《全渠寬電磁流量計(jì)》編制說明

中國(guó)灌區(qū)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《全渠寬電磁流量計(jì)》

編制說明

標(biāo)準(zhǔn)編制組

2023年10月

一、工作簡(jiǎn)況

1任務(wù)來源

根據(jù)2022年3月15日中國(guó)灌區(qū)協(xié)會(huì)發(fā)布的“關(guān)于批準(zhǔn)《全渠寬電磁流量計(jì)》標(biāo)準(zhǔn)編制

立項(xiàng)的通知”（中灌協(xié)【2022】06號(hào)函），編制本標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)批復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)名稱為《全渠寬電磁流量計(jì)》。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院提出。

本標(biāo)準(zhǔn)歸口單位為中國(guó)灌區(qū)協(xié)會(huì)。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)水利水電科學(xué)研究院負(fù)責(zé)起草。

2主要工作過程

（1）標(biāo)準(zhǔn)編制工作啟動(dòng)

2022年4月14日，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院和中國(guó)灌區(qū)協(xié)會(huì)簽訂了《全渠寬電磁流量

計(jì)》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制項(xiàng)目協(xié)議書，確定本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容為：全渠寬電磁流量計(jì)的產(chǎn)品結(jié)

構(gòu)和分類、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝和貯存等要求。

協(xié)議書中明確了標(biāo)準(zhǔn)參編單位為河南省計(jì)量科學(xué)研究院和開封開流儀表有限公司，根據(jù)

參編單位情況進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)編寫任務(wù)分工。

隨即，啟動(dòng)了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

（2）標(biāo)準(zhǔn)資料收集

標(biāo)準(zhǔn)編制工作啟動(dòng)后，編寫組人員對(duì)有關(guān)資料如：國(guó)內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、全渠寬電磁流量計(jì)

的試驗(yàn)資料、有關(guān)論文、有關(guān)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品情況等進(jìn)行了收集和整理。

（3）2022年4月31日編寫組第一次工作會(huì)議

為促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)編寫工作，2022年4月31日，標(biāo)準(zhǔn)編寫組在線上召開了標(biāo)準(zhǔn)編寫工作會(huì)議，

進(jìn)一步明確了各單位標(biāo)準(zhǔn)編寫工作分工。

（4）流量計(jì)室內(nèi)測(cè)試

2022年5月-2023年8月，編寫組成員在開封開流儀表有限公司的“全渠寬明渠流量計(jì)

檢測(cè)裝置”上對(duì)抽取的流量計(jì)樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試。該裝置有3套4臺(tái)，主要用于明渠流量計(jì)的

檢測(cè)和校準(zhǔn)工作，并可以提供多種明渠流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)（見表1）。該裝置可對(duì)量水堰槽（薄

壁堰、寬頂堰、三角形剖面堰、平坦V形堰、長(zhǎng)喉道量水槽、短喉道量水槽和無喉道量水槽

1

等）及其他類型不同原理（超聲波、電磁）的明渠流量計(jì)進(jìn)行檢定；檢定過程可自動(dòng)進(jìn)行單

點(diǎn)及多點(diǎn)的自動(dòng)檢定，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、自動(dòng)查詢、自動(dòng)打印檢定結(jié)果和檢定證書等功

能。該裝置以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心，配以大量的PLC數(shù)據(jù)采集控制模塊，在應(yīng)用軟件的基

礎(chǔ)上完成系統(tǒng)的自動(dòng)控制；裝置能貯存并出具符合相關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的電子版原始記錄；數(shù)據(jù)

自動(dòng)處理及能隨時(shí)調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)并自動(dòng)匯總生成報(bào)表。系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制，

可更好地滿足各流量點(diǎn)的調(diào)節(jié)需求。

表1開封開流儀表有限公司明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

項(xiàng)目參數(shù)

計(jì)量器具名稱明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

型號(hào)規(guī)格800*800*300001000*1000*300001600*1600*400002400*2400*40000

(寬*深*長(zhǎng))mm

出廠編號(hào)KL/MB-20011KL/MB-20012KL/MB-20013KL/MB-20014

流量范圍1800m3/h2400m3/h9000m3/h

通過在以上裝置上進(jìn)行明渠電磁流量計(jì)的性能測(cè)試，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)要求及其限值的

確定提供了依據(jù)。

（5）標(biāo)準(zhǔn)條文起草

在收集資料，對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分析確定，

并于2022年7月起草了標(biāo)準(zhǔn)草案，同步進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。2023年3月在河南開封召開了編

寫組工作會(huì)議，又進(jìn)行了進(jìn)一步的復(fù)核測(cè)試，在對(duì)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)反復(fù)測(cè)試驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，經(jīng)

過編寫組多次修改討論，于2023年10月形成征求意見稿。

3主要起草人及其所做的工作

主要起草人及其所做的工作如下：

高本虎，本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的確定，各章節(jié)內(nèi)容的編寫。

栗巖峰，標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的確定。

張柯，標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容的確定。

馬騰蛟，標(biāo)準(zhǔn)部分內(nèi)容整理編寫及測(cè)試。

趙志偉，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容整理編寫及測(cè)試。

2

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則

按照GB/T1.1-2020標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)定，確定標(biāo)準(zhǔn)的組成要素，標(biāo)準(zhǔn)編制過程中遵循了以

下幾個(gè)原則：

a）科學(xué)性和規(guī)范性；

b）保證標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性和實(shí)用性；

c)與國(guó)家節(jié)水和灌區(qū)量測(cè)水政策等相符合；

d)盡量與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)接軌；

e)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)置適合灌區(qū)量水實(shí)際，指標(biāo)值的設(shè)置即不過低，也不宜太高，以生產(chǎn)廠家

經(jīng)過努力方能達(dá)到為宜，通過標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)修訂完善，從而促進(jìn)灌區(qū)量水技術(shù)水平的持續(xù)提高。

三、標(biāo)準(zhǔn)主要條文或技術(shù)內(nèi)容的依據(jù)；專利情況說明；修訂標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)說明新舊標(biāo)

準(zhǔn)水平的對(duì)比情況

標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)要求確定依據(jù)：

a）區(qū)分主次，將測(cè)控系統(tǒng)的要求分為水量計(jì)量要求、影響量要求、防護(hù)要求和智能型

流量計(jì)的基本功能要求。

b）性能指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室或工作現(xiàn)場(chǎng)可測(cè)得或易獲得，試驗(yàn)方法無歧義。

c）性能指標(biāo)明確且定量化，盡量減少定性指標(biāo)隨個(gè)人不同而給出不同的評(píng)價(jià)結(jié)果。

d）對(duì)于通用性的要求，或在其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里面已經(jīng)明確的內(nèi)容，只作為技術(shù)要求提出。

本標(biāo)準(zhǔn)為首次制定，具體處理如下：

設(shè)置外觀尺寸的規(guī)定，作為流量計(jì)的常規(guī)要求。

設(shè)置水量計(jì)量一節(jié)，作為流量計(jì)的基本性能要求。內(nèi)容包括測(cè)量誤差要求（最大允許誤

差、重復(fù)性、準(zhǔn)確度等級(jí)）、水位變幅誤差、擾動(dòng)和穩(wěn)定性（長(zhǎng)期飄移）。

設(shè)置與影響量有關(guān)的要求一節(jié)，考慮到渠道量水的特性，與管道流量計(jì)相比，選取了環(huán)

境溫度變化、環(huán)境相對(duì)濕度、直流電源反向、電源變化、電源瞬時(shí)過壓等影響量對(duì)流量計(jì)性

能的影響，

設(shè)置防護(hù)要求一節(jié)，內(nèi)容包括流量計(jì)的外殼防護(hù)、密封性能、絕緣強(qiáng)度和絕緣電阻的要

求。

針對(duì)智能型流量計(jì)，規(guī)定了其基本功能要求，內(nèi)容包括流量計(jì)的顯示功能、組態(tài)功能、

通信功能、自診斷功能、流量正反測(cè)流功能、斷電保護(hù)功能、密碼鎖功能等。

3

1箱體規(guī)格尺寸

目前，各廠家的箱體規(guī)格尺寸基本上是自400mm起，以100mm的級(jí)差進(jìn)行制定。顯然，

此種劃分方法沒有考慮到優(yōu)先數(shù)系的問題。按《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》（GB/T321--2005）（等

同采用《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》ISO3:1973）要求，當(dāng)對(duì)各種量值進(jìn)行分級(jí)，特別是在確定產(chǎn)品

的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，應(yīng)按GB/T321定的基本系列值選用。

考慮到箱體要與閘門配套使用，在確定箱體尺寸時(shí)應(yīng)考慮到閘門的尺寸系列?！端?/p>

電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL74-2013）附錄A“閘門孔口尺寸和設(shè)計(jì)水頭系列標(biāo)準(zhǔn)”給出

了露頂式閘門、潛孔式閘門以及其它閘門（尾水閘門除外）的孔口寬高尺寸的組合系列。SL

74-2013附錄A統(tǒng)計(jì)了截至1997年的閘門數(shù)據(jù)，按照0.5m級(jí)差開始進(jìn)行化整晉級(jí)。露頂式

閘門、潛孔式閘門的孔口寬度和高度均以1.0m起步，孔口尺寸超過5米的按1.0m或2.0m級(jí)

差晉級(jí)；其它閘門的孔口寬度和高度均以0.6m起步，孔口尺寸超過8米的按1.0m或2.0m級(jí)

差晉級(jí)。

與閘門配套使用啟閉機(jī)，其設(shè)計(jì)遵循《水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL41-2018）

的規(guī)定。SL41規(guī)定了液壓式、螺桿式和卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)的規(guī)格系列，其中卷?yè)P(yáng)式和液壓式啟閉

機(jī)的啟閉力系列按照GB/T321的R10基本系列確定，螺桿式啟閉機(jī)的啟門力和閉門力也均

是按照GB/T321的R10基本系列確定。

目前，國(guó)內(nèi)廠家基本按孔口寬度和孔口高度為等值的正方形生產(chǎn)箱體。對(duì)于孔口尺寸大

于1m的，箱體尺寸還應(yīng)該有不同孔口寬度和孔口高度的組合方式，以適應(yīng)不同規(guī)格渠道的

測(cè)控需要。

SL74-2013主要規(guī)定了閘門孔口尺寸大于1.0m的孔口寬高尺寸的組合系列，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

的測(cè)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于灌區(qū)干斗渠以下的渠道水流量測(cè)，結(jié)合與閘門制造、安裝和運(yùn)行的具

體條件，考慮到箱體尺寸系列的標(biāo)準(zhǔn)化，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)目前我國(guó)廠家箱體生產(chǎn)的實(shí)際，在考慮

GB/T321系列優(yōu)先數(shù)的基礎(chǔ)上，以箱體為據(jù)給出箱體孔口尺寸的組合系列，以期達(dá)到以最少

的箱體規(guī)格尺寸滿足灌區(qū)渠道的基本計(jì)量要求。

本標(biāo)準(zhǔn)箱體規(guī)格尺寸確定為自200mm至3000mm，可基本滿足支渠、斗渠、農(nóng)渠對(duì)計(jì)量

控制的需要。

關(guān)于流量范圍：《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50288-2018）規(guī)定，渠道在正常工作

條件下，其平均流速應(yīng)滿足不沖不淤的要求。GB50288給出的最小泥沙粒徑為0.001mm時(shí)，

止動(dòng)幺速為0.11m/s；土渠設(shè)計(jì)平均流速宜控制在0.6m/s～1.0m/s，但不應(yīng)小于0.3m/s。根

4

據(jù)灌溉渠道設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理實(shí)際，考慮到渠道運(yùn)行期流量變化幅度，本標(biāo)準(zhǔn)推薦箱體過流的

平均流速范圍為0.1m/s～1.5m/s，由平均流速推算箱體全斷面過流的流量范圍。

2水量計(jì)量

2.1測(cè)量誤差要求

水量計(jì)量是流量計(jì)的基本功能，測(cè)量準(zhǔn)確度是其關(guān)鍵指標(biāo)，其值的高低取決于流量計(jì)的

造價(jià)、適用性以及生產(chǎn)需求等方面。一味追求高準(zhǔn)確度，有可能導(dǎo)致測(cè)控裝置造價(jià)過高，以

致建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本過高，農(nóng)民難以承受。開展量水的目的一是節(jié)水，二是公平公正地分

配水量。有鑒于此，需制定既符合目前技術(shù)發(fā)展水平又符合灌溉用水測(cè)控實(shí)際的量水準(zhǔn)確度

指標(biāo)。

《取水計(jì)量技術(shù)導(dǎo)則》(GB/T28714-2023)的7.2中關(guān)于農(nóng)業(yè)用現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)據(jù)最大允許誤

差的規(guī)定為：±10%范圍內(nèi)。

《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303-2017）規(guī)定：應(yīng)選用滿量程輸出時(shí)允許誤差于

±2.5%的流量計(jì)。對(duì)于可變量程的流量計(jì)，在可變換的任一量程上，基本誤差均應(yīng)不大于相

應(yīng)的基本誤差限。儀表的重復(fù)性誤差應(yīng)不大于其基本誤差限絕對(duì)值的三分之一。

根據(jù)對(duì)電磁流量計(jì)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和田間應(yīng)用測(cè)試表明，在水流充滿箱體、且通過箱體的

水流為恒定流的工況下，在生產(chǎn)廠聲稱的最小和最大流量范圍內(nèi)，多數(shù)廠家的產(chǎn)品流量測(cè)量

的最大允許誤差為±5%，重復(fù)性為±1.5%。在擾動(dòng)與阻尼的條件下，流量測(cè)量的最大允許誤

差也為±5%，重復(fù)性為±1.5%。在非滿箱流情況下，流量測(cè)量的最大允許誤差為±7%，重復(fù)

性為±2.5%。

分析GB/T28714-2023和GB/T21303-2017有關(guān)測(cè)量誤差的規(guī)定，GB/T21303-2017的要

求要高很多，GB/T21303-2017對(duì)測(cè)量誤差的要求更適用于給水用管道式電磁流量計(jì)。本標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)定的用于灌溉渠道的電磁流量計(jì)的測(cè)量誤差達(dá)不到GB/T21303-2017的要求但滿足GB/T

28714-2023的要求。

2.2非設(shè)計(jì)工況時(shí)的測(cè)量誤差要求

灌溉渠道尤其是在斗農(nóng)級(jí)的渠道中，經(jīng)常遇到非滿渠及雜物堵塞或泥沙淤積的過流情

況，針對(duì)此種情況下的水量計(jì)量，本標(biāo)準(zhǔn)提出了水位變幅測(cè)量誤差和擾動(dòng)測(cè)量誤差的要求。

2.3穩(wěn)定性（長(zhǎng)期飄移）

《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》（JJF1033-2023）中關(guān)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性的定義是：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性用計(jì)量特性在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的

變化量表示。若計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在使用中采用標(biāo)稱值或示值，則計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)小于計(jì)量標(biāo)

5

準(zhǔn)的最大允許誤差的絕對(duì)值；若計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)需要加修正值使用，則計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)小于

修正值的擴(kuò)展不確定度（U95或U，k=2）。

《通用計(jì)量術(shù)語及定義》（JJF100-2011）對(duì)儀器漂移的定義是：由于測(cè)量?jī)x器計(jì)量特

性的變化引起的示值在一段時(shí)間內(nèi)的連續(xù)或增量變化。儀器漂移既與被測(cè)量的變化無關(guān)，也

與任何認(rèn)識(shí)到的影響量的變化無關(guān)。

《電磁流量計(jì)》（JB/T9248-2015）提出了穩(wěn)定性（長(zhǎng)期飄移）要求，即：電磁流量計(jì)經(jīng)

連續(xù)30天的穩(wěn)定性試驗(yàn)后，其零點(diǎn)漂移應(yīng)不超過基本誤差限的絕對(duì)值。

《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303-2017）對(duì)電磁流量計(jì)的有關(guān)穩(wěn)定性要求是：儀

表應(yīng)能經(jīng)受30d穩(wěn)定性試驗(yàn)，其零點(diǎn)漂移應(yīng)不大于基本誤差限絕對(duì)值的二分之一。

JB/T9248-2015主要應(yīng)用于工業(yè)管道系統(tǒng)流量測(cè)量，GB/T21303-2017針對(duì)的是渠道。

顯然，在渠道中應(yīng)用的電磁流量計(jì)的零點(diǎn)漂移限值不應(yīng)大于管道系統(tǒng)的，故本標(biāo)準(zhǔn)采用JB/T

9248-2015的零點(diǎn)漂移限值規(guī)定。另外，GB/T21303-2017只提出了穩(wěn)定性要求，又沒有規(guī)定

試驗(yàn)方法，這也是該標(biāo)準(zhǔn)其它技術(shù)要求的通病。

3影響量

電磁式流量計(jì)是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的，當(dāng)水流沿流速傳感器的交變磁場(chǎng)中做

與磁力線垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電水流切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在與水流軸線和磁力線相互

垂直的流速傳感器側(cè)壁上安裝了一對(duì)信號(hào)電極，該電極把產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)檢出。此感應(yīng)電勢(shì)

與流速成正比，測(cè)出該感應(yīng)電勢(shì)就可導(dǎo)出流過流速傳感器側(cè)面的水流流速。此流速信號(hào)（感

應(yīng)電勢(shì)）輸入流量顯示儀經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成與流速信號(hào)成正比的數(shù)字量信號(hào)，由此實(shí)現(xiàn)流速的測(cè)

量。

從電磁流量計(jì)的傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大組成部分看，傳感器感應(yīng)的流量信號(hào)是電極間的電

位差,一種與流速成正比的弱電壓信號(hào),此信號(hào)包含各種干擾成分；同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換器也程度

不同地存在著撿拾信號(hào)弱小、噪聲干擾大、信號(hào)易被噪聲淹沒等問題。顯然，決定電磁流量

計(jì)性能優(yōu)劣的不僅僅是傳感器和轉(zhuǎn)換器這些核心部件,和電磁流量計(jì)配套的設(shè)備以及在測(cè)量

過程中還不可避免地會(huì)受到其他因素的影響。目前，已認(rèn)識(shí)到的可對(duì)電磁流量計(jì)性能產(chǎn)生影

響的量主要有：環(huán)境溫度變化、環(huán)境相對(duì)濕度、機(jī)械振動(dòng)、直流電源反向、接地、輸出負(fù)載、

電源變化、電源電壓短時(shí)中斷、電源瞬時(shí)過壓、靜電放電抗擾度、射頻電磁場(chǎng)輻射擾度、電

快速瞬變和脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度、工頻磁場(chǎng)抗擾度等。

6

全渠寬箱式電磁明渠流量計(jì)的核心部件由電磁流速傳感器、水位傳感器和流量顯示儀組

成（見圖1），配置RTU遙測(cè)終端、智能供電系統(tǒng)以及防雷接地系統(tǒng)，采用4G無線方式進(jìn)行

數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)明渠流量信息的自動(dòng)采集并傳輸至云端智慧灌區(qū)平臺(tái)，通過在云服務(wù)器上設(shè)

置信息接收軟件，完成明渠流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收和整編處理后存入平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便分析用水

情況。

圖1電磁流速傳感器示意圖

與工業(yè)用電磁流量計(jì)相比，用在灌溉明渠上的電磁流量計(jì)，渠道中的水流具有自由水面，

田間少見電磁輻射干擾、電脈沖及浪涌干擾等，能對(duì)電磁流量計(jì)性能產(chǎn)生影響的主要有環(huán)境

條件及電源狀況，故在影響量方面，本標(biāo)準(zhǔn)主要考慮：環(huán)境溫度變化、環(huán)境相對(duì)濕度、直流

電源反向、電源變化、電源瞬時(shí)過壓等影響量。

另外，電磁式流量計(jì)的性能不受渠道中漂浮物、泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響，

流速傳感器結(jié)構(gòu)合理、體積小、安裝方便對(duì)水流不產(chǎn)生阻力。

4防護(hù)要求

為適應(yīng)流量計(jì)在野外無人看管的工作環(huán)境以及用電安全，本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了外殼防護(hù)、密封

性能、絕緣強(qiáng)度、絕緣電阻等保護(hù)方面的要求。

5智能型流量計(jì)的基本功能要求

隨著微處理器的發(fā)展，電磁流量計(jì)也在朝著智能化方向發(fā)展。其智能化內(nèi)容包括信號(hào)處

理智能化、控制智能化以及測(cè)量電極與流體接觸后發(fā)生磨損、腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象從而影響電

磁流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度的自診斷功能等。

本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的智能型流量計(jì)的基本功能要求包括顯示功能、組態(tài)功能、通信功能、自診

斷功能、流量正反測(cè)流功能、斷電保護(hù)功能、密碼鎖功能等。

7

四、主要試驗(yàn)、驗(yàn)證及試行結(jié)果

在明渠電磁流量計(jì)性能指標(biāo)的試驗(yàn)驗(yàn)證方面，主要進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室條件下的測(cè)試、第三方

檢測(cè)以及田間現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等工作。

1實(shí)驗(yàn)室條件下的測(cè)試

測(cè)試在開封開流儀表有限公司明的明渠流速流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上進(jìn)行，試驗(yàn)測(cè)試所用儀器設(shè)

備見表2，測(cè)試項(xiàng)目有外觀、最大允許誤差試驗(yàn)、重復(fù)性試驗(yàn)、水位變幅誤差試驗(yàn)、擾動(dòng)實(shí)

驗(yàn)、水位、零點(diǎn)漂移等，測(cè)試依據(jù)為本標(biāo)準(zhǔn)草案，測(cè)試結(jié)果見表3。

表2試驗(yàn)測(cè)試所用儀器設(shè)備一覽表

序號(hào)儀器設(shè)備名稱編號(hào)證書有效期

01水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置20200032020-06-24至2024-06-23

02壓力表200041792022-05-02至2024-05-01

03耐壓測(cè)試表（水深）0992022-06-12至2024-06-11

04絕緣電阻測(cè)試儀29104182022-03-05至2024-03-04

05臺(tái)式數(shù)字萬用表202002152022-03-02至2024-03-01

06恒溫箱

表3試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目及評(píng)價(jià)結(jié)果一覽表

序號(hào)測(cè)試項(xiàng)目通過不通過備注

01外觀√/

02最大允許誤差試驗(yàn)√/

03重復(fù)性試驗(yàn)√/

04水位變幅誤差試驗(yàn)√/

05擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)√

06水位√

07零點(diǎn)漂移√

具體測(cè)試內(nèi)容如下：

1.1最大允許誤差及重復(fù)性試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—400×470×400—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì).設(shè)定流量900

m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和20%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤

差分別為0.182%、-0.589%和-0.794%，重復(fù)性誤差分別為0.0341%、0.0455%和0.1082%，符

合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。設(shè)定流量2000

m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和20%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤

差分別為0.962%、-0.980%和-0.796%，重復(fù)性誤差分別為0.0918%、0.3468%和0.0962%，符

8

合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

1.2水位變幅誤差試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。

第一次設(shè)定流量2000m3/h,在設(shè)定流量的45%、30%和15%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)

流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為0.689%、-0.591%和-0.698%，重復(fù)性誤差分別為0.0899%、

0.0474%和0.0481%，符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

第二次設(shè)定流量900m3/h,在設(shè)定流量的45%、30%和15%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)

流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為0.186%、-0.596%和-0.715%，重復(fù)性誤差分別為0.0349%、

0.0463%和0.0502%，符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

1.3擾動(dòng)誤差試驗(yàn)

1.3.1頂部堵塞25%試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。

設(shè)定流量900m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和10%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)

與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為1.299%、-0.688%和0.700%，重復(fù)性誤差分別為0.0348%、0.2147%

和0.0583%，符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

1.3.2左部堵塞25%試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。

設(shè)定流量900m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和10%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)

與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為1.920%、-1.664%和-1.666%，重復(fù)性誤差分別為0.3585%、0.3657%

和0.4406%，符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

1.3.3右部堵塞25%試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。

設(shè)定流量900m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和10%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)

與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為1.814%、-1.929%和-2.050%，重復(fù)性誤差分別為0.4472%、0.0808%

和0.0910%，基本符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%）。

1.3.4底部堵塞25%試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)。

設(shè)定流量900m3/h,在設(shè)定流量的100%、50%和10%的流量點(diǎn)，環(huán)境室溫下，被測(cè)流量計(jì)

與標(biāo)準(zhǔn)表的最大誤差分別為1.814%、-2.876%和-2.617%，重復(fù)性誤差分別為0.4448%、0.5808%

和0.3560%，超過本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大允許誤差的高等級(jí)要求（±2%），但符合基本誤差要求

9

（±5%）。

1.4水位誤差試驗(yàn)

測(cè)試樣機(jī)：液位計(jì)。

在水深為0.25、0.50、0.75、0.90m的4個(gè)測(cè)點(diǎn)，液位計(jì)顯示值和實(shí)測(cè)值二者偏差均為

-0.001m，液位計(jì)滿足流量計(jì)對(duì)水深的計(jì)量要求。

1.5穩(wěn)定性（長(zhǎng)期飄移）試驗(yàn)

測(cè)試方法：在水流量標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)裝置上，使流量計(jì)的測(cè)量管內(nèi)充滿水并保持水靜止?fàn)顟B(tài)，

在試驗(yàn)環(huán)境條件下（壞境溫度:(26.1～27.2)℃，相對(duì)濕度:(50～55)%）存放不少于48h后

接通電源，預(yù)熱15min后仔細(xì)調(diào)整零點(diǎn)，然后切斷電源24h后再接通電源，經(jīng)預(yù)熱后，記錄

零輸出信號(hào)的變化，經(jīng)過30天連續(xù)試驗(yàn)，試驗(yàn)期間每天記錄檢驗(yàn)一次零點(diǎn)。試驗(yàn)滿30天后，

其零點(diǎn)輸出信號(hào)變化即為長(zhǎng)期漂移。流量計(jì)零點(diǎn)長(zhǎng)期漂移應(yīng)不超過基本誤差限的絕對(duì)值。

試驗(yàn)結(jié)論:經(jīng)過30天的連續(xù)試驗(yàn)，三臺(tái)測(cè)試設(shè)備所記錄的誤差值，均在±0.2%以內(nèi)，符

合本標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.6環(huán)境溫度影響變化試驗(yàn)

測(cè)試方法：轉(zhuǎn)換器置于恒溫試驗(yàn)箱內(nèi)（見圖2），調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度：+20℃，+40℃,+20℃，

0℃，-10℃，-20℃。每級(jí)溫度允差±2℃，保溫時(shí)間不少于2h,連續(xù)進(jìn)行兩次循環(huán)，期間不

作任何調(diào)整。溫度每變化10℃，通過導(dǎo)線測(cè)量其輸出信號(hào)的下限值和量程的變化，應(yīng)不大于

儀表最大允許誤差絕對(duì)值的1/2。

圖2步入式高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱布置圖

試驗(yàn)結(jié)論:將三臺(tái)轉(zhuǎn)換器置入高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，按照設(shè)定的溫度變化，

10

三臺(tái)轉(zhuǎn)換器所記錄的輸出信號(hào)的下限值和量程變化，均不大于最大允許誤差絕對(duì)值的1/2，

符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.7外觀

測(cè)試流量計(jì)樣機(jī)完整良好，各項(xiàng)標(biāo)記正確、齊全、清晰；對(duì)外連接的結(jié)合面無劃痕等損

傷；緊固件結(jié)合牢固；涂、鍍層無起皮、脫落等外觀缺陷。

1.8智能型流量計(jì)的基本功能要求測(cè)試

智能型流量計(jì)基本功能的測(cè)試方法均為通過實(shí)際操作檢查各功能是否正常，經(jīng)開機(jī)運(yùn)行

測(cè)試，被測(cè)智能型流量計(jì)的顯示功能、組態(tài)功能、通信功能、自診斷功能、流量正反測(cè)流功

能、斷電保護(hù)功能、密碼鎖功能等均正常。

2第三方檢測(cè)

檢測(cè)機(jī)構(gòu)：國(guó)家水表質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

檢測(cè)項(xiàng)目：外觀、基本誤差試驗(yàn)、重復(fù)性試驗(yàn)

規(guī)格型號(hào)為CF—600×670×600—0.072～0.540—2.0的明渠電磁流量計(jì)樣機(jī)，依據(jù)本標(biāo)

準(zhǔn)檢測(cè)的結(jié)果為：最大允許誤差1.72%，重復(fù)性誤差0.16%，外觀符合要求。

規(guī)格型號(hào)為CF—800×870×800—0.128～0.960—2.0的明渠電磁流量計(jì)樣機(jī)，依據(jù)本標(biāo)

準(zhǔn)檢測(cè)的結(jié)果為：最大允許誤差1.68%，重復(fù)性誤差0.16%，外觀符合要求。

3現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

在寧夏鎮(zhèn)北堡實(shí)驗(yàn)基地選取超聲水位電磁測(cè)箱、明渠A型電磁流量計(jì)、壓力水位電磁測(cè)

箱三種情況進(jìn)行加沙條件下的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，三種測(cè)流方式偏差均在±5%范圍內(nèi)，且

數(shù)據(jù)穩(wěn)定性均較好。

4試行結(jié)果

根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)擬定的明渠電磁流量計(jì)性能指標(biāo)對(duì)有關(guān)廠家的設(shè)備進(jìn)行了試運(yùn)用，試行結(jié)果基

本滿足本標(biāo)準(zhǔn)的要求。

在外觀和尺寸方面，試運(yùn)用廠家的箱體覆板滿足本標(biāo)準(zhǔn)要求；測(cè)箱尺寸誤差也在標(biāo)準(zhǔn)指

標(biāo)范圍內(nèi)，測(cè)箱內(nèi)側(cè)板平面度也符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

在水量計(jì)量方面，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的條件下，試運(yùn)用廠家的流量計(jì)的基本誤差和重復(fù)性均

符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各工況下的指標(biāo)要求。

11

在流量計(jì)的水位監(jiān)測(cè)方面，閘水位測(cè)量誤差均在限值以內(nèi)。

五、與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系分析

1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)明渠測(cè)流，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦了28種測(cè)試方法（見下表），表中第9種

方法為電磁法測(cè)流（ISO9213），和本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。

ISO推薦的明渠測(cè)流方法

序號(hào)內(nèi)容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)

1涉水測(cè)流的流速面積法ISO748

2橋上測(cè)流的流速面積法ISO748

3使用纜道測(cè)流的流速面積法ISO748

4測(cè)船定點(diǎn)測(cè)流的流速面積法ISO748

5動(dòng)船測(cè)流的流速面積法ISO4369

6浮標(biāo)測(cè)流的流速面積法ISO748

7比降面積法ISO1070

8超聲波測(cè)流ISO6416

9電磁法ISO9213

10使用化學(xué)示蹤劑的稀釋法ISO9555-1和ISO9555-3

11使用放射性示蹤劑的稀釋法ISO9555-1和ISO9555-2

12使用熒光示蹤劑的稀釋法ISO9555-1和ISO9555-4

13容積法ISO2425

14薄壁堰（銳緣堰頂、V形缺口）ISO1438-1

15薄壁堰（銳緣堰頂、矩形、無側(cè)向收縮）ISO1438-1

16薄壁堰（銳緣堰頂、矩形、有側(cè)向收縮）ISO1438-1

17量水堰（上游呈銳緣的寬頂堰）ISO3846

18量水堰（上游呈圓緣的寬頂堰）ISO4374

19量水堰（三角形剖面堰）ISO4360

20量水堰（流線型三角形剖面堰）ISO9827

21量水堰（三角形剖面、平坦V型堰）ISO4377

12

22量水堰（V形缺口、寬頂堰）ISO8333

23量水堰（梯形剖面堰）ISO4362

24測(cè)流槽（矩形喉道）ISO4359

25測(cè)流槽（梯形喉道）ISO4359

26測(cè)流槽（U形喉道）ISO4359

27測(cè)流槽（巴歇爾水槽和孫奈力水槽）ISO9826

28自由溢流、末端深度法（矩形和非矩形河道）ISO9555-1和ISO9555-3

ISO9213規(guī)定了在具有自由水面的明渠或封閉管道中電磁流量計(jì)測(cè)站的建立和運(yùn)行程序，其第一版

是1992年發(fā)布的，第二版于2004年發(fā)布，其過程見下：

ISO9213:1992Measurementoftotaldischargeinopenchannels—Electromagneticmethodusinga

full-channel-widthcoil

ISO9213:2004Measurementoftotaldischargeinopenchannels—Electromagneticmethodusinga

full-channel-widthcoil

ISO9213:2004的各章節(jié)內(nèi)容如下：

1Scope

2Normativereferences

3Termsanddefinitions

4Principlesofoperationandpractice

5Applications

6Selectionofsite

7Designandconstruction

8Uncertaintiesinflowmeasurement

9Gaugecalibrationandverification

AnnexA(informative)Sitesurveyforelectricalinterference

AnnexB(informative)Designaspectsoftheelectromagneticcoil

AnnexC(informative)Numericalexampleofthecalculationofuncertainty

AnnexD(normative)Gaugecalibrationprocedure

Bibliography

13

2我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

（1）《取水計(jì)量技術(shù)導(dǎo)則》(GB/T28714-2023)

該標(biāo)準(zhǔn)由水利部水資源司提出，水利部國(guó)科司歸口。標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電磁測(cè)流的規(guī)定有：

4.5取水單位宜配備具有在線監(jiān)測(cè)功能、實(shí)時(shí)采集、流量累計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)條

件等功能的智能計(jì)量器具。

7.2關(guān)于農(nóng)業(yè)用現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量數(shù)據(jù)最大允許誤差的規(guī)定為：±10%范圍內(nèi)。

本標(biāo)準(zhǔn)確定的在寬限要求條件下的最大允許誤差為±7%，嚴(yán)于GB/T28714-2023。

（2）《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》（GB/T21303-2017）

GB/T21303經(jīng)歷了2個(gè)版本，第一版為《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》GB/T21303-2007，第

二版為《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》GB/T21303-2017。

GB/T21303-2007由中國(guó)水科院提出，水利部歸口，標(biāo)準(zhǔn)主編單位為中國(guó)水科院。標(biāo)準(zhǔn)中

有關(guān)電磁流量計(jì)測(cè)流的規(guī)定是：

9.4.2.1精度等級(jí)：宜選用滿量程輸出誤差小于（±1.5%～±2.5%）流量計(jì)。用于有電

源的管道灌溉系統(tǒng)的量水。

GB/T21303-2017由水利部提出并歸口，標(biāo)準(zhǔn)主編單位為中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心，中國(guó)水

科院不在標(biāo)準(zhǔn)起草單位之列。標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電磁流量計(jì)測(cè)流的規(guī)定是：

12.8.3應(yīng)選用滿量程輸出時(shí)允許誤差±2.5%的流量計(jì)，宜選用滿量程輸出時(shí)允許誤差±

1.5%的流量計(jì)。傳感器最大潛水深度應(yīng)為10m（相當(dāng)于耐0.1Mpa水密封能力）。

12.8.4對(duì)于可變量程的流量計(jì)，在可變換的任一量程上，基本誤差均應(yīng)不大于相應(yīng)的基

本誤差限。儀表的重復(fù)性誤差應(yīng)不大于其基本誤差限絕對(duì)值的三分之一。儀表應(yīng)能經(jīng)受30d

穩(wěn)定性試驗(yàn)，其零點(diǎn)漂移應(yīng)不大于基本誤差限絕對(duì)值的二分之一。

GB/T21303-2007明確提出電磁流量計(jì)適用于管道灌溉系統(tǒng)，GB/T21303-2017雖沒有

明確電磁流量計(jì)的適用場(chǎng)所，但從GB/T21303-2007中12.8.5描述可知，變送器是針對(duì)管道

上安裝的，即：GB/T21303-2017（GB/T21303-2007）中關(guān)于電磁流量計(jì)的有關(guān)規(guī)定，不適

用于渠道上的電磁流量計(jì)。

（3）《不可壓縮流體流量計(jì)性能評(píng)定方法》(GB/T9248-2008)

GB/T9248-2008有中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，全國(guó)工業(yè)過程測(cè)量和控制標(biāo)準(zhǔn)會(huì)技術(shù)委員

會(huì)第一分技術(shù)委員會(huì)歸口。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需進(jìn)行基本性能試驗(yàn)、影響量試驗(yàn)和其他試驗(yàn)。其中：