1 概述
许多类型的水表主要对上游流动扰动较为敏感，上游流动扰动会引起较大的误差和过早磨损，水表在安装时，为了能消除水力扰动，一个普遍认同的经验法则是水表的上游和下游需要安装直径（D）与水表相同，长度分别为10D和5D的直管段[1]。弯头、T型接头、阀或泵等管件及其所处的位置会引起上、下游扰动，影响非容积式水表的精确度。流动会受到两种类型的扰动，即速度剖面畸变和漩涡，两者都会影响水表的精确度[2]。在实际水表安装过程中，由于受限空间的制约（如水表井太小、地方狭窄、分表较多、室内装修等），达不到《GB/T778.2）2007冷水水表第2部分：安装要求》，这种情况据了解在许多城市自来水行业都存在，那么这种达不到直管段要求安装的水表到底产生了多大误差？这种误差是负值还是正值？带着这一问题我们咨询过多名水表计量方面的专家和生产厂家工程技术人员都没有得出一个肯定的结论。但是弄清这一问题对于供水单位或用水户都有很实际的现实意义。
2 实验的目的与方法
实验室内模拟各种达不到安装情况，测量水表计量的误差大小和趋势。
一般情况下达不到只管段要求的常见情形有如下三种：①表前有不能满足直管段要求的L形弯头；②表前有不能满足直管段要求的S形弯头；③表前有不能满足直管段要求的直管变经。我们就取常用的DN20mm、DN40mm两种水表做以下三种实验检定水表在上、下游直管段达不到安装要求时水表的误差：①水表直接安装在L型弯头上（DN20mm与DN40mm两种水表各做一次）；②水表直接安装在S型管道上（DN20mm与DN40mm两种水表各做一次）；③水表直接安装在DN（40´20）mm直管变经上（DN20mm水做一次），检定流量点为常用流量Q3、分界流量Q2、最小流量Q1，L为放水量。
3 主要仪器设备及材料
（1）实验中使用水表的技术参数如表1所示。
表1 DN 20mm水表的技术参数
表2 DN 40mm水表的技术参数
表3 DN 20mm（出厂编号H035882）水表按规程检定数据
表4 DN 40mm（出厂编号H003935）水表按规程检定数据
（2）检定所使用的主要标准计量器具：水表检定装置LBJ15-25，准确度等级±0.2%：LBJ15-50，准确度等级±0.2%。
（3）实验用其他材料：短管、弯头、三通、闸阀、管箍、管卡、大小头直管变径等。
（4）试验工作条件：试验流量范围Q1~Q3，环境温度20°C，水温14°C，环境湿度80%RH，水压0.3~0.4（MPa），符合《JJG162-2009冷水水表检定规程》要求的额定工作条件[3]。
4 实验内容与步骤
（1）实验一：DN20mm水表前无直管段，直接接L型弯头。
实验步骤：①如图1所示用DN20mm的管件连接管网，将水表水平的安装在专用的固定台架上；②将所有阀门处于关闭状态，打开进水口进水开关，再缓慢打开进水端球阀，同时打开出水端闸阀，使水进入标准容器，检查管网连接是否紧密，有无漏水。一切正常，排空管网内空气后，关闭进水端球阀[3]；③记录水表初始数值，将标准容器内水排空，将标准容器的放水控制阀关闭；④进行水表有效检定，打开进水端球阀，让水流入标准容器，到达100L（最小流量时，放水量10L）时，关闭进水端球阀，记录实验数据，计算试验水表示值误差；⑤实验完毕，排尽管道内余压，将水表卸下，将标准容器内水放净。
图1 用DN 40mm的管件连接管网
以上实验在常用流量点Q3、最小流量点Q1各做三次，实际相对误差为-0.69%、-0.83%、-0.98%、-0.89%、-1.08%、-0.89%。
（2）实验二：DN40mm水表前无直管段，直接接L型弯头。
实验步骤：如图1所示用DN40mm的管件连接管网，检定时往标准容器中放水到300L（分界流量时，放水量100L）。其余步骤，同实验一。
以上实验在常用流量点Q3、分界流量点Q2各做三次，实际相对误差为-2.62%、-2.69%、-2.62%、-2.38%、-3.00%、-3.51%。
（3）实验三：DN20mm水表前无直管段，直接接S弯头。
实验步骤：将DN20mm的弯头换成DN20mm的S型弯管，如图2所示。其余步骤，同实验一。
图2 用DN 40mm的管件连接管网
以上实验在常用流量点Q3、最小流量点Q1各做三次，实际相对误差为-0.12%、-1.15%、-1.05%、-0.60%、+0.10%、+1.00%。
（4）实验四：DN40mm水表前无直管段，直接接S弯头。
实验步骤：如图2将DN40mm的弯头换成DN40mm的S型弯管，检定时往标准容器中放水到300L（分界流量时，放水量100L）。其余步骤，同实验一。
以上实验在常用流量点Q3、分界流量点Q2各做3次，实际相对误差为-1.14%、-1.22%、-1.34%、-4.67%、-3.46%、-4.07%。
（5）实验五：DN20mm水表前无直管段，直接接大小头变径。
实验步骤：如图3所示管件连接管网。其余步骤，同实验一。
以上实验在常用流量点Q3、最小流量点Q1各做三次，实际相对误差为-0.37%、-0.29%、-0.30%、+0.30%、+0.20%、-0.30%。
图3 管件连接管网图示3
5 结论
实验数据处理与分析如表1~3所示。
表1 被测水表前无直管段，直接接L型弯头
表2 被测水表前无直管段，直接接S型弯头
表3 被测水表前无直管段，直接接大小头变径
（1）水表安装使用时，在不能满足安装要求（包括前端无直管段、L型、S型弯头和大小头直管变径）。的情况下，水表的各项指示流量（常用流量、分界流量、最小流量）都要比水表在正常检定时的实际流量小，普遍偏负。
（2）根据实验数据显示，水表口径越大，这种偏差也越大，达不到计量误差要求。由于条件所限没有做大量的多种规格水表的实验，具体偏差程度和分布规律无法得出准确结论。
（3）实验中还发现，检定常用流量时，虽然流量调节阀不动，但在出水口水压每隔3~4s会出现一个循环的脉动变化，直到检定完成。
6 建议
（1）水表在现场安装时，应尽量使前、后端的直管段满足《GB/T778.2）2007冷水水表第2部分：安装要求》中要求的水表上游和下游需要安装直径（D）与水表相同，长度分别为10D和5D的直管段。
（2）如果实在达不到安装要求非装不可的水表，上游弯头越少越好，或选用带整直器的水表。
（3）供水单位对少计的水量做到心中有数。
参考文献：
[1]GB/T778.2-2007/ISO4064-2:2005.封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表[S].
[2]GB/T778.3-2007/ISO4064-3:2005.封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表[S].
[3]JJG162-2009.冷水水表检定规程[S].
