上海金凱表業(yè)有限公司　單國富

　　一、膜式煤氣表產品標準與檢定規(guī)程的關系

　　1.我國膜式煤氣表產品國家標準GB/T6968-1997《膜式煤氣表》在技術內容上等效采用國際法制計量組織的國際建議OIML R31-1995(摘自GB/T6968-1997前言)，JJG577-2005《膜式燃氣表》檢定規(guī)程的正文第一段中提到:采納引用國際建議OIML R31-1995的相關技術指標內容，技術指標和試驗方法等主要內容基本等效。所以，產品標準與檢定規(guī)程的內容基本一致。

　　2.GB/T6968-1997是煤氣表的產品標準，從產品的開發(fā)和形成都必須遵守標準的各項規(guī)定；JJG577-2005是國家對該種產品進行型式批準和出廠檢驗(或強制檢定準入市場)的具體規(guī)定，是產品基本形成后對其進行合格與否的判別規(guī)定。所以，對于生產企業(yè)一般在產品開發(fā)時會遵照產品標準的要求予以考慮，進入生產定型批準(型式試驗)或批量投產后出廠檢驗時則執(zhí)行檢定規(guī)程(當該類產品有相應的檢定規(guī)程時)，兩者既不矛盾又不完全相同。目前，我國大部分的計量測試認定機構和生產企業(yè)都同時依據(jù)GB/T6968-1997和JJG577-2005的要求來制定鑒定大綱或出廠檢驗項目，具體實施時一般都按JJG577-2005的規(guī)定進行操作。   

　　二、對檢定規(guī)程的理解

　　對檢定規(guī)程的全面理解是正確執(zhí)行檢定規(guī)程的前提。檢定規(guī)程提出了范圍、引用文獻、術語、概述、計量性能要求、通用技術要求、計量器具控制等諸項內容，另有附錄3項，筆者現(xiàn)對部分項目內容作如下討論:

　　1.關于產品名稱

　　JJG577-2005規(guī)程名稱為“膜式燃氣表”，而GB/T6968-1997的名稱為“膜式煤氣表”。隨著燃氣氣源的多樣化，煤氣的狹義已被燃氣的廣泛含義所覆蓋，膜式表又是能計量多種燃氣的產品，稱為“燃氣表”本無可厚非。燃氣表按國家規(guī)定是屬于強制檢定的計量器具，準入市場銷售國家質檢總局每年會發(fā)布準許銷售的產品目錄。2005年10月8日，國家質檢總局以公告第145號文的形式明確規(guī)定，燃氣表名稱為“膜式煤氣表”，規(guī)定在制造許可證、包裝、說明書、銘牌上等都要統(tǒng)一名稱。當然，這個名稱雖然不直接涉及產品質量，但目前兩種名稱都存在，希望有關主管部門給予統(tǒng)一。

　　2.對“基表”的理解

　　新規(guī)程引入了“基表”的概念，術語定義是:不帶任何附加裝置的燃氣表，也就是指一般裝有機械式計數(shù)器的成品燃氣表或不裝計數(shù)器的半成品表；附加裝置一般是指預付費裝置(如機械式的或智能式的)、脈沖發(fā)生器、配有輸出驅動軸及內部溫度轉換裝置等，新規(guī)程已對此作出了相應的檢定要求，這些裝置都不會影響基表的計量性能。

　　3.關于防止逆轉裝置

　　燃氣表要裝有防止逆轉裝置，當氣體流動方向與規(guī)定方向相反時，燃氣表應停止運行。目前燃氣表都裝有這種裝置，燃氣表顯示不運行了，但實際上會通少量的氣，這主要是壓差原因將閥蓋(氣門蓋)頂起造成的。

　　4.對異常的噪聲及明顯的間歇停止現(xiàn)象的理解與鑒別

　　在第6章通用技術要求6.2外觀中提到:燃氣表在運行過程中，不允許有異常的噪聲及明顯的間歇停止現(xiàn)象。這是通過目測進行判斷其是否符合條款的要求，這里對“異常的噪聲”和“明顯的間歇停止現(xiàn)象”沒有具體的說明，所謂的“噪聲”可以理解為“響聲”，燃氣表在運轉時，由于各個零部件間的配合間隙，膜片的質地，抑或裝配關系，在作相對運動時會產生響聲，尤其是在大流量運轉時，響聲會更大；還有，這個“響聲”有的較有規(guī)律，有的不規(guī)律，時有時無；再加上各人的聽覺感受也不一樣，往往會產生難以判別的情況。我認為對“響聲”的判斷只能是一種“定性”的判斷，在“異常”上進行理解，一般是在檢測者的操作位置(坐或站)距被檢表保持(50～60)cm距離處進行判斷，此時聽到較明顯的“響聲”(不管是有規(guī)律或無規(guī)律)，則應判為“表響”，需返修，若有輕微且有規(guī)律、均勻運轉的“響聲”，則應判為“無異常響聲”。若有撞擊聲或“軋”的聲，都應判為“表響”，此時，可以觀察到壓力波動較大。

　　另外，對于“間隙停止現(xiàn)象”可以理解為在運轉途中有“停頓”現(xiàn)象，也許“停頓”的時間很短(1秒不到)，每次“停頓”時間及兩次“停頓”的間隔時間可能一樣也可能不一樣，并且可能在中小流量下更為明顯；導致這個現(xiàn)象發(fā)生，說明表內齒輪嚙合不良或閥門有粘連(蓋與座)，或連桿機構調節(jié)不良、計數(shù)器傳動不良等可能。但我們要全面理解這個現(xiàn)象，檢定規(guī)程提出的是“明顯的間歇停止現(xiàn)象”，所以我們要觀察“間歇停止現(xiàn)象”是否“明顯”，所謂“明顯”可以認為“很容易發(fā)現(xiàn)”或“一眼就可察覺”的現(xiàn)象，實際上，若有“明顯的間隙停止現(xiàn)象”，壓力波動也會有“明顯的”反映，因此，對于“間歇停止現(xiàn)象”要按“明顯不明顯”來予以判別。

　　5.密封性試驗

　　JJG577-2005規(guī)定燃氣表在輸入1.5倍最大工作壓力下、持續(xù)時間不少于3min，不得漏氣。這是對燃氣表外泄漏的要求，通過密封性試驗得到確認，這個要求是必須保證達到的?，F(xiàn)在大多燃氣表銘牌上標注的是“10kPa”(也有更高的)，那么，進行密封性試驗的充氣壓力應≥15kPa。
　　密封性試驗方法有多種，一般有:

　　(1)干氣充氣法:簡單易行、費用低，易受環(huán)境、溫度變化，效率低，不適應批量生產。
　　(2)氣泡檢漏法:檢測可靠，需專人監(jiān)視，效率較低，易受周邊溫度變化的影響。
　　(3)平衡檢驗法:利用微差壓傳感元件，檢測效率高，對檢測環(huán)境有一定要求，目前大多采用此法。
　　(4)浸沒(水)檢查法:簡捷可靠，但勞動強度大，設備規(guī)模大，而且對表的沉積水的處理較麻煩，漏檢也有可能發(fā)生，部分企業(yè)采用。
　　(5)密度檢漏法:利用密度計作為檢漏傳感元件，根據(jù)密度的變化來判別泄漏，與溫度無關，檢測可靠，效率高，目前國內可能尚無此產品。

　　順便提一下，所謂3min內，壓力計水柱不下降為合格(屬不漏)不確切，實際上仍可能存在泄漏，只是這個泄漏量極其微小。國家標準GB/T16410-1996《家用燃氣灶具》也規(guī)定允許有適當?shù)男孤┝浚蝗毡镜奈㈦娔X煤氣表檢定規(guī)程JIA E006-99也規(guī)定泄漏量在0.07L/h以下稱為不漏，并且保壓時間為1min。我國目前的國家標準和檢定規(guī)程尚未對此進行修訂，所以只能照規(guī)程執(zhí)行。

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　　6.有關計量誤差的檢定

　　JJG577-2005要求檢定前燃氣表應以最大流量預運轉，通過的氣體體積至少是燃氣表回轉體積的50倍，如G1.6規(guī)格的表，回轉體積一般為0.7L，那至少要通過35L及以上的氣體體積。而且獨立測量示值誤差間的最大差值應不超過0.6%(q_min流量點除外)。串聯(lián)檢定時，每臺表必須進行溫度、壓力修正，當標準器處和燃氣表的氣體溫度差≤0.5℃、壓力修正值的絕對值不超過0.2時，可以不進行溫度與壓力的修正。JJG577-2005規(guī)定燃氣表最大允許誤差B級表為:q_min≤q<0.1q_max±3.0%，0.1q_max≤q≤q_max±1.5%，誤差的計算公式:
    
　　計算結果為燃氣表的實測誤差值。

　　(1)檢定條件

　　①首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗時，標準器的不確定度應優(yōu)于燃氣表最大允許誤差的1/3。
　　②檢定的環(huán)境條件:對于q_max≤10m³/h的燃氣，已檢定溫度為(20±2)℃，根據(jù)實驗室的大小，這個溫度是指計量裝置(標準器)附近的環(huán)境溫度、被檢表附近溫度、檢驗裝置氣體入口處的氣體溫度以及被檢表受檢前存放在實驗室處附近的溫度的算術平均值，而不是指某一處的溫度，更主要的是要控制在檢定過程中，標準器處和被檢表處的溫度(包括氣溫、液溫)之差不超過1℃。如何進行控制，規(guī)程中未作說明，GB/T6968-1997要求平均環(huán)境溫度變化每12h不大于4℃，且每小時不大于2℃。在生產企業(yè)一般對實驗室平均溫度的控制，除了采用中央恒溫恒濕控制裝置外，每班對其進行二次測溫，一次在上午9:00～10:00，一次在下午2:30～3:30。由于溫度變化會對表的誤差產生較大影響，所以要求將被檢表放置在檢定溫度環(huán)境下至少4h以上(或具有相同溫度的鄰近房間內)。
　?、蹤z定壓力:不得超過被檢表的最大工作壓力，盡可能接近使用條件，因為家庭用燃氣器具(如熱水器、煤氣爐具、取暖器等)的燃氣燃燒額定壓力根據(jù)氣源不同、燃氣燃燒特性不同，國家將各種燃氣燃燒的額定壓力規(guī)定為:人工煤氣(R)1kPa、天然氣(T)2kPa、液化石油氣(Y)(2.8～3.0)kPa。所以，低壓計量表的檢定壓力一般都采納為1kPa±20Pa。

　　(2)檢定方法

　　①檢定時的通氣量:規(guī)程中指出應能滿足計量準確的要求，推薦不小于被檢表最小分度值的200倍，且盡量使最小位字輪轉動1圈或數(shù)圈，消除周期性變化的影響；檢q_min時可適當減少通氣量，以G4規(guī)格以下的表為例，一般在檢q_max時都通氣100L。通氣量的多少對檢定結果會有一定影響，一般通氣量多，檢定結果比較可靠，但是通氣量過多會造成檢定耗時過多，影響產量，所以大多制造商根據(jù)自身的產品質量穩(wěn)定程度，適當減少通氣量，但質量管理部門的出廠成品檢定仍應按規(guī)程所規(guī)定的要求進行檢定。

　?、陉P于檢定流量點與檢定次數(shù):首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗規(guī)定為q_min、0.2q_max、q_max3個流量點(做型式批準時再加3q_min、0.1q_max、0.4q_max和0.7q_max4個流量點，共7個點)，每個流量點至少檢定2次(型式批準時至少為6次，且3次用較大流量減小到被檢流量點，3次用較小流量增大到被檢流量點的方法)，取其多次獨立測量的算術平均值作為該點的示值誤差。在同一流量方向測量中，若單次測量示值誤差間的最大差值大于0.6%，則該兩次測量值均作無效處理，重新再做一組試驗。作為出廠檢定(首次檢定)的3個流量點，有的制造商是遵照規(guī)程要求全部檢測，但也有些制造商對q_min流量點不是每臺都檢測，這是各個制造商的本身行為，只要具備客戶驗收時能獲得合格的質量保證能力，也是可以的，不過若為控制產品質量，嚴格執(zhí)行檢定規(guī)程，還是應該3個流量點全部檢定。

　　有關檢定次數(shù)，據(jù)了解，制造商為了提高產量，大都對3個流量點檢定1次。若按規(guī)程要求，則檢定1臺燃氣表耗時較長，一般每個工時只能檢定6～7臺燃氣表(指每人操作1臺檢測設備)。所以，有許多廠商依據(jù)自身對產品質量的控制能力以及長期對質量穩(wěn)定程度的把握與經驗，大多采用檢定1次的工藝，或對q_max流量點檢定2次，對0.2q_max和q_min流量點檢定1次的工藝。必須指出，每個流量點檢定2次有其一定的道理，國家標準、OIML R31和新規(guī)程在型式批準時都規(guī)定要檢定6次，新規(guī)程已經考慮到生產企業(yè)的實際情況，首次檢定規(guī)定了2次，應該是可以執(zhí)行規(guī)程的要求。在逐點測試或逐臺測試中，有資料表明會出現(xiàn)一些不符合誤差規(guī)律或變化較大的數(shù)值(大于1%時)，如測試的第一遍或偶爾出現(xiàn)1次又無重復規(guī)律的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可視為粗大誤差，對其作剔除處理。由于皮膜是一柔性構件，在往復反轉的過程中，各流量點的氣體流速不一樣，產生的壓力損失也不一樣，即使在同一流量點，壓損也會有波動，因此皮膜的張弛程度會不一樣，再加上閥蓋旋轉時對閥座的閥口提前或滯后開啟也有差異，這就有可能引起測試的第一遍或偶爾出現(xiàn)一次又無重復規(guī)律的粗大誤差現(xiàn)象。測試中，若是兩次測得的值相差不大于0.6%(IC卡基表按兩次脈沖系數(shù)的差值)，則可認為測試的值有效，取其算術平均值作為該流量點的誤差值；若超過0.6%，一般應重測一組，如果新一組的值偏離更大，那就可以斷定該表有問題，需進行內部返修。所以檢定測試是一項既要嚴謹認真(按規(guī)定程序操作)，又要憑常年累積的實踐經驗予以判斷的工作。現(xiàn)在都采用檢測前預運轉(磨合)的工藝，利用抽氣(或送氣)的方式在q_max流量狀態(tài)下運行0.5h以上(最好是1h)后，再進入檢測室存放4h，然后進行測試。利用抽取磨合室空氣吸入表運轉的方式，如果室內空氣溫度接近檢測室溫度，可以減少在檢測室的存放時間。具體能減少的時間要通過長期的實踐來確定，一般用抽氣方式進行磨合比送氣方式顯得合理一些，避免了風機的溫度影響。

　　目前，q_max流量點和0.2q_max流量點的檢測是在同一臺測試設備上進行的，同時可測兩臺或更多，按測試設備的實際定產量。q_min流量點的檢測在專用測試設備上進行(串聯(lián))，同時可測10臺或更多，而且只測1次即可。對于獨立機芯形式的煤氣表(一般是指鐵殼表)，也可以在總裝配流程中進行預測，即對q_min預先測定是否在公司規(guī)定的控制范圍內。當對該產品描繪過q_min和3q_min點的誤差曲線定型后，可以測3q_min或2q_min點來代替q_min點的測定，以縮短檢測時間，提高檢測效率。

　?、蹤z定方法有許多種，規(guī)程中提出了兩種方法，鐘罩式氣體流量標準裝置和標準表法，實際上現(xiàn)在又有多種具有同等效果的誤差檢測設備，當然，這些設備已經過當?shù)赜嘘P主管部門的檢定認可，量值都可以溯源，必要時可進行比對。實際上誤差的檢定就是“實際通過的氣量與被檢表示值間之差除以實際通氣量的值”，即該表的準確度。因此，無論何種方法，只要滿足這個條件都可采用。

　　(3)關于誤差曲線

　　燃氣表作型式評價時，對計量示值誤差曲線有一定要求，即流量在0.1q_max≤q≤q_max時誤差的最大值與最小值之差，B級表不得超過2%；若誤差符號相同，則各個流量點的誤差絕對值，B級表不允許超過1%。在國標GB/T6968-1997中也有相同的規(guī)定，這就是我們平時所說的流量差大(落差大)，在IC卡基表中稱為系差大，一般控制在≤0.0034(脈沖系數(shù))內。

　　在日常出廠首次檢定中，盡管規(guī)程對誤差曲線未作明確規(guī)定，而在實際操作中仍應對其有所要求與注意。

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　　7.檢定類別的區(qū)分

　　規(guī)程對計量器具控制分為兩部分:對于新開發(fā)產品、有較大改變(結構、材料、工藝上)后的產品、國外引進需在國內準許銷售的產品等需要作型式批準時，要按照規(guī)程附錄A《型式評價試驗大綱》(即全性能試驗)進行檢定；日常新制表、使用中的表等分別按《首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗》的要求進行檢定。

　　各種檢定或檢驗的項目與要求有所不同，如使用中檢驗只作外觀和示值誤差的檢測，示值誤差規(guī)定為q_min≤q<0.1q_max±6%，0.1q_max≤q≤q_max±3%，舊規(guī)程(JJG577-1994《膜式煤氣表》)規(guī)定只檢定0.2Q_max一個流量點，基本誤差限為±4%，實質上這是煤氣表在使用過程中的最大允許誤差。OIML R31中規(guī)定:Q_min≤Q<0.1Q_max范圍時為+3%～-6%，0.1Q_max≤Q≤Q_max范圍時±3%，并在附錄A中又注明在使用過程中的最大允許誤差由各國規(guī)程規(guī)定，如日本新《計量法》(平成6年1月，即1995年1月)規(guī)定使用誤差在現(xiàn)場檢查時(即在線檢定)，0.05Q_max～Q_max范圍內為±4%以內，在拆卸后檢查時，0.05Q_max～0.1Q_max范圍內為+3.5%～-4%，0.1Q_max～Q_max范圍內為±3.5%，日本舊《計量法》規(guī)定0.05Q_max～Q_max范圍內為±4%。根據(jù)國家質量技術監(jiān)督局[1991]第374號文精神，“在線檢定”即“使用中檢驗”作為企業(yè)內部管理的手段，不作為強檢和計量仲裁的檢定方法使用。

　　規(guī)程規(guī)定:對于最大流量q_max≤10m³/h的燃氣表只作首次強制檢定，限期使用，到期更換。

　　8.總壓力損失試驗

　　總壓力損失試驗是采用斜管微壓計(或其他壓力計)對被檢表在最大流量時進氣口與出氣口間的壓力差值而測得的，規(guī)程規(guī)定q_max在10m³/h以內的表不得大于200Pa，帶附加裝置的表不得大于250Pa。

　　(1)關于壓力損失
　　壓力損失是指表進氣口處的氣體壓力與出氣口處的氣體壓力之間的差值。眾所周知，當一根管道的兩端存在不同壓力時，氣體(或液體)會向壓力低的一端流動，這是流體的動能所致，煤氣表就是利用這個氣體動能運轉工作的。煤氣表自動運轉并要克服各個機械構件相對運動產生的阻力，尤其是氣閥滑動的摩擦阻力和齒輪嚙合轉動的阻力，這是煤氣壓強通過皮膜轉換過來的不能缺少的動力源；另外，氣體通過表內流通途徑產生的沿程損失，它與途徑的形狀、長度、截面等有關，所以壓力損失既是煤氣表必需的動力又是無法避免的必然損失。事實上，所有流量儀表都存在壓力損失。

　　壓力損失的大小會直接影響煤氣表的計量性能，過大會減弱管路系統(tǒng)的輸送壓力；過小可能會造成表運行功能的降低，因此，將壓力損失確定在一個限定范圍內是有其根據(jù)的?？偟膲毫p失包含兩個方面:一是所有構件產生的機械壓力損失，當煤氣表設計定型后，構件加工質量和裝配質量穩(wěn)定可靠，這個壓力損失基本是一個常數(shù)(變化很小)，一般控制在60Pa以內，測定時是在Q_min狀態(tài)下測得；二是氣體沿程壓力損失，它隨流量的增大呈二次方同步增大，即p_e=k₁ρQ²，其中k₁是系數(shù)，與氣體流通狀態(tài)有關的雷諾數(shù)R_e的函數(shù)，ρ是氣體密度，Q是流量。會導致計量誤差朝負方向偏移，由于壓力損失的變化，再加上膜片的柔性張弛程度和內部可能的泄漏，導致各流量點的計量誤差不一樣，繪制而成的誤差曲線有一個斜率，當然要求這個斜率愈小愈好。通常我們可以得出這樣一個結論，Q_max點的誤差負于0.2Q_max點的誤差，反之，即使是在規(guī)定的允許誤差范圍內，也不能算是理想的表。總壓力損失實際上是體現(xiàn)表的通氣能力的大小，而機械壓力損失是體現(xiàn)表的質量水平。

　　(2)取壓位置
　　壓力損失測定對取壓位置有一定要求，煤氣表的進出氣口連接專用的管接頭，其內徑與煤氣表進出氣口內徑相同，在管接頭上離煤氣表進出氣口上方1倍內徑的距離接出測壓引出管，其管內徑一般取(Φ3～Φ5)mm為宜，應不小于U形壓力計或斜管微壓計的內徑，長度大于1倍出氣口內徑，并不得深入管接頭內壁；在煤氣表出氣口端的管接頭上方可以安裝固定孔板(流量設定器)，這樣測取的壓力損失不包含表外系統(tǒng)的壓力損失。
　　總壓力損失值是在Q_max下測試過程中讀取壓力波動時的最大值和最小值，并通過下列公式計算獲得的:Δp=(Δp₁+Δp₂)/2

　　煤氣表在運轉時，壓力計中水柱會上下波動(晃動)，這是氣體在流動時所受阻力不同引起的；當流量一定時，沿程的阻力也應該一定，但由于機械構件的配合間隙或相對位置的差異與摩擦，使每個運動周期產生不同的阻力和氣體流速，致使壓力損失有所波動；若這個波動較大，就反映表的運轉不暢、不勻稱，甚至會影響到計量誤差，所以在檢定時要注意波動的大小，一般要求小于50Pa，舊規(guī)程中，此項也是技術要求之一。

　　9.檢定結果處理

　　主要是對檢定機構或檢驗部門而言，作為制造商則按照企業(yè)內部的管理機制填寫有關的檢驗記錄，然后入成品庫或內部返工。檢定結果合格與否的判斷方法，主要體現(xiàn)在誤差檢測數(shù)據(jù)的處理上，前面已經提到過，每個流量點需測兩遍甚至更多，由于煤氣表存在諸多不穩(wěn)定因素，使得在誤差檢測中會出現(xiàn)一些不可信的數(shù)據(jù)，如在多次獨立測試中，有的相互接近，而個別差異很大，這就需要檢定人員的正確判斷。若要提高判斷能力，一方面要不斷積累工作經驗，善于觀察、分析、總結，另一方面還要學習一些測量不確定度和測量數(shù)據(jù)處理的相關知識，并將其具體應用到膜式煤氣表的檢定測試技術上。    

　　三、結束語

　　由于大家有不同的理解，在具體執(zhí)行中關于煤氣表的檢定也有不同的操作，為了盡量能趨于統(tǒng)一，雖然有關主管部門在努力地宣貫，但還是滿足不了當前煤氣表發(fā)展的需要，希望這篇文章能對同行有所幫助。