JJF(津) 54-2021 液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范

1、天津市地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF(津)542021液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范Online Calibration Specification for Liquid Flow Meters20210519 發(fā)布20210620 實(shí)施天津市市場(chǎng)監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布JJF(津)542021JJF(津)54-2021液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范Online Calibration Specification for Liquid Flow Meters歸 口 單 位：天津市市場(chǎng)監(jiān)督管理委員會(huì)主要起草單位： 天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院本規(guī)范委托天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人：馬云峰 (天津市計(jì)量

2、監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院) 王錫鋼 (天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院) 于勁竹 (天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院) 安海驕 (天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院)JJF(津)542021目錄引言)1范圍1)2引用文件1)3術(shù)語(yǔ)和定義1)3.1術(shù)語(yǔ)1)3.2計(jì)量單位1)4概述1)4.1分類(lèi)2)4.2用途2)5計(jì)量特性2)6校準(zhǔn)條件2)6.1環(huán)境條件2)6.2器和配套設(shè)備)7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法3)7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目3)7.2校準(zhǔn)方法3)8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)5)9復(fù)校時(shí)間間隔5)附錄 A校準(zhǔn)記錄參考格式6)附錄 B校準(zhǔn)證書(shū)（內(nèi)頁(yè)）參考格式8)附錄 C不確定度評(píng)定示例9)I引言本規(guī)范根據(jù)液體流量計(jì)的使用和溯源現(xiàn)狀，參考CJ/T

3、 364-2011管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求和JJF（津）07-2018外夾式超聲波流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行制定， 主要技術(shù)指標(biāo)也參照?qǐng)?zhí)行。本規(guī)范所用術(shù)語(yǔ)，除在本規(guī)范中專(zhuān)門(mén)定義的外，均采用JJF1001通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義和JJF1004流量計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義。本規(guī)范是首次制定。IIJJF（津）542021液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范范圍本校準(zhǔn)規(guī)范僅適用于使用外夾式超聲流量計(jì)在線校準(zhǔn)封閉管道中滿管流的且公稱通徑大于等于DN50液體流量計(jì)?？趶紻N (50100) 的液體流量計(jì)，校準(zhǔn)時(shí)的實(shí)際流速應(yīng)大于1m/s。口徑大于DN100的液體流量計(jì)，校準(zhǔn)時(shí)的實(shí)際流速應(yīng)大于0.5m/s。引用文件本規(guī)范引用了下列文件：

4、JJG 1030-2007超聲流量計(jì)JJF 1001通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF 1004流量計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義CJT 364管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求JJF（津）07外夾式超聲波流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件， 其最新版本（包含所有的修改單）適用于本規(guī)范。術(shù)語(yǔ)和定義術(shù)語(yǔ)在線校準(zhǔn)（online calibration）校準(zhǔn)人員攜帶實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量設(shè)備到客戶現(xiàn)場(chǎng)，為確定測(cè)量?jī)x器在線使用時(shí)所指示的量值與對(duì)應(yīng)的由測(cè)量所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。超聲換能器(ultrasonic transducer)在電信號(hào)作用下可產(chǎn)生聲波輸出，并可將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換

5、為電信號(hào)的器件。JJG1030- 2007,術(shù)語(yǔ)和定義 3.2外夾式超聲流量計(jì)（clamp-on ultrasonic meter）將換能器固定在流體管道外，聲波傳播的路徑透過(guò)流體管道壁的流量計(jì)。JJG1030- 2007,術(shù)語(yǔ)和定義 3.4管段(standard pipeline)與液體流量計(jì)相連接的、適合器安裝的、尺寸已知且穩(wěn)定的一段管道。計(jì)量單位體積單位：立方米，符號(hào)m3；或升，符號(hào)L。瞬時(shí)流量單位：立方米每小時(shí)，符號(hào)m3/h；或升每分鐘，符號(hào)L/min。流速單位：米每秒，符號(hào)m/s。概述1分類(lèi)液體流量計(jì)按工作原理的不同可分為速度式流量計(jì)（電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦輪流量計(jì)）、差壓式流

6、量計(jì)、容積式流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)等。用途液體流量計(jì)主要用于測(cè)量流體的體積流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、食品、制藥、造紙以及環(huán)保、市政管理、水利建設(shè)等領(lǐng)域。計(jì)量特性示值誤差液體流量計(jì)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級(jí)、最大允許誤差見(jiàn)表1。表 1液體流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)及最大允許誤差準(zhǔn)確度等級(jí)0.51.01.52.02.5最大允許誤差/%0.51.01.52.02.5重復(fù)性液體流量計(jì)的重復(fù)性應(yīng)不超過(guò)其本身準(zhǔn)確度等級(jí)的1/3。注：以上指標(biāo)不用于合格判據(jù)，僅供參考。校準(zhǔn)條件環(huán)境條件大氣環(huán)境條件一般應(yīng)滿足： 環(huán)境溫度：(535)；相對(duì)濕度：(15%85%)RH； 大氣壓力：(86106)kPa。在校準(zhǔn)過(guò)程中，液

7、體中應(yīng)不夾雜氣體。校準(zhǔn)用液體應(yīng)始終充滿試驗(yàn)管道。器及配套設(shè)備測(cè)量器及配套設(shè)備均應(yīng)有有效的檢定/校準(zhǔn)證書(shū)。器器選用外夾式超聲流量計(jì)。器測(cè)量范圍應(yīng)能覆蓋被校流量計(jì)的流量范圍。器的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)不低于0.5級(jí)。配套設(shè)備配套設(shè)備見(jiàn)表2。2表 2配套設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途1鋼卷尺級(jí)或優(yōu)于級(jí)測(cè)量試驗(yàn)管道外直徑（DN200 及以上）以及換能器安裝距離2游標(biāo)卡尺最大允許誤差：0.03mm測(cè)量試驗(yàn)管道外直徑（DN200 以下）3測(cè)厚儀最大允許誤差：0.01mm測(cè)量試驗(yàn)管道壁厚校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)項(xiàng)目示值誤差的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)方法一般檢查被校流量計(jì)傳感器與轉(zhuǎn)換器外觀應(yīng)完好，儀表工作正常。機(jī)械振動(dòng)和噪聲應(yīng)小到對(duì)流量

8、計(jì)的影響可忽略不計(jì)，測(cè)量位置的選取參考標(biāo)準(zhǔn)器說(shuō)明書(shū)中相關(guān)要求。被校流量計(jì)接地應(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求操作，校準(zhǔn)用液體應(yīng)與傳感器同電位。被校流量計(jì)與管段的測(cè)量區(qū)域應(yīng)沒(méi)有泄露且無(wú)旁通分支，或存在旁通分支但閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。管段與被校流量計(jì)應(yīng)直接串聯(lián)，前后直管段長(zhǎng)度能夠保證超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量的要求。對(duì)于有襯里的管段，應(yīng)準(zhǔn)確了解襯層厚度和材料類(lèi)型。試驗(yàn)管路的幾何尺寸測(cè)量測(cè)量幾何尺寸前應(yīng)將管壁上的污垢、鐵銹等清除干凈，露出管道材質(zhì)。試驗(yàn)管路外徑直接測(cè)量用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺在換能器擬安裝位置附近測(cè)量n 次（n3）外直徑D，其平均值按式（1）計(jì)算。試驗(yàn)管路壁厚測(cè)量n DiD i1n（1）換能器擬安裝位置附近分散選擇m

9、個(gè)測(cè)量點(diǎn)（m3），使用測(cè)厚儀測(cè)量管道壁厚，并按式（2）計(jì)算其平均值。mi i1m（2）3換能器的安裝根據(jù)被校流量計(jì)的口徑選擇適合的換能器和安裝方法。將試驗(yàn)管道幾何尺寸、介質(zhì)、換能器型號(hào)等參數(shù)置入超聲波流量計(jì)主機(jī)，得出換能器安裝距離L，并標(biāo)記安裝位置。清理擬安裝換能器位置附近的管壁，將管壁上的油漆、鐵銹、污垢等清除干凈，露出管道材質(zhì)。在換能器表面均勻涂以耦合劑，根據(jù)介質(zhì)流動(dòng)方向和換能器上、下游標(biāo)志安裝換能器，使其發(fā)射面和接收面與管壁緊密接觸。查看器的信號(hào)狀態(tài)指示參數(shù)，保證相關(guān)參數(shù)處于說(shuō)明書(shū)中給出的允許范圍內(nèi)并盡量接近最佳指標(biāo)。校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇及要求測(cè)量前與客戶協(xié)商校準(zhǔn)點(diǎn)的選取，在條件允許的情況下，可

10、選取0.5m/s、1m/s、2m/s和5m/s對(duì)應(yīng)的流量點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。在條件不允許的情況下，將當(dāng)前流量點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。校準(zhǔn)次數(shù)被校流量計(jì)每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)至少校準(zhǔn)6次。校準(zhǔn)操作現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)前應(yīng)使用液體流量裝置在相同的測(cè)量管徑和近似瞬時(shí)流量（與現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)的被測(cè)流量不超過(guò)5%）下測(cè)量器的示值誤差，通過(guò)修改儀表內(nèi)的修正系數(shù)使器能滿足測(cè)量要求。瞬時(shí)流量測(cè)量每次校準(zhǔn)時(shí)，由兩名校準(zhǔn)人員同時(shí)讀取并記錄流量計(jì)和表的流量瞬時(shí)值。將器與被校流量計(jì)的阻尼系數(shù)調(diào)成一致，至少讀取30組瞬時(shí)流量值，將5組瞬時(shí)流量的平均值記為1次瞬時(shí)流量值，讀數(shù)間隔為10秒。累積流量測(cè)量每次校準(zhǔn)時(shí)，由兩名校準(zhǔn)人員同時(shí)讀取并記錄流量計(jì)和表的流量累積值。校

11、準(zhǔn)時(shí)間應(yīng)大于5min且累積流量值應(yīng)大于被校準(zhǔn)流量計(jì)流量顯示示值分辨率的1000倍。數(shù)據(jù)處理流過(guò)流量計(jì)的實(shí)際體積流量按式（3）計(jì)算：(Qref )ij (Qs )ij 1- (s -m )1+ ( ps - pm )或(qref )ij (qs )ij 1- (s -m )1+ ( ps - pm )（3）式中：(Qs)ij(qs)ij)第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)器測(cè)得的液體實(shí)際累計(jì)流量(瞬時(shí)流量)，m3( m3/h)； 校準(zhǔn)用液體在校準(zhǔn)狀態(tài)下的體膨脹系數(shù)，()-1；4s ，m 分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)器和流量計(jì)處的液體溫度，；ps , Pa。 校準(zhǔn)用液體在校準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)，Pa-1；p

12、m 分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)器和流量計(jì)處的液體壓力，當(dāng)s 與m 之差小于5，且 ps 與 pm 之差小于0.1MPa時(shí)，式（3）可簡(jiǎn)化為式（4）的形式。(Qref )ij (Qs )ij示值誤差及重復(fù)性的計(jì)算示值誤差的計(jì)算或(qref )ij (qs )ij（4）在第i個(gè)流量點(diǎn)，第j次校準(zhǔn)中，流量計(jì)的相對(duì)示值誤差按式（5）計(jì)算。ijE Qij（- Qref）ij 100%或E qij（- qref）ij 100%（5）（Qref）ij（qref）ijij在第i個(gè)流量點(diǎn)，多次校準(zhǔn)所測(cè)得的該點(diǎn)示值誤差的平均值按式（6）計(jì)算：1 kkEi Eijj=1式中：Ei第i個(gè)流量點(diǎn)示值誤差的平均值；k

13、重復(fù)測(cè)量次數(shù)。重復(fù)性的計(jì)算在第i個(gè)流量點(diǎn)，示值誤差Ei的重復(fù)性按式（7）計(jì)算：（6） E 1 nE -E 2r in-1（j=1iji）（7）i式中： Er 第i個(gè)流量點(diǎn)的重復(fù)性，%；校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)校準(zhǔn)記錄和校準(zhǔn)證書(shū)格式見(jiàn)附錄A和B。不確定度評(píng)定實(shí)例見(jiàn)附錄C。復(fù)校時(shí)間間隔被校流量計(jì)復(fù)校周期建議不超過(guò)1年。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由流量計(jì)的使用狀況及其性能等諸多因素決定，使用單位可根據(jù)流量計(jì)實(shí)際工況合理決定復(fù)校時(shí)間間隔。5附錄A校準(zhǔn)記錄參考格式送校單位 器具名稱 制造單位 型號(hào)規(guī)格 器具編號(hào) 環(huán)境溫度 相對(duì)濕度 %RH 校準(zhǔn)地點(diǎn) 校準(zhǔn)日期 證書(shū)編號(hào) 校準(zhǔn)員 核驗(yàn)員 校準(zhǔn)依據(jù) 校準(zhǔn)所用的主要器:名

14、稱型號(hào) 編號(hào) 測(cè)量范圍 準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差/擴(kuò)展不確定度： 證書(shū)編號(hào) 有效期限 測(cè)量管段與換能器信息：管道材質(zhì) 管道內(nèi)襯（厚度） 換能器安裝方式 校準(zhǔn)記錄格式見(jiàn)表 A.1 和表 A.2表 A.1試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄測(cè)量次數(shù)測(cè)量值（mm）123平均值外徑 D壁厚6表 A.2流量校準(zhǔn)記錄校準(zhǔn)點(diǎn)m3/h器流量（m3/h 或m3）被校表流量（m3/h 或m3）示值誤差/%平均誤差/%重復(fù)性%擴(kuò)展不確定度%(k=2)7附錄B校準(zhǔn)證書(shū)（內(nèi)頁(yè)）參考格式校準(zhǔn)依據(jù)：校準(zhǔn)所用主要器名稱：不確定度或準(zhǔn)確度有效期至：環(huán)境和介質(zhì)條件環(huán)境溫度：大氣壓力：相對(duì)濕度：校準(zhǔn)用介質(zhì)：介質(zhì)溫度：介質(zhì)壓力：校準(zhǔn)用管道參數(shù)：

15、管道標(biāo)稱內(nèi)徑：管道外徑：管道壁厚：校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)結(jié)果格式見(jiàn)表 B.1.表 B.1示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果序號(hào)校準(zhǔn)流量點(diǎn)（m3/h）示值誤差(%)不 確 定 度（%）相對(duì)擴(kuò)展不確定度 Ur123復(fù)校時(shí)間間隔建議：年8附錄C不確定度評(píng)定實(shí)例概述測(cè)量條件：測(cè)量介質(zhì)為純凈水，環(huán)境溫度 18.6，環(huán)境濕度 52%RH。測(cè)量器：外夾式超聲波流量計(jì)，準(zhǔn)確度等級(jí)為 0.5 級(jí)。測(cè)量輔助設(shè)備：5 米鋼卷尺,準(zhǔn)確度等級(jí)為級(jí)；超聲波測(cè)厚儀，最大允許誤差0.1mm。被校流量計(jì)：電磁流量計(jì)，口徑 DN500。測(cè)量記錄試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄見(jiàn)表 C.1，流量計(jì)校準(zhǔn)記錄見(jiàn)表 C.2。表 C.1試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄測(cè)量次數(shù)測(cè)量值

16、（mm）123平均值外徑 D1602.11601.81601.21601.7壁厚6.56.76.66.6表 C.2流量計(jì)校準(zhǔn)記錄校準(zhǔn)點(diǎn)（m3/h）被測(cè)值（m3/h）值（m3/h）誤差（%）重復(fù)性（%）23502358.462349.57+0.380.082362.492351.68+0.462359.782350.14+0.412364.782358.74+0.232363.962356.58+0.312361.792354.18+0.32數(shù)學(xué)模型對(duì)于單次測(cè)量，被校電磁流量計(jì)示值誤差的計(jì)算公式為E q qs 100%qs（C.1）式中： E -被校流量計(jì)相對(duì)示值誤差q -被校流量計(jì)瞬時(shí)流量qs

17、 -器瞬時(shí)流量9cq uq cq uq2 22rrsrs2r被校電磁流量計(jì)相對(duì)示值誤差不確定度為：ur E （C.2）式中cr q =1， cr qs =-1。不確定度來(lái)源因現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法測(cè)量器和被校流量計(jì)處的液體溫度、壓力值以及介質(zhì)體積膨脹系數(shù)，且這些結(jié)果對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度影響很小，本規(guī)范不考慮這些因素引入的不確定度。被校電磁流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度在校準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)，連續(xù)測(cè)量 6 次，校準(zhǔn)結(jié)果為見(jiàn)表 C.2。被校電磁流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度如下所示。ur器引入的相對(duì)不確定度已知q 0.08 =0.03%（C.3）6q d 2s4（C.4）式中： d -被校流量計(jì)附近測(cè)量管道的內(nèi)徑

18、 -器測(cè)得的管道內(nèi)流體的流速由公式 C.5 可得出,器瞬時(shí)流量的相對(duì)不確定度為u q u2 4u2 d （C.5）rsrr器流量測(cè)量引入的相對(duì)不確定度超聲波流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)為 0.5 級(jí)，均勻分布，引入的相對(duì)不確定度為：0.5%3ur 0.289%（C.6）管道內(nèi)徑 d 測(cè)量引入的不確定度管道外周長(zhǎng) C 引入的不確定度管道外周長(zhǎng)測(cè)量使用 5 米鋼卷尺測(cè)量 3 次，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表 C.1。采用極差法測(cè)量平均值的不確定度為：0.91.69 3uA C =0.31mm（C.7）10準(zhǔn)確度等級(jí)為級(jí)的 5 米鋼卷尺最大允許示值誤差為1.3mm，均勻分布uB則管道外周長(zhǎng)的不確定度為(C) =0.75mm（C.8）1.33u(C