上海金凯表业有限公司　单国富

　　一、膜式煤气表产品标准与检定规程的关系

　　1.我国膜式煤气表产品国家标准GB/T6968-1997《膜式煤气表》在技术内容上等效采用国际法制计量组织的国际建议OIML R31-1995(摘自GB/T6968-1997前言)，JJG577-2005《膜式燃气表》检定规程的正文第一段中提到:采纳引用国际建议OIML R31-1995的相关技术指标内容，技术指标和试验方法等主要内容基本等效。所以，产品标准与检定规程的内容基本一致。

　　2.GB/T6968-1997是煤气表的产品标准，从产品的开发和形成都必须遵守标准的各项规定；JJG577-2005是国家对该种产品进行型式批准和出厂检验(或强制检定准入市场)的具体规定，是产品基本形成后对其进行合格与否的判别规定。所以，对于生产企业一般在产品开发时会遵照产品标准的要求予以考虑，进入生产定型批准(型式试验)或批量投产后出厂检验时则执行检定规程(当该类产品有相应的检定规程时)，两者既不矛盾又不完全相同。目前，我国大部分的计量测试认定机构和生产企业都同时依据GB/T6968-1997和JJG577-2005的要求来制定鉴定大纲或出厂检验项目，具体实施时一般都按JJG577-2005的规定进行操作。   

　　二、对检定规程的理解

　　对检定规程的全面理解是正确执行检定规程的前提。检定规程提出了范围、引用文献、术语、概述、计量性能要求、通用技术要求、计量器具控制等诸项内容，另有附录3项，笔者现对部分项目内容作如下讨论:

　　1.关于产品名称

　　JJG577-2005规程名称为“膜式燃气表”，而GB/T6968-1997的名称为“膜式煤气表”。随着燃气气源的多样化，煤气的狭义已被燃气的广泛含义所覆盖，膜式表又是能计量多种燃气的产品，称为“燃气表”本无可厚非。燃气表按国家规定是属于强制检定的计量器具，准入市场销售国家质检总局每年会发布准许销售的产品目录。2005年10月8日，国家质检总局以公告第145号文的形式明确规定，燃气表名称为“膜式煤气表”，规定在制造许可证、包装、说明书、铭牌上等都要统一名称。当然，这个名称虽然不直接涉及产品质量，但目前两种名称都存在，希望有关主管部门给予统一。

　　2.对“基表”的理解

　　新规程引入了“基表”的概念，术语定义是:不带任何附加装置的燃气表，也就是指一般装有机械式计数器的成品燃气表或不装计数器的半成品表；附加装置一般是指预付费装置(如机械式的或智能式的)、脉冲发生器、配有输出驱动轴及内部温度转换装置等，新规程已对此作出了相应的检定要求，这些装置都不会影响基表的计量性能。

　　3.关于防止逆转装置

　　燃气表要装有防止逆转装置，当气体流动方向与规定方向相反时，燃气表应停止运行。目前燃气表都装有这种装置，燃气表显示不运行了，但实际上会通少量的气，这主要是压差原因将阀盖(气门盖)顶起造成的。

　　4.对异常的噪声及明显的间歇停止现象的理解与鉴别

　　在第6章通用技术要求6.2外观中提到:燃气表在运行过程中，不允许有异常的噪声及明显的间歇停止现象。这是通过目测进行判断其是否符合条款的要求，这里对“异常的噪声”和“明显的间歇停止现象”没有具体的说明，所谓的“噪声”可以理解为“响声”，燃气表在运转时，由于各个零部件间的配合间隙，膜片的质地，抑或装配关系，在作相对运动时会产生响声，尤其是在大流量运转时，响声会更大；还有，这个“响声”有的较有规律，有的不规律，时有时无；再加上各人的听觉感受也不一样，往往会产生难以判别的情况。我认为对“响声”的判断只能是一种“定性”的判断，在“异常”上进行理解，一般是在检测者的操作位置(坐或站)距被检表保持(50～60)cm距离处进行判断，此时听到较明显的“响声”(不管是有规律或无规律)，则应判为“表响”，需返修，若有轻微且有规律、均匀运转的“响声”，则应判为“无异常响声”。若有撞击声或“轧”的声，都应判为“表响”，此时，可以观察到压力波动较大。

　　另外，对于“间隙停止现象”可以理解为在运转途中有“停顿”现象，也许“停顿”的时间很短(1秒不到)，每次“停顿”时间及两次“停顿”的间隔时间可能一样也可能不一样，并且可能在中小流量下更为明显；导致这个现象发生，说明表内齿轮啮合不良或阀门有粘连(盖与座)，或连杆机构调节不良、计数器传动不良等可能。但我们要全面理解这个现象，检定规程提出的是“明显的间歇停止现象”，所以我们要观察“间歇停止现象”是否“明显”，所谓“明显”可以认为“很容易发现”或“一眼就可察觉”的现象，实际上，若有“明显的间隙停止现象”，压力波动也会有“明显的”反映，因此，对于“间歇停止现象”要按“明显不明显”来予以判别。

　　5.密封性试验

　　JJG577-2005规定燃气表在输入1.5倍最大工作压力下、持续时间不少于3min，不得漏气。这是对燃气表外泄漏的要求，通过密封性试验得到确认，这个要求是必须保证达到的。现在大多燃气表铭牌上标注的是“10kPa”(也有更高的)，那么，进行密封性试验的充气压力应≥15kPa。
　　密封性试验方法有多种，一般有:

　　(1)干气充气法:简单易行、费用低，易受环境、温度变化，效率低，不适应批量生产。
　　(2)气泡检漏法:检测可靠，需专人监视，效率较低，易受周边温度变化的影响。
　　(3)平衡检验法:利用微差压传感元件，检测效率高，对检测环境有一定要求，目前大多采用此法。
　　(4)浸没(水)检查法:简捷可靠，但劳动强度大，设备规模大，而且对表的沉积水的处理较麻烦，漏检也有可能发生，部分企业采用。
　　(5)密度检漏法:利用密度计作为检漏传感元件，根据密度的变化来判别泄漏，与温度无关，检测可靠，效率高，目前国内可能尚无此产品。

　　顺便提一下，所谓3min内，压力计水柱不下降为合格(属不漏)不确切，实际上仍可能存在泄漏，只是这个泄漏量极其微小。国家标准GB/T16410-1996《家用燃气灶具》也规定允许有适当的泄漏量；日本的微电脑煤气表检定规程JIA E006-99也规定泄漏量在0.07L/h以下称为不漏，并且保压时间为1min。我国目前的国家标准和检定规程尚未对此进行修订，所以只能照规程执行。

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　　6.有关计量误差的检定

　　JJG577-2005要求检定前燃气表应以最大流量预运转，通过的气体体积至少是燃气表回转体积的50倍，如G1.6规格的表，回转体积一般为0.7L，那至少要通过35L及以上的气体体积。而且独立测量示值误差间的最大差值应不超过0.6%(q_min流量点除外)。串联检定时，每台表必须进行温度、压力修正，当标准器处和燃气表的气体温度差≤0.5℃、压力修正值的绝对值不超过0.2时，可以不进行温度与压力的修正。JJG577-2005规定燃气表最大允许误差B级表为:q_min≤q<0.1q_max±3.0%，0.1q_max≤q≤q_max±1.5%，误差的计算公式:
    
　　计算结果为燃气表的实测误差值。

　　(1)检定条件

　　①首次检定、后续检定和使用中检验时，标准器的不确定度应优于燃气表最大允许误差的1/3。
　　②检定的环境条件:对于q_max≤10m³/h的燃气，已检定温度为(20±2)℃，根据实验室的大小，这个温度是指计量装置(标准器)附近的环境温度、被检表附近温度、检验装置气体入口处的气体温度以及被检表受检前存放在实验室处附近的温度的算术平均值，而不是指某一处的温度，更主要的是要控制在检定过程中，标准器处和被检表处的温度(包括气温、液温)之差不超过1℃。如何进行控制，规程中未作说明，GB/T6968-1997要求平均环境温度变化每12h不大于4℃，且每小时不大于2℃。在生产企业一般对实验室平均温度的控制，除了采用中央恒温恒湿控制装置外，每班对其进行二次测温，一次在上午9:00～10:00，一次在下午2:30～3:30。由于温度变化会对表的误差产生较大影响，所以要求将被检表放置在检定温度环境下至少4h以上(或具有相同温度的邻近房间内)。
　　③检定压力:不得超过被检表的最大工作压力，尽可能接近使用条件，因为家庭用燃气器具(如热水器、煤气炉具、取暖器等)的燃气燃烧额定压力根据气源不同、燃气燃烧特性不同，国家将各种燃气燃烧的额定压力规定为:人工煤气(R)1kPa、天然气(T)2kPa、液化石油气(Y)(2.8～3.0)kPa。所以，低压计量表的检定压力一般都采纳为1kPa±20Pa。

　　(2)检定方法

　　①检定时的通气量:规程中指出应能满足计量准确的要求，推荐不小于被检表最小分度值的200倍，且尽量使最小位字轮转动1圈或数圈，消除周期性变化的影响；检q_min时可适当减少通气量，以G4规格以下的表为例，一般在检q_max时都通气100L。通气量的多少对检定结果会有一定影响，一般通气量多，检定结果比较可靠，但是通气量过多会造成检定耗时过多，影响产量，所以大多制造商根据自身的产品质量稳定程度，适当减少通气量，但质量管理部门的出厂成品检定仍应按规程所规定的要求进行检定。

　　②关于检定流量点与检定次数:首次检定、后续检定和使用中检验规定为q_min、0.2q_max、q_max3个流量点(做型式批准时再加3q_min、0.1q_max、0.4q_max和0.7q_max4个流量点，共7个点)，每个流量点至少检定2次(型式批准时至少为6次，且3次用较大流量减小到被检流量点，3次用较小流量增大到被检流量点的方法)，取其多次独立测量的算术平均值作为该点的示值误差。在同一流量方向测量中，若单次测量示值误差间的最大差值大于0.6%，则该两次测量值均作无效处理，重新再做一组试验。作为出厂检定(首次检定)的3个流量点，有的制造商是遵照规程要求全部检测，但也有些制造商对q_min流量点不是每台都检测，这是各个制造商的本身行为，只要具备客户验收时能获得合格的质量保证能力，也是可以的，不过若为控制产品质量，严格执行检定规程，还是应该3个流量点全部检定。

　　有关检定次数，据了解，制造商为了提高产量，大都对3个流量点检定1次。若按规程要求，则检定1台燃气表耗时较长，一般每个工时只能检定6～7台燃气表(指每人操作1台检测设备)。所以，有许多厂商依据自身对产品质量的控制能力以及长期对质量稳定程度的把握与经验，大多采用检定1次的工艺，或对q_max流量点检定2次，对0.2q_max和q_min流量点检定1次的工艺。必须指出，每个流量点检定2次有其一定的道理，国家标准、OIML R31和新规程在型式批准时都规定要检定6次，新规程已经考虑到生产企业的实际情况，首次检定规定了2次，应该是可以执行规程的要求。在逐点测试或逐台测试中，有资料表明会出现一些不符合误差规律或变化较大的数值(大于1%时)，如测试的第一遍或偶尔出现1次又无重复规律的现象，这种现象可视为粗大误差，对其作剔除处理。由于皮膜是一柔性构件，在往复反转的过程中，各流量点的气体流速不一样，产生的压力损失也不一样，即使在同一流量点，压损也会有波动，因此皮膜的张弛程度会不一样，再加上阀盖旋转时对阀座的阀口提前或滞后开启也有差异，这就有可能引起测试的第一遍或偶尔出现一次又无重复规律的粗大误差现象。测试中，若是两次测得的值相差不大于0.6%(IC卡基表按两次脉冲系数的差值)，则可认为测试的值有效，取其算术平均值作为该流量点的误差值；若超过0.6%，一般应重测一组，如果新一组的值偏离更大，那就可以断定该表有问题，需进行内部返修。所以检定测试是一项既要严谨认真(按规定程序操作)，又要凭常年累积的实践经验予以判断的工作。现在都采用检测前预运转(磨合)的工艺，利用抽气(或送气)的方式在q_max流量状态下运行0.5h以上(最好是1h)后，再进入检测室存放4h，然后进行测试。利用抽取磨合室空气吸入表运转的方式，如果室内空气温度接近检测室温度，可以减少在检测室的存放时间。具体能减少的时间要通过长期的实践来确定，一般用抽气方式进行磨合比送气方式显得合理一些，避免了风机的温度影响。

　　目前，q_max流量点和0.2q_max流量点的检测是在同一台测试设备上进行的，同时可测两台或更多，按测试设备的实际定产量。q_min流量点的检测在专用测试设备上进行(串联)，同时可测10台或更多，而且只测1次即可。对于独立机芯形式的煤气表(一般是指铁壳表)，也可以在总装配流程中进行预测，即对q_min预先测定是否在公司规定的控制范围内。当对该产品描绘过q_min和3q_min点的误差曲线定型后，可以测3q_min或2q_min点来代替q_min点的测定，以缩短检测时间，提高检测效率。

　　③检定方法有许多种，规程中提出了两种方法，钟罩式气体流量标准装置和标准表法，实际上现在又有多种具有同等效果的误差检测设备，当然，这些设备已经过当地有关主管部门的检定认可，量值都可以溯源，必要时可进行比对。实际上误差的检定就是“实际通过的气量与被检表示值间之差除以实际通气量的值”，即该表的准确度。因此，无论何种方法，只要满足这个条件都可采用。

　　(3)关于误差曲线

　　燃气表作型式评价时，对计量示值误差曲线有一定要求，即流量在0.1q_max≤q≤q_max时误差的最大值与最小值之差，B级表不得超过2%；若误差符号相同，则各个流量点的误差绝对值，B级表不允许超过1%。在国标GB/T6968-1997中也有相同的规定，这就是我们平时所说的流量差大(落差大)，在IC卡基表中称为系差大，一般控制在≤0.0034(脉冲系数)内。

　　在日常出厂首次检定中，尽管规程对误差曲线未作明确规定，而在实际操作中仍应对其有所要求与注意。

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　　7.检定类别的区分

　　规程对计量器具控制分为两部分:对于新开发产品、有较大改变(结构、材料、工艺上)后的产品、国外引进需在国内准许销售的产品等需要作型式批准时，要按照规程附录A《型式评价试验大纲》(即全性能试验)进行检定；日常新制表、使用中的表等分别按《首次检定、后续检定和使用中检验》的要求进行检定。

　　各种检定或检验的项目与要求有所不同，如使用中检验只作外观和示值误差的检测，示值误差规定为q_min≤q<0.1q_max±6%，0.1q_max≤q≤q_max±3%，旧规程(JJG577-1994《膜式煤气表》)规定只检定0.2Q_max一个流量点，基本误差限为±4%，实质上这是煤气表在使用过程中的最大允许误差。OIML R31中规定:Q_min≤Q<0.1Q_max范围时为+3%～-6%，0.1Q_max≤Q≤Q_max范围时±3%，并在附录A中又注明在使用过程中的最大允许误差由各国规程规定，如日本新《计量法》(平成6年1月，即1995年1月)规定使用误差在现场检查时(即在线检定)，0.05Q_max～Q_max范围内为±4%以内，在拆卸后检查时，0.05Q_max～0.1Q_max范围内为+3.5%～-4%，0.1Q_max～Q_max范围内为±3.5%，日本旧《计量法》规定0.05Q_max～Q_max范围内为±4%。根据国家质量技术监督局[1991]第374号文精神，“在线检定”即“使用中检验”作为企业内部管理的手段，不作为强检和计量仲裁的检定方法使用。

　　规程规定:对于最大流量q_max≤10m³/h的燃气表只作首次强制检定，限期使用，到期更换。

　　8.总压力损失试验

　　总压力损失试验是采用斜管微压计(或其他压力计)对被检表在最大流量时进气口与出气口间的压力差值而测得的，规程规定q_max在10m³/h以内的表不得大于200Pa，带附加装置的表不得大于250Pa。

　　(1)关于压力损失
　　压力损失是指表进气口处的气体压力与出气口处的气体压力之间的差值。众所周知，当一根管道的两端存在不同压力时，气体(或液体)会向压力低的一端流动，这是流体的动能所致，煤气表就是利用这个气体动能运转工作的。煤气表自动运转并要克服各个机械构件相对运动产生的阻力，尤其是气阀滑动的摩擦阻力和齿轮啮合转动的阻力，这是煤气压强通过皮膜转换过来的不能缺少的动力源；另外，气体通过表内流通途径产生的沿程损失，它与途径的形状、长度、截面等有关，所以压力损失既是煤气表必需的动力又是无法避免的必然损失。事实上，所有流量仪表都存在压力损失。

　　压力损失的大小会直接影响煤气表的计量性能，过大会减弱管路系统的输送压力；过小可能会造成表运行功能的降低，因此，将压力损失确定在一个限定范围内是有其根据的。总的压力损失包含两个方面:一是所有构件产生的机械压力损失，当煤气表设计定型后，构件加工质量和装配质量稳定可靠，这个压力损失基本是一个常数(变化很小)，一般控制在60Pa以内，测定时是在Q_min状态下测得；二是气体沿程压力损失，它随流量的增大呈二次方同步增大，即p_e=k₁ρQ²，其中k₁是系数，与气体流通状态有关的雷诺数R_e的函数，ρ是气体密度，Q是流量。会导致计量误差朝负方向偏移，由于压力损失的变化，再加上膜片的柔性张弛程度和内部可能的泄漏，导致各流量点的计量误差不一样，绘制而成的误差曲线有一个斜率，当然要求这个斜率愈小愈好。通常我们可以得出这样一个结论，Q_max点的误差负于0.2Q_max点的误差，反之，即使是在规定的允许误差范围内，也不能算是理想的表。总压力损失实际上是体现表的通气能力的大小，而机械压力损失是体现表的质量水平。

　　(2)取压位置
　　压力损失测定对取压位置有一定要求，煤气表的进出气口连接专用的管接头，其内径与煤气表进出气口内径相同，在管接头上离煤气表进出气口上方1倍内径的距离接出测压引出管，其管内径一般取(Φ3～Φ5)mm为宜，应不小于U形压力计或斜管微压计的内径，长度大于1倍出气口内径，并不得深入管接头内壁；在煤气表出气口端的管接头上方可以安装固定孔板(流量设定器)，这样测取的压力损失不包含表外系统的压力损失。
　　总压力损失值是在Q_max下测试过程中读取压力波动时的最大值和最小值，并通过下列公式计算获得的:Δp=(Δp₁+Δp₂)/2

　　煤气表在运转时，压力计中水柱会上下波动(晃动)，这是气体在流动时所受阻力不同引起的；当流量一定时，沿程的阻力也应该一定，但由于机械构件的配合间隙或相对位置的差异与摩擦，使每个运动周期产生不同的阻力和气体流速，致使压力损失有所波动；若这个波动较大，就反映表的运转不畅、不匀称，甚至会影响到计量误差，所以在检定时要注意波动的大小，一般要求小于50Pa，旧规程中，此项也是技术要求之一。

　　9.检定结果处理

　　主要是对检定机构或检验部门而言，作为制造商则按照企业内部的管理机制填写有关的检验记录，然后入成品库或内部返工。检定结果合格与否的判断方法，主要体现在误差检测数据的处理上，前面已经提到过，每个流量点需测两遍甚至更多，由于煤气表存在诸多不稳定因素，使得在误差检测中会出现一些不可信的数据，如在多次独立测试中，有的相互接近，而个别差异很大，这就需要检定人员的正确判断。若要提高判断能力，一方面要不断积累工作经验，善于观察、分析、总结，另一方面还要学习一些测量不确定度和测量数据处理的相关知识，并将其具体应用到膜式煤气表的检定测试技术上。    

　　三、结束语

　　由于大家有不同的理解，在具体执行中关于煤气表的检定也有不同的操作，为了尽量能趋于统一，虽然有关主管部门在努力地宣贯，但还是满足不了当前煤气表发展的需要，希望这篇文章能对同行有所帮助。