JJF(鲁) 199-2024 桁架式多点测流明渠计量系统在线校准系统

JJF(鲁)199—2024桁架式多点测流明渠计量系统在线校准规范2024—08—09发布2024—09—01实施TheSystemofTrussedMultipointOpenChannelFlowmeterMeasurementJJF(鲁)199—2024力创科技股份有限公司(国家水资源计量装备产业计量测试中心) （2） （2） （3） （3） （3） （3） （3） （3） （3） （3） （3） （4） （4） （4） （4） （4） （6） （7） （9） JJF1001—2011《通用计量术语及定义》范编写规则》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范HJ/T15-2007《环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计》、团体标准桁架式多点测流明渠计量系统在线校准规范3.2多点流速面积法methodbasedonmulti-p3.3桁架式多点测流明渠计量系统thesystemoftrussedmultipointopenchannel3.7测流标准截面standardsection进行水深和流速测量的流态稳定、断面规则的顺直渠段横断面，一般为垂3.8流速计currentmeter形式。3.9在线校准onlinecalibration确定实际工作条件下流量计所指示的量值与对应的由标准所复现的量值之3.10计量单位计量单位应采用法定计量单位，名称和符号应符合表1的规定。序号单位名称单位符号1累积流量2米m3米每秒4瞬时流量立方米每小时5温度摄氏度℃6时间秒S等组成(如图1所示)。固定系统包括支架(明渠截面安装)和支杆。流速仪安装于支杆上，液位计、流速计在特定位置分别测量液安装固定系统选择明渠的某一截面作为测流断面，在该断面上采用流速面积法测量明渠流量。一般用1至5条测流垂线将测流截面划分成若干部分，然后用流速计分别测量每条垂线上的流速，继而计算若干细分断面的面积和平均流速，根据相应的流量公式计算出每个部分的流量，通过累计各部分流量得到测流断面的总流量。注：以上指标不用于合格判据，仅供参照。环境温度5～45）℃;表2主要设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1流速计测速范围（0.1~2）m/s，扩展不确定度不大于（1%v+10mm/s）主标准器流速范围应与被校流量计的流速范围相适应表2（续）主要设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性2液位计MPE:0.2%FS,FS不超过5m，分辨力≤1.0mm测量液位/3激光测距仪渠道尺寸测量/4计时器（或秒表）分辨力≤0.1s累计计时/表3配套设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1钢卷尺优于Ⅱ级，分度值2.0mm渠道尺寸测量/2水温计0.1℃;示值误差不超过±0.3℃测量水温/3超声波测深仪分辨率不小于1mm，量程不小于3m，扩展不确定度不大于0.5%FS测量渠底污泥厚度仅用于污泥影响量定性核查表4核（检）查项目表序号校准项目1单点流速校准核查2表5校准项目表序号校准项目1示值误差应满足前10倍水面宽度或后5倍水面宽度的要求。误差Ev按式（4）计算。 1标准标准n 1被校被校nvv被校nnnvjnvjj1标准标准标准标准LLimax-Limin（5）记录n(≥10）次被测明渠流量计瞬时流量值，按照式（67）计算流量稳qii（Eqi100%（7）仪进行测流断面渠底污泥厚度测量。按照附录A多点流速面积法，确定测量垂线和流速测点。进入校准操作，记录被校明渠流量计累积体积流量初值Q初，同7.4.3依次移至下一条测流垂线，完成液位、流速测量；重复上述操作，直至完7.4.4结束计时，同时记录被校明渠流量计终值Q终，得到时间t，并记录。按式（8）计算被校明渠流量计平均瞬时流量qij。初（8）7.4.5按照附录A中公式A.1至A.8逐步计EijEij—第i校准点第j次校准时流量计的相对示值误差，%；qij—第i校准点第j次校准时被校明渠流量计的流量值，m3/h；流量计各校准流量点的相对示值误差、重复性按式（1012）计算：Ei1EijE[Ei]max（11）Eij—第i校准点第j次校准时的相对示值误差，%；Ei—被校明渠流量计第i校准点相对示值误差，%；n—第i校准点校准次数；E—流量计的示值误差，%。重复性按式（1213）计算：(Er)i[(EijEi)2]（12）(Er)i—流量计第i校准点的重复性。Er[(Er)i]max（13）Er—流量计的重复性。uc(E)r22222222222222r11r22r33r44r55r66r77r11r22r33r44r55r66r77ru2—示值误差测量重复性引入相对不确定度；u3—明渠流量计示值分辨力引入的标准不确定度u4—标准流量测量引入的相对不确定度；u6—岸边流速系数引入的相对不确定度；u7—一个测次水面波动引入的不确定度。Urkucr(E)（15）流速计测流条件应满足下列要求：1)测点流速不超出流速计的测速量程，且具有足够测量深度；2)水中漂浮物不影响流速计正常运转。校准断面选择应满足下列条件：1)测流渠段平直、水流均匀，无汇入水流或凸起；2)校准断面应规则、稳定，与水流方向垂直。测量校准断面水面尺寸，根据液位和断面参数绘制测流截面图(见图A.1所示),依据表A.1、表A.2、表A.3和图A.2、图A.3确定各测流垂线和各流速测流速时，流速计不应露出水面，上边缘应置于水面0.05m以下，测量渠底流速时，流速计应布置于0.9倍水深以下，同时流速计的边缘距离渠底，宜为(0.02~NabCfgh3344566788911.0~注:L为水面宽度，m;N为测线数，条；a～h为测线间距，m。总干、干、分干渠一点法测点位置号1～8为测线序号●为测速流点水面、0.2、0.6、0.8、渠底1)一点法：相对水深0.62)二点法：相对水深0.2,0.83)三点法：相对水深0.2,0.6,0.8VVV两侧坡道间隔部分面积的平均流速可按式（A.5A.6）计算： V0,1aV1（A.5） Vi,i1iVVi1—第i1条垂线的流速； Vi,i1—第i条和第i+1条垂线之间截面分割部分的平均流速；1）规则土渠的斜坡用边：a0.67～0.752）概形断面混凝土衬砌集段，a0.8～0.93）不平整的陡岸边：a0.84）光漏的陡岸边：a0.95）死水边：a0.6 按式（A.5A.6A.7）依次计算截面各间隔部分平均流速V0，1，V。A,+一垂线i和垂线(1+1)之间间隔部分面积。5委托单位：单位地址：证书号：仪器名称：制造者：型号/规格：编号：校准依据：现场环境：℃%RH标准器名称：标准器证书号：有效期：测量范围：不确定度或准确度等级：标准器名称：标准器证书号：有效期：测量范围：校准员：核验员：校准时间：1.流速核查被校流速计测量次数流速记录（m/s)平均流速(m/s)Ev第2次第4次流速计1标准流速viv标准=被校流速vjv被校=流速计2标准流速viv标准=被校流速vjv被校=流速计3标准流速viv标准=被校流速vjv被校=核查结论校准员：核验员：校准地点：2.液位校准检查证书号：测量次数123456L结论第1次液位检查（mm)第2次液位检查（mm)第3次液位检查（mm)3.校准记录Li-1,i(m)A(m3/h)准流量v0.0v0.2v0.6v0.8v1.01.../1.../1.../校准员：4.流量稳定性核查证书号：123456789qiqimaxqiminEqi(%)校准员：介质温度配套设备加温度计）序号校准流量点()扩展不确定度()附录DD.1概述测量对象：桁架式多点测流明渠计量系统，渠道形状为梯形，渠宽为6.55m,流量范围为(1000～12000)m³/h,最大允许误差±5.0%。前后满足前10D、后5D的直线长度；水面宽度5.5m,实测流量点6800m³h,断面过流面积A=4.51渠顶宽渠底宽渠道深度水深水面宽度HhL垂线分布(m)距离1距离2距离5距离9abcdedcba对应水深(m)截面积(m²)泥位(m)/泥沙面截积D.1.1测量依据JJF(鲁)199-2024《桁架式多点测流明渠计量系统校准规范》JJG1059.1-2012《测量不确定表D.3主要设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1测速范围（0.1~2）m/s，最大允许误差为±（1%v+10mm/s）主标准器2液位计MPE:±0.2%FS,FS为2m，分辨力≤1.0mm测量液位/3激光测距仪不低于1级，分辨力≤1.0mm渠道尺寸测量/表D.4配套设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1计时器（或秒表）分辨力≤0.1s累计计时/2钢卷尺优于Ⅱ级，分度值2.0mm渠道尺寸测量/3水温计0.1℃;示值误差不超过±0.3℃测量水温/4超声波测深仪分辨率不小于1mm，量程不小于3m，扩展不确定度不大于0.5%FS测量渠底污泥厚度仅用于污泥影响量定性核查qSqkk1(Vi,i1Ai,i1)Vn，n1An,n1)qs—通过多点流速面积法测量的通过截面的流速，m3/h； Ai,i1—垂线i和垂线（i+1)之间间隔部分面积；A0,1，An,n1—两侧垂线至边坡的间隔部分面积。E—示值相对误差；q—被校明渠流量计的平均瞬时流量值，m3/h；qs—基于多点流速面积法计算得到的平均瞬时流量标准值，m3/h。对于数学模型yf(x1x2xk)相对灵敏系数cri的表达式：xifcriyxiuc(E)uc(E)r11r22r33r44r55r66r77rr11r22r33r44r55r66r77rru2—示值误差测量重复性引入相对不确定度；u3—明渠流量计示值分辨力引入的标准不确定度u4—标准流量测量引入的相对不确定度；u6—岸边流速系数引入的相对不确定度；u7—一个测次水面波动引入的不确定度。2）桁架式多点测流明渠计量系统校准结果的扩展不确定度按Urkucr(E)（D.5）D.1.5.1测量截面渠道尺寸、边长引入的相对不确定度u1截面测量带来的不确定度主要考虑测量渠顶水面宽水面宽L=5.5m，激光测距仪、液位计测量液位高度、水面宽的引入的相对不100%0.24%（D.6）渠底引入的不确定度主要考虑渠底宽度和渠底100%0.38%100%0.30%u10.54%D.1.5.2示值误差测量重复性引入相对不确定度u2表D.5明渠流量计示值校准流量点（m3/h）测量值（m3/h）123456平均值68006884.626894.256862.046895.426875.476877.106881.48相对不确定度u2为：6q6qD.1.5.3明渠流量计示值分辨力引入的标准不5D.1.5.4标准流速测量引入的相对不确定度u4得测量的标准流量值：qs6861.73m3/h。 u4由各分割断面平均流速引入的相对不确定度ur(V)和标准流速计的标准 不确定度urv组成，各分割断面平均流速引入的相对不确定度ur(V)由分割断面 ur(V)灵敏度系数：qcAq0.015m2,qcAqV1,2V1,21,20.220m2ccA0.015mV8,9V8,98,9s1,0.6uV1,2,（s1,0.622,0.62uV2,3（s2,0.623,0.823,0.22V8,9s8,0.6其中s1,0.6是第1条测流垂线相对水深0.6处的流断面平均流速Vm为：(D.12)其中：A=4.51m²标准流速计的标准不确定度u由流速计的最大允许误差引入：D.1.5.5泥沙泥位引入的相对不确定度u₅使用液位计和超声波测深仪进行测流断面渠底污泥厚度定性测量，各测线污泥厚度测量值和各测线间泥沙截面面积如表D.2所示，泥沙影响量截面不应超过总测流断面面积的2%,因此泥沙引入的不确定度可按最大2%计算引入，依照均匀分布，按式(D.15)计算。D.1.5.6岸边流速系数a引入的相对不确定度u₆同一次测量，根据岸边情况选用岸边流速系数a,取值范围a=0.8～0.9,分别计算a=0.8或0.9时的流量值。908=6858.29m³/hq0.96861.73m3/h（D.17）0.8q0.9D.18）q0.8—岸边流速系数a0.8时截面的瞬时流速，单位m3/h；q0.9—岸边流速系数a0.9时截面的瞬时流速，单位m3/h； q—岸边流速系数截面的瞬时流速平均值，单位m3/h。u60.014%（D.19）D.1.5.7水面波动引入的不确定度u7u70.59%（D.20）ucr(E)2.44%Urkucr(E)22.44%4.9%（D.21）桁架式多点测流明渠计量系统在6861.示值误差校准结果的扩展不确定度为Ur4.9%，k2。表D.6各测点10组流速值测量的不确定度分量垂线序号i测点序号j测点测量10次的数据测点平均流速(m/s)s(xi)s(xi)/12345678910.60.2280.2710.2990.2930.2860.2670.2480.2590.2770.2820.2710.0220.00720.60.2690.3680.3810.3710.3770.3890.3300.2700.2780.3320.3370.0480.01530.20.4480.4580.4170.3950.4450.4550.4530.4050.3810.3570.4210.0360.01130.80.3520.3160.2890.3340.3760.3880.3860.3650.3410