JJG 1212-2026 箱式超声明渠流量计检定规程

中华人民共和国国家计量检定规程JJG1212—2026箱式超声明渠流量计检定规程VerificationRegulationofBox‑shapedUltrasonicFlowmetersforOpenChannels2026‑01‑24发布2026‑07‑24实施国家市场监督管理总局发布JJG1212—2026箱式超声明渠流量计检定规程VerificationRegulationofBox‑shapedUltrasonicFlowmetersforOpenChannelsJJG1212—2026归口单位：全国能源资源计量技术委员会水资源计量分技术委员会主要起草单位：中国水利水电科学研究院中国计量科学研究院参加起草单位：天津水科机电有限公司开封开流仪表有限公司北京华水仪表有限公司本规程委托全国能源资源计量技术委员会水资源计量分技术委员会负责解释JJG1212—2026本规范主要起草人：肖伟华（中国水利水电科学研究院）潘罗平（中国水利水电科学研究院）胡鹤鸣（中国计量科学研究院）参加起草人：罗永葳（天津水科机电有限公司）赵志伟（开封开流仪表有限公司）张姣姣（天津水科机电有限公司）宋岩（北京华水仪表有限公司）JJG1212—2026Ⅰ引言 (Ⅱ)1范围 2引用文件 3术语 4概述 4.1结构形式 4.2工作原理 4.3声道排布形式及相关几何参数含义 5计量性能要求 5.1准确度等级 5.2重复性 6通用技术要求 6.1随机文件 6.2外观、铭牌及标识 6.3液位计的要求 6.4保护功能 7计量器具控制 7.1检定条件 7.2检定项目 7.3检定方法 7.4检定结果的处理 7.5检定周期 附录A流量计建议尺寸 附录B明渠流量标准装置的要求 附录C流量计的安装要求 附录D原始记录参考格式 附录E检定证书/检定结果通知书（内页）格式 JJG1212—2026ⅡJJF1001《通用计量术语及定义》、JJF1002《国家计量检定规程编写规则》和JJF1059.1《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规程制定的基础性系列规范。本规程参考了JJG643《标准表法流量标准装置检定规程》对测量标准计量性能的要求，并结合我国箱式超声明渠流量计的技术水平和使用现状，对箱式超声明渠流量计的具体技术指标和检定方法进行了定义和解释。本规程为首次发布。JJG1212—20261箱式超声明渠流量计检定规程本规程适用于以超声时差法为工作原理，以水为介质的箱式超声明渠流量计的首次检定、后续检定和使用中检查。2引用文件本规程引用下列文件：JJG1030超声流量计检定规程JJF1004流量计量名词术语及定义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JJG1030、JJF1004界定的以及下列术语和定义适用于本规程。3.1箱式超声明渠流量计box-shapedultrasonicflowmeterforopenchannels采用钢、铝合金等材料，形成内部中空且半封闭的矩形结构，利用超声时差法测量明渠流量的流量计。3.2分界流速transitionalflow-velocity将流速范围分割成最大允许误差不同的两个区（高区和低区）的流速值。3.3声道角transmissionangle声道与渠道轴线之间的夹角。［来源：JJG1030—2007，3.7，有修改］3.4声道高度transmissionheight声道距流量计箱体内部底面的垂直距离。3.5水深waterdepth以流量计箱体内部底面为基准面，箱体内相对自由水面的高度。3.6信号处理单元signalprocessingunit流量计的一部分，由电子元件和微处理器系统组成。［来源：JJG1030—2007，3.15］3.7箱体bodyofbox安装超声换能器、液位计等部件，符合产品设计要求的刚性载体。3.8起测水深waterdepthofinitialmeasurement流量计可以连续稳定测量时的起始水深。JJG1212—202624概述4.1结构形式箱式超声明渠流量计（以下简称流量计）一般由箱体、超声换能器、液位计及信号处理单元组成。流量计建议尺寸见附录A，结构示意图如图1所示。1 2 34图1流量计结构示意图1—信号处理单元；2—液位计；3—箱体；4—超声换能器4.2工作原理4.2.1概述流量计通过测量声波在水体中传播的时间差得到断面流速，通过液位计测量箱体中的水深得到过流断面面积，计算得到体积流量。4.2.2断面流速声波在水体中的实际传播速度是由静止状态下的传播速度cf和水流沿轴向平均流速vm在声波传播方向上的分量组成，如图2所示。顺流和逆流声波传播时间与各变量之间的关系见式（1）和式（2式中：t1——声波在水体中顺流（由A到B）传播的时间；t2——声波在水体中逆流（由B到A）传播的时间；L——声道长度；f——水体静止状态下声波的传播速度；vm——水流的轴向线平均流速；JJG1212—20263θ——声道角。BθLθbb A图2流量计工作原理示意图利用式（1利用式（1）和式（2）得出水流的轴向平均流速vm的表达式，见式（3见式（4A=bh（4）式中：A——过流断面面积；h——箱体内水深；b——箱体底面宽度。将测得多个声道的水体轴向线平均流速vi（i=1,2,⋯,k利用数学的函数关系联合起来，可以得到渠道轴向线平均流速的估计值vm，见式（5乘以过流断面面积A，即可得到体积流量qv，见式（6）。vm=f(v1,⋯,vk)（5）qv=Avm（6）式中：k——声道数。注：即使给出的声道数目相同，但f(v1,⋯,vk)的精确形式也会因声道排布情况以及平均流速计算的数学模型（积分算法）的不同而不同。4.3声道排布形式及相关几何参数含义流量计声道排布规则由其所采用的积分算法决定。典型的8声道流量计的超声换能器排布形式如图3所示。JJG1212—20264测量面A测量面BB1θB2θLLmma)俯视图信号处理单元、液位计信号处理单元、液位计超声换能器HHh1h1 超声换能器b)正视图c)侧视图图3交叉8声道流量计声道排布示意图流量计相关几何参数说明：a）箱体高度H；b）箱体底面宽度b；c）声道长度L：每对超声换能器发射/接收面之间的实际距离；d）声道角θ;e）声道高度h1~h8：声道到流量计箱体底面的距离，如图3b）所示；f）测量平面：如图3a）中的测量面A、测量面B。5计量性能要求5.1准确度等级表1为推荐的准确度等级系列，如采用非表中所列准确度等级，其最大允许误差需符合表1中对应的原则并在流量计产品说明书中及流量计铭牌上明示。在vm≥vt的流速范围（高区其最大允许误差应符合表1的规定；在vm<vt的流速范围（低区最大允许误差不超过表1规定的最大允许误差的2倍。分界流速vt应不大于0.3m/s。JJG1212—20265表1准确度等级及最大允许误差准确度等级5.010.0最大允许误差±1.5%±2.0%±2.5%±4.0%±5.0%±10.0%注：括号内的准确度等级不推荐采用。5.2重复性流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1/3。6通用技术要求6.1随机文件6.1.1流量计使用说明书中应详细说明安装方法和使用要求，应对超声换能器给出工作温度范围。6.1.2流量计应提供出厂检验时几何尺寸和准确度的检验报告。6.1.3周期检定的流量计还应有前次的检定证书及上一次检定后各次使用中检查的报告。6.2外观、铭牌及标识6.2.1流量计不应有影响计量的明显缺陷。6.2.2流量计应有流向标识。6.2.3流量计应有铭牌。铭牌上应至少注明以下内容：a）制造厂名；b）产品名称及型号；c）出厂编号；d）供电电压、功率；e）允许最大含沙量；f）在工作条件下的最大、最小流量或流速；g）分界流速；h）起测水深；i）准确度等级；j）声道数量；k）制造年月；l）其他有关技术指标。6.2.4铭牌和标识应清楚、牢固固定。6.3液位计的要求液位计的分辨力应不大于5.0mm。准确度等级优于4.0级的流量计，其液位计的分辨力应不大于2.0mm。6.4保护功能流量计应有对流量计系数进行保护的功能，并能记录历史修改过程，避免意外篡改。JJG1212—202667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检定介质检定介质为水。7.1.2检定环境条件a）环境温度5~35）℃;b）相对湿度35~85）%；c）大气压力80~106）kPa；d）外界磁场应小到对流量计的影响可忽略不计；e）机械振动和噪声应小到对流量计的影响可忽略不计。7.1.3明渠流量标准装置明渠流量标准装置的要求见附录B。7.1.4安装要求流量计的安装应符合附录C的要求。7.1.5用于检定的所有仪表应在同一接地点接地，与动力接地点隔离。7.2检定项目首次检定、后续检定和使用中检查的检定项目见表2。表2检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查随机文件及外观+++流量计参数--+示值误差++-重复性++-注：表中“+”表示需要检定项目，“-”表示不需要检定项目。7.3检定方法7.3.1随机文件及外观检查a）检查随机文件，应符合6.1的要求。b）检查流量计外观、铭牌及标识，应符合6.2的要求。7.3.2流量计参数检查按流量计说明书中指定的方法检查流量计参数的设置，包括流量计系数、声道数量等。7.3.3示值误差检定7.3.3.1运行前检查要求连接、开机、预热，通过检定介质到最大过水流量，历时5min，仔细观察流量计JJG1212—20267箱体嵌入渠道安装的接口处应没有渗漏。7.3.3.2检定点的控制和检定次数a）检定点要求见表3。表3流量计检定点检定点3Δqqmaxqmax-Δqqmaxqmax-qmaxhmax+hmax-++hmax-++h0+注：Δq=qmax-qmin，Δh=hmax-h0，h0为起测水深。表中“+”表示应检定点。b）在检定过程中，每个检定点的每次实际检定流量与设定流量的偏差应不超过设定流量的±5%，每次实际检定水深与设定水深的偏差应不超过±30mm。c）每个检定点的检定次数应为3次。7.3.3.3检定程序a）按照检定点要求调到规定的流量值和水深值，且流量计测得的水深值变幅不超过±5mm时，系统应至少再运行5min稳定后方可进行正式检定。瞬时流量示值的变化应不超过±2.5%。b）当检定点的流量大于或等于qmax时，每个检定点每次检定时间应不低于5min；当检定点的流量小于qmax时，每次检定时间应不低于7min。分别记录标准装置和流量计流量和水深的示值。原始记录参考格式见附录D。7.3.3.4示值误差计算规定如下：a）流量计单次检定的示值相对误差按式（7）或式（8）计算：式中：Eij——第i检定点第j次检定时流量计的示值相对误差，%；Qij——第i检定点第j次检定时流量计显示的累积流量值，m3；sij——第i检定点第j次检定时标准器显示的累积流量值，m3；)——sij——第i检定点第j次检定时标准器显示的累积流量值，m3；JJG1212—20268qs)ij——第i检定点第j次检定时标准器显示的瞬时流量值，m3/h。当标准器显示为累积流量时，按式（9）计算：式中：t——第i检定点第j次检定时间，s。b）流量计各检定流量点的示值相对误差按式（10）计算：Ei（10）式中：Ei——流量计第i检定点的示值相对误差，%；Eij——流量计第i检定点第j次检定时示值相对误差。c）流量计高区和低区的示值相对误差分别用EH和EL表示，EH取高区示值相对误差绝对值最大的检定点的示值相对误差；EL取低区示值相对误差绝对值最大的检定点的示值相对误差。高区和低区的示值相对误差均应符合5.1的要求。7.3.4流量计的重复性各流量点的重复性按式（11）评定：式中：(Er)i——第i检定点的重复性。流量计高区和低区的重复性按式（12）计算：式中：Er——流量计的重复性；maxi]——流量计检定点重复性的最大值。max高区和低区的重复性结果应符合5.2的要求。7.4检定结果的处理7.4.1检定合格的流量计，出具检定证书，检定证书内容要求见附录E。7.4.2检定不合格的流量计，出具检定结果通知书，并注明不合格项目和内容。7.4.3使用中检查的流量计，出具检查报告。7.5检定周期流量计的检定周期不应超过2年。JJG1212—20269附录A流量计建议尺寸推荐流量计规格、尺寸、适用渠道底部宽度等列入表A.1，供参考。表A.1箱式超声明渠流量计建议尺寸规格/（m×m）箱体尺寸/m适用渠道底部宽度/m箱体底面宽度测量最高水深0.4×0.40.5×0.50.6×0.60.7×0.70.8×0.80.9×0.91.0×1.01.01.01.01.1×1.11.2×1.21.3×1.31.4×1.41.5×1.51.6×1.6注：为适应我国渠道结构尺寸特点，流量计规格尺寸除表列以外，还可有不同箱体底面宽度与箱体高度的组合方式，以及相应的测量最高水深。JJG1212—2026附录B明渠流量标准装置的要求B.1明渠流量标准装置（以下简称装置）及其配套设备，均应有有效的检定或校准证书。B.2装置测量结果的不确定度应不大于被检流量计最大允许误差绝对值的1/3。B.3需要测量流经流量计的水体温度时，应根据被检流量计本身要求和有关规定确定温度的测量位置。如无特殊要求，应将温度测量位置设在流量计下游3倍~5倍渠宽处。B.4被检流量计前端明渠段长度应不小于被检流量计箱体底部宽度的10倍，后端明渠段长度应不小于被检流量计箱体底部宽度的5倍。检定系统示意图见图B.1。B.5装置液位计的分辨力应优于被检流量计液位计的分辨力。a)正视图432/1675675b)俯视图图B.1检定系统示意图1—水源池；2—标准表上游直管段；3—标准表；4—标准表下游直管段；5—管道出水弯头；6—测量渠道稳流池；7—被检流量计上游直渠段；8—液位计；9—被检流量计；10—被检流量计下游直渠段；11—回水池JJG1212—2026附录C流量计的安装要求C.1安装环境一般情况下，流量计安装的环境温度应在（-20~55）℃的范围内，当安装环境温度超出上述范围时，应对流量计采取隔热、防冻措施，对于暴露在野外的流量计还应该采取遮雨、防晒、防冻措施。C.1.2振动流量计的安装应避开有强烈机械振动影响的位置，特别是要避开可能引起流量计信号处理单元、超声换能器、箱体等部件发生共振的环境。C.1.3电磁或电子干扰流量计及其相关导线安装时应避开可能存在强烈电磁或电子干扰的环境，否则就要对流量计进行必要的保护。流量计信号电缆应避免与电源电缆平行铺设，同时要使用屏蔽信号电缆。C.1.4声学噪声干扰流量计安装时应避免接近噪声源，在安装时应采取必要的措施消除环境声学噪声的干扰。C.2流量计的安装C.2.1安装方式流量计应水平安装，见图C.1。其他安装方式可由流量计生产厂家指定。安装时要保证流体流动方向与流量计标志的流体正方向一致。 a)正视图b)俯视图图C.1被检流量计安装示意图JJG1212—202612C.2.2安装中应保证流量计箱体轴线与渠道轴线方向一致，流量计箱体轴线与水平线的夹角不超过3°。C.2.3密封性要求通过检定介质到最大过水流量，历时5min，仔细观察流量计箱体嵌入渠道安装的接口处应没有渗漏。流量计进出水口应与渠道紧密连接。如连接处采用密封垫，则密封垫不能突出到渠道内。如采用密封胶，应在密封胶完全固化后再进行试验。C.3渠道通用要求C.3.1渠道要求在流量计上、下游直渠段范围内，渠道内壁应清洁，无明显凹痕、锈蚀、结垢和起皮现象。该直渠段除液位计、温度计插孔外应无其他障碍及连接支管。C.3.2渠道尺寸和渠道突出物流量计箱体及上、下游直渠段应具有相同的宽度尺寸，流量计与其试验渠段的连接部位应没有泄漏；连接处应平滑，不得有影响流体状态的台阶或凸起。测量箱体内部宽度尺寸与流量计上、下游直渠段宽度尺寸的偏差应小于2%，且不大于3mm。C.4流量计的直渠段要求被检流量计上游直渠段长度至少为箱体底部宽度的10倍，下游直渠段长度至少为箱体底部宽度的5倍。附录D原始记录参考格式JJGJJG1212—2026制造单位委托单位仪表名称规格型号准确度等级测量范围m3/h出厂编号流量计外观环境温度℃相对湿度%大气压力kPa流体介质介质温度℃检定依据本次检定