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河北省地方计量技术规范
JJF(冀)182—2020
大口径电磁流量计在线校准规范
OnLineCalibrationSpecificationfor
LargeDiameterElectromagneticFlowmeters
2020-09-01发布2020-11-30实施
河北省市场监督管理局发布:.
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JJF(冀)182—2020
大口径电磁流量计
在线校准规范JJF(冀)182—2020
OnLineCalibrationSpecificationfor
LargeDiameterElectromagneticFlowmeters
归口单位:河北省市场监督管理局
起草单位:河北省计量检测技术中心
河北省计量监督检测研究院
本规范由起草单位负责解释
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JJF(冀)182—2020
本规范主要起草人:
范玉涛(河北省计量检测技术中心)
武磊(河北省计量监督检测研究院)
白之光(河北省计量监督检测研究院)
参加起草人:
高明(河北省计量监督检测研究院)
姜巨勇(河北省计量检测技术中心)
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JJF(冀)182—2020
目录
引言...................................................................(Ⅱ)
1范围.................................................................(1)
2引用文件.............................................................(1)
3术语和计量单位.......................................................(1)
...............................................................(1)
...........................................................(2)
4概述.................................................................(2)
...........................................................(2)
.........................................................(2)
5计量特性.............................................................(2)
.......................................................(2)
.............................................................(3)
6校准条件.............................................................(3)
...........................................................(3)
.............................................(3)
.................................................(3)
.................................................(3)
7校准项目和校准方法...................................................(4)
...........................................................(4)
...........................................................(4)
8校准结果.............................................................(6)
.......................................................(6)
...........................................................(7)
.............................................................(8)
.................................................(8)
9校准结果表达.........................................................(8)
10复校时间间隔........................................................(8)
附录A校准记录参考格式................................................(9)
附录B校准证书(内页)参考格式.......................................(11)
附录C大口径电磁流量计在线校准结果的不确定度评定(示例)...............(12)
I
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JJF(冀)182—2020
引言
本规范根据国内大口径电磁流量计的在线校准现状,参照JJG1033-2007《电磁流量
计》检定规程和CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》进行制定,主要技术
指标也参照执行。
本规范所用术语,除在本规范中专门定义的外,均采用JJF1001-2001《通用计量术
语及定义》和JJF1004-2004《流量计量名词术语及定义》。
根据JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》,本规范将流量计在线
示值误差、重复性列为计量特性,并作为在线校准的主要内容。
本规范是首次制定。
Ⅱ
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JJF(冀)182—2020
大口径电磁流量计在线校准规范
1范围
本校准规范适用于密闭管道安装的、口径范围为(300~2000)mm的大口径电磁流量
计(以下简称流量计)的在线校准。
2引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG1030-2007超声流量计
JJG1033-2007电磁流量计
JJF1001-2011通用计量术语及定义
JJF1004-2004流量计量名词术语及定义
-2012测量不确定度评定与表示
JJF1071-2010国家计量校准规范编写规则
GB24789-2009用水单位水计量器具配备和管理通则
CJ/T364-2011管道式电磁流量计在线校准要求
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,
其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3术语和计量单位
(standardmeter)
本规范中的标准表专指基于时差法原理、用于校准在线使用的流量计的外夹式超声流
量计或插入式超声流量计。
(standardmetermethod)
以标准表为标准器,使流体在相同时间间隔内连续通过标准表和流量计,比较两者的
输出流量值,从而确定流量计计量性能的校准方法。
(onlinecalibration)
在流量计现场工作条件下,确定流量计所指示的流量值与标准表所复现的流量值之间
关系的一组操作。
1
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JJF(冀)182—2020
(onlineindicatingerror)
在线校准测得的流量计示值误差,其中包含了流量计受安装使用环境影响所叠加的附
加误差。
(characteristiccoefficient)
通过校准确定的流量计内设系数。
(flowrepeatability)
在相同条件下,对同一流量点的流量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
(flowrange)
在现场测量条件下流量计在线校准的流量范围。
体积单位:立方米,符号m3。
流量单位:立方米每小时,符号m3/h。
压力单位:千帕或兆帕,符号kPa或MPa。
温度单位:摄氏度,符号℃。
时间单位:小时,符号h;分钟,符号min;秒,符号s。
4概述
电磁流量计主要用于测量导电液体的体积流量。其测量原理是:在封闭管道中,设置
一个与流动方向垂直的磁场,通过测量导电液体在磁场中运动所产生的感应电动势推算出
体积流量。体积流量又分为瞬时体积流量和累计体积流量,它与磁感应强度、导电液体平
均流速成一定的比例关系,可由该关系推算出流经管道的液体的体积流量。
流量计由一次装置和二次装置组成。一次装置用于产生流量信号,包括测量管和感知
流量的传感部件,二次装置接受来自一次装置的信号,并显示、记录、转换和(或)传送该
信号以得到流量值。在有多个显示、记录方式的测量系统中,只能有一种显示、记录方式
作为计量、控制等主要目的使用,其余显示、记录应作为监视等非主要用途使用。
流量计主要用于测量导电液体的瞬时流量和累积流量。
5计量特性
2
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JJF(冀)182—2020
流量计在校准条件下的最大允许在线示值误差分为±%、±%、±%、±%。
流量计重复性不得超过相应最大允许误差绝对值的1/3。
注:该计量技术指标不作为合格判定依据
6校准条件
:
环境温度:(5~35)℃;
相对湿度:15%~85%;
大气压力:(86~106)kPa;
,。
。
。
。
。
被校流量计安装现场条件应符合说明书要求。
。
。
,如内衬的材料及厚度等。
,管道材质,管道壁厚,衬里材质和厚度,以及测量介质类型,
介质温度等都应该在标准表说明书规定的范围之内。
测量标准及其他设备见表1。
表1测量标准及其他设备
序号标准器名称测量范围技术指标用途
公称直径≥扩展不确定度/准确度等级/
300mm,且覆盖被最大允许误差一般不超过被
1标准表流量测量
校流量计的正常工校流量计最大允许误差的
作范围1/3
3
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JJF(冀)182—2020
表1测量标准及其他设备(续)
序号标准器名称测量范围技术指标用途
2测厚仪(0~50)mm分辨率:
3钢卷尺2m;5m;10mⅡ级及以上测量管道外径
4秒表大于999s分辨率:
主标准器为标准表,一般采用计量性能满足要求的外夹式超声流量计或插入式超声流
量计。标准表应有有效的检定或校准证书。其安装、使用应符合相应检定规程、技术规范
或使用说明书的要求。主标准器采用插入式超声流量计,还需配备带压打孔工具和焊接工
具。
配套设备包含测厚仪、钢卷尺、秒表。配套设备的计量性能不降低标准表的计量性能,
配套设备中的计量器具应有有效的检定或校准证书。
7校准项目和校准方法
流量计在线示值误差(流量系数)及重复性。
首先对被校流量计安装现场进行检查,根据流量计现场安装技术条件要求检查,应符
。
。主标准器的换能器一般
安装在电磁流量计上游直管侧或下游直管侧,具体安装条件可根据标准器的使用说明书进
行调整(一般上游直管段必须大于10D;下游直管段必须大于5D;当上游有泵、阀门等阻
件时,直管段长度至少还要延长3~5倍)。保证主标准器安装位置前后直管段长度要求,
并避开可能产生不满管、弯头、阀门或外部管径锈蚀严重的位置,工作原理如图1所示。
4
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JJF(冀)182—2020
被校电磁流量计
管道
标准
流量
计
图1工作原理图
~。必
要时带压打孔安装。
用量具分别在换能器安装位置附近的同一截面上大致等角分布测量n次外直径,或测
量n次外周长推算出外直径,其平均值D按式(1)计算。
𝑛𝑛
1
𝐷𝐷=𝐷𝐷𝑖𝑖
𝑛𝑛(1)
𝑖𝑖=1
式中:
n——测量次数,n≥4;
𝐷𝐷𝑖𝑖——第i点测得的管道外直径或推算出的外直径。
清理换能器安装位置的管壁,将管壁上的油漆、铁锈、污垢等清除干净,露出
管道金属材质,在换能器安装位置均布5个点并打磨光滑,使用测厚仪测量管道壁厚,并
取其平均值。
对无法测量的参数,如管道材质、衬里材料、厚度等,根据技术资料现场查明确认。
换能器安装方式通常有Z法、V法。一般为安装方便采用V法进行测量,此方法容易
保证换能器安装距离准确。当管径较大或者管道内杂质较多导致信号较弱时,可采用Z法
测量。将以上管道参数输入标准表内,可得出换能器安装距离L。根据安装距离进行安装。
,保证流量计正常工作。将与被校流量计的口径、流速相同
(或接近)的标准表仪表系数置于标准表内。
5
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JJF(冀)182—2020
首先应对流量计的零点进行检查,流量计零点无偏差后,根据现场情况确定校准流量
点,由于现场不能根据流量计的流量范围自由调控流量点,一般选取现场可调流量点的上、
下限进行校准,每个流量点校准次数—般不少于三次。现场无法调节流量时可采用在一天
不同时段的方法进行不同流量点的校准。
可采用累计流量或瞬时流量两种方法进行校准。一般流量波动小于3%时采用瞬时流量
进行,流量波动大于3%时采用累计流量进行。
采用瞬时量时,则至少分别读取20个数值,取其平均值。瞬时流量标准值为标准装置
在校准时间范围内所读取全部数据的平均值。
采用累计流量校准时,应同步采集被校设备与标准设备的起始、终止值。为减少分辨率
引入的误差,应保证一次校准中流量计输出累积值的分辨率应不大于被校流量计最大允许
误差绝对值的1/10,被校流量计如果显示分辨力不足,则应按使用说明书进行调整,使其
有足够显示位数。
,现场可以根据校准结果进行调整,调整后需
按以上步骤再次校准。
校准结束后,应采取一定的保护措施,以防止特征系数被不当改动。
8校准结果
校准结果应给出在线示值误差(流量系数)、重复性、校准结果的扩展不确定度。
流量计单次校准的相对示值误差为
𝑄𝑄ij−(𝑄𝑄𝑠𝑠)ij𝑞𝑞ij−(𝑞𝑞𝑠𝑠)ij
𝐸𝐸ij=×100%或𝐸𝐸ij=×100%
(𝑄𝑄𝑠𝑠)ij(𝑞𝑞𝑠𝑠)ij(2)
式中:
𝐸𝐸ij——第i检定点第j次校准时被校流量计的相对示值误差,%;
3
𝑄𝑄ij——第i检定点第j次校准时被校流量计的累积流量值,m;
()3
𝑄𝑄𝑠𝑠ij——第i检定点第j次校准时标准器换算到流量计状态的累积流量值,m;
6
:.
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𝑞𝑞ij——第i检定点第j次校准时被校流量计的瞬时流量值,可为一次检定过程中多次
3
读取的瞬时流量值的平均,m/h;
3
(𝑞𝑞𝑠𝑠)ij——第i检定点第j次校准时标准器换算到流量计状态的瞬时流量值,m/h。
流量计第i校准点示值误差按式(3)计算:
n
1
𝐸𝐸i=𝐸𝐸ij
n(3)
j=1
式中:
𝐸𝐸ij——流量计在线示值误差;
n——校准次数。
流量计的在线示值误差E为流量计各校准点的示值误差中绝对值最大的误差值。
当被检表为脉冲输出时,流量系数K通过下式计算
𝑁𝑁ij
𝐾𝐾ij=(4)
𝑄𝑄ij
式中:
3-1
𝐾𝐾ij——第i检定点第j次校准时被校流量计的流量系数,(m);
𝑁𝑁ij——第i检定点第j次校准时被校流量计所输出的脉冲数;
流量计第i校准点流量系数按式(5)计算:
n
1
𝐾𝐾i=𝐾𝐾ij
n(5)
j=1
流量计的流量系数k可通过式(6)计算:
(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚+(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚(6)
𝐾𝐾=
2
式中:
(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚,(𝐾𝐾i)min——分别为在测量范围内各校准点流量系数的最大值和最小值。
脉冲输出的流量计的相对示值误差:
(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚−(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝐸𝐸=×100%(7)
(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚+(𝐾𝐾i)𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
7
:.
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当每个流量点重复校准n次时,该流量点的重复性按下式评定:
1
n2
12
(𝐸𝐸)=(𝐸𝐸−𝐸𝐸)(8)
𝑟𝑟iij𝑖𝑖
(n−1)j=1
或
1
n2
112(9)
(𝐸𝐸𝑟𝑟)i=𝐾𝐾ij−𝐾𝐾i×100%
𝐾𝐾i(n−1)
j=1
式中:
(Er)i——第i个测量点重复性%;
流量计的重复性
𝐸𝐸𝑟𝑟=[(𝐸𝐸𝑟𝑟)𝑖𝑖]𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚(10)
式中:
𝐸𝐸𝑟𝑟——流量计的重复性;
[(𝐸𝐸𝑟𝑟)i]max——取各校准点重复性的最大值
流量计经校准后,如超过流量计最大允许误差,可根据说明书将流量计进行特征系数
的修正,修正完成后流量计重新进行校准。然后将修正前系数、修正后系数及修正前后的
校准结果出具在校准证书中。
9校准结果表达
流量计校准完成后,根据校准记录,出具校准证书,并给出校准结果的不确定度,校
准记录和校准证书格式见附录A和附录B。不确定度评定示例见附录C。
10复校时间间隔
由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等因素所决定,
因此,申请校准单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议不超过1年。更换重
要部件、维修、重新安装或对仪器性能有怀疑时,应随时校准。
8
:.
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附录A
校准记录参考格式
委托单位:客户地址:
联系人:联系电话:
器具名称:型号/规格:
出厂编号:制造单位:
校准依据:证书编号:
环境温度:℃湿度:%RH校准地点:
主标准器名称:测量范围:
不确定度/准确度等级/最大允许误差:
证书编号:有效期至:
上级溯源机构名称:
原特征系数:修正后特征系数:
:
:
9
:.
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:
被校设备标准设备示值误差/平均误差/扩展不
重复性确定度
校准示值流量示值流量K系数平均系数
点
33333-13-1(%)
(m/h或m)(m/h或m)(%)或(m)(%)或(m)(%)
k=2
流量计在流量计校准结
流量计
线示值误果的扩展不确
重复性
差/K系数定度
校准员:核验员:
校准日期:复校时间间隔建议:
10
:.
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附录B
校准证书(内页)参考格式
,可溯源至国家计量基准。
不确定度/准确度等级/上级溯源机构
名称测量范围证书编号有效期至
最大允许误差名称
温度(℃)相对湿度(%)校准地点
介质
流量范围:
原流量计特征系数:
修正后流量计特征系数:
其他说明:
校准点示值误差/K系数重复性不确定度
33-1
m/h(%)/(m)(%)(%)k=2
流量计示值误差:
流量计重复性:
校准结果的扩展不确定度:
复校时间间隔建议:
11
:.
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附录C
大口径电磁流量计在线校准结果的不确定度评定(示例)
名称:电磁流量计;准确度等级:;公称直径:DN300。
《大口径电磁流量计在线校准规范》
按照校准规范规定的方法,
管段上,对被校对象进行在线校准,通过比较流量计的显示值和标准表的标准值,计算示
值误差。
𝑄𝑄−𝑄𝑄𝑠𝑠𝑄𝑄
𝐸𝐸𝑖𝑖=×100%=(−1)×100%
𝑄𝑄𝑠𝑠𝑣𝑣×𝐴𝐴
𝜋𝜋𝐷𝐷2
𝐴𝐴=
4
L
D−=2δ
π
式中:
Ei---第i校准点的相对误差;
3
Q---第i校准点被测流量计的示值流量,m/h;
3
Qs---第i校准点的标准流量,m/h;
v---第i校准点的标准器流速,m/h;
2
A---标准器安装位置的管道截面,m;
D--管道内径,m;
L--为管道周长,m;
δ--壁厚,m。
根据不确定度传播定律可得出:
12
:.
JJF(冀)182—2020
2222222
cr≈1r+2r+3rAucvucQucEu)()()()(
𝑢𝑢(𝐷𝐷)
𝑢𝑢𝑟𝑟(A)=2𝑢𝑢𝑟𝑟(𝐷𝐷)=2
𝐷𝐷
122
𝑢𝑢(𝐷𝐷)=𝑢𝑢(𝐿𝐿)+4𝑢𝑢(𝛿𝛿)
𝜋𝜋2
∂E1∂EQ∂EQ
c1===1c2=2−=−=1c3=2−−=1
∂×AvQ∂vAv,∂AvA
,
不确定度分量包括测量重复性引入的不确定度,标准装置溯源引入的不确定度,管道
截面积测量引入的不确定度。
管道内截面积测量的不确定度从管道内直径测量引入,内直径测量的不确定度包括管
道外周长测量引入的不确定度和管道壁厚测量引入的不确定度。
𝑢𝑢(L)
管道外周长采用II级钢卷尺测得,最大误差为△=±(+)mm,测量DN300管
径管路时,管路周长约为L=。由于长度不足1m,最大误差公式中L=1。钢卷尺测量
外周长时引入的最大误差为±。
𝑢𝑢(L)==𝑚𝑚𝑚𝑚
√3
𝑢𝑢(δ)
壁厚测量引入的不确定度可从测厚仪证书中获得,测厚仪在常用测量范围内的最大误
。
𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑢𝑢1(δ)==𝑚𝑚𝑚𝑚
√3
管道油漆层厚度、焊缝不平整、以及钢卷尺反向测