【计量史话】话说水表的产生

水表的产生和近代物理学的发展息息相关。早在1630年著名物理学家伽利略做了以水流量来精确测量时间的实验。1644年，意大利物理学家托里拆利研究水流的理论速度，与喷孔水头相等高度的物体在真空中落下的速度相同。1738 年，由瑞士科学家伯努利确定的 “伯努利方程” 把能量转化和守恒定律应用到水的流量分析中来 。到18世纪末，由希蔡和布类尼等确立了水的压力和流速关系的公式：不计摩擦损失时，管末端的理论速度，完全以其静水头的大小而变化。以上研究为水表技术的发展奠定了基础 。

1825年，英国人萨米娄·克洛斯发明了平衡罐式水表，并取得了第一专利。其结构原理如图1所示。该水表有两个容积相等的罐，中间有一个转轴，使两罐处于平衡状态，水自上而下注入其中的一个罐后，由于重量增加，则自动下垂，倾出其中的水。与此同时，另一罐移到接水位置，这样往复操作，就能连续计量水的流量。

1852年，英国人托马斯·肯尼迪发明了单活塞水表。其原理如图2所示。该水表的直立计量筒A内装一附有橡皮环的活塞B，活塞D上的齿条F与齿轮E相啮合，齿轮E轴一端与离合器G相连传动计量指示器。当被测水通过二位四通旋塞C的进水端后，交替流入计量筒的上下部，推动活塞上下往复运动，当活塞到达计量筒上部顶端或下部顶端时，四通旋塞立即换向。同时，活塞杆上齿条传动齿轮，带动离合器，使计量指示器的轴向一个方向转动而示值水流量。这种水表，因其计量准确、工作可靠而风行一时，至今仍有在个别场所使用。

从19世纪到20世纪，欧、美、日等国研究，由容积式水表发展到速度式水表。

水表在我国的使用和生产比较晚，1879年（清光绪五年）3月，清朝军机大臣李鸿章办水军，在旅顺口创建了我国历史上第一家水厂。1882年，英殖民主义者在上海建立第二家水厂，水表开始进入中国。接着，一些沿海城市如天津、青岛、汉口、汕头、北京、广州、南京等相继建水厂。20世纪30年代，上海、杭州、广州、天津等地的机器厂，从国外进口部分零件组装水表。当时全国的水表产量年产量不过几千只。

20世纪50年代，随着城市自来水事业的发展，水表行业也发展起来。1955年，上海、北京、天津、南京、广州等城市的自来水公司先后生产水表。1958年，宁波水表厂的生产规模和产量为我国最大的水表专业厂。60年代中后期，原第一机械工业部上海热工仪表科学研究所和原国家建筑工程部城建局会同宁波水表厂等单位合作，共同开发设计、研究和生产旋翼式水表，1967年通过国家级鉴定。1973年，以上海市自来水公司水表和宁波水表厂为代表研制的水平螺翼式水表，作为当时我国流量系列水表的发展方向。而与此时，在国外工业发达国家，60年代以发展数码直读的速度式水表为主；到了70年代以干式磁传和容积式水表为主。

IC卡式水表

TM卡式水表

代码式水表

进入80年代，我国水表采用国家统一标准，7位指针读数改为8位，将组合叶轮结构改为整体叶轮结构，使水表的计量性能大为提高。同时实行工业产品许可证制度和企业分级的制度，提高了水表行业产品质量的整体水平。国外80年代水表的发展，是实现速度式水表准确度等级从A级到B级的跨越。进入90年代至今，水表的发展从水平螺翼式水表、旋翼多流束干式水表、旋翼湿式水表等，向远传水表集中抄读系统和二次仪表相配套的水表、IC卡式水表、TM卡式水表和代码式水表等先进的水表发展，使我国水表业的发展进入崭新阶段。

（来源：《计量史话》）