雷達(dá)料位計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

PAGE1PAGE10雷達(dá)料位計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測(cè)量范圍不大于30m的雷達(dá)料位計(jì)校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF1001—2011通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1059.1—2012測(cè)量不確定度評(píng)定與表示JJF1071—2010國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則JJG971—2019液位計(jì)檢定規(guī)程JB/T13252-2017微波（雷達(dá)）物位計(jì)凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位3.1料位Materialposition料位或界面的總稱，是反映物體總量或物料表面特性的參數(shù)。3.2雷達(dá)料位計(jì)radarlevelgauge工業(yè)過程測(cè)量和控制系統(tǒng)中用以指示和控制料位或界面的儀表。3.3計(jì)量單位measurementunit雷達(dá)料位計(jì)使用的法定計(jì)量單位為m（米），或是它的十進(jìn)制倍數(shù)單位：mm、cm等。4概述4.1原理雷達(dá)波是一種特殊形式的電磁波，雷達(dá)料位計(jì)利用了電磁波的特殊性能來進(jìn)行料位檢測(cè)。電磁波的物理特性與可見光相似，傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、粉塵等干擾源，遇到障礙物易于被反射，被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電性越好或介電常數(shù)越大，回波信號(hào)的反射效果越好雷達(dá)料位計(jì)工作的基本原理是發(fā)射－反射－接收。雷達(dá)傳感器的天線以波束的形式發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，反射回來的信號(hào)仍由天線接收，雷達(dá)料位計(jì)的雷達(dá)信號(hào)從發(fā)射到接收的運(yùn)行時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例如下圖1所示，即h=H–vt/2式中：h——料位；H——槽高；V——雷達(dá)波速度；t——雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間。圖1雷達(dá)料位計(jì)原理圖4.2結(jié)構(gòu)（1）雷達(dá)料位計(jì)主要由外殼（容納電子部件）、外殼罩蓋、顯示裝置、萬向節(jié)和法蘭、喇叭口天線組成，如圖2所示。喇叭口天線電子部件萬向節(jié)、喇叭口天線電子部件萬向節(jié)、法蘭圖2雷達(dá)料位計(jì)結(jié)構(gòu)5計(jì)量特性5.1示值誤差示值的最大允許誤差為△=±（a%FS+b）式中：a——準(zhǔn)確度等級(jí)，可以是0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5；FS——雷達(dá)料位計(jì)的滿量程；（m）b——儀表顯示的分辨力；（mm）5.2重復(fù)性雷達(dá)料位計(jì)單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于其最大允許誤差的1/2。5.3絕緣電阻采用交流電源供電的料位計(jì)，其電源端子、外殼與輸出端子相互間的絕緣電阻應(yīng)不低于50MΩ；直流供電的料位計(jì)，其電源端子、外殼與輸出端子相互之間的絕緣電阻應(yīng)不低于20MΩ。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件溫度：（-5～50）℃；相對(duì)濕度：無凝露～90%RH，無影響校準(zhǔn)的機(jī)械振動(dòng)。6.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備見表1。表1校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)器及相應(yīng)設(shè)備的計(jì)量性能名稱計(jì)量性能鋼卷尺（0～50）m，Ⅱ級(jí)測(cè)深鋼卷尺（0～50）m，Ⅱ級(jí)激光測(cè)距儀（0～100）m，1級(jí)絕緣電阻表輸出電壓：直流500V，10級(jí)或料位計(jì)校準(zhǔn)裝置測(cè)量范圍（0-50）m，分辨率1mm7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目見表2。表2校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)項(xiàng)目新購(gòu)置使用中修理后外觀檢查＋＋＋示值誤差＋＋＋重復(fù)性＋-＋絕緣電阻＋-＋注：符號(hào)“+”表示需要校準(zhǔn)，符號(hào)“-”表示不需要校準(zhǔn)。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1外觀檢查首先檢查外觀，各部件應(yīng)完好，裝配應(yīng)可靠，無影響正常工作的缺陷；通電檢查：用數(shù)碼指示的料位計(jì)，顯示的亮度應(yīng)均勻，不應(yīng)出現(xiàn)筆劃殘缺現(xiàn)象；沒有影響計(jì)量特性的其他因素。7.2.2示值誤差7.2.2.1測(cè)量雷達(dá)料位計(jì)示值誤差時(shí)，料位計(jì)可以水平放置（見圖3），雷達(dá)天線波束與反射板垂直（與可移動(dòng)基準(zhǔn)運(yùn)行軌道平行）。圖3雷達(dá)料位計(jì)測(cè)量示意圖1—雷達(dá)料位計(jì)；2—可調(diào)支架；3—反射板支架。用激光測(cè)距儀或鋼卷尺測(cè)量雷達(dá)料位計(jì)零位至反射板反射面的距離作為實(shí)際值。測(cè)量點(diǎn)的選擇應(yīng)按量程均勻分布，應(yīng)不少于5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。7.2.2.2測(cè)量點(diǎn)的選擇也可由用戶指定。7.2.2.3開啟料位計(jì)電源，分別在料位計(jì)各測(cè)量點(diǎn)測(cè)量三次，料位計(jì)顯示值與實(shí)際值的三次平均值的差值即為該點(diǎn)的示值誤差。按公式（1）計(jì)算出該測(cè)量點(diǎn)的示值誤差為Δi=i0（1）式中:Δi——某測(cè)量點(diǎn)的示值誤差；——某測(cè)量點(diǎn)的料位計(jì)顯示值；——某測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際值。各測(cè)量點(diǎn)的誤差為該料位計(jì)的分段示值誤差。7.2.3重復(fù)性重復(fù)性校準(zhǔn)時(shí)，選取75%最大量程的測(cè)量點(diǎn)，重復(fù)測(cè)量10次（n=10），按公式（2）計(jì)算料位計(jì)的測(cè)量重復(fù)性：R=（2）式中：R——測(cè)量重復(fù)性；——某次測(cè)量的料位計(jì)顯示值；——10次測(cè)量料位計(jì)顯示值的平均值。7.2.4對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不能拆卸的料位計(jì)校準(zhǔn)采用現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)法校準(zhǔn)方法：（1）雷達(dá)料位計(jì)用激光測(cè)距儀或重錘鋼卷尺測(cè)量雷達(dá)料位計(jì)探頭或參考點(diǎn)至物料反射面的距離，為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確，測(cè)量軸線應(yīng)緊貼雷達(dá)料位計(jì)測(cè)量軸線并與之平行。（2）為消除物料堆放坡度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，測(cè)量點(diǎn)的比對(duì)應(yīng)在離容器壁至少200mm處測(cè)量三次，取算數(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。7.2.5絕緣電阻斷開電源，將電路端子短路，用絕緣電阻表測(cè)量電源端子、接地端子及外殼之間的絕緣電阻，應(yīng)不低于20MΩ。8校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書（報(bào)告）上反映，校準(zhǔn)證書（報(bào)告）應(yīng)至少給出測(cè)量結(jié)果的不確定度，校準(zhǔn)記錄的內(nèi)容及內(nèi)頁(yè)格式見附錄A。9復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔為12個(gè)月。委托單位也可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。

附錄A記錄編號(hào)：雷達(dá)料位計(jì)校準(zhǔn)記錄格式記錄編號(hào)：證書編號(hào)：委托單位設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格測(cè)量范圍設(shè)備編號(hào)出廠編號(hào)準(zhǔn)確度等級(jí)制造廠校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備溯源信息名稱設(shè)備編號(hào)測(cè)量范圍準(zhǔn)確度等級(jí)證書編號(hào)有效期至校準(zhǔn)依據(jù)校準(zhǔn)地點(diǎn)溫度相對(duì)濕度環(huán)境條件是否滿足要求：□滿足□不滿足不滿足原因校準(zhǔn)項(xiàng)目：外觀檢查示值誤差測(cè)量點(diǎn)m標(biāo)準(zhǔn)值m測(cè)量值m示值誤差m123平均值重復(fù)性測(cè)量點(diǎn)測(cè)量值平均值重復(fù)性絕緣電阻MΩR=校準(zhǔn)結(jié)果的擴(kuò)展不確定度：U=（）校準(zhǔn)員核驗(yàn)員校準(zhǔn)日期：附錄B校準(zhǔn)證書內(nèi)頁(yè)參考格式序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目校準(zhǔn)結(jié)果m處m處m處m處m處1外觀2示值誤差3重復(fù)性4絕緣電阻R=MΩ5U=（k=2）

附錄C雷達(dá)料位計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定方法及實(shí)例C.1概述C.1.1測(cè)量對(duì)象料位計(jì)。C.1.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鋼卷尺測(cè)量方法將料位計(jì)安裝在支架上，用激光測(cè)距儀或鋼卷尺測(cè)量料位計(jì)零位至反射板反射面的距離作為實(shí)際值，具體測(cè)量方法按本校準(zhǔn)規(guī)范7.2條的規(guī)定進(jìn)行。C.2數(shù)學(xué)模型式中：——雷達(dá)料位計(jì)的示值誤差，mm；——雷達(dá)料位計(jì)示值的算術(shù)平均值，mm；——激光測(cè)距儀或鋼卷尺測(cè)量料位計(jì)零位至反射板反射面的實(shí)際距離（標(biāo)準(zhǔn)值），mm。C.3不確定度傳播率式中：；C.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定C.4.1輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要由以下兩部分構(gòu)成：料位計(jì)示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；料位計(jì)的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。C.4.1.1料位計(jì)示值重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量用本裝置校準(zhǔn)料位計(jì)（料位計(jì)的分辨力為10mm），在參考點(diǎn)25m處，重復(fù)測(cè)量10次（n=10），測(cè)得數(shù)據(jù)如下（單位為m）：25.01，25.01，24.99，25.01，24.99，24.99，25.00，25.01，25.01，25.01。其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為s==9.5mm測(cè)量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次取平均值得到的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：=s/=5.5mmC.4.1.2料位計(jì)的分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量料位計(jì)的分辨力為0.01m，半寬為0.005m，認(rèn)為其服從均勻分布，k=，因此由分辨力引入的不確定度為=mm重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量和分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，一般取其最大值，故：=5.5mmC.4.2輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定鋼卷尺引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量Ⅱ級(jí)鋼卷尺最大允許示值誤差為±（0.3mm+2×10-4L），L是四舍五入的整數(shù)米，當(dāng)長(zhǎng)度小于1時(shí)為1m，半寬a為（0.3mm+2×10-4L）/2，服從均勻分布，k=，L以25m代入，得到鋼卷尺引入的不確定度分量：=（0.3mm+2×10-4L）/=5.3mm/2=1.5mmC.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.5.1主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見表B1。表B1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總不確定度分量來源/mmk（）u（）/mm料位計(jì)的示值重復(fù)性9.55.5鋼