JJG 003-2009超声波测深仪

中华人民共和国水利部部门计量检定规程JJG(水利)003—20092009-09-29发布中华人民共和国水利部发布JJG(水利)003—2009超声波测深仪检定规程JJG(水利)003—20091范围 2概述 2.1超声波测深仪的结构组成 2.2超声波测深仪的工作原理 3计量性能要求 3.1分辨力 3.2测深范围 3.4测量误差 23.5重复性误差 24通用技术要求 4.1外观 24.2允许缺陷限制 25计量器具控制 25.1检定设备 5.2检定原理 25.3检定条件 35.4检定项目 35.5检定方法 35.6检定结果处理 55.7检定周期 附录A检定测试记录表 6附录B检定证书格式 附录C检定结果通知书格式 JJG(水利)003—20091超声波测深仪检定规程本规程适用于超声波测深仪的首次检定、后续检定和使用中检验。2概述超声波测深仪主要应用于江河、湖泊、水库、近海等水体中的水深测量。2.1超声波测深仪的结构组成超声波测深仪主要由超声波换能器和测控装置两部分组成。超声波换能器用于超声波的发射和接收；测控装置控制超声波换能器的发射、接收，并对接收信号进行分析2.2超声波测深仪的工作原理超声波测深仪是根据超声波能在均匀介质中匀速直线传播，遇不同介质面产生反射的原理设计而成的。超声波测深仪是以水体为超声波传播媒介，测深时将超声波换能器放置于水下一定位置，换能器到水底的深度可以根据超声波在水中的传播速度和超声波信号发射出去到接收回来的时间间隔计算。水体水深等于换能器到水底的深度加上换能器吃水深度。超声波测深仪的测深原理示意见图1。h—水体水深；d—换能器吃水深度图1超声波测深仪的测深原理示意图3计量性能要求3.1分辨力在不同水深测量分档范围内为1cm、2cm、5cm。3.2测深范围测量范围可分为以下几档：0m～20m、0m～50m、0m～100m、0m～100m3.3盲区在不同水深测量分档范围内为≤0.5m、≤1.0m、≤1.5m。JJG(水利)003—200923.4测量误差在测量范围内，以常温静水及固定反射目标时施测的结果为准。a)在水深不大于5m时，测量误差绝对值应不大于0.05m。b)在水深大于5m时，测量误差相对值应不大于1%。3.5重复性误差重复性误差应不大于该测深仪测量误差的0.5倍。4通用技术要求4.1外观4.1.1超声波测深仪的测控装置表面应清晰标有仪器名称、型号、编号及出厂年、月等。4.1.2电镀层应牢固、均匀，不应有脱皮，表面不应有斑点。4.1.3各部分连接应牢固，紧固件应无松动、缺损等现象。4.1.4电缆应无折痕和断裂现象。4.1.5换能器粘结面应牢固，不应有脱落现象。4.1.6经过首次检定的测深仪，应有检定标记，应标注检定日期、有效期、测量误差、盲区等。4.2允许缺陷限制使用中检验和后续检定的超声波测深仪，允许有不影响准确度的有关缺陷。5计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检验。5.1检定设备5.1.1超声波测深仪应在规定条件下进行检定，可用流速仪检定水槽、检定设备和检定原理的示意见图2。5.1.2水槽长度宜大于超声波测深仪的量程，水槽宽度和深度应符合试验要求，槽底和水下侧壁应光滑平整。5.1.3反射板应平整，表面不平整度应不大于0.5cm。5.1.4激光测距仪或钢卷尺应经计量检定合格。5.1.5水温计的测量误差应不大于0.2℃。5.2检定原理5.2.1用流速仪检定水槽的水体长度模拟水深。反射板放在水槽中，用换能器至反射面的距离模拟测量水深。5.2.2用流速仪检定水槽检定超声波测深仪是采用间接测量方式。即：用激光测距仪测量激光测距仪至反射面的距离，用钢卷尺测量激光测距仪至换能器的距离，两者相减即为换能器至反射面的距离，设该距离为标准值，超声波测深仪显示数值与标准值进行比较，计算超声波测深仪的测量误差。JJG(水利)003—200931-反射板；2—水槽；3—激光测距仪；4-检定车；5—超声波换能器；6—轨道；d—激光测距仪距反射板的距离；l—超声波换能器距反射板的距离图2检定设备及检定原理示意图5.3检定条件5.3.1检定应在室内环境条件下进行，即：a)温度：室内常温。b)湿度：≤95%RH。c)水温：5℃~30℃。5.3.2检定过程中不应对被检定超声波测深仪进行调整。5.4检定项目超声波测深仪检定项目见表1。序号检定项目首次检定后续检定使用中检验1外观十十十2盲区+十十3测量误差++十4重复性误差十十—注：“+”为必检项目；“一”为不必检项目。5.5检定方法5.5.1外观目测检查，应符合4.1的要求。JJG(水利)003—200945.5.2性能检定应包括测量误差、盲区和重复性误差等。5.5.2.1检定准备工作a)开始检定工作前应按检定设备说明书对检定设备作必要的例行检查，确保运行安全和测得数据正确可靠。b)被检超声波测深仪的换能器应采用固定方式安装在测架上。c)反射板的反射面应与水槽中轴线垂直，在整个检定过程中不应移动。d)换能器的发射面应与反射板平行。e)换能器应放入水中至水槽水深一半的中间位置。f)激光测距仪应采用固定方式安装在水槽检定车上。g)被检超声波测深仪的测控装置放置在水槽检定车上。5.5.2.2检定方式a)根据检定水槽技术要求，移动反射板，或以检定车的移动代替反射板的移动。检定中应保证换能器的发射面与反射板始终保持平行。b)测深仪应在相对静止状态下采集数据，在同一测点采集数据应不少于3次。5.5.2.3检定范围根据测深范围不同检定范围为：盲区～20m、盲区～50m、盲区～100m。5.5.2.4检定测点要求a)检定测点取点原则在水深检定范围内，应较均匀选取测点。b)测点数目为保证资料的可靠，检定测点数应不少于表2规定。5.5.2.5检定数据的处理表2检定测点数检定段m检定测点数目盲区上限～555～20,5～50,5～100检定段m检定测点数目盲区上限～555～20,5～50,5～100准确度应用绝对误差表示。当检定水深大于5m时，测量准确度应用相对误差表示。b)以初次测点为零点。c)检定水深数据的单位为m,记录有效数字取小数点后三位，被检定超声波测深仪按其显示数据记录，计算结果的有效数字取小数点后两位。d)检定数据的记录格式见附录A。5.5.2.6测量水温将水温计分别放置在水槽两端，入水至水深一半处，测量水槽水的温度，取实测两端水温的平均值，按超声波测深仪操作要求置入水温等相关参数，进行温度一声速补偿。5.5.2.7盲区检定根据被检定超声波测深仪的盲区指标，移动检定车或反射板，用激光测距仪和钢卷尺分别测量并计算换能器至反射面的距离，当换能器至反射面的距离至盲区时，记录超声波测深仪显示数值，计算测量误差，结果应满足3.3的要求。以上检定测试应重复JJG(水利)003—200955.5.2.8测量误差检定在检定范围内，移动反射板或检定车(换能器),按5.5.2.4的规定选择检定测点，在每一个检定测点用激光测距仪和钢卷尺分别测量并计算换能器至反射面的距离，与超声波测深仪显示数值比较，计算测量误差，结果应满足3.4的要求。5.5.2.9重复性误差检定5.5.2.9.1在检定范围内，选择3个不同模拟水深的检定测点。在每一个选定的检定测点，用激光测距仪和钢卷尺分别测量并计算换能器至反射面的距离，记录反射板或检定车(换能器)的位置，读取超声波测深仪的测量值。5.5.2.9.2移动反射板或检定车(换能器),使其至原同一位置，再次读取超声波测深仪的测量值，重复测量5次，记录各次测量值。计算最大测量值和最小测量值之差，即为该检定测点的重复性误差。5.5.2.9.3分别在第2个、第3个选定的检定测点重复此试验。取各检定测点的重复性误差中的最大值，即为该超声波测深仪的重复性误差，结果应满足3.5的要求。5.6检定结果处理经检定符合本规程要求的超声波测深仪，发给检定证书。检定不符合本规程要求的超声波测深仪发给检定结果通知书，并注明不合格项目。其检定证书和检定结果通知书的格式见附录B和附录C。5.7检定周期在正常使用情况下，超声波测深仪的检定周期为2年。JJG(水利)003—20096附录A仪器名称：检测时间：仪器编号：换能器编号：气候环境：气温℃湿度_%RH检定测点标准水深m测量水深m绝对误差m相对误差%允许误差当标准水深不绝对误差表示当标准水深大于5m时，用相对误差表示记录人员：校核人员：JJG(水利)003—20097仪器名称：检测时间：仪器编号：换能器编号：气候环境：气温℃湿度%RH标准水深m测次测量水深m相对误差%重复性误差%允许误差%备注123451234512345记录人员：校核人员：JJG(水利)003—20098仪器名称：检测时间：仪器编号：换能器编号：气候环境：气温℃湿度%RH测次标准水深m测量水深m盲区允许值m123记录人员：校核人员：JJG(水利)003—20099附录B证书编号，第1页，共3页(检定单位名称)委托单位：型号名称：仪器编号：生产单位：检定结果：检定单位(检定专用章)检校批JJG(水利)003—2009B.2检定证书扉页格式证书编号：第2页，共3页1.本检定证书未加盖检定专用章无效，若复印后未重新加盖检定专用章亦无效。2.本检定证书缺检定、校核、批准人签字(签章)无效。内容有涂改者亦无效，3.本检定证书仅对本测深仪样品的检定数据负责。4.本次检定依据是JJG(水利)003—2009《超声波测深仪》。5.本次检定水温：JJG(水利)003—2009B.3检定证书结果格式证书编号：第3页，共3页测量误差：重复性误差：盲区：以下无正文。JJG(水利)003—2009附录C检定结果通知