JJF(魯) 197-2024 明渠流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范

山東省地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范OnlineCalibrationSpecificationforOpenChannelFl山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(魯)197—2024明渠流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范 JJF(魯)197—2024I JJF(魯)197—2024JJF1001—2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》范編寫規(guī)則》和JJF1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》共同構(gòu)成本規(guī)范位計(jì)檢定規(guī)程》、JJG（水利）004-2015《明渠堰槽流量計(jì)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)程》、JJF(魯)197—20241明渠流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范在地表開挖或填筑的具有自由水面的渠道，通過在明渠安裝和配置必要的量水設(shè)施，用以實(shí)現(xiàn)3.4流速面積法(流速儀法)flowvelocityandcross-sectio質(zhì)點(diǎn)處流速分布不均，其流速分布情況稱為點(diǎn)的流速分布測(cè)量出來，在此基礎(chǔ)上繪制出JJF(魯)197—20242置測(cè)量液位，在重力作用下流動(dòng)的具有自由表面的的流量與液位呈單值關(guān)系，根據(jù)相應(yīng)流量公式或經(jīng)確定實(shí)際工作條件下流量計(jì)所指示的量值與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間表1計(jì)量單位序號(hào)量的名稱單位名稱單位符號(hào)1累積流量立方米m32水深、液位米m、mm3流速米每秒m/s4瞬時(shí)流量立方米每小時(shí)m3/h5溫度攝氏度℃6秒s明渠流量計(jì)(以下簡稱為流量計(jì))一般由量水設(shè)施和流量轉(zhuǎn)換儀表（二次儀表）量水設(shè)施一般有以下形式：流速儀、標(biāo)準(zhǔn)斷面、量水堰、量水槽、量水儀表,在明渠中安裝量水設(shè)施，測(cè)量流經(jīng)量水設(shè)施JJF(魯)197—20243注：以上指標(biāo)不用于合格性判定，僅供參考。環(huán)境溫度5～45）℃;校準(zhǔn)過程中，液體介質(zhì)溫度波動(dòng)不超過2°C，單次測(cè)量表2主要設(shè)備及技術(shù)要求序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1測(cè)速范圍（0.1~2）m/s，擴(kuò)展不確定度不大于（1%v+10mm/s）主標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)2液位計(jì)MPE:0.2%FS,FS不超過5m，分辨力≤1.0mm測(cè)量液位/3激光測(cè)距儀不低于1級(jí)，分辨力≤1.0mm渠道尺寸測(cè)量/JJF(魯)197—20244表3配套設(shè)備及技術(shù)要求序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1計(jì)時(shí)器（或秒表）分辨力≤0.1s累計(jì)計(jì)時(shí)/2鋼卷尺優(yōu)于Ⅱ級(jí)，分度值2.0mm渠道尺寸測(cè)量/3水溫計(jì)測(cè)量范圍-6～+40）℃;分度測(cè)量水溫/4水準(zhǔn)儀每公里往返測(cè)量偶然最大允許誤差±3mm,系統(tǒng)最大允許誤差±0.8mm測(cè)量長度5萬能角度尺測(cè)量范圍為：360°,分辨率30"/0.008°測(cè)量角度表4校準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)項(xiàng)目1液位示值誤差2流量示值誤差JJF(魯)197—20245將標(biāo)準(zhǔn)流速計(jì)、液位計(jì)正確安裝與支架或其他通電源、開機(jī)、預(yù)熱，按流速計(jì)、液位計(jì)的說明書中方法3)在標(biāo)準(zhǔn)器和被校流量計(jì)顯示值穩(wěn)定的情況下讀4)根據(jù)JJG711中明渠堰槽液位-流量函數(shù)關(guān)系，計(jì)算流5）記錄被校流量計(jì)的示值qij。JJF(魯)197—202462）用液位計(jì)測(cè)量測(cè)流斷面的液位，核驗(yàn)明渠斷面幾何尺寸，計(jì)算出明渠斷面3）在被校流量計(jì)示值穩(wěn)定的情況下進(jìn)行讀數(shù)，讀取被校流量計(jì)示值qij;Eij——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)流量計(jì)的相對(duì)示值誤差，%；qij——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)被校明渠流量計(jì)的流量值，m3/h；流量計(jì)各校準(zhǔn)流量點(diǎn)的相對(duì)示值誤差、重復(fù)性按式（35）計(jì)算：E=[Ei]max（4）Eij——第i校準(zhǔn)點(diǎn)第j次校準(zhǔn)時(shí)的相對(duì)示值誤差，%；n——第i校準(zhǔn)點(diǎn)校準(zhǔn)次數(shù)；重復(fù)性按式（56）計(jì)算：JJF(魯)197—20247（5）(Er)i——流量計(jì)第i校準(zhǔn)點(diǎn)的重復(fù)性。Er=[(Er)i]max（6）Er——流量計(jì)的重復(fù)性。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，使用單位可根據(jù)實(shí)際使JJF(魯)197—20248采用標(biāo)準(zhǔn)流速計(jì)、激光測(cè)距儀、液位計(jì)作為明渠流量計(jì)進(jìn)行在線校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)流速計(jì)、激光測(cè)速、測(cè)流斷面尺寸、水流液位等，獲得各垂線流計(jì)算得到通過斷面的標(biāo)準(zhǔn)流量。被校明渠流量計(jì)流速計(jì)測(cè)流條件應(yīng)滿足下列要求：1）測(cè)點(diǎn)流速不超出流速計(jì)的測(cè)速量程，且測(cè)流截面選擇應(yīng)滿足下列條件：1）測(cè)流渠段平直、水流均勻，無匯入水流或測(cè)量測(cè)流斷面水面尺寸，根據(jù)液位和斷面參數(shù)繪制測(cè)流截面圖（示意圖見圖），速測(cè)點(diǎn)。一條測(cè)線上相鄰兩測(cè)點(diǎn)的最小間距不應(yīng)小于流速計(jì)最大~~圖A.1測(cè)流流面面積劃分示意圖JJF(魯)197—20249表A.1測(cè)流截面水平線上測(cè)線數(shù)及間距表L/mNabdefgh3L/83a0.5-0.83L/104a4L/154a0.8-1.84L/133a5L/183a6L/233a7a1.8-3.56L/212a5a7L/282a7a8L/352a7a7a3.5-5.58L/343a6a6a9L/403a6a6aL/463a6a6a6a5.5-8.0L/442a5a7a8aL/522a5a7a8aL/602a5a7a8a8a8.0-11.0L/573a5a5a7a7aL/643a5a5a7a7aL/713a5a5a7a7a7a11.0-14.0L/703a6a7a7a7aL/773a6a7a7a7a7aL/843a6a7a7a7a7a注：L為水面寬度，m;N為測(cè)線數(shù)，條；a～h為測(cè)線間距，m。表A.2不同水深的測(cè)速方法總干、干、分干渠測(cè)線水深/m>3.01.0～3.00.8～1.0測(cè)速方法五點(diǎn)法三點(diǎn)法二點(diǎn)法支、斗、農(nóng)渠測(cè)線水深/m>1.50.5～1.50.3～0.5測(cè)速方法五點(diǎn)法三點(diǎn)法二點(diǎn)法JJF(魯)197—2024圖A.2測(cè)線流速測(cè)點(diǎn)的分布位置示意圖圖A.3測(cè)線分布示意圖表A.3測(cè)線流速測(cè)點(diǎn)的分布位置測(cè)點(diǎn)數(shù)相對(duì)水深一點(diǎn)法0.6二點(diǎn)法0.2、0.8三點(diǎn)法0.2、0.6、0.8五點(diǎn)法水面、0.2、0.6、0.8、渠底注：相對(duì)水深為儀器入水深度與測(cè)線水深之比。VJJF(魯)197—2024兩側(cè)坡道間隔部分面積的平均流速可按式（A.5A.6）計(jì)算：0,1=aV1（ Vn-1,n=aVn（A.6）i,i+1=VVi+1——第i+1條測(cè)線的流速 Vi,i+1——第i條和第i+1條測(cè)線之間截面分割部分的平均流速基于速度-面積法按照式（A.8）計(jì)算通過截qs——通過多點(diǎn)流速面積法測(cè)量的通過截面的流速，m3/hJJF(魯)197—2024 Ai測(cè)線（i-1)和i測(cè)線間隔部分面積。坡道與渠道底夾角易形成泥沙淤積，使用液位污泥厚度測(cè)量，并繪制的測(cè)流截面圖淤泥截面圖圖A.4截面面積示意圖JJF(魯)197—2024委托單位： 不確定度或準(zhǔn)確度等級(jí)： 序號(hào)123456明渠寬度B（mm）平均值（mm）序號(hào)123456流量計(jì)測(cè)量液位值hi（mm）hi平均值（mm）標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)測(cè)量液位hsi（mm）hsi平均值（mm）（m3/h）明渠流量平均值（m3/h）標(biāo)準(zhǔn)流量值（m3/h）相對(duì)示值誤差（%）平均相對(duì)示重復(fù)性擴(kuò)展不確定k=2JJF(魯)197—2024流量點(diǎn)(m3/h)測(cè)量次數(shù)垂線i垂線流速（m/s）水深hi(m)垂線間距Li-1,i(m)分截面流量A(m3/h)截面標(biāo)準(zhǔn)流量（m3/h)初值(m3)末值(m3)示值(m3/h)時(shí)間t(s)示值誤差(%)重復(fù)性(%)點(diǎn)流速v0.0點(diǎn)流速v0.2點(diǎn)流速v0.6點(diǎn)流速v0.8點(diǎn)流速v1.0垂線平均流速vi-1,i1.../1.../1.../JJF(魯)197—2024流量計(jì)測(cè)量液位值平均值（mm）標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)測(cè)量液位平均值（mm）液位計(jì)誤差δ（mm）序號(hào)校準(zhǔn)點(diǎn)流量（m3/h）相對(duì)示值誤差（%）擴(kuò)展不確定度Ur（%），k=2JJF(魯)197—20242)長度尺：測(cè)量范圍0～1000mm，最小刻度值不大于0.5mm，最大允許誤差校準(zhǔn)器實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)液位校準(zhǔn)裝置由長度尺、反射板（帶指針，能指示反射三長度尺 指針反射板圖D.1校準(zhǔn)器實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)液位校準(zhǔn)裝置iJJF(魯)197—2024序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12JJF(魯)197—2024序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)重復(fù)性（mm）12345序號(hào)長度尺刻度值（mm）流量計(jì)液位示值(mm)流量顯示值流量示值誤差12345標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)：測(cè)量范圍（0.1~5.0）m，最大允許誤差±0.5%，分度值小于參照J(rèn)JF(魯)197-2024《明渠流量計(jì)在線校準(zhǔn)規(guī)范》，利用超聲波計(jì)液位校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)超聲波明渠流量計(jì)的液位示值誤差，并根據(jù)相應(yīng)的測(cè)量數(shù)δh=h?hsEQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),r)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),1)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),2)1EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),r)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),3)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),4)從檢定過程和測(cè)量模型分析，巴歇爾槽明渠流量計(jì)水位誤差和流量誤差測(cè)水位誤差1）被檢流量計(jì)的分辨率和測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度2）流量誤差1）被檢流量計(jì)的分辨率和測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度2）E.1.3.1被檢流量計(jì)實(shí)測(cè)水頭和流量表E.1巴歇爾槽水位和流量示值序號(hào)123456h(mm)225.4225.3225.6225.4225.2225.3Q(L/min)2178.722176.352178.982178.722178.292178.35標(biāo)準(zhǔn)器為液位計(jì)最大允許誤差為±0.5%，按照均勻分布，則其不確定度分E.1.3.3不同類型符合規(guī)程建設(shè)的因本規(guī)范為明渠在線流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范，因此對(duì)于堰槽尺寸的測(cè)量基本難以實(shí)現(xiàn)，所以因堰槽生產(chǎn)安裝和喉道尺寸測(cè)量引入的不確定度我們根據(jù)JJF(魯)197—2024表E2巴歇爾槽水位誤差和流量誤差不確定度評(píng)定匯總表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值ci測(cè)量重復(fù)性0.079mm10.079mm液位計(jì)最大允許誤差±0.5%0.289%0.65mm測(cè)量重復(fù)性9.2×10-3m3/s1.01×10-2槽尺寸測(cè)量引入的不確定度//1.50×10-2ddJJF(魯)197—2024測(cè)量對(duì)象：明渠流量計(jì)，渠道形狀為梯形，渠寬為6.55m，流量范圍為圖E.2.1測(cè)點(diǎn)及測(cè)線分布表E.2.1渠道基本參數(shù)（單位：m）渠頂寬渠底寬渠道深度水深水面寬度L1L2HhL6.53.80.975.5表E.2.2垂線、測(cè)點(diǎn)位置及泥深參數(shù)垂線分布（m）距離1距離2距離3距離4距離5距離6距離7距離8距離9abcdedcba0.1640.4930.6580.9870.9870.9870.6580.4930.164對(duì)應(yīng)水深(m)0.1790.7180.9780.9780.9780.9780.9780.7180.179截面積(㎡)0.0150.2210.6130.9650.9650.9650.6130.2210.015泥位(m)0.0050.0140.0180.0150.0100.0170.0140.005/泥沙面截積(㎡)0.0010.0080.0130.01770.0130.0140.0120.0080.001JJF（魯）XXX-20XX《明渠流量JJF(魯)197—2024JJG1059.1-2012《測(cè)量不確定表E.2.3主要設(shè)備及技術(shù)要求序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1流速計(jì)測(cè)速范圍（0.1~2）m/s，最大允許誤差為±（1%v+10mm/s）主標(biāo)準(zhǔn)器流速范圍應(yīng)與被校流量計(jì)的流速范圍相適應(yīng)2液位計(jì)MPE:±0.2%FS,FS為2m，分辨力≤1.0mm測(cè)量液位/3激光測(cè)距儀不低于1級(jí)，分辨力≤1.0mm渠道尺寸測(cè)量/表E.2.4配套設(shè)備及技術(shù)要求序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1計(jì)時(shí)器（或秒表）分辨力≤0.1s累計(jì)計(jì)時(shí)/2鋼卷尺優(yōu)于Ⅱ級(jí)，分度值2.0mm渠道尺寸測(cè)量/3水溫計(jì)測(cè)量范圍-6～+40）℃;分度測(cè)量水溫/4超聲波測(cè)深儀分辨率不小于1mm，量程不小于3m，擴(kuò)展不確定度不大于0.5%FS測(cè)量渠底污泥厚度僅用于污泥影響量定性核查qs——通過多點(diǎn)流速面積法測(cè)量的通過截面的流速，m3/h； ,n1Ai,i+1——垂線i和垂線（i+1)之間間隔部分面積；A0,1An,n+1——兩側(cè)垂線至邊坡的間隔,JJF(魯)197—2024E——示值相對(duì)誤差；q——被校明渠流量計(jì)的平均瞬時(shí)流量值，m3/h；qs——基于多點(diǎn)流速面積法計(jì)算得到的平均瞬時(shí)流量標(biāo)準(zhǔn)值，m3/h。對(duì)于數(shù)學(xué)模型y=f(x1+x2+…+xk)相對(duì)靈敏系數(shù)cri的表達(dá)式：ru2——示值誤差測(cè)量重復(fù)性引入相對(duì)不確定度；u3——明渠流量計(jì)示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；u5——泥沙泥位引入的相對(duì)不確定度；2）明渠流量計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度按式（E.Ur=k.ucr(E)（E.2.5）E.2.1.5.1測(cè)量截面渠道尺寸、邊長引入的相對(duì)不確定度u1截面測(cè)量帶來的不確定度主要考慮測(cè)量渠頂水面寬度、渠底、液位高度引定度u11、u12：×100%=0.24%u12≈×100%=0.03%渠底引入的不確定度主要考慮渠底寬度和渠底高程差引入的相對(duì)不確定度u13×100%=0.38%（E.2.8）×100%=0.30%（E.2.9）E.2.1.5.2示值誤差測(cè)量重復(fù)性引入相對(duì)不確定度u2采用A類不確定度評(píng)定方法，在6800m3/h校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記錄6次相表E.2.5明渠流量計(jì)示值校準(zhǔn)流量點(diǎn)測(cè)量值（m3/h）123456平均值68006884.626894.256862.046895.426875.476877.106881.48相對(duì)不確定度u2為：E.2.1.5.3明渠流量計(jì)示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3E.2.1.5.4標(biāo)準(zhǔn)流速測(cè)量引入的相對(duì)不確定度u4u4由各分割斷面平均流速引入的相對(duì)不確定度ur(V)和標(biāo)準(zhǔn)流速計(jì)的標(biāo)準(zhǔn) 不確定度urv組成，各分割斷面平均流速引入的相對(duì)不確定度ur(V)由分割斷面 ur(V)靈敏度系數(shù)：V8,9=s8,0.6其中s1,0.6是第1條測(cè)流垂線相對(duì)水深0.斷面平均流速JM為：=0.423m/s（E.2.12）標(biāo)準(zhǔn)流速計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urv由流速計(jì)的最大允許誤差引入：E.2.1.5.5泥沙泥位引入的相對(duì)不確定度u5圖E.2.2泥沙坡道示意圖使用液位計(jì)和超聲波測(cè)深儀進(jìn)行測(cè)流斷面渠底污泥厚度定性測(cè)量，各測(cè)線E.2.1.5.6岸邊流速系數(shù)a引入的相對(duì)不確定度u6同一次測(cè)量，根據(jù)岸邊情況選用岸邊流速系數(shù)a，取值范圍a=0.8~0.9，q0.8=6858.29m3/hq0.9=6861.73m3/h（E.2.18）q0.8——岸邊流速系數(shù)a=0.8時(shí)截面的瞬時(shí)流速，單位m3/q0.9——岸邊流速系數(shù)a=0.9時(shí)截面的瞬時(shí)流速，單位m3/ q——岸邊流速系數(shù)截面的瞬時(shí)流速平均值，≈0.014%（E.2.19）E.2.1.5.7水面波動(dòng)引入的不確定度u720mm，此次測(cè)量過程水深0.97m，計(jì)算液位最大變化量引入的,≈0.59%（E.2.20）1）取k=2，則明渠流量計(jì)示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：Ur=k.ucr(E)=2×2.45%≈4.9%（E.2.21）的擴(kuò)展不確定度為Ur=4.9%，k=2。JJF(魯)197—2024表E.2.6各測(cè)點(diǎn)10組流速值測(cè)量的不確定度分量垂線序號(hào)i測(cè)點(diǎn)序號(hào)j測(cè)點(diǎn)測(cè)量10次的數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)平均流速(m/s)s(xi) s(xi)/n12345678910.60.2280.2710.2990.2930.2860.2670.2480.2590.2770.2820.2710.0220.00720.60.2690.3680.3810.3710.3770.3890.3300.2700.2780.3320.3370.0480.01530.20.4480.4580.4170.3950.4450.4550.4530.4050.3810.3570.4210.0360.01130.80.3520.3160.2890.3340.3760.3880.3860.3650.3410.3160.3460.0330.01040.20.4930.4510.450.4600.4270.4410.4540.