水表的工作原理

　　自來水管上的水表，在水表的表盤上有沿圓弧排列著的好幾個(gè)小指針，中央有個(gè)紅色的小三角形，當(dāng)龍頭擰開有水在流動(dòng)時(shí)，這個(gè)小紅三角就轉(zhuǎn)動(dòng)起來。至于那些小指針，無論水流不流都幾乎紋絲不動(dòng)。

　　標(biāo)度盤上還寫著“m3”的字樣，即立方米的意思。那就是說，這個(gè)表的讀數(shù)的單位是立方米。因?yàn)槊恳涣⒎矫椎乃『檬且粐嵵兀x數(shù)直接就是噸數(shù)，因此水費(fèi)可以方便地按用水總量的讀數(shù)(噸數(shù))計(jì)算出。

　　那么水表的工作原理是什么呢?實(shí)際上很簡單，因?yàn)樗淼臍んw是固定的，其內(nèi)部的體積是固定的，而水是流動(dòng)的，它推動(dòng)一個(gè)葉輪旋轉(zhuǎn)，每當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)一圈，就有一恒定體積的水流過。因此，只要把葉輪旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)累計(jì)下來，乘以這一恒定體積，就可以得到流過的總的水量。

　　原理我們已經(jīng)清楚了，那么來具體看看水表的里面是什么樣吧，因?yàn)闉榱朔乐褂脩糇鞅祝w子上有鉛封，不允許打開。

　　水表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從外向里可分為殼體、套筒、內(nèi)芯三大件。殼體是生鐵鑄成的，水從進(jìn)水口出來之后通過殼體的下部環(huán)形空間，這里叫做“下環(huán)室”。在這個(gè)環(huán)形空間的上面有“上環(huán)室”和出水口相通。套筒的底部有個(gè)帶有小孔的過濾網(wǎng)，濾出水中的雜物。套筒側(cè)面有上下兩排圓孔，孔的位置恰好與殼體的上下環(huán)室對(duì)著，顯然，下排是進(jìn)水孔，上排是出水孔。特別值得注意的是，這兩排孔都是沿圓的切線方向斜著打的，它的工作如動(dòng)畫所示。注意上下兩排孔的方向相反。水從下排孔沿切線方向流進(jìn)去，勢必形成旋轉(zhuǎn)的水流，這對(duì)于水表的工作是十分重要的。

　　再來看看內(nèi)芯，內(nèi)芯又分為上、中、下三層，我們從玻璃窗看到的是上層，只有指針和刻度盤。其實(shí)最關(guān)鍵的是下層，這里面有個(gè)塑料輪，輪邊上有許多塑料葉片，如上圖(圖1 )，叫做“葉輪”。

　　葉輪所處的位置正好在套管下層孔所形成的旋轉(zhuǎn)流里，水流沖擊輪周的葉片，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使葉輪旋轉(zhuǎn)起來。龍頭開得越大，水流越急，葉輪就轉(zhuǎn)得越快。

　　葉輪的軸垂直向上到達(dá)中層，軸上面有個(gè)小齒輪，用它和“十進(jìn)制數(shù)齒輪”嚙合，達(dá)到累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)的目的。“十進(jìn)制數(shù)齒輪”的作用是每當(dāng)個(gè)位數(shù)齒輪轉(zhuǎn)十圈，十位數(shù)齒輪就轉(zhuǎn)一圈。換句話說，個(gè)位數(shù)齒輪轉(zhuǎn)一圈，十位數(shù)齒輪就轉(zhuǎn)十分之一圈。個(gè)位數(shù)齒輪是主動(dòng)者，靠它來帶動(dòng)十位數(shù)齒輪。實(shí)際上每一級(jí)十進(jìn)位用兩對(duì)齒輪完成，以使轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，其中一對(duì)傳動(dòng)比是9 ：30，另一對(duì)是10：30，這兩對(duì)串聯(lián)在一起，總的傳動(dòng)比就是這兩個(gè)的乘積，即0.099999，完全可以近似為0.1.

　　照這樣計(jì)算，如果要讀七位數(shù)(小數(shù)點(diǎn)前讀四位是黑刻度，小數(shù)點(diǎn)后讀三位是紅刻度)，就得用12對(duì)齒輪。再加上別的一些用途，在這個(gè)中層小小的空間要擠進(jìn)18根軸和34個(gè)齒輪，也可算是高密度安裝了。真沒想到，一個(gè)自來水表里居然還有這么多齒輪呢!

　　我們現(xiàn)在雖已經(jīng)進(jìn)入21世紀(jì)了，但這種機(jī)械水表憑借其簡單價(jià)廉，能在潮濕環(huán)境里長期使用而無需維修，而且不用電源，停電也不影響工作的優(yōu)點(diǎn)依然會(huì)為我們長期服務(wù)。電子技術(shù)的自來水表雖已出現(xiàn)，但是要普及到我們尋常百姓家還需要相當(dāng)長的時(shí)間。