中华人民共和国国家计量检定规程.docx
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中华人民共和国国家计量检定规程
中华人民共和国国家计量检定规程
JJG××××-××××
流量积算仪
FlowIntergrationMeters
(征求意见稿)
意见请返回:
***************
XXXX-XX-XX发布 XXXX-XX-XX实施
国家质量技术监督检验检疫总局发布
JJG1003—
代替JJG1003—2005
规程正文部分
流量积算仪检定规程
VerificationRegulation
ofFlowIntergrationMeters
归口单位:
全国流量容量计量技术委员会
主要起草单位:
河南省计量科学研究院
参加起草单位:
本规程委托全国流量容量计量技术委员会负责解释
本规程主要起草人:
参加起草人:
引言
本规程以国家标准GB/T13639-2008《工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪表》、GB/T2624-2006《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》(所有部分)为技术依据,结合了我国流量积算仪的生产和使用现状,对JJG1003-2005版本《流量积算仪》进行修订。
在主要的技术指标上与国家标准等效。
与JJG1003-2005版本相比,本规程除编辑性修改外主要技术变化如下:
──增加了流量积算仪的定义;
──增加了数字信号和通讯协议的定义;
──流量信号的输入形式增加了数字信号;
──修改了引用误差,规程中涉及到的误差全部改为相对误差;
──增加了气体体积流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件;
──增加了贸易计算用流量积算仪的通用技术要求;
──增加了标准数字信号发生器为主要检定设备之一;
──增加了流量输入信号为数字信号时的检定方法;
──修改了试验点的选取;
──增加了瞬时热量和累积热量的检定方法;
──修改了检定周期;
──删除了原规程中附录A“型式评价试验大纲”,型式评价试验大纲作为国家技术规范另行制定;
──删除了原规程中附录B中的部分内容。
──修改了检定记录和检定证书/检定结果通知书(内页)格式。
JJG1003《流量积算仪》的历次版本发布情况为:
──JJG1003-2005《流量积算仪》
流量积算仪检定规程
1范围
本规程适用于流量积算仪(以下简称积算仪)的首次检定、后续检定、使用中检查。
具备积算仪功能的其他流量积算设备可参照本规程。
2引用文献
本规程引用下列文献
GB/T13639-2008工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪表
GB6587-1989电子测量仪表环境试验
GB/T11062天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法(modISO6976)
GB/T17747(所有部分)天然气压缩因子的计算〔idtISO12213(所有部分)〕
GB/T18603天然气计量系统技术要求
GB/T21446-2008用标准孔板流量计测量天然气流量
GB/T2624-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量(所有部分)
CJ128-2007热量表
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡不注明日期的引用文件,其最新版本(包括所有修改单)适用于本规程。
3术语及定义
3.1积算仪flowintergrationmeters
通过采集与流量相关的传感器信号,用相关的数学模型计算出流量(能量)的装置。
流量积算仪通常又称为流量显示仪、流量计算机等。
3.2断电保护poweroutageprotection
仪表在供电电源断电期间,积算仪内设参数及积算仪累积流量等数据能够可靠保存起来的功能。
3.3采样周期samplingperiod
相邻两次采样之间的时间间隔,单位:
s。
3.4小信号切除lowflowratecutoff
本规程中是指积算仪为克服干扰、变送器或传感器的零漂影响或为保证流量计系统正常运行而设置的功能。
低于特定流量值时仪表按零值处理,高于此值时仪表正常运行。
3.5补偿参量显示accessorialdisplayparameter
积算仪中为显示介质工作状态(如压力、温度等)而设置的辅助显示。
3.6数字信号和通讯协议digitalsignalsandcommunicationprotocol
用于积算仪与传感器、变送器、网络终端之间遵循约定协议进行通讯或完成服务的信号,协议定义了数据单元传输的内容与格式。
包含HART协议、Modbus协议、Profibus协议等。
4概述
4.1工作原理
积算仪的工作原理:
通过对与之配套的流量变送器、流量传感器和其他变送器(温度、压力等)输出模拟信号、脉冲信号或者数字信号的采集,用相关的数学模型计算出瞬时流量、累积流量等,并进行显示、储存和传送。
有的积算仪还具有将瞬时流量转换成模拟信号或者数字信号进行输出和进行定量控制的功能。
与其配套的传感器通常有标准节流装置、涡轮、涡街、电磁、超声流量传感器或变送器等,及补偿用的压力变送器、差压变送器、温度变送器、组份分析仪等。
4.2结构
积算仪主要由中央处理单元、输入输出单元、显示单元和操作按钮等组成。
输入输出单元包含流量传感器信号输入、温度、压力等补偿信号输入、流量等信号输出等。
4.3流量信号输入形式
积算仪的输入信号一般有模拟输入信号、脉冲信号、数字信号三种形式,也可使用说明书中给出的其他信号输入形式。
模拟信号:
电流:
DC(4~20)mA或DC(0~10)mA。
电压:
DC(1~5)V或DC(0~5)V。
脉冲信号:
电流脉冲、电压脉冲,其频率通常为10kHz以下。
4.4配套仪表信号输入形式
模拟信号:
电流:
DC(4~20)mA或DC(0~10)mA。
电压:
DC(1~5)V或DC(0~5)V。
数字信号和通讯协议:
包含HART协议(采用基于BELL202标准的FSK频移键控信号,在(4~20)mA信号上叠加幅度为0.5mA的数字音频信号,波特率为1200bps)、Modbus协议(包含:
Modbus串行链路基于TIA/EIA标准:
232-E和485-A;ModbusTCP/IP基于IETF标准:
RFC793和RFC791)、PROFIBUS协议(基于EN50170标准,波特率在9.6kbps~12Mbps)等。
5计量性能要求
5.1积算仪的准确度等级
积算仪根据主示值最大允许误差限划分准确度等级,如表1所示。
主示值为瞬时流量、累积流量、累积热量(能量)中的一个或几个示值。
除主示值以外的以上示值及辅助参数测量值误差限以使用说明书中规定为准。
表1积算仪准确度等级与误差限对照表
准确度等级
0.05级
0.1级
0.2级
0.5级
1.0级
主示值基本误差限
±0.05%
±0.1%
±0.2%
±0.5%
±1.0%
注:
表1中规定的误差限是指相对误差。
5.2电源变化影响
对于交流220V供电的仪表,电源电压变化±10%时;对直流24V供电的仪表,电源变化±5%时;积算仪的瞬时压力、温度、流量等示值与正常电压下示值相比,变化值不得超过基本误差的一半。
5.3采样周期
积算仪的流量信号采样时间应不大于2s;压力、温度采样时间应不大于5s;介质组分或物性参数的采样时间应不大于15min。
6通用技术要求
6.1常规技术要求
6.1.1积算仪应有详细的使用说明书,说明书上注明适用流量计(传感器)的种类、输出信号的类型、调校方法、操作步骤、适用介质及是否带有温度压力补偿及其他功能,提供引用的标准或计算依据。
6.1.2积算仪外壳、铭牌、接线柱应经过良好的表面处理,不得有镀层脱落、锈蚀、划伤、沾污等缺陷。
显示部分文字、数字、符号、标志应清晰鲜明、无重叠,仪表显示亮度均匀,不应有缺笔划等现象。
6.1.3仪表铭牌应有制造计量器具许可证标志及厂名、型号、编号、准确度等级、出厂年月等。
6.1.4仪表流量系数(密度、传感器系数等)的有效数字应不少于4位。
瞬时流量显示应有足够的分辨力,累积流量显示位数不少于6位。
6.1.5本规程推荐气体体积流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件均为绝对压力101.325kPa、热力学温度293.15K。
也可采用贸易合同约定的压力、温度作为参比条件。
6.1.6传感器传输信号为数字信号的应提供相应通讯协议和软件。
6.1.7小信号切除
允许有小信号切除,配套传感器为标准节流装置的切除点应不大于设计工况下最大流量的8%,配套传感器为其他类型的切除点应不大于设计工况下最大流量的5%。
6.1.8绝缘电阻
在环境温度为(15~35)℃、相对湿度(45~75)%、大气压力(86~106)kPa条件下,各端子与外壳之间绝缘电阻不小于20MΩ。
6.1.9绝缘强度
试验环境条件同6.1.8条,其各端子之间及与外壳之间施加表2所规定的试验电压,保持1min,不出现击穿或飞弧现象。
表2绝缘强度试验适用试验电压表
仪表端子电压公称值(V)
试验电压(kV)
<60
0.5
60~<130
1.0
130~<250
1.5
250~<650
2.0
6.2用于贸易结算时的技术要求
6.2.1贸易结算用积算仪除应遵循6.1的所有要求外,还应遵循6.2.2~6.2.5的要求。
6.2.2贸易结算用积算仪物性参数计算应遵循附录A.2,其它介质遵循相关标准。
6.2.3贸易结算用积算仪应具有参数设置、数据记录和历史事件的记录的安全保护功能,所有记录均不可修改、删除、存储器存满后以先进先出原则溢出。
并须设有操作权限设置,分级密码、密钥、封印等保护措施。
6.2.4贸易结算用积算仪数据处理、流量计算周期不超过5秒,累积流量显示位数不少于9位,A/D转换器不低于16位,D/A转换器不低于12位。
6.2.5贸易结算用积算仪流量计算模型(含物性值计算)的不确定度(仅对计算方法而言),应不大于0.1%。
7计量器具控制
7.1检定条件
7.1.1主要检定设备
7.1.1.1标准数字信号发生器
最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。
7.1.1.2标准电流表
最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。
7.1.1.3标准电压表
最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。
7.1.1.4通用计数器
计数范围:
0~99999;分辨力:
1个字。
7.1.1.5标准电阻箱
最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。
7.1.1.6计时器
分辨力优于0.01s。
7.1.1.7频率信号发生器
频率范围:
(0~50)kHz,最大允许误差:
±1×10-5。
7.1.2附属设备
7.1.2.1直流信号源
可输出三路DC(0~20)mA[或DC(0~5)V]连续可调信号,稳定度:
0.05%/2h。
7.1.2.2毫伏发生器
输出范围:
DC(0~50)mV,最大允许误差:
±1×10-4。
7.1.2.3绝缘电阻表
输出电压500V、10级。
7.1.2.4耐压测试仪
电压范围:
(0~5)kV,±5%,频率:
(45~55)Hz,功率不低于:
0.25kW。
7.1.2.5稳压电源
DC(0~30)V可调;AC(0~220)V可调;最大允许误差:
±1%。
7.1.2.6电阻箱
(0~9999.99)Ω,优于1.0级。
7.2检定环境条件
7.2.1环境温度:
(20±5)℃
环境相对湿度:
(45~75)%
7.2.2交流电源(220±22)V,频率(50±1)Hz。
7.2.3除地磁场外的其他外界磁场、机械振动等干扰应小到对积算仪的影响可忽略不计。
7.3检定项目
积算仪的检定项目列于表3中。
表3积算仪的检定项目
序号
检定项目
首次检定
后续检定
使用中检查
1
外观及功能检查
+
+
+
2
基本误差
+
+
+
3
小信号切除功能
+
+
+
4
电源变化影响
+
-
-
5
绝缘电阻
+
*
*
6
绝缘强度
+
-
-
注:
“+”表示应检定,“-”表示可不检定,“*”表示经大修理后,应增加该项检定,后续和使用中可不做此项。
7.4检定方法
7.4.1外观及功能检查
用目测的方法检查铭牌、外观和功能,应符合本规程6.2、6.3、6.4条的要求。
7.4.2示值误差的检定
检定前按图1连接好线,通常被检仪表通电预热10min。
如产品说明书对预热时间另有规定的,则按说明书规定的时间预热。
工作
图1
图-1
图-1积算仪检定接线示意图
注:
数字信号输入时可按以下方法进行
1.使用具有相应数字信号协议标准的检定设备。
2.用符合相应的数字信号协议标准的软件直接给积算仪设置所需的信号值。
7.4.2.1瞬时流量(热量)
a、试验点取流量传感器(或变送器)最大流量对应的输入信号的量限下限、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍量限附近;具有压力、温度补偿功能的以上检定点是在设计状态下,另外应在压力不变,温度在设计范围内任取两点,流量为最大;温度不变,压力在设计范围内任取两点,流量为最大情况下分别进行两次检定。
b、按选取检定点,积算仪作一次循环测量。
c、按下式计算每个流量点的误差(Ei),模拟信号输入的按公式
(1)、脉冲信号输入的按公式
(2)计算、用于贸易结算的积算仪按公式
(2),应满足表1中对积算仪误差限的要求。
Ei=
×100%
(1)
式中:
——该流量检定点的流量积算仪示值;
——该积算仪在设计状态下最大流量。
Ei=
×100%
(2)
式中:
——该流量检定点的流量的理论计算值。
注:
的计算应根据使用流量计的型式及被测介质在检定点的操作条件,依据该种流量计国家有关标准和计量检定规程进行计算(或使用通过法定计量检定单位认证的计算软件进行计算)。
介质物性值计算应符合本规程附录A.2规定。
7.4.2.2累积流量
累积流量检定应在设计工作状态下进行。
读取n(n≥10min)时间累积流量值,检定分辨力引入的不确定度应优于最大允许误差的1/5,应满足表1中对积算仪误差限的要求。
累积流量误差(EQ)按下式计算:
EQ=
×100%(3)
式中:
——积算仪累积流量示值;
——积算仪累积流量理论计算值。
7.4.2.3累积热量(能量)
累积热量(能量)检定应在设计工作状态下进行。
读取n(n≥10min)时间累积热量(能量)值,检定分辨力引入的不确定度应优于最大允许误差的1/5,应满足表1中对积算仪差限的要求。
累积热量(能量)误差(EQ)按下式计算:
EQ=
×100%(4)
式中:
Wi——积算仪累积热量(能量)示值;
Wsi——积算仪累积热量(能量)理论计算值。
注:
a.Wsi的计算见附录A。
b.如流量积算仪不具备该功能,此项可不进行检定。
7.4.2.4补偿参量显示值
a、试验点取零点、0.25Amax、0.5Amax、0.75Amax、Amax。
注:
①Amax为模拟输入信号的上限值。
②对于温度信号采用热电阻和热电偶的,Amax取500℃对应的模拟量。
b、按选取检定点,积算仪作一次循环测量。
c、按下式计算每个检定点误差(EAi),应满足使用说明书中对积算仪误差限的要求。
EAi=
×100%(5)
式中:
——检定点积算仪示值;
——检定点输入信号对应的理论计算值;
——输入信号对应的理论计算的最大值。
7.4.2.5输出电流
a、试验点取0.2
、0.4
、0.6
、0.8
、
附近。
b、按选取检定点,积算仪作二次循环测量。
c、普通积算仪按式(6)、用于贸易结算的积算仪按式(7)计算每个检定点误差(Esi),应满足表1中对积算仪误差限的要求。
Esi=
×100% (6)
Esi=
×100% (7)
式中:
Ii——检定点输出电流值;
Isi——检定点流量理论计算对应的电流值;
Imax——最大流量理论计算对应的电流值;
I0——流量零点对应的电流值。
7.4.2.6定量控制
a、试验点取0.2
、0.5
、
附近。
b、按选取检定点,积算仪作二次循环测量。
c、按下式计算每个检定点误差(Esi),应满足表1中对积算仪误差限的要求。
Esi=
×100%(8)
式中:
Ssi——检定点起控制作用的总量理论计算值;
Si——设定值。
7.4.3小信号切除
接线及检定方法同图1。
在切除点附近由低到高缓慢改变输入信号,直至积算仪有对应参数显示,然后缓慢减少输入信号,积算仪有对应参数显示突然降为零。
此时流量值为切除点,其数据应符合6.1.7条的要求。
7.4.4电源变化影响
可在基本误差检定时同时进行。
首先被检仪表按正常值供电,读取仪表示值,然后分别提高和降低至仪表允许供电电源上限值、下限值,此时仪表的示值分别与正常供电值相比,变化不得超过误差限的一半。
7.4.5绝缘电阻
仪表电源开关处于接通位置,各路输入端子间、输出端子间、电源端子间分别短接。
采用额定直流电压500V的绝缘电阻表按下述之间端子进行检定检定结果应满足6.1.8条之规定。
输入端子——外壳
输出端子——外壳
电源端子——外壳
注:
电源端子指交流电源端子
7.4.6绝缘强度
采用(45-55)Hz的交流电压,试验电压按表2规定。
试验应在7.4.5规定的接线端子之间进行。
7.5检定结果的处理
经检定,符合本规程要求的积算仪,签发检定证书,并在检定证书中注明检定时仪表内部参数的具体设置值及配套仪表。
不合格者签发检定结果通知书,并注明不合格项目。
7.6检定周期
检定周期一般不超过所配套流量传感器的检定周期。
附录A
常用流量公式及介质物性参数选取规定
(仅供参考)
积算仪与各种类型流量变送器(传感器)配套使用,其流量公式各不相同,为真实的反映流量积算仪的准确性,本附录给出了流量测量中常用的流量公式,并对被测介质物性参数的选取做出了统一规定。
A.1常用流量公式
A.1.1节流式流量计质量流量公式
(A.1)
式中:
——流出系数,标准节流式流量计按GB/T2624-2006《用孔板、喷嘴和文丘里管流量充满圆管的流体流量》确定,非标准节流式流量计根据实流标定的数据计算;
——流束膨胀系数,对于液体,取定值1;对于气体,标准节流式流量计按GB/T2624-2006《用孔板、喷嘴和文丘里管流量充满圆管的流体流量》确定,非标准节流式流量计按JJG640-1994《差压式流量计检定规程》确定;
——操作条件下节流件开孔直径,m;
——操作条件下上游管道内径,m,
错误!
未找到引用源。
——差压,Pa;
错误!
未找到引用源。
——操作条件下介质密度,kg/m3;
错误!
未找到引用源。
——操作条件下节流件开孔直径与上游管道内径之比。
A.1.2脉冲输出型流量计(如涡街、涡轮等)流量公式
(A.2)
式中:
错误!
未找到引用源。
——瞬时工况体积流量,m3/s;
——脉冲输出型流量计输出的脉冲信号频率,Hz;
——脉冲输出型流量的仪表常数,1/m3;(按流量计出厂给定值或根据实流标定的数据计算)。
A.2介质物性值计算
A.2.1天然气物性值计算
按照GB/T11062《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》(modISO6976)、GB/T17747(所有部分)《天然气压缩因子的计算》〔idtISO12213(所有部分)〕、GB/T18603《天然气计量系统技术要求》或GB/T21446-2008《用标准孔板流量计测量天然气流量》标准执行
A.2.2人工煤气物性值计算
按照GB/T18215.1-2000《城镇人工煤气主管道流量测量第一部分:
采用孔板节流装置的方法》标准计算。
A.3流量换算公式
质量流量换算成操作条件下体积流量公式
(A.3)
质量流量换算成标准参比条件下体积流量公式:
(A.4)
式(A.3)、(A.4)中:
——操作条件下体积流量,m3/s;
——质量流量,kg/s;
——标准参比条件下体积流量,Nm3/s;
——操作条件下被测介质密度,kg/m3;
——标准参比条件下被测介质密度,kg/Nm3。
附录B
检定记录格式
检定/校准证书编号:
送样单位名称
单位地址
委托人
样品名称
型号
编号
准确度等级
(或允许误差)
样品
生产厂
样品来源
□送样□现场□其他
样品
唯一性标识
样品
外观检查
检定前
□合格
送样时间
检定后
□合格
检定时间
/
下次检定时间
检定技术依据
环境温度(℃)
环境湿度(%RH)
检定/校准类别
□检定□校准□测试□其他
主标准器名称
型号
编号
不确定度/准确度等级/
最大允许
误差
测量
范围
证书
编号
仪器设备使用记录
使用前记录
使用后记录
现场检定/校准地点
说明
(一)数据记录
测量介质:
流量范围或仪表系数:
气体组分(或其他气质参数):
气体名称
组分(%)
其他气质参数:
注:
测量介质为天然气或者煤气才填写以上表格
配套仪表情况:
仪表名称
量程范围
输出信号类型
输出信号范围
准确度等级
(一)检定记录
1、外观及功能检查:
2、示值误差
2.1瞬时流量
流量信号
()
补偿信号1
()
补偿信号2
()
标准值
()
仪表显示值
()
误差
()
2.2累积流量
输入信号
()
积算时间
()
积算标准值()
仪表显示值()
误差
(%)
初始值
终止值
差值
2.3累积热量
输入信号()
温度1
()
温度2
()
积算时间()
积算标准值()
仪表显示值()
误差
(%)
初始值
终止值
差值
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