JJF（京）107-2023 加氫機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范

北京市地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范

JJF（京）107-2023

加氫機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范

CalibrationSpecificationforHydrogenDispensers

2023-5-22發(fā)布2023-7-1實(shí)施

北京市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布

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加氫機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范

1范圍

本規(guī)范適用于公稱工作壓力為35MPa/70MPa的加氫機(jī)的校準(zhǔn)。

2引用文件

GB/T8979純氮高純氮和超純氮

GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)

GB/T13277.1壓縮空氣第1部分：污染物凈化等級(jí)

GB/T31130科里奧利質(zhì)量流量計(jì)

GB/T31138加氫機(jī)

GB/T37244質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

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術(shù)語(yǔ)

JJF1001、JJF1004界定的及以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。

3.1.1加氫機(jī)hydrogendispensers[3.1GB/T31138-2022]

為氫能汽車、氫能船舶、氫能有軌電車、氫能飛行器、氫能工程車輛、氫

能發(fā)電裝置等提供氫氣充裝服務(wù)，并帶有控制、計(jì)量和計(jì)價(jià)等功能的專用設(shè)備。

3.1.2加氫槍nozzle[3.3GB/T31138-2022]

安裝在加氫機(jī)加氫軟管末端，用于連接車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)加注接口的部件。

3.1.3加氫口receptacle[3.4GB/T31138-2022]

車輛上與加氫槍相連接的部件總成。

注：通常也稱受氣口。

3.1.4車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)onboardhydrogenstoragesystem[3.2GB/T31138-

2022]

從氫氣加注口至壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)口，與高壓氫氣加注、儲(chǔ)存、輸送、供給和

控制有關(guān)的裝置。

3.1.5拉斷閥breakawaydevice[3.5GB/T31138-2022]

1

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安裝在加氫軟管上的裝置，當(dāng)加氫過(guò)程出現(xiàn)超過(guò)張拉極限的情況時(shí)，斷開(kāi)

加氫機(jī)上的加氫軟管，并防止氫氣從加氫機(jī)中泄漏。

3.1.6加氫軟管dispenserhose[3.6GB/T31138-2022]

加注氫燃料的軟管，加氫軟管一端與拉斷閥相連，一端與加氫槍相連。

3.1.7加注速率fuelingspeed[3.8GB/T31138-2022]

氫氣加注時(shí)的氫氣流量或儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)壓力升高的速率。

3.1.8科里奧利質(zhì)量流量計(jì)coriolismassflowmeter[3.1GB/T31130]

由流量檢測(cè)元件（一次裝置）和變送器（二次裝置）組成，利用流體與振

動(dòng)管振動(dòng)的相互作用測(cè)量質(zhì)量流量和密度的裝置。

注：科里奧利流量計(jì)也可測(cè)量振動(dòng)管內(nèi)的溫度。

3.2計(jì)量單位

3.2.1質(zhì)量：千克，符號(hào)：kg。

3.2.2流量：千克每分鐘，符號(hào)：kg/min。

3.2.3壓力：兆帕，符號(hào)：MPa。

3.2.4溫度：攝氏度，符號(hào)：℃。

4概述

4.1構(gòu)造

加氫機(jī)一般由科里奧利質(zhì)量流量計(jì)、電子計(jì)控器和附屬裝置等主要部分組

成。附屬裝置用于加氫機(jī)以實(shí)現(xiàn)正確測(cè)量和簡(jiǎn)化操作，主要包括：氣體過(guò)濾器、

進(jìn)氣閥、流量調(diào)節(jié)裝置、換熱器（可選）、拉斷閥、加氫軟管、加氫槍等，其

典型系統(tǒng)組成見(jiàn)圖1。

2

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圖1加氫機(jī)典型系統(tǒng)組成

4.2原理

氫氣從氣源接口進(jìn)入加氫機(jī)進(jìn)氣管路，依次經(jīng)過(guò)氣體過(guò)濾器、進(jìn)氣閥、質(zhì)

量流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)裝置、換熱器（可選）、拉斷閥、加氫軟管、加氫槍后通

過(guò)加氫口充入儲(chǔ)氫氣瓶。加氫機(jī)的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制加氫過(guò)程，并與加氫站站

控系統(tǒng)、加氫通信接口（可選）等實(shí)時(shí)通信。

5計(jì)量特性

5.1流量示值誤差

加氫機(jī)計(jì)量的最大允許誤差一般不超過(guò)±2%。

5.2流量重復(fù)性

加氫機(jī)的計(jì)量重復(fù)性不應(yīng)超過(guò)相應(yīng)最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。

注：以上指標(biāo)不作為合格性判定。

6校準(zhǔn)條件

6.1環(huán)境條件

6.1.1環(huán)境溫度：（-40～50）℃；

6.1.2相對(duì)濕度：20%~95%；

6.1.3大氣壓力：（80～110）kPa。

6.2主標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備

6.2.1主標(biāo)準(zhǔn)器

一般采用標(biāo)準(zhǔn)表法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（簡(jiǎn)稱：標(biāo)準(zhǔn)表法裝置）校準(zhǔn)，也可采用

質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置（簡(jiǎn)稱：質(zhì)量法裝置）校準(zhǔn)（見(jiàn)附錄D）。

標(biāo)準(zhǔn)表法裝置流量范圍：涵蓋被校加氫機(jī)流量范圍，一般為（0.1~8）

kg/min，擴(kuò)展不確定度優(yōu)于被校加氫機(jī)最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。

6.2.2配套設(shè)備

配套設(shè)備見(jiàn)表1。

表1配套設(shè)備

序號(hào)設(shè)備名稱技術(shù)要求用途

公稱工作壓力滿足加氫機(jī)

1儲(chǔ)氫氣瓶公稱工作壓力要求，容積存儲(chǔ)高壓氣體

應(yīng)不小于50L，同時(shí)滿足壓

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力容器監(jiān)管要求

壓力范圍滿足加氫機(jī)公稱

壓力傳感器或壓讀取儲(chǔ)氫氣瓶壓力

2工作壓力要求，準(zhǔn)確度等

力表值

級(jí)不低于0.25級(jí)。

6.2.3校準(zhǔn)介質(zhì)

校準(zhǔn)介質(zhì)為壓縮氫氣、壓縮氮?dú)饣驂嚎s空氣，并充滿管道及流量計(jì)。氣體

介質(zhì)分別符合GB/T37244、GB/T8979、GB/T24499及GB/T13277.1要求。

7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

7.1校準(zhǔn)項(xiàng)目

表2校準(zhǔn)項(xiàng)目一覽表

序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目

1流量示值誤差

2流量重復(fù)性

7.2校準(zhǔn)方法

7.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

7.2.1.1流量范圍核查

加氫機(jī)的最大氫氣流量應(yīng)不大于7.2kg/min。

7.2.1.2壓力等級(jí)核查

加氫機(jī)壓力等級(jí)應(yīng)滿足表3。

表3加氫機(jī)壓力等級(jí)

加氫機(jī)工作壓力等

公稱工作壓力最大工作壓力最大允許工作壓力

級(jí)

（NWP）/MPa（1.25NWP）/MPa（1.375NWP）/MPa

(HSL)

H353543.7548.125

H707087.596.25

7.2.1.3安全閥核查

加氫機(jī)的加注管道上應(yīng)設(shè)置全啟式安全閥和相應(yīng)的安全泄放措施。

7.2.1.4氣密性核查

a）將氣源系統(tǒng)、加氫機(jī)以及計(jì)量性能試驗(yàn)設(shè)備相連接，加氫機(jī)通過(guò)加氫軟

管和加氫槍與試驗(yàn)設(shè)備連接，見(jiàn)圖2；

b）關(guān)閉試驗(yàn)設(shè)備中儲(chǔ)氫氣瓶前端的閥門，緩慢打開(kāi)加氫機(jī)前端入口閥，試

驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)充滿整個(gè)管路系統(tǒng)；

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c）觀察試驗(yàn)設(shè)備上壓力傳感器或壓力表示值，當(dāng)壓力值達(dá)到試驗(yàn)要求的壓

力值時(shí)，關(guān)閉加氫機(jī)前端入口閥；

d）保持壓力10min，再次觀察壓力傳感器或壓力表示值，壓力變化不應(yīng)超

過(guò)0.1MPa，管路系統(tǒng)各連接處應(yīng)無(wú)泄漏。

圖2加氫機(jī)計(jì)量性能測(cè)試原理圖

7.2.2流量示值誤差

7.2.2.1校準(zhǔn)流量區(qū)

校準(zhǔn)流量按加氫機(jī)的公稱工作壓力分不同流量區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，分別是R（1）、

R（2），每個(gè)流量區(qū)分別校準(zhǔn)3次。各流量區(qū)的充裝壓力控制范圍見(jiàn)表4。

表4各流量區(qū)的充裝壓力控制范圍

加氫機(jī)額定工作壓力流量區(qū)儲(chǔ)氫氣瓶起始?jí)毫?chǔ)氫氣瓶終止壓力

R（1）（2~10）MPa（30~43.75）MPa

35MPa

R（2）（10~20）MPa（30~43.75）MPa

R（1）（2~10）MPa（60~87.5）MPa

70MPa

R（2）（10~30）MPa（60~87.5）MPa

7.2.2.2校準(zhǔn)步驟

1）環(huán)境條件應(yīng)符合6.1條要求。

2）標(biāo)準(zhǔn)表法裝置及加氫機(jī)應(yīng)良好接地，通電預(yù)熱時(shí)間不少于30min。

3）按照?qǐng)D3方式連接好被校加氫機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)表法裝置。打開(kāi)入口閥、加氫槍

閥、儲(chǔ)氫氣瓶閥，使校準(zhǔn)介質(zhì)充滿管道。觀察標(biāo)準(zhǔn)表法裝置上的壓力傳感器示

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值，當(dāng)儲(chǔ)氫氣瓶的壓力達(dá)到某實(shí)驗(yàn)區(qū)間要求的起始?jí)毫?，停止加氣，關(guān)閉閥門。

4）將加氫機(jī)示值回零，同時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)表法裝置回零（或記錄標(biāo)準(zhǔn)法裝置初始

值），開(kāi)始數(shù)據(jù)采集。

5）開(kāi)啟加氫機(jī)，打開(kāi)加氫槍閥和儲(chǔ)氫氣瓶閥進(jìn)行加氣，觀察精密壓力傳感

器示值，當(dāng)儲(chǔ)氫氣瓶閥的壓力達(dá)到流量區(qū)要求的終止壓力時(shí)，停止加氣，關(guān)閉

加氫槍閥門和儲(chǔ)氫氣瓶閥。同步采集被校加氫機(jī)的累積質(zhì)量流量和標(biāo)準(zhǔn)表法裝

置的質(zhì)量流量。可以采用啟停法或者動(dòng)態(tài)采樣法（同步拍照方式獲取被校加氫

機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)表法裝置的示值）進(jìn)行校準(zhǔn)。

6）將標(biāo)準(zhǔn)表法裝置排空。

7）按照各流量區(qū)要求的試驗(yàn)次數(shù)，重復(fù)以上步驟。

圖3標(biāo)準(zhǔn)表法裝置工作原理圖

加氫完成后，記錄加氫機(jī)累積流量示值，同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)法裝置累積流量示

值，用公式（2）計(jì)算加氫機(jī)的單次測(cè)量示值相對(duì)誤差Eij：

()()mmJijB?ij

Eij=100%（2）

()mBij

式中：()mJij——i流量區(qū)第j次測(cè)量時(shí)加氫機(jī)面板顯示的累積流量示值，

kg；

()mBij——流量區(qū)第次測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積流量示值，kg；

Eij——流量區(qū)第次測(cè)量的單次示值相對(duì)誤差，%。

7.2.2.3流量示值誤差

6

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1）i流量區(qū)3次測(cè)量完成后，取3次示值相對(duì)誤差的平均值作為該流量點(diǎn)的

示值誤差Ei，見(jiàn)（3）式。

n

Eij

j=1

E=（3）

in

式中：Ei——流量區(qū)的示值誤差，%；

n——測(cè)量次數(shù)，?=3。

2）取各流量區(qū)中示值誤差絕對(duì)值最大的值作為加氫機(jī)的示值誤差。

7.2.3流量重復(fù)性

1）重復(fù)性Er用公式（4）計(jì)算：

?????????

(??)?=（4）

??

式中：(??)?——為試驗(yàn)區(qū)間加氫機(jī)的測(cè)量重復(fù)性；

????——為試驗(yàn)區(qū)間加氫機(jī)單次示值誤差的最大值；

????——為試驗(yàn)區(qū)間加氫機(jī)單次示值誤差的最小值；

??——極差系數(shù)，見(jiàn)表5；

表5極差系數(shù)表

2）取各流量區(qū)中重復(fù)性最大的值作為加氫機(jī)的重復(fù)性。

??=[(??)?]???

8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)

校準(zhǔn)證書應(yīng)給出校準(zhǔn)結(jié)果及測(cè)量不確定度，校準(zhǔn)證書格式見(jiàn)附錄A，原始

記錄格式見(jiàn)附錄B,不確定度評(píng)定示例見(jiàn)附錄C，質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置見(jiàn)附錄D。

9復(fù)校時(shí)間間隔

加氫機(jī)復(fù)校時(shí)間間隔建議不超過(guò)1年。

注：由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等因素所決定

的，送校單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。

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附錄A

校準(zhǔn)記錄的參考格式

記錄編號(hào)：____________________校準(zhǔn)證書編號(hào)：_______________________第_____頁(yè)/共_____頁(yè)

委托單位：__________________________________________________證書單位：___________________________________________

型號(hào)/規(guī)格：________________________出廠編號(hào)：____________________準(zhǔn)確度等級(jí)/最大允許誤差：_____級(jí)流量范圍：

_________kg/min

制造廠家：________________________________________________________________________________________________________

標(biāo)準(zhǔn)器名稱：____________________________標(biāo)準(zhǔn)器型號(hào)/規(guī)格：______________________標(biāo)準(zhǔn)器編號(hào)：_____________________

標(biāo)準(zhǔn)器證書編號(hào)：________________________標(biāo)準(zhǔn)器有效期至：______________________標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量范圍：____________kg/min

校準(zhǔn)依據(jù)文件：___________________________________________________________________________________________________

校準(zhǔn)環(huán)境參數(shù)：溫度：______℃相對(duì)濕度：________%大氣壓力：__________kPa校準(zhǔn)介質(zhì)：____________

校準(zhǔn)前準(zhǔn)備：流量范圍：______壓力等級(jí)：______安全閥：______氣密性：______

校準(zhǔn)加氫機(jī)示值校準(zhǔn)裝置示值相對(duì)誤差平均誤差重復(fù)性校準(zhǔn)加氫機(jī)示值校準(zhǔn)裝置示值相對(duì)誤差平均誤差重復(fù)性

流量區(qū)流量區(qū)

次數(shù)kgkg%%%次數(shù)kgkg%%%

11

R(1)2R(2)2

33

測(cè)量結(jié)果不確定度

校準(zhǔn)

示值誤差（%）：重復(fù)性（%）：

結(jié)果（%）k-2

校準(zhǔn)員：___________核驗(yàn)員：__________校準(zhǔn)日期：___________簽發(fā)日期：___________校準(zhǔn)地點(diǎn)：_________________

8

附錄B

校準(zhǔn)證書的（內(nèi)頁(yè)）參考格式

B.1校準(zhǔn)依據(jù)

B.2校準(zhǔn)地點(diǎn)

B.3環(huán)境條件、介質(zhì)

溫度（℃）：相對(duì)濕度（%）：

大氣壓力（kPa）:校準(zhǔn)介質(zhì)：

B.4校準(zhǔn)所用主要標(biāo)準(zhǔn)器

名稱：

準(zhǔn)確度等級(jí)或測(cè)量不確定度或最大允許誤差：

有效期至：年月日

B.5校準(zhǔn)結(jié)果

9

附錄C

加氫機(jī)測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定示例

C.1概述

C.1.1被校計(jì)量器具

名稱：加氫機(jī)

C.1.2標(biāo)準(zhǔn)器

標(biāo)準(zhǔn)器信息見(jiàn)表C.1。

表C.1標(biāo)準(zhǔn)器

標(biāo)準(zhǔn)表法流量校準(zhǔn)

名稱

裝置

測(cè)量不確定度Urel=0.50%(k=2)

測(cè)量范圍（0.1~8）kg/min

C.1.3校準(zhǔn)環(huán)境條件

校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境溫度：22.0℃，相對(duì)濕度：50%，大氣壓:101.669kPa。

C.2不確定度分析

C.2.1數(shù)學(xué)模型

加氫機(jī)流量相對(duì)示值誤差按式（C.1）進(jìn)行計(jì)算：

mmJB?

Ei=100%·（C.1）

mB

式中：Ei—i流量區(qū)的相對(duì)示值誤差，%；

i

mJ—流量區(qū)測(cè)量時(shí)加氫機(jī)面板顯示的累積流量示值，kg；

m

B—流量區(qū)測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積流量示值，kg。

C.2.2測(cè)量不確定度來(lái)源和傳播公式

從式（C.1）可得，影響測(cè)量不確定度的因素主要有：標(biāo)準(zhǔn)器的累積流量示值

引入的不確定度分量umrB()和加氫機(jī)面板顯示的累積流量示值引入的不確定度分

量umrJ()，各不確定度分量互不相關(guān)。

根據(jù)不確定度傳播律可得

10

uEcmumcmum()()()()()=+2222

rirBBrJrJr

其中，各分相對(duì)量靈敏系數(shù)為：

cmcmrBrJ()1()1.=?=；

C.2.3不確定度評(píng)定

a)標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積流量示值引入的不確定度分量umrB()

標(biāo)準(zhǔn)表法裝置的擴(kuò)展不確定度Urel=0.50%(k=2)，則標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積流量示值引

入的不確定度分量為

0.50%

umrB()0.250%==

2

b)加氫機(jī)面板顯示的累積流量示值引入的不確定度分量

1

○重復(fù)性引入的不確定度分量??(??1)

對(duì)一臺(tái)穩(wěn)定性好的加氫機(jī)按加注量取5kg進(jìn)行校準(zhǔn)，共測(cè)量10次，獲得數(shù)據(jù)

如表C.2所示：

表C.2

平均值

示值（kg）相對(duì)示值誤差（%）

（%）

12345678910

50.59%

0.480.470.720.670.560.580.510.620.600.68

根據(jù)貝塞爾公式計(jì)算可得標(biāo)準(zhǔn)偏差：

n

2

(mmi?)

s==i=10.608%

n?1

因此，計(jì)算可得加氫機(jī)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量為

urJ(m1)==s0.086%

2

○時(shí)間不同步性引入的不確定度分量??(??2)

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)算，加氫機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)帶來(lái)的時(shí)間不同步值最大為80ms，其分

布可視為均勻分布，取k=3，設(shè)定加氫機(jī)單次連續(xù)加注時(shí)間不應(yīng)少于3分鐘的要

求，每次數(shù)據(jù)采集時(shí)間應(yīng)至少為1分鐘，則

11

80

um()100%0.077%==

rJ23

36010

加氫機(jī)質(zhì)量流量計(jì)后端管路容積為0.0004m3，空氣介質(zhì)標(biāo)況狀態(tài)下密度為

1.293kg/m3。

3

○管路容積變化引入的不確定度分量??(??3)

加氫機(jī)加注量取5kg，試驗(yàn)中管道壓力差的最大值為0.4MPa，則加氫機(jī)質(zhì)量

流量計(jì)后端管路容積變化引入的不確定度分量為

0.40.00041.293

um()=100%=0.041%

rJ30.15

綜上，加氫機(jī)面板顯示的累積流量示值引入的不確定度分量為

222222

umumumumrJrJrJrJ()=()()()(0.086%)(0.077%)(0.041%)0.122%123++=++=

C.2.4合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表見(jiàn)表C.3

表C.3標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

相對(duì)靈相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)符號(hào)不確定度分量來(lái)源敏系數(shù)不確定度

ci（%）

標(biāo)準(zhǔn)裝置的累積流

1umrB()量示值引入的標(biāo)準(zhǔn)-10.250

不確定度分量

加氫機(jī)面板顯示的

2umrJ()累積流量示值引入10.122

的不確定度分量

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur0.278

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與各分量無(wú)關(guān)，則加氫機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

u(Ec)()=+=+=m()()222222umc()(0.250%)(0.122%)0.278%mum

rirBBrJrJr

C.2.5計(jì)算擴(kuò)展不確定度

取包含因子k=2，其測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為

UuErri==2()0.56%

12

附錄D

質(zhì)量法流量標(biāo)準(zhǔn)裝置

D.1校準(zhǔn)設(shè)備

D.1.1主標(biāo)準(zhǔn)器

質(zhì)量法裝置采用電子天平作為主標(biāo)準(zhǔn)器，準(zhǔn)確度等級(jí)不低于○Ⅱ