JJF-液体流量计在线校准规范送审稿

JB/T4278.1—××××附录A液体流量计在线校准原始记录参考格式记录编号证书编号送校单位制造厂仪器名称规格型号仪器编号校准地点环境温度℃环境湿度%RH校准依据校准用主要测量标准名称型号规格技术指标仪器编号证书编号有效期校准项目条件外观与密封性：铭牌和标识：液体介质：现场安装情况：1.管道尺寸项目测量示值平均值管道外径管道壁厚2.功能参数项目管道外径管道壁厚探头型号安装距离流量系数其他标准流量计被校流量计3.累积流量示值误差校准点时间标准流量计被校流量计误差扩展不确定度初始值累计值示值初始值累计值示值4.瞬时流量示值误差和重复性校准点标准流量计示值被校流量计示值示值平均值重复性示值误差扩展不确定度5.变送输出误差校准点被校流量计示值理论输出示值变送输出示值误差附录B液体流量计在线校准证书内页参考格式校准结果1.条件1.1外观与密封性：1.2铭牌和标识：1.3流量计参数：介质：管径：流量系数：调整前调整后1.4其他：2.累积流量：校准点示值误差扩展不确定度3.瞬时流量和重复性：校准点示值误差重复性扩展不确定度4.变送输出误差：校准点误差扩展不确定度附录C液体流量计在线校准累积流量示值误差的测量不确定度评定示例C.1概述C.1.1校准依据本规范C.1.2测量标准表C.1中给出了测量标准及主要技术指标。表C.1测量标准技术指标序号测量标准或设备主要技术指标1便携式超声波流量计相对扩展不确定度：Urel=0.5%，k=22秒表时间间隔1h：±0.1s3钢卷尺Ⅰ级，测量范围（0～3）m4超声测厚仪最大允许误差:±0.1mmC.1.3被校对象被校准流量计为测量范围（0～1000）m3/h，1.5级的电磁流量计，管道DN100。C.1.4校准方法按照本规范6.2.4的规定，选用外夹装超声波流量计作为标准流量计进行校准。本示例仅以500m3/h流量校准点的累积流量进行说明，其他校准点参照本示例。C.2测量模型流量计示值误差校准采用直接测量方法，其累积流量在线校准的示值相对误差测量模型见公式（C.1），标准流量计累积流量示值按公式（C.2）计算，管道内径按公式（C.3）计算。（C.1）（C.2）（C.3）式中：——被校流量计累积流量示值相对误差；——被校流量计累积示值，m3；——标准流量计累积示值，m3；v——管道内液体流速，m/s；S——管道截面积，m2；D——管道内直径，m；L——管道周长，m；d——管道壁厚，m。由测量模型可知，输入量被校流量计累积示值Vm的灵敏系数C1按公式（C.4）计算，输入量标准流量计累积示值Vs的灵敏系数C2按公式（C.5）计算。（C.4）（C.5）C.3测量不确定度来源分析测量不确定度来源主要有：由被校流量计示值引入的不确定度；由测量重复性引入的不确定度；由被校流量计分辨力引入的不确定度；由标准流量计示值引入的不确定度；由标准流量计准确度引入的不确定度；由管道截面积测量引入不确定度。C.4测量不确定度评定C.4.1由被校流量计示值引入的不确定度C.4.1.1由测量重复性引入的不确定度对一台测量范围（0～1000）m3/h的流量计，重复条件下，在500m3/h流量点测量10次，每次时间30min，得到数据见表C.2：表C.2测量重复性结果序号12345678910Vm/（m3）249.6249.1248.5246.4247.5249.8245.3248.2249.1249.7Vs/（m3）250.3250.6249.8248.6248.9249.9247.6250.1250.8251.4EV误差（%）-0.28-0.60-0.52-0.88-0.56-0.04-0.93-0.76-0.68-0.68示值误差的算术平均值为：单次实验标准差为：由于实际校准过程中n是取1次的测量值作为校准结果，则测量重复性引入的不确定度为：C.4.1.2由被校流量计分辨力引入的不确定度被校流量计的分辨力为0.1m3，区间半宽a=r/2=0.05m3，满足均匀分布，取，则：重复性引入的不确定度分量与被校流量计分辨力引入的不确定度分量，两者取大值，则：C.4.2由标准流量计示值引入的不确定度C.4.2.1由标准流量计准确度引入的不确定度标准流量计的相对扩展不确定度为：Urel=0.5%，k=2。则在500m3/h流量点时，累积30min情况下，有：被校流量计和标准流量计的现场安装和管道条件均满足本规范5.3.1和5.3.2的规定，可忽略不确定度影响。现场管道衬里和结垢情况未知，其对标准流量计准确度影响引入的不确定度预估为：所以，标准流量计准确度引入的不确定度为：C.4.2.2由管道截面积测量引入的不确定度根据公式（C.2）和公式（C.3）可知，管道截面积引入的不确定度包括管道周长测量引入的不确定度和壁厚测量引入的去确定度。C.由管道周长测量引入的不确定度管道周长用Ⅰ级钢卷尺测量，最大允许误差为Δ=±0.1mm+10-4L，测量3次，周长分别为3146.8mm、3144.4mm、3148.6mm，平均值为3146.6mm。则管道周长测量重复性引入的不确定度为（利用极差法）：钢卷尺最大允许误差为±0.4mm，按均匀分布，则钢卷尺准确度引入的不确定度为：管道周长测量时，管道表面情况对测量的影响预估不超过10mm，按均匀分布，则现场管道情况对管道周长测量的不确定度为：所以，管道周长测量引入的不确定度为：C.由壁厚测量引入的不确定度管道壁厚超声测厚仪测量，最大允许误差为Δ=±0.1mm，测量3次，壁厚分别为12.6mm、12.9mm、12.7mm，平均值为12.73mm。则管道壁厚测量重复性引入的不确定度为（利用极差法）：超声测厚仪最大允许误差为±0.1mm，按均匀分布，则超声测厚仪准确度引入的不确定度为：管道壁厚测量时，管道表面处理情况对测量的影响预估不超过1.0mm，按均匀分布，则现场管道处理情况对管道壁厚测量的不确定度为：所以，管道壁厚测量引入的不确定度为：按照公式（C.3）计算管道内径引入的不确定度为：按照公式（C.2），管道截面积测量引入的不确定度为：管道周长测量的平均值为3146.6mm，管道壁厚测量的平均值为12.73mm，通过公式（C.3）计算得出管道内直径为976.64mm。最后，管道内液体流速的不确定度即为标准流量计准确度的不确定度，按照公式（C.2），标准流量计示值引入的不确定为：C.5标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量汇总见表C.3所示：表C.3标准不确定度分量汇总表序号标准不确定度来源符号标准不确定度不确定度分量1由被校流量计示值引入的不确定度分量0.27%0.27%3由标准流量计示值引入的不确定度分量0.63%-0.63%C.6合成标准不确定度的计算合成标准不确定度按下式计算：C.7扩展不确定度的评定取包含因子k=2，示值误差测量结果扩展不确定度为：故，该流量计在在500m3/h流量点时，累积30min情况下的校准结果为248.32m3，其扩展不确定度为：Urel=1.4%，k=2。附录D液体流量计在线校准变送输出误差的测量不确定度评定示例D.1概述D.1.1校准依据本规范D.1.2测量标准表D.1中给出了测量标准及主要技术指标。表D.1测量标准技术指标序号测量标准或设备主要技术指标1便携式超声波流量计相对扩展不确定度：Urel=0.5%，k=22数字多用表直流电流测量范围：（4~20）mA，直流电压测量范围：（0~10）V，最大允许误差：±0.05%D.1.3被校对象被校准流量计为测量范围（0～1000）m3/h，1.5级的电磁流量计，对应变送输出信号为（4～20）mA。D.1.4校准方法按照本规范6.2.7的规定进行校准，本示例仅以500m3/h流量校准点对应理论电流输出值12mA进行说明，其他校准点参照本示例。D.2测量模型流量计变送输出示值误差校准采用直接测量方法，其相对误差测量模型见公式（D.1），流量计变送输出理论示值按公式（D.2）计算。（D.1）（D.2）式中：——被校流量计的变送输出误差；——被校流量计的变送输出示值，mA或V——被校流量计变送输出理论值，mA或V；——被校流量计变送输出信号的量程，mA或V；——被校流量计变送输出瞬时流量的量程，m3/h；——被校流量计的瞬时流量示值，m3/h；a——被校流量计变送输出信号范围的最小值，mA或V。由测量模型可知，输入量被校流量计累积示值Am的灵敏系数C1按公式（D.3）计算，输入量标准流量计累积示值As的灵敏系数C2按公式（D.4）计算。（D.3）（D.4）D.3测量不确定度来源分析测量不确定度来源主要有：由被校流量计变送输出示值引入的不确定度；由测量重复性引入的不确定度；由数字多用表分辨力引入的不确定度；由被校流量计变送输出准确度引入的不确定度；由数字多用表准确度引入的不确定度；由被校流量计瞬时流量重复性引入的不确定度。D.4测量不确定度评定D.4.1由被校流量计变送输出示值引入的不确定度D.4.1.1由测量重复性引入的不确定度对一台测量范围（0～1000）m3/h的流量计，重复条件下，30min内对500m3/h流量点测量10次。其中理论电流输出示值通过瞬时流量的平均值按照公式（D.2）进行计算，得到数据见表D.2：表D.2测量重复性结果序号12345678910q/（m3/h）500.7501.3500.2500.9500.5501.5501.0499.2499.7499.5Am/（mA）12.01612.03112.02712.02412.00512.02812.03812.01811.99811.985示值误差的算术平均值为：单次实验标准差为：由于实际校准过程中n是取3次的测量值作为校准结果，则测量重复性引入的不确定度为：D.4.1.2由数字多用表分辨力引入的不确定度数字多用表的分辨力为0.001mA，区间半宽a=r/2=0.0005mA，满足均匀分布，取，则：重复性引入的不确定度分量与数字多用表分辨力引入的不确定度分量，两者取大值，则：D.4.2由被校流量计变送输出准确度引入的不确定度D.4.2.1由标数字多用表准确度引入的不确定度数字多用表的相最大允许误差为±0.05%，以电流测量平均值12.017mA为计算依据，按均匀分布，则：D.4.2.2由被校流量计瞬时流量重复性引入的不确定度根据表D.2的数据，被校流量计瞬时流量重复性计算如下：瞬时流量的算术平均值为：单次实验标准差为：由于实际校准过程中n是取3次的测量值作为校准结果，则测量重复性引入的不确定度为：根据公式（D.2）进行转换，则：所以，被校流量计变送输出准确度引入的不确定度为：D.5标准不确定度分量汇总表标准不确定度分量汇总见表D.3所示：表D.3标准不确定度分量汇总表序号标准不确定度来源符号标准不确定度不确定度分量1由被校流量计变送输出示值引入的不确定度分量0.01mA0.01mA3由被校流量计变送输出准确度引入的不确定度分量0.008mA-0.008mAD.6合成标准不确定度的计算合成标准不确定度按下式计算：D.7扩展不确定度的评定取包含因子k=2，示值误差测量结果扩展不确定度为：故，该流量计在在500m3/h流量点时，30min内变送输出误差的校准结果为瞬时流量500.45m3/h对应的输出电流为12.017mA，其扩展不确定度为：Urel=0.17%，k=2。附录E外夹装超声波流量计的传感器安装方式E.1概述外夹装超声波流量计的传感器安装方式有四种，分别是V法、Z法、W法和N法。流量计管径在DN200以下时，应优先选用V法，无信号或信号质量差的情况改用Z法。流量计管径在DN200以上或管道材质为铸铁时，应优先选用Z法。流量计管径在DN50以下时，应优先选用W法和N法。根据流量计现场管道条件的局限性，V法或Z法不能正常使用时，在不影响传感器信号质量的前提下，可根据情况进行在V法和Z法之间进行选择。根据流量计现场管道条件的局限性，当V法和Z法都不能正常使用时，在不影响传感器信号质量的前提下，再选择W法和N法。E.2V法V法即传感器反射式安装，因两传感器信号通道像“V”而得名，是比较标准的安装方法，使用方便，测量准确，安装时两传感器水平对齐，其中心线与管道轴线水平即可。传感器V法安装示意图如图E.1。43124312图E.1传感器