JJG(交通) 033-2015 水运工程 地下水位计

中华人民共和国交通运输部部门计量检定规程JJG(交通)033—2015水运工程地下水位计2015-04-24发布2015-07-31实施JJG(交通)033—2015水运工程地下水位计检定规程VerificationRegulationofWaterTransport本检定规程经中华人民共和国交通运输部于2015年4月24日批准，并于2015年7月31日起施行。主要起草单位：交通运输部天津水运工程科学研究院参加起草单位：徐州电子技术研究所本规程委托交通运输部天津水运工程科学研究院负责解释本规程主要起草人：倪文军(交通运输部天津水运工程科学研究院)田庆林(交通运输部天津水运工程科学研究院)窦春晖(交通运输部天津水运工程科学研究院)曹媛媛(交通运输部天津水运工程科学研究院)朱元彩(徐州电子技术研究所)I Ⅲ 12引用文件 1 1 15计量性能要求 25.1水位变幅 25.2分辨力 25.3准确度 25.4重复性 26通用技术要求 26.1外观质量 26.2整机结构 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 47.4检定结果处理 67.5检定周期 6附录A检定证书内页格式 7附录B检定结果通知书内页格式 9附录C不确定度评定实例 中华人民共和国交通运输部部门计量检定规程JJG(交通)033—2015*人民交通出版社股份有限公司出版发行(100011北京市朝阳区安定门外外馆斜街3号)各地新华书店经销北京市密东印刷有限公司印刷版权专有不得翻印*2015年8月第1版2015年8月第1次印刷Ⅲ本规程代替JJG(交通)033—2004《水运工程地下水位计》。与JJG(交通)033———修改了准确度(见5.3);——修改了重复性(见5.4);——修改了表2计时装置允许走时误差(见5.3.3);——修改了检定装置(见7.1.2);——增加了回差检定方法(见7.3.5);——删除了检定记录表(见2004年版的附录A);——修改了检定证书内页格式(见附录A,2004年版的附录B);——修改了检定结果通知书内页格式(见附录B,2004年版的附录C);——增加了不确定度评定实例(见附录C)。JJG(交通)033—2004为首次发布。1水运工程地下水位计检定规程本规程适用于地下水位计的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文献：JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示JT/T572水运工程地下水位计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。JT/T572界定的术语和定义适用于本规程。地下水位计是测量观测井(孔)中地下水位变化的仪器。它应用于水工建筑物周边地下水及地表水的测量，也可以用于船舶各水舱中水位及岸边潮位的监测。a)浮子式b)压力式图1地下水位计结构示意图2式水位计，利用重锤上的电测针接触水面发出电信号，使电机正转或逆转，随时跟踪水面点的位置，从而测定水位。压力式水位计则由压力传感器将不同水位产生的压力经中继箱输入显示记录器，其结构示意见图1b)。其中浮子式水位计与压力式水位计应用最广。5计量性能要求水位计的水位变幅分别为0m~5m、0m~10m、0m~20m。5.3.1最大允许误差仪器准确度按最大允许误差大小分为三级，见表1。准确度等级最大允许误差1级2级3级浮子式水位计回差应小于该地下水位计相应准确度等级的最大允许误差。5.3.3计时装置的准确度计时装置的允许走时误差见表2。日记5.4重复性重复性应小于该地下水位计相应准确度等级最大允许误差的0.5倍。6通用技术要求36.2.2传感器及水下装置应能承受与水位变幅相应的水压力，并具有良好的密封性能。7计量器具控制7.1.1检定环境条件7.1.1.1环境温度：5℃~25℃(每小时温度变化应不大于2℃)。7.1.1.2相对湿度：不大于75%。7.1.2检定装置水塔技术要求包括：d)有机玻璃连通管：大于10m,距塔体10cm～20cm,可分段密封，底部与塔体连通；e)零位观察孔：由两块直径不小于20cm的玻璃或有机玻璃片组成，位于水塔底部；h)钢卷尺悬挂夹具：安装悬挂钢卷尺并保证与连钢卷尺技术要求包括：7.1.2.3数字精密压力表(或活塞式压力计)数字精密压力表技术要求包括：7.1.2.4压力容器压力容器技术要求包括：7.1.2.5控制调节装置控制调节装置技术要求包括：7.1.2.6视频跟踪监视装置视频跟踪监视装置技术要求包括：JJG(交通)033—20154a)应保证视频摄像头按设定要求观察当前水位；b)应保证从显示屏能清晰读取钢卷尺当前水位，分辨力达1mm。7.1.2.7标准计时器示值误差不大于±1s/d。地下水位计检定项目见表3。序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观质量与整机结构+++2水位测量准确度+++3重复性++一4计时装置准确度++-5回差++一7.3检定方法7.3.1外观质量与整机结构目视观察和手工操作，结果应符合6.1和6.2的要求。7.3.2水位测量准确度7.3.2.1浮子式水位计浮子式水位计的试验方法也适用于悬锤式和跟踪式水位计，方法如下：a)量程小于10m的浮子式水位计，在量程范围内等间距选择10个检定点并开展检定；量程超过10m的浮子式水位计，在量程范围内等间距选择10个检定点，可分段检定。被检仪器安装调试完毕后，调整水塔内水位至0m,使被检仪器示值与标准装置示值一致；b)打开进水阀及进水泵，以20cm/min~40cm/min的水位变率上升至1m时，关闭进水泵及进水阀，稳定2min后先读取标准装置显示的水位值，再读取被检仪器水位示值(读至毫米)并记录，继续上升水位，依照同样方法检定下一个检定点，直至完成10m水位点的检定；c)完成10m点的检定后，将水位上升至10.1m,然后打开排水阀和排水泵，以进水时同样变率下降水位，反方向逐点下降直至完成0m水位点的检定；d)计算被检水位计示值误差，见式(1),结果应符合5.3的规定。被检水位计在某检定点的水位示值(m);hN——标准水尺在某检定点的水位示值(m);△h——被检水位计水位示值误差(m)。7.3.2.2压力式水位计压力式水位计水位试验方法如下：JJG(交通)033—20155a)压力式水位计压力检定点应在水位变幅范围内等间隔选取，压力检定要按先升压检定后降压检定的顺序进行，检定水位在10m以内宜在水塔和水位试验台进行试验，水位超过10m宜用标准活塞压力计或压力容器模拟水位进行压力试验；b)当利用标准活塞压力计(或精密数字压力表)时，可将压力式水位计置于标准活塞压力计的工作台上，用特制的快速连接管路把标准活塞压力计和水位计压力接口连接起来，缓慢加压，压力稳定后计算示值误差，结果应符合5.3的规定；c)当使用压力容器模拟水位进行检定时，将压力式水位计放置在压力容器中，向压力容器中注入水，水应当淹没压力式水位计的传感器探头。封装压力容器，读取此时压力式水位计的示值作为初始值。检定的过程，与使用标准活塞压力计的步骤一致。在结果处理时，应当将压力式水位示值减去初始值作为压力式水位计的测量值。7.3.3重复性在测量范围内，调整水塔至某一水位，读取水位计显示的水位值。然后对该被测水位反复连续测量10次并读取示值，重复性计算见式(2)和式(3),计算结果应符合5.4的规定。式中：s——重复性测量的实验标准偏差(m);h,——第i次读数值(m);h——n次读数平均值(m);n——测量次数；7.3.4计时装置准确度在室内用标准计时器对地下水位计的计时装置进行一次记录周期的不间断运行，长周期应不少于10d,其计时示值误差见式(4),计算结果应符合5.6的规定。式中：tB——被检水位计计时装置时间示值(min);tn——标准计时器时间示值(min);△t——被检仪器计时装置与标准计时器的示值误差(min)。使用水塔进行检定的回差试验方法如下：a)打开进水阀和进水泵，调节水位上升至某一水位，待水位平稳后记录该水位值及浮子式水位计示值；b)继续调节水位上升至下一水位并记录示值，以此类推，选取3个不同水位点，直至上升至满量程水位点。量程超过10m的地下水位计，在10m的范围内选择3个回差检定点；c)将水位上升至超过满量程0.1m附近，打开排水阀和排水泵，调节水位使其分别JJG(交通)033—20156下降至上述记录的几个水位点，计算相同水位点在水位上升和下降时的示值误d)计算上述几个水位点的回差值的平均值，作为该水位计的回差，结果应符合5.5的规定；e)计算见式(5)和式(6):h₁——第i测点回差(m);h;——第i测点上升水位示值(m);h——第i测点下降水位示值(m)。压力式水位计仅在水塔进行检定时，进行回差检定，压力容器中不开展回差检定。7.4检定结果处理所有检定项目经过检定均合格的地下水位计发给检定证书，其内页格式见附录A;经过检定其中有一项不合格的水位计，发给检定结果通知书，其内页格式见附录B。不确定度评定实例见附录C。7.5检定周期地下水位计的检定周期根据使用情况确定，一般不超过一年。JJG(交通)033—20157附录A检定证书第2页证书编号××××××-××××℃相对湿度%测量范围不确定度/准确允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器测量范围不确定度/准确允许误差计量(基)标准证书编号有效期至JJG(交通)033—20158检定证书第3页序号1外观质量与整机结构2水位测量准确度34记时装置准确度5回差1本报告检定结果仅对该计量器具有效；2本证书未加盖"XXXXXX"无效；3下次检定时请携带(出示)此证书。以下空白JJG(交通)033—20159附录B检定结果通知书内页格式证书编号××××××-××××℃相对湿度%测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至JJG(交通)033—2015检定结果通知书第3页证书编号××××××-××××序号1外观质量与整机结构2水位测量准确度34记时装置准确度5回差1本报告检定结果仅对该计量器具有效；2本证书未加盖“XXXXXX”无效；3下次检定时请携带(出示)此证书。附加说明说明检定结果不合格项以下空白JJG(交通)033—2015附录C不确定度评定实例对地下水位计测量结果不确定度的评定，主要内容就是评定浮子式水位计和压力式水位计测量结果的不确定度，评定方法依据JJF1059.1—2012。下面以浮子式水位计C.1数学模型hB——被检水位计在某检定点的水位示值(m);hN——标准水尺在某检定点的示值(m);△h₁——因砝码的拉力引起的示值偏差(m);△h₂——因温度偏离标准温度20℃引起的示值偏差(m);△h₃——因安装而造成的示值偏差(m)。C.2灵敏系数和合成方差式C.1中，各输入量近似相互独立，根据不确定度传播定律，合成方差为：u²(△h)=c²(hg)u²(hg)+c²(hn)u²(hn)+c²(△h₁)u²(c²(△h₂)u²(△h₂)+c²(△h₃)u²(△h₃)(C.2)式中各灵敏系数为：C.3输入量的标准不确定度评定C.3.1测量重复性引起的被检定水位计标准不确定度分量u(hB)在重复性条件下，采用测量不确定度的A类评定方法进行评定，以5m为基准点，用被检定水位计测量水位10次，测量结果见表C.1。测量次数123456789测量值(m)用贝塞尔公式计算出水位计单次测量的试验标准偏差：JJG(交通)033—2015因此，由重复性导致的A类标准不确定度为u(hB)=s=0.8mm。C.3.2输入量h、引起的不确定度分量u(hn)输入量h、引起的不确定度来源于由测量重复性引起的钢卷尺标准不确定度分量u(hN)和二级钢卷尺的分度值量化误差引起的不确定度分量u(hn₂)。在重复性条件下，采用测量不确定度的A类评定方法进行评定，以5m为基准点，用被检定水位计测量水位10次，测量结果见表C.2。测量次数123456789测量值(m)用贝塞尔公式计算出钢卷尺单次测量的试验标准偏差s=0.6mm,因此，由重复性导致的A类标准不确定度为u(hN₁)=s=0.6mm。二级钢卷尺δ=±(0.3+0.2L)mm,对于0m~5m的测量范围，δ=±1.3mm,采用测量不确定度的B类评定方法进行评定，估计其为均匀分布，包含因子为√3,故标准不确定度分量u(hN₂)为：则合成不确定度分量u(hx)=√u(h₁)²+u(h