JJG 1166-2019声学多普勒海流单点测量仪检定规程

声学多普勒海流单点测量仪检定规程 12引用文件 13术语和计量单位 13.1术语 13.2计量单位 14概述 15计量性能要求 26通用技术要求 27计量器具控制 37.1检定条件 37.2检定项目 47.3检定方法 57.4检定结果的处理 77.5检定周期 7附录A车速变化率的计算 8附录B标准流速值的换算 9附录C声学多普勒海流单点测量仪检定记录表格式 附录D检定证书内页格式 附录E检定结果通知书内页格式 I本规程的编写是以JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJG1002-2010《国家计量检定规程编写规则》为基础和依据制定。本次为首次发布。1声学多普勒海流单点测量仪检定规程本规程适用于流向测量范围为(0～360)°、流速测量范围为(5～300)cm/s声学多普勒海流单点测量仪的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文件：JJG1001-2011通用计量术语及定义GB/T15920-2010海洋学术语物理海洋学凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3术语和计量单位JJG1001-2001通用计量术语及定义、GB/T15920-2010海洋学术语物理海洋学界定的术语和定义适用于本规程。3.2计量单位3.2.1流速名称厘米每秒，符号(cm/s)。3.2.2流向4概述声学多普勒海流单点测量仪(以下简称海流计)是基于声学多普勒频移原理，换能器沿窄波束方向发射短声脉冲，并接收在波束通过水体时由其中散射颗粒物返回的声信号，利用这些信号，计算出流速、流向。海流计可于锚系/固定状态下，测量海流计安装深度处离换能器0.4m至1.0m区域水体的流速、流向。海流计工作原理如图1所示。25计量性能要求海流计的主要技术指标应符合表1的要求。示值误差流向±5°((0～15)°倾角时)流速±5cm/s(流速≤100cm/s时)±5%读数(流速>100cm/s时)测量重复性流向流速海流计倾角15°时，应能正常工作6通用技术要求——海流计所敷保护层应牢固、均匀、光洁，无脱落现象。 各部件应安装正确、牢固、无松脱变形和其他影响使用的缺陷3——数据记录器能正常工作。7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查。7.1检定条件7.1.1标准器7.1.1.1流向标准器磁方位角测量系统：磁方位角测量值的扩展不确定度优于U=0.5°,k=2。7.1.1.2流速标准器检定拖车车速测量系统：测速范围(5～300)cm/s,最大允许误差±1cm/s。7.1.2.1流向检定水槽——工作段可绕其几何中心水平旋转；——提供流速不小于100cm/s,10分钟内流速变化低于10cm/s,空间流速差异小于30cm/s的稳定流场；——工作段尺寸不小于宽1.4m、长2.8m、深0.4m。7.1.2.2流速检定水槽7.1.2.2.1流速检定水槽功能段及其要求流速检定水槽为直线明槽，由加速段、稳定段、检定(测量)段和制动段组成，两壁上水平安装轨道用于运行检定拖车。加速段和制动段的长度应由检定拖车的技术指标和海流计在流速检定水槽中检定的最大速度来决定，制动段的长度7.1.2.2.2流速检定水槽尺寸大小应符表2要求：检定(测量)段长度水槽净宽水槽净深47.1.2.2.3检定拖车检定拖车速度范围(5～300)cm/s,车速变化率应符合表3要求(车速变化率的计算方法见附录A)。速度(cm/s)车速变化率(%)7.1.3水体声散射信号强度流向检定水槽和流速检定水槽所用水体需有足够的散射颗粒物，确保其声散射信号强度满足海流计工作要求。7.1.4检定结果按标准声速(1500m/s)给出，水体声速测算系统测得声速最大允许误差不大于0.1m/s。7.1.5环境条件气温：(0～40)℃相对湿度：(30～85)%流向检定装置周围不应有影响海流计正常工作的磁场。不得有被检海流计工作声频±10%频带的干扰声信号。7.2检定项目检定项目见表4。序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观及倾角检查+十十2流向示值误差+++3流向测量重复性++—4流速示值误差+++5流速测量重复性++5用目测和手动的方式检查海流计，应符合6的要求。检查不合格的，停止检定，判定不合格。后续检定和使用中检查允许有不影响计量性能的外观缺陷。把海流计倾斜15°安装于流向检定水槽工作段，启动流向检定水槽循环系统，7.3.3流向示值误差及流向测量重复性7.3.3.1把流向标准器水平安装于流向检定水槽轴心位置。7.3.3.2设置海流计最小采样间隔，保证海流计处于正常工作状态。7.3.3.3将海流计固定安装于流向检定水槽工作段中，使其轴线通过流向检定水槽的旋转圆心，确保测流传感器离水面和水底均不少于10cm。7.3.3.4启动流向检定水槽循环系统。7.3.3.5旋转流向检定水槽，待流向标准器稳定显示检定点读数后，保持指向12倍以上海流计采样周期，记录每间隔2s流向标准器示值。7.3.3.6从流向标准器读数0°开始，每隔30°一个检定点，按7.3.3.5依次进行检定。流向检定要求顺时针(正转)、逆时针(反转)各检定一周。流向标准器记录到0.1°,海流计示值记录到1°。7.3.3.7正反转各流向检定点的示值误差按式(1)计算，计算过程多取1位有效△0,——第j个流向检定点海流计的流向示值误差，°;G,——第j个流向检定点海流计连续10个流向示值的算术平均值，°;0₂——第j个流向检定点流向标准器连续10个示值的算术平均值，°。7.3.3.8流向检定结果取同一检定点正反转示值误差的绝对值最大者，应符合表7.3.3.9同一检定点流向重复性为正、反转示值差的绝对值，应符合表1的要求。67.3.3.10流向检定不合格的海流计，不再进行其他项目的检定。7.3.4流速示值误差7.3.4.1海流计采用测杆万向节式悬挂或其他不影响检定性能的方式悬挂。a)测杆应具有一定的强度和刚度，入水部分呈流线型，应垂直水面，转动灵活，但配合应紧密，以防高速时弯曲和振动，影响检定结果；b)将海流计固定在测杆的入水端上，为避免水面波的影响，海流计的换能器距离水面不小于0.75m、离水底不低于0.50m;7.3.4.2静水时间流速检定前需要一定的静水时间，待水槽水面相对静止后方可进行检定。当检定速度小于200cm/s时，静水时间一般不少于10min;当检定速度大于等于200cm/s时，静水时间一般不少于20min。7.3.4.3检定点的选择流速检定点按5cm/s、20cm/s、40cm/s、60ccm/s、280cm/s的依次进行检定。7.3.4.4测算水体声速后，启动拖车，待标准器稳定显示该检定点的流速读数后，每个检定点保持稳定车速的时间24s,记录每间隔2s标准器示值和保持稳定车速的首末时间。海流计示值处理要求精确到1cm/s。取记录中的连续10个流速值，分别对标准器读数和海流计流速示值取算术平均值。然后将标准器读数和海流计流速示值的平均值均校正到参考声速(1500m/s)下的流速值。7.3.4.5各检定点的流速示值误差按(2)式计算：△v;——第j个流速检定点海流计的流速示值误差，cm/s;v,——第j个流速检定点海流计连续10个流速示值的算术平均值，cm/s;g——第j个流速检定点流速标准器连续10个示值的算术平均值，cm/s。JJG1166—201977.3.5流速测量重复性流速测量重复性检定与流速示值误差检定同步进行，取海流计各流速检定点连续10个记录值，依照公式(3)计算各流速检定点的测量重复性，取各流速检定点的测量重复性最大值为流速测量重复性。第j个流速检定点的测量重复性，cm/s;v₄——第j个流速检定点海流计第i次流速测量的示值，cm/s;v 第j个流速检定点海流计n次流速测量值的算术平均值，cm/s;n——测量次数(n=10)。7.4.1按本规程条款检定，全部检定项目均达到规定技术要求的海流计为合格仪器，发给检定证书。检定证书应声明，本检定结果是按标准声速(1500m/s)给出的。使用者应将现场流速测得值，按实测海域的海水声速校正到实测对象的流速值。7.4.2依据本规程依序进行检定，任何一个检定项目不合格，该海流计为不合格仪器，发给检定结果通知书，注明发现的不合格项。海流计的检定周期一般不超过1年，必要时可提前送检。JJG1166—20198附录A车速变化率的计算车速变化率的计算按(4)式计算：σ——检定拖车车速的变化率v;——检定拖车的瞬时速度，cm/sv——检定拖车在检定段内运行的平均速度，cm/s瞬时速度测量的取样时间：当车速小于20cm/s时，为10s;当车速等于或大于20cm/s时，为1s。9附录B标准流速的换算检定拖车车速测量系统实测车速换算为海水声速1500m/s时的标准流速，按Vsound——流速水槽中水体的声速Vom——检定拖车车速测量系统实测车速Voc——检定拖车车速测量系统实测车速换算为海水声速1500m/s时的标准流速附录C声学多普勒海流单点测量仪检定记录表格式仪器名称出厂编号换能器编号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差检定依据检定使用的计量标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量标准证书编号有效期至检定使用的标准器及配套设备名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号有效期至外观检查：□合格□不合格倾角15°时能否正常工作：口能口不能流向检定时间、地点及其环境条件温度/℃:相对湿度/%:流向检定(正转)单位：‘序号检定点：0(360)检定点：30检定点：60检定点：90标准器示值流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值23456789平均值示值误差流向检定(正转)单位：“序号检定点：120检定点：150检定点：180检定点：210标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值23456789平均值示值误差序号检定点：240检定点：270检定点：300检定点：330标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值123456789平均值示值误差(续2)流向检定(反转)单位：°序号检定点：360(0)检定点：330检定点：300检定点：270标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值123456789平均值示值误差序号检定点：240检定点：210检定点：180检定点：15C标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值123456789平均值示值误差(续3)流向检定(反转)单位：°序号检定点：120检定点：90检定点：60检定点：30标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值123456789平均值示值误差流向检定结果单位：°各检定点的流向示值误差0(360)各检定点的流向重复性(流向正、反转示值差的绝对值)0(360)流速检定时间、地点及其环境条件温度/℃:相对湿度/%:水体声速/m/s:流速检定单位：cm/s序号检定点：5检定点：20检定点：40检定点：60标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值123456789平均值声速为1500m/s时示值误差测量重复性序号检定点：100检定点：200检定点250检定点：280标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值123456789平均值声速为1500m/s时示值误差测量重复性流速测量重复性(修约到个位)附录D检定证书内页格式