JJG(建设)0002-1994 超声流量计(传播速度差法、多普勒法)检定规程

超声流量计部门计量检定规程（传播速度差法、多普勒法）JJG0002—94——————————————————————————————————————－－－本规程适用于新制造、使用中和修理后的在有压液体圆管流下传播速差法与多普勒法超声流量计的检定。作定型鉴定（或样机试验）时，进行计量性能部分的试验，也可以按本规定程进行。一概述1传播速度差法超声流量计（以下简称流量计1）和多普勒超声流量计（以下简称流量计2,流量计1与流量计2统称流量计）是分别利用超声波在液体中顺、逆流传播速度变化和多普勒效应来测量圆管内流速而计算出流量与累积流量的流量计。该流量计是由测量主机、换能器和信号电缆三部分所组成。其结构示意图表示在图1中。流量计测量介质应为自来水，工业用水，农业用水及其他均质流体；流量计2，测量介质可为含有固体颗粒或少量气泡的污水，泥浆，乳化液等非单相流体。图1流量计结构示意图二技术要求2流量计应有使用说明书。周期检定的流量计还应有上次的检定证书。3主机明显部位应有铭牌。铭牌上标出制造厂名，产品名称、型号、编号，出厂日期，测量管径范围，流速范围，准确度，计量器具制造许可证标志。4流量计外表面应色泽均匀，涂层光滑。5流量计1的准确度等级、重复性应符合表1的规定：流量计2的准确度等级、重复性应符合表2的规定。表1准确度等级0.511.5(2)2.5基本误差限E绝对值(%)≤0.5≤1.0≤1.5≤2.0≤2.5重复性Er(%)≤0.3≤0.5≤0.8≤1.0≤1.3注：(1)优先使用不带括号的等级(2)低流速与小管径情况误差可适当放宽（见附录4）表2准确度等级1.5(2)2.5基本误差限E绝对值(%)≤1.5≤2.0≤2.5重复性Er(%)≤0.8≤1.0≤1.3注：优先使用不带括号的等级。6夹装式换能器安装6.1换能器应安装在平直的、管内表面平滑、圆度好的直管段上，上、下游侧所要求的直管段长度见表3，对于流量计2还应考虑气泡发生装置的位置，见附录1。6.2安装方式的选择6.2.1流量计1安装方式如图2，有Z法、V法及X法。表3流量计上、下游侧的最小值管段长度注：(1)表中D为管道内径(2)流量计2所要求的上、下游直管段长度建议比表3值短1/2。图2流量计1换能器安装方式6.2.2流量计2如图3安装，用于小管径(D≤600mm)测量时，换能器安装在管径方向；用于大管径(D600mm)测量时，换能器应安装在靠近管一侧。图3流量计2换能器安装方式6.3流量计1的安装距离计算6.3.1确定以下参数a.介质温度、声波的入射角；b.管道内径、管壁厚δ及材质的声速。6.3.2由上述参数，计算流量计换能器的安装轴向距离L(L的计算公式见附录3)。6.4定位6.4.1流量计1定位的方法可采用纸带包绕法，或者严格按照说明书。6.4.2流量计2根据图3或使用说明书定位。6.5安装6.5.1在已定的安装位置附近（比换能器约大一倍的面积），应将管壁上的油漆、铁锈、污垢等除净，然后擦净露出金属、并应无凹凸不平。6.5.2在换能器表面均匀涂以耦合剂，将换能器上标志对准安装位置，使其发射面与管壁紧密接触。6.5.3用紧固件将换能器固定在管道上。7带标准段的流量计其轴线与管道轴线应重合。法兰面之间的密封圈压紧后应不突入管内。三检定条件8水流量标准装置8.1水流量标准装置（以下简称装置），应有有效的检定证书，其流速范围应为0.5～5m/s；装置准确度不应超过流量计基本误差的1/3。8.2装置应备有流量计常用管径的试验管段，其内径的圆度误差应小于流量计基本误差限的1/5；带标准段的流量计其内径与装置试验段内径应一致。允许内径之差不超过±3%，并不小于5mm。8.3检定流量计1的循环水应清洁。8.4检定流量计2的装置应备有气泡发生装置（见附录1）。检定的循环水中应加约0.1%（体积百分数）的气量。9测量管道内、外径（或管壁厚）的量具应有有效的检定证书，其准确度应优于测量值所要求准确度的1/3。10二等温度计一支，温度范围0～50°C，分度值0.1°C。11环境条件11.1室内温度：5～35°C11.2相对湿度：45%～85%11.3大气压力：86～106kPa四检定方法12资料和外观检查流量计的资料和外观应符合第2、3、4条的要求。13流量计的安装13.1主机应按照使用说明书放置。13.2用量具分别在换能器安装位置附近的同一截面上大致等角分布测量不少于4个内直径，其平均值D和圆度误差Er用公式(1)(2)计算。(1)式中n——测量次数Di——第i点测得的管道内径。(2)式中Dimax——测得直径的最大值；Dimin——测得直径的最小值。带标准段的流量计其内径与装置试验段内径之差E2用(3)式计算。E2=（D-Dm）/D×100%(3)式中Dm——流量计内径。D、E1、E2应符合8.2款的要求。14.3夹装式换能器的安装应满足第6条要求。14.4带标准段的流量计安装应符合第7、8.2条的要求。15示值检定15.1流量计应在测量管径的下限值和常用试验管道上进行检定。15.2将流量计接通电源，预热不少于30min，待流量计工作正常后，允许初检一次调正示值（调解计量纠纷除外）。15.3将装置调到最大注量，循环10min。检定流量计2应将气泡发生装置调好进气量。15.4在流量计一个测量管径的流量范围（包括下限点，范围度不小于5）。内选择5个测量点。重复性选二个均布的点，每个检定点测量6次。不计重复性的点测量3次。15.5测量、记录装置的标准流量值qsij和流量计读数qij（为测量时间内至少10个流量值的平均值或由测量时间与累积流量计算的流量值），完成一次测量。15.6检定结果的计算15.6.1流量计1的第i个检定点第j次的基本误差Eij按(4)式计算；第i检定点的基本误差Ei按(5)式计算。(4)式中qij——第i检定点第j次的流量计读数qsij——第i检定点第j次装置的标准流量值(5)流量计1的基本误差EE=(Ei)max(6)式中(Ei)max——是检定点中最大一个基本误差。E应符合表1的要求。15.6.2流量计2第i检定点第j次的基本误差Eij按(7)式计算；第i检定点的基本误差Ei按(5)式计算。(7)式中q——指试验所在挡位的上限值。流量计2的基本误差E按(6)式计算。E应计符合表2的要求。15.6.3计算流量计的重复性Er第i检定点的重复性Eij按(8)式计算(8)式中ta——置信度为0.95时的t分布系数，见附录5。流量计的重复性ErEr＝（Eri）max(9)式中（Eri）max——是检定点中最大一个重复性。Er应符合第5条的要求。五检定结果处理和检定周期16经检定合格的流量计发给相应等级的检定证书。不合格发给检定结果通知书。17流量计检定周期为3年（作为标准使用的流量计1为2年）。经修理的流量计，在使用前及修理后一般要进行检定。证书背面格式见附录2。附录附录1气泡发生装置示意图1将气泡发生管的头置于管道中心；2换能器安装在气泡注入点下游1.5D的地方；3气注入量应满足流量2计的要求，注入气泡的流量应为流量计2流量值的0.1%；4过滤器的滤网孔建议选在7um左右。附录2检定证书背面格式1流量计基本误差E=%2流量计重复性Er=%3检定条件(1)管内径D（不限值）＝mm及D（常用值）＝mm(2)流速范围(3)若流量计经修正应注明修正值K＝附录3换向器轴向距离计算公式以下的计算公式只适用于传播速度差法超声波流量计（以下简称流量计），并且L与换能器的安装方法有关。以下就常用的Z法、V法、X法分别列出计算公式。1流量计的换能器按Z法安装时，L按(1)至(4)式计算。在具体安装换能器时：一般方法计算出L，在管道上划线定位，以便准确的安装。亦可用坐标纸剪成宽为L的长条，围在管壁上，使其纸长等于周长，然后对折，定出换能器的安装位置。各生产厂家均会给出安装换能器的方法，可参照执行。L=2L1+L2(1)L1=δtanθ1(2)L2=Dtanθ(3)计算L时，如已知C0、C1、C，则可根据(4)式求得θ1和θ（一般θ0由厂家给出）。sin/C=sinθ1/C=sinθ/C(4)式中各量（见图1）：δ——管壁厚；D——管内径；θ0——声滤入射至管外壁的入射角；θ1——声波在管壁中的折射角；θ——声波在流体中的折射角；C0——声波在声楔中的声速（指纵波）；C1——管壁中的声速（一般指横波）；C——流体中的声速。2流量计的换能器按V法安装时L按(5)式计算。L=2(L1+L2)式中各量见图2，L1、L2分别按(2)式与(3)式计算3流量计的换能器按X方式安装时L按(6)式计算。L=2L1+L2式中各是见图3，L1、L2分别按(2)、(3)式计算。图1图2图3附录4流量计1低流速与小管径情况误差限1若管径大于250mm，流速小于1m/s时，绝对误差不超过1m/s×E；2若管径等于、小于250mm，流速小于2m/s时，绝对误差不超过2m/s×E；附录5ta数值表n-1P0.95n-1P0.95n-1P0.95112.7192.26172.1124.30102.23182.1033.18112.20192.0942.78122.18202.0952.57132.16212.0862.45142.15222.0772.37152.13232.0782.31162.12242.06