JJF(津)07-2018外夾式超聲流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

天津市地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF(津)07—2018

外夾式超聲流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforClamp-onUltrasonicFlowmeters

2018-12-21發(fā)布2019-02-01實(shí)施

天津市市場(chǎng)監(jiān)督管理委員會(huì)發(fā)布

JJF（津）07—2018

外夾式超聲流量計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本校準(zhǔn)規(guī)范適用于以時(shí)間差法為原理的外夾式超聲流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱流量計(jì)）的校

準(zhǔn)。

2引用文件

本規(guī)范引用了下列文件：

JJG1030-2007超聲流量計(jì)

JJF1001-2011通用計(jì)量術(shù)語及定義

JJF1004-2004流量計(jì)量名詞術(shù)語及定義

CJ/T3063-1997給排水用超聲流量計(jì)（傳播速度差法）

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（包括所有的修改版）適用于本規(guī)范。

3術(shù)語和定義

3.1術(shù)語

3.1.1超聲流量計(jì)（ultrasonicflowmeter）

利用超聲波在流體中的傳播特性來測(cè)量流量的流量計(jì)。

3.1.2超聲換能器(ultrasonictransducer)

在電信號(hào)作用下可產(chǎn)生聲波輸出，并可將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件。

3.1.3外夾式超聲流量計(jì)（clamp-onultrasonicflowmeter）

將換能器固定在流體管道外，聲波傳播的路徑透過流體管道壁的流量計(jì)。

3.1.4修正系數(shù)(correctionfactor)

流過外夾式超聲流量計(jì)測(cè)量位置的流體實(shí)際流量與流量計(jì)示值之比。

3.1.5平均修正系數(shù)(averagecorrectionfactor)

在某一校準(zhǔn)流量點(diǎn)多次測(cè)量所得修正系數(shù)的平均值。

3.2計(jì)量單位

1

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3.2.1體積單位：立方米，符號(hào)m3；或升，符號(hào)L。

3.2.2瞬時(shí)流量單位：立方米每小時(shí)，符號(hào)m3/h；或升每分鐘，符號(hào)L/min。

3.2.3流速單位：米每秒，符號(hào)m/s。

3.2.4壓力單位：帕[斯卡]，符號(hào)Pa；或千帕，符號(hào)kPa。

3.2.5溫度單位：攝氏度，符號(hào)℃；或熱力學(xué)溫度，符號(hào)K。

4概述

4.1工作原理

圖1流量計(jì)測(cè)量示意圖

外夾式超聲流量計(jì)通過測(cè)量聲波在流動(dòng)介質(zhì)中順流和逆流的傳播時(shí)間差測(cè)得流體

流速，再根據(jù)管道截面積獲得流量，流量計(jì)測(cè)量方式如圖1所示。

4.2分類和組成

外夾式超聲流量計(jì)按聲道數(shù)量可分為單聲道和多聲道流量計(jì)，主要由主機(jī)和至少一

對(duì)換能器組成。單聲道流量計(jì)通過配備不同規(guī)格的換能器，可以測(cè)量不同口徑管道中的

流體流量。多聲道流量計(jì)采用兩對(duì)以上換能器測(cè)量同一管道中不同截面的介質(zhì)平均流

速。

4.3用途

由于其非接觸測(cè)量方式，流量計(jì)廣泛應(yīng)用于管道流量的在線測(cè)量，涉及的領(lǐng)域包括

石油、化工、冶金、給排水、環(huán)保、制藥等行業(yè)。

5計(jì)量特性

流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)一般包括0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)、2.0級(jí)和2.5級(jí)。

6校準(zhǔn)條件

2

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6.1環(huán)境條件

6.1.1大氣環(huán)境條件一般應(yīng)滿足：

環(huán)境溫度：(5～45)℃；

相對(duì)濕度：35%～95%；

大氣壓力：(86～106)kPa。

6.1.2對(duì)于液體介質(zhì)，在每個(gè)流量點(diǎn)的每次校準(zhǔn)過程中，液體中應(yīng)不夾雜氣體，且溫

度變化應(yīng)不超過±0.5℃。

6.1.3對(duì)準(zhǔn)確度等級(jí)不低于1.0級(jí)的氣體流量計(jì)，每個(gè)流量點(diǎn)的每一次校準(zhǔn)過程中，

校準(zhǔn)用氣體的溫度變化應(yīng)不超過±0.5℃，對(duì)準(zhǔn)確度等級(jí)低于1.0級(jí)的氣體流量計(jì)，每

個(gè)流量點(diǎn)的每一次校準(zhǔn)過程中，校準(zhǔn)用氣體的溫度變化應(yīng)不超過±1℃。

6.1.4對(duì)于氣體流量計(jì)，在每個(gè)流量點(diǎn)的校準(zhǔn)過程中，壓力波動(dòng)應(yīng)不超過±0.5%。

6.2主標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

主標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備均應(yīng)有有效的檢定/校準(zhǔn)證書。

6.2.1主標(biāo)準(zhǔn)器

校準(zhǔn)介質(zhì)為氣體，主標(biāo)準(zhǔn)器可選用活塞式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)

裝置、音速噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置、標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和M/t法氣體流量標(biāo)

準(zhǔn)裝置。校準(zhǔn)介質(zhì)為液體，主標(biāo)準(zhǔn)器可選用標(biāo)準(zhǔn)表法、質(zhì)量法、容積法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

或油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。主標(biāo)準(zhǔn)器流量范圍應(yīng)與被校流量計(jì)的流量范圍相適應(yīng)，其擴(kuò)展不確

定度應(yīng)優(yōu)于被校流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。

6.2.2配套設(shè)備

配套設(shè)備見表1。

表1配套設(shè)備

序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途

1鋼卷尺優(yōu)于Ⅱ級(jí)（包括Ⅱ級(jí)）測(cè)量換能器安裝距離

2游標(biāo)卡尺分度值≤0.02mm測(cè)量試驗(yàn)管道外直徑

3p尺分度值≤0.05mm測(cè)量試驗(yàn)管道外直徑

4測(cè)厚儀分辨力：0.01mm測(cè)量試驗(yàn)管道壁厚

7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

3

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7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目

修正系數(shù)/示值誤差的校準(zhǔn)。

7.2校準(zhǔn)方法

7.2.1一般檢查

7.2.1.1流量計(jì)主機(jī)外觀應(yīng)完好，按鍵操作正常。

7.2.1.2每一對(duì)換能器應(yīng)標(biāo)有安裝標(biāo)識(shí)。

7.2.1.3接插件牢固可靠，線纜完好，無破損、虛接。

7.2.2試驗(yàn)管路的幾何尺寸測(cè)量

測(cè)量幾何尺寸前應(yīng)將管壁上的污垢、鐵銹等清除干凈，露出管道材質(zhì)。

7.2.2.1試驗(yàn)管路外徑測(cè)量

用游標(biāo)卡尺或p尺在換能器擬安裝位置附近的同一截面上等角分布測(cè)量n次（n≥6）

外直徑，其平均值D按式（1）計(jì)算。

n

?Di

D=i=1（1）

n

7.2.2.2試驗(yàn)管路壁厚測(cè)量

換能器擬安裝位置附近分散選擇n個(gè)測(cè)量點(diǎn)（n≥6），使用測(cè)厚儀測(cè)量管道壁厚，

并按式（2）計(jì)算其平均值d。

n

?di

d=i=1（2）

n

7.2.3換能器的安裝

7.2.3.1根據(jù)產(chǎn)品說明書的規(guī)定選擇適合的換能器規(guī)格和安裝方法。

7.2.3.2將試驗(yàn)管道幾何尺寸、介質(zhì)、換能器規(guī)格等參數(shù)置入流量計(jì)主機(jī)，得出換能

器安裝距離L，并標(biāo)記安裝位置。

7.2.3.3在換能器表面均勻涂以耦合劑，根據(jù)介質(zhì)流動(dòng)方向和換能器上、下游標(biāo)志安

裝換能器，使其發(fā)射面和接收面與管壁緊密接觸。

7.2.3.4查看流量計(jì)的信號(hào)狀態(tài)指示參數(shù)，如信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)時(shí)間傳輸比等，保證這

些參數(shù)處于說明書中給出的允許范圍內(nèi)并盡量接近最佳指標(biāo)，若換能器安裝后參數(shù)數(shù)值

4

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不理想，應(yīng)微調(diào)換能器位置，直至指示參數(shù)達(dá)到滿意效果。

7.2.4校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇及要求

7.2.4.1流量計(jì)配備多組換能器時(shí)，可根據(jù)客戶要求針對(duì)至少一組換能器進(jìn)行校準(zhǔn)。

7.2.4.2校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇應(yīng)兼顧管道口徑和流量點(diǎn)，且盡量接近實(shí)際工況條件。在校準(zhǔn)

過程中，每個(gè)流量點(diǎn)的每次實(shí)際校準(zhǔn)流量與設(shè)定流量的偏差應(yīng)不超過設(shè)定流量的±5%。

7.2.4.3當(dāng)用戶有要求時(shí)，按照其要求的管道口徑和流速選擇校準(zhǔn)流量點(diǎn)。若標(biāo)準(zhǔn)裝

置不能滿足用戶要求，可與用戶協(xié)商確定校準(zhǔn)流量點(diǎn)。

7.2.4.4當(dāng)用戶無要求時(shí)，可在流量計(jì)測(cè)量范圍內(nèi)選擇任意口徑的管道進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)

于液體流量計(jì)選擇0.3m/s、1m/s、2m/s和5m/s對(duì)應(yīng)的流量點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)；對(duì)于氣體流

量計(jì)選擇3m/s、6m/s、12m/s和30m/s對(duì)應(yīng)的流量點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。

7.2.5校準(zhǔn)次數(shù)

流量計(jì)每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)至少校準(zhǔn)6次。

7.2.6校準(zhǔn)操作

7.2.6.1將流量調(diào)到待校準(zhǔn)的流量點(diǎn)，達(dá)到穩(wěn)定后，記錄標(biāo)準(zhǔn)器和被檢流量計(jì)的初始

示值，同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)器（或標(biāo)準(zhǔn)器的記錄功能）和被校流量計(jì)（或被校流量計(jì)的輸出功

能）。

7.2.6.2按標(biāo)準(zhǔn)裝置操作要求運(yùn)行一段時(shí)間后，同時(shí)停止標(biāo)準(zhǔn)器（或標(biāo)準(zhǔn)器的記錄功

能）和被校流量計(jì)（或被校流量計(jì)的輸出功能）。

7.2.6.3記錄標(biāo)準(zhǔn)器和被校流量計(jì)的最終示值。

7.2.6.4分別計(jì)算流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器記錄的累積流量值或瞬時(shí)流量值。

7.2.7數(shù)據(jù)處理

7.2.7.1液體流量計(jì)

流過流量計(jì)的實(shí)際體積流量按式（3）計(jì)算：

(QQpprefssmsm)ij=×()ij[1-bqqk(-)][1+(-)]

或(qqpprefssmsm)ij=×()ij[1-bqqk(-)][1+(-)]（3）

式中：

(Qs)ij((qs)ij)——第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)得的液體實(shí)際累積流量(瞬時(shí)

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流量)，m3(m3/h)；

b——校準(zhǔn)用液體在校準(zhǔn)狀態(tài)下的體膨脹系數(shù)，(℃)-1；

qs,qm——分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器和流量計(jì)處的液體溫度，

℃；

k——校準(zhǔn)用液體在校準(zhǔn)狀態(tài)下的壓縮系數(shù)，Pa-1；

ps,pm—分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器和流量計(jì)處的液體壓力，

Pa。

當(dāng)qs與qm之差小于5℃，且ps與pm之差小于0.1MPa時(shí)，式（3）可簡(jiǎn)化為式（4）

的形式。

()()QQqqrefij==sij或()()refijsij（4）

使用質(zhì)量法液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)時(shí)，需測(cè)出液體的密度r1，同時(shí)考慮到密度為ra

的空氣浮力影響，按式（5）將電子秤顯示質(zhì)量Mij換算到實(shí)際體積(Qs)ij：

Mij

()Qsij=（5）

(-)rr1a

7.2.7.2氣體流量計(jì)

流過流量計(jì)的實(shí)際體積流量按式（6）計(jì)算：

Tmps

()()QQrefij=×sij

Tpsm

Tmps

或()()qqrefsij=×ij（6）

Tpsm

式中：Ts,Tm—分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器和流量計(jì)處的氣體熱力學(xué)溫度

，K；

ps,pm—分別為第i個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)第j次試驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器和流量計(jì)處的氣體絕對(duì)壓力，

Pa。

7.2.8修正系數(shù)及重復(fù)性的計(jì)算

7.2.8.1修正系數(shù)的計(jì)算

在第i個(gè)流量點(diǎn)，第j次校準(zhǔn)中，流量計(jì)的修正系數(shù)按式（7）計(jì)算。

6

JJF（津）07—2018

（Qqref）ij（ref）ij

kkij==或ij（7）

Qqijij

式中：kij—第i個(gè)流量點(diǎn)第j次測(cè)量得到的修正系數(shù)；

33

Qij(qij)—第i個(gè)流量點(diǎn)第j次測(cè)量被校準(zhǔn)流量計(jì)的示值，m(m/h)。

在第i個(gè)流量點(diǎn)，多次校準(zhǔn)所測(cè)得的該點(diǎn)修正系數(shù)的平均值按式（8）計(jì)算：

1n

（8）

kkiij=?

nj=1

式中：ki——第i個(gè)流量點(diǎn)修正系數(shù)的平均值；

n——重復(fù)測(cè)量次數(shù)。

7.2.8.2修正系數(shù)重復(fù)性的計(jì)算

在第i個(gè)流量點(diǎn)，修正系數(shù)的重復(fù)性按式（9）計(jì)算：

11n

（）2（9）

Ek-k%riiji=′?100

kin-1j=1

式中：Eri—第i個(gè)流量點(diǎn)修正系數(shù)的重復(fù)性，%；

7.2.9示值誤差及重復(fù)性的計(jì)算

7.2.9.1示值誤差的計(jì)算

在第i個(gè)流量點(diǎn)，第j次校準(zhǔn)中，流量計(jì)的相對(duì)示值誤差按式（10）計(jì)算。

Q-Qij（ref）ijq-qij（ref）ij

E%E%ij=′=′100或ij100（10）

（Qqref）ij（ref）ij

在第i個(gè)流量點(diǎn)，多次校準(zhǔn)所測(cè)得的該點(diǎn)示值誤差的平均值按式（11）計(jì)算：

1n

（11）

EEiij=?

nj=1

式中：Ei——第i個(gè)流量點(diǎn)示值誤差的平均值；

n——重復(fù)測(cè)量次數(shù)。

7.2.9.2示值誤差的重復(fù)性的計(jì)算

在第i個(gè)流量點(diǎn)，示值誤差Ei的重復(fù)性按式（12）計(jì)算：

1n

（）2（12）

EE-Eriiji=?

n-1j=1

7

JJF（津）07—2018

式中：Eri—第i個(gè)流量點(diǎn)修正系數(shù)的重復(fù)性，%；

7.2.10合成不確定度

7.2.10.1被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

評(píng)定被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度需考慮管道截面積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

ur(S)和重復(fù)測(cè)量引入的A類不確定度uA(q)，如式（13）所示。

22

uququSrAr()=()+()（13）

其中uA(q)按照式（14）計(jì)算：

E

uq()=ri（14）

An

7.2.10.2流量計(jì)修正系數(shù)（示值誤差）的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

a）液體流量計(jì)

當(dāng)忽略介質(zhì)溫度、壓力變化影響時(shí)，流量計(jì)修正系數(shù)的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式

（15）計(jì)算：

2222

ukrrsr()=uq+uq()()或ukrrsr()()()=uQ+uQ（15）

式中，ur(k)——流量計(jì)修正系數(shù)的的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

ur(qs)/ur(Qs)——標(biāo)準(zhǔn)器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；

ur(q)/ur(Q)——被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

流量計(jì)示值誤差的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（16）計(jì)算：

2222

uErrsr()()()=uq+uq或uErrsr()()()=uQ+uQ（16）

式中，ur(E)——流量計(jì)示值誤差的的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

b）氣體流量計(jì)

流量計(jì)修正系數(shù)的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（17）計(jì)算：

222222

ukr()=uq+uq+upuprsr()()()+()+()+()rsrmrsrmuTuT

222222

或ukrrsrrsrmrsrm()=uQ+uQ+upup()()()+()+()+()uTuT（17）

式中：ur(k)——流量計(jì)修正系數(shù)的的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

ur(Ts)——標(biāo)準(zhǔn)器處溫度測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；

8

JJF（津）07—2018

ur(ps)——標(biāo)準(zhǔn)器處壓力測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；

ur(Tm)——被校準(zhǔn)流量計(jì)處溫度測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；

ur(pm)——被校準(zhǔn)流量計(jì)處壓力測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。

流量計(jì)示值誤差的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（18）計(jì)算：

222222

uEr()=uq+uq+upuprsr()()()+()+()+()rsrmrsrmuTuT

222222

或uEr()=uQ+uQ+upuprsr()()rsrmrsrm()+()+()+()uTuT（18）

式中：ur(E)——流量計(jì)示值誤差的的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

7.2.11擴(kuò)展不確定度

流量計(jì)修正系數(shù)或示值誤差的相對(duì)擴(kuò)展不確定度按式（19）計(jì)算：

UukUuErr=′=′2rr(()或2)（19）

8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)

原始記錄和校準(zhǔn)證書格式見附錄A和B。

9復(fù)校時(shí)間間隔

流量計(jì)的復(fù)校時(shí)間間隔建議一般為1年。

9

JJF（津）07—2018

附錄A

校準(zhǔn)記錄參考格式

送校單位器具名稱

制造單位型號(hào)規(guī)格器具編號(hào)

環(huán)境溫度℃相對(duì)濕度%大氣壓力kPa

校準(zhǔn)地點(diǎn)

校準(zhǔn)日期證書編號(hào)

校準(zhǔn)員核驗(yàn)員

校準(zhǔn)依據(jù)

校準(zhǔn)所用的主要標(biāo)準(zhǔn)器:

名稱型號(hào)

編號(hào)測(cè)量范圍

準(zhǔn)確度等級(jí)□/最大允許誤差□/擴(kuò)展不確定度□：

證書編號(hào)有效期限

試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄

測(cè)量次數(shù)

123456平均值uA

測(cè)量值（mm）

外徑D

壁厚d

10

JJF（津）07—2018

流量校準(zhǔn)記錄

標(biāo)準(zhǔn)器平均修合成

標(biāo)準(zhǔn)被校修正系重

流量處壓力標(biāo)準(zhǔn)器修被校表被校表正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展不

ps/kPa器處表溫?cái)?shù)kij或復(fù)

點(diǎn)正流量壓力流量ki或示不確確定度

3溫度3度tm3示值誤性

m/hqref(m/h)pm/kPaq(m/h)值誤差定度/%(k=2)

ts/℃℃差Eij/%/%

Ei/%/%

11

JJF（津）07—2018

附錄B

校準(zhǔn)證書（內(nèi)頁）參考格式

B.1校準(zhǔn)依據(jù)：

B.2校準(zhǔn)所用主要標(biāo)準(zhǔn)器

名稱不確定度或準(zhǔn)確度有效期至

B.3環(huán)境和介質(zhì)條件

環(huán)境溫度：大氣壓力：相對(duì)濕度：

校準(zhǔn)用介質(zhì)：介質(zhì)溫度：介質(zhì)壓力：

B.4校準(zhǔn)用管道參數(shù)：

管道標(biāo)稱內(nèi)徑：管道外徑：管道壁厚：

B.5校準(zhǔn)結(jié)果

修正系數(shù)或示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果

3平均修正系數(shù)ki

序號(hào)校準(zhǔn)流量點(diǎn)（m/h）相對(duì)擴(kuò)展不確定度Ur

或示值誤差(%)

1

2

3

B.6復(fù)校時(shí)間間隔建議：年

12

JJF（津）07—2018

附錄C

不確定度評(píng)定實(shí)例

C.1液體流量計(jì)

C.1.1概述

C.1.1.1標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置：Urel=0.16%（k=2）

壓力變送器：0.075級(jí)

一體化溫度變送器：U=0.1℃（k=2）

p尺：分度值0.02mm

超聲波測(cè)厚儀：分辨力0.01mm

鋼卷尺：Ⅱ級(jí)

C.1.1.2測(cè)量數(shù)據(jù)

試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄見表C.1。

表C.1試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄

測(cè)量次數(shù)

123456平均值uA

測(cè)量值（mm）

外徑D207.54208.18207.86207.86207.54207.22207.70.138

壁厚d4.054.074.094.074.064.074.070.006

流量計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表C.2。

表C.2流量校準(zhǔn)記錄

標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)器修被校表被校表被校表

流量點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)器處示值誤平均示值重復(fù)

3處壓力正流量壓力溫度qm流量

m/h溫度qs/℃33差Eij/%誤差Ei/%性/%

ps/kPaqref(m/h)pm/kPa℃q(m/h)

160.515.819.86160.115.819.95+0.45

160.515.819.86160.115.819.93+0.35

160.515.819.86160.115.819.88+0.10

19.86+0.400.25

160.515.819.86160.115.819.93+0.35

160.515.819.86160.115.820.03+0.86

160.515.819.86160.115.819.92+0.30

155.815.8301.20155.215.8302.40+0.40

301.20155.815.8301.20155.215.8302.48+0.43+0.340.16

155.815.8301.20155.215.8301.80+0.20

13

JJF（津）07—2018

155.815.8301.20155.215.8302.76+0.52

155.815.8301.20155.215.8302.38+0.39

155.815.8301.20155.215.8301.46+0.09

148.215.8600.53148.015.8601.94+0.23

148.215.8600.53149.015.8601.69+0.19

148.215.8600.53150.015.8603.44+0.48

600.53+0.340.15

148.215.8600.53151.015.8602.94+0.40

148.215.8600.53152.015.8603.70+0.53

148.215.8600.53153.015.8601.61+0.18

C.1.2數(shù)學(xué)模型

由于qs與qm之差小于5℃，且ps與pm之差小于0.1MPa，被校準(zhǔn)流量計(jì)的示值誤差

可簡(jiǎn)化為（C.1）的形式：

qq-

E%=′s100（C.1）

qs

式中：

E—被校準(zhǔn)流量計(jì)的示值誤差，%；

3

qs—標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)得的瞬時(shí)體積流量，m/h；

q—被校準(zhǔn)流量計(jì)的示值，m3/h；

考慮qs≈q，由（C.1）得到修正系數(shù)的不確定度傳播率：

22222

uEr()=cquqrsrs()()+()()cquqrr（C.2）

式中，相對(duì)靈敏系數(shù)cr(qs)=-1，cr(q)=1。

C.1.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

由式（C.2）可見，流量計(jì)修正系數(shù)的不確定度來源主要有：

a）標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量ur(qs)；

b）被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度分量ur(q)；

C.1.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

以19.86m3/h流量點(diǎn)為例，評(píng)定各不確定度分量。

a）標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量ur(qs)；

標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為Urel=0.16%，包含因子k=2，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)

不確定度為

14

JJF（津）07—2018

0.16%

uq==.%()008

rs2

b）被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度分量ur(q)

由于試驗(yàn)管道截面積的測(cè)量直接影響被校準(zhǔn)流量計(jì)的流量測(cè)量結(jié)果，需考慮幾何尺

寸測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

試驗(yàn)管道截面積S由（C.4）得到

11

SD=D-2d=××pp2××（）2（C.4）

44n

截面積S的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

1uD(n)

uSDuDuS()=×××=×pnnr()或()2（C.5）

2Dn

試驗(yàn)管道內(nèi)徑Dn的不確定度由外徑D和壁厚d的不確定度合成，可表示為：

22

uDuDud()()+()n=（C.6）

外徑D的不確定度包括重復(fù)測(cè)量引入的A類不確定度和量具引入的B類不確定度，

如式（C.7）所示。

22

uDuDuD()=AB()+()（C.7）

分度值為0.02mm的p尺測(cè)量50mm≤D<500mm范圍，直徑最大允許誤差為±0.05mm，

因此，外徑D的B類不確定度為0.029mm，進(jìn)而得到u(D)=0.14mm。根據(jù)超聲波測(cè)厚儀

的校準(zhǔn)證書，引入的B類不確定度為0.03mm，得到u(d)=0.031mm。進(jìn)一步得到

u(Dn)=0.143mm，ur(S)=0.15%。

除了幾何尺寸測(cè)量引入的不確定度分量，被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度ur(q)還包

括重復(fù)測(cè)量引入的A類不確定度，按照式（C.8）計(jì)算。

E

uq=.%()=r0103（C.8）

An

式中：

Er—多次測(cè)量的重復(fù)性誤差，%；

n—重復(fù)測(cè)量次數(shù)；

15

JJF（津）07—2018

由式（C.9）得到被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度。

22

uququS=.%rAr()=()+()0182（C.9）

C.1.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

將各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量代入式（C.2），得到E的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

22

uE=.%r()=0.08+0.1820183

C.1.6擴(kuò)展不確定度計(jì)算

取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度為U.%=.%r=′20183037。

C.1.7校準(zhǔn)結(jié)果（表C.3）

表C.3校準(zhǔn)結(jié)果

校準(zhǔn)流量點(diǎn)示值誤差

序號(hào)3擴(kuò)展不確定度

（m/h）Ei

119.86+0.40Ur=0.37%（k=2）

2301.20+0.34Ur=0.33%（k=2）

3600.53+0.34Ur=0.33%（k=2）

C.2氣體流量計(jì)

C.2.1概述

C.2.1.1標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置：Urel=0.3%（k=2）

絕壓變送器：0.075級(jí)

一體化溫度變送器：U=0.1℃（k=2）

游標(biāo)卡尺：分度值：0.02mm

超聲波測(cè)厚儀：分辨力0.01mm

C.2.1.2測(cè)量數(shù)據(jù)

試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄見表C.4。

16

JJF（津）07—2018

表C.4試驗(yàn)管道幾何尺寸測(cè)量記錄

測(cè)量次數(shù)

123456平均值uA

測(cè)量值（mm）

外徑D133.22133.30133.18133.20133.36133.12133.230.036

壁厚d4.024.164.054.094.014.074.070.023

流量計(jì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)見表C.5。

表C.5流量校準(zhǔn)記錄

標(biāo)準(zhǔn)器標(biāo)準(zhǔn)器處標(biāo)準(zhǔn)器修被校表被校表被校表平均修

流量點(diǎn)修正系重復(fù)

3處壓力溫度ts/正流量壓力溫度tm流量正系數(shù)

m/h33數(shù)kij性/%

ps/kPa℃qref(m/h)pm/kPa℃q(m/h)ki

100.927.8202.42100.927.6202.161.0013

100.927.8202.42100.927.6202.181.0012

100.927.8202.42100.927.6202.011.0020

202.421.00140.05

100.927.8202.42100.927.6202.221.0010

100.927.8202.42100.927.6202.031.0019

100.927.8202.42100.927.6202.231.0009

100.527.8606.30100.527.5606.101.0003

100.527.8606.30100.527.5606.480.9997

100.527.8606.30100.527.5606.450.9998

606.301.00010.03

100.527.8606.30100.527.5606.091.0003

100.527.8606.30100.527.5606.221.0001

100.527.8606.30100.527.5606.011.0005

99.327.81210.4399.227.71202.251.0068

99.327.81210.4399.227.71202.321.0067

99.327.81210.4399.227.71202.031.0070

1210.431.00670.03

99.327.81210.4399.227.71202.981.0062

99.327.81210.4399.227.71202.611.0065

99.327.81210.4399.227.71202.261.0068

C.2.2數(shù)學(xué)模型

被校準(zhǔn)流量計(jì)的修正系數(shù)如式（C.10）所示：

qqTp××

k=ref=sms（C.10）

qqTp××sm

式中：

k—被校準(zhǔn)流量計(jì)的修正系數(shù)；

3

qref—流過被校準(zhǔn)流量計(jì)的實(shí)際瞬時(shí)體積流量，m/h；

3

qs—標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)得的瞬時(shí)體積流量，m/h；

17

JJF（津）07—2018

q—被校準(zhǔn)流量計(jì)的示值，m3/h；

Ts,Tm—標(biāo)準(zhǔn)器和被校準(zhǔn)流量計(jì)處的氣體熱力學(xué)溫度，K；

ps,pm—標(biāo)準(zhǔn)器和流量計(jì)處的氣體絕對(duì)壓力，Pa。

由（C.10）得到修正系數(shù)的不確定度傳播率：

uk222222222()=cquq()()+()()+()()+(cquqcpupcpup)()

rrsrsrrrsrsrmrm（C.11）

2222

+cTuTrsrs()()+cTuTrmrm()()

式中，相對(duì)靈敏系數(shù)cr(qs)=cr(Tm)=cr(ps)=1，cr(q)=cr(Ts)=cr(pm)=-1。

C.2.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

由式（C.11）可見，流量計(jì)修正系數(shù)的不確定度來源主要有：

a）標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量ur(qs)；

b）被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度分量ur(q)；

c）標(biāo)準(zhǔn)器處溫度測(cè)量引入的不確定度分量ur(Ts)；

d）標(biāo)準(zhǔn)器處壓力測(cè)量引入的不確定度分量ur(ps)；

e）被校準(zhǔn)流量計(jì)處溫度測(cè)量引入的不確定度分量ur(Tm)；

f）被校準(zhǔn)流量計(jì)處壓力測(cè)量引入的不確定度分量ur(pm)。

C.2.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

以202.42m3/h流量點(diǎn)為例，評(píng)定各不確定度分量。

a）標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量ur(qs)；

臨界流文丘里噴嘴法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為Urel=0.30%，包含因子

k=2，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

0.30%

uq==.%()015

rs2

b）被校準(zhǔn)流量計(jì)引入的不確定度分量ur(q)

由于試驗(yàn)管道截面積的測(cè)量直接影響被校準(zhǔn)流量計(jì)的流量測(cè)量結(jié)果，需考慮幾何尺

寸測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

試驗(yàn)管道截面積S由（C.12）得到

11

SD=D-2d=××pp2××（）2（C.12）

44n

18

JJF（津）07—2018

截面積S的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

1uD(n)

uSDuDuS()=×××=×pnnr()或()2（C.13）

2Dn

試驗(yàn)管道內(nèi)徑Dn的不確定度由外徑D和壁厚d的不確定度合成，可表示為：

22

uDuDud()()+()n=（C.14）

外徑D的不確定度包括重復(fù)測(cè)量引入的A類不確定度和量具引入的B類不確定度，

如式（C.15）所示。

22