感器的衬里和电极被流体介质所腐蚀、磨损、管内壁附着、沉淀和结疤而引起管径变化很小，尤其对自来水的测量特别是大口径流量计，管径的变化率相对影响更小。所以，使用过程中可以认为传感器两电极间距离D是不变的。根据以上分析，我们认为，传感器长期使用不会产生很大的误差，如无故障，一般不必对其重新检定。

      在南海区质量技术监督局监督下，2004年8月，公司拆下一安装于2002年8月13日的Dn200电磁流量计送国家水大流量计量站检定。检定结果表明，电磁流量计运行两年以来，精度几乎没有什么变化。

      制造厂在电磁流量转换器设计中已经考虑到基准电压和采样电阻的精度和影响因素，比方说已经选择了20×10^-6/℃以上高精度、高温度稳定性的元器件，理论上恒流源的精度和稳定性也达到了相当高的技术指标。转换器对来自传感器的流量信号进行线性放大时，虽然存在如反馈电阻的精度、温度系数选择和电位器等可调器件的检查问题，可能造成输出信号的零点漂移和量程偏移，但这些因素所引起的误差与供水计量所允许的误差相比非常小。虽然有些厂家的产品（如上海光华•爱而美特仪表有限公司）提供了零点校正和转换器校正的功能，但许多厂家产品没有此项功能。公司自2000年到2002年间，曾经建立了转换器周期校正的措施，主要使用上海光华•爱而美特仪表有限公司的GS8模拟器检查和校正转换器。在校正过程中发现，许多转换器长期使用后零点漂移不明显，转换器的线性曲线在使用过程中变化也是非常小，一般都小于或在电磁流量计允许误差范围左右，大大小于水表的测量误差，在供水计量中更是可以不予考虑。因此，转换器如果使用正常，无需进行周期检定。

      4 结论

      电磁流量计在给排水的应用才刚刚开始，对其的管理还有许多值得探讨和摸索的地方。公司通过对电磁流量计实施依法管理，用户对此种方法相当认同，再未发生因使用电磁流量计计量而引起的纠纷，为企业持续稳定发展提供了良好的保障。