路径: 主页 > JJ > 第27页 > JJG 1030-2007 | 标准编号 | JJG 1030-2007 (JJG1030-2007) | | 中文名称 | 超声流量计检定规程 | | 英文名称 | Ultrasonic Flowmeters | | 行业 | 计量行业标准 | | 中标分类 | A53 | | 国际标准分类 | 17.120 | | 字数估计 | 30,360 | | 发布日期 | 2007-08-21 | | 实施日期 | 2007-11-21 | | 旧标准 (被替代) | JJG 198-1994部分 | | 引用标准 | JJF 1001-1998; JJF 1004-2004; GB 3836; GB/T 18604-2001; GB 17820-1999; GB 50251-2003; GB/T 13609-1999; GB/T 13610-2003; GB/T 17747.2-1999; ISO 17089-2004(CD); ISO/TR 12765-1997; AGA REPORT NO.8-1992; AGA REPORT NO.9-1998; AGA REPORT NO.10-2003; ANSI/API MPMS 5.8-2004 | | 标准依据 | AQSIQ Announcement No. 142 of 2007 | | 发布机构 | 国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 本规程适用于以时间差法为原理的封闭管道用超声流量计(以下简称流量计)的型式评价、首次检定、后续检定和使用中的检验。本规程不适用于明渠或暗渠超声流量测量仪表的检定。 | JJG 1030-2007
Verification Regulation of Ultrasonic Flowmeters
中华人民共和国国家计量检定规程
超 声 流 量 计
2007-08-21发布
2007-11-21实施
国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 发 布
超声流量计检定规程
代替JJG198-1994
中超声流量部分
本规程经国家质量监督检验检疫总局2007年8月21日批准,并自
2007年11月21日起施行。
归 口 单 位:全国流量容量计量技术委员会
主要起草单位:中国计量科学研究院
国家原油大流量计量站成都天然气流量分站
参加起草单位:国家水大流量计量站
天津市计量监督检测科学研究院
艾默生过程控制有限公司丹尼尔计量和控制部
北京昌民技术有限公司
北京伟业源冠科贸有限公司
深圳市建恒工业自控系统有限公司
唐山汇中仪表有限公司
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:
王 池 (中国计量科学研究院)
丘逢春 (国家原油大流量计量站成都天然气流量分站)
参加起草人:
苗豫生 (国家水大流量计量站)
陈 兴 (天津市计量监督检测科学研究院)
王水山 (艾默生过程控制有限公司丹尼尔计量和控制部)
朴奇焕 (北京昌民技术有限公司)
史 磊 (北京伟业源冠科贸有限公司)
肖 聪 (深圳市建恒工业自控系统有限公司)
张力新 (唐山汇中仪表有限公司)
目 录
1 范围 (1)
2 引用文献 (1)
3 术语和定义 (1)
4 概述 (2)
4.1 工作原理 (2)
4.2 结构形式 (3)
5 计量性能要求 (4)
5.1 准确度等级 (4)
5.2 重复性 (4)
5.3 流量计系数调整 (4)
5.4 双向测量流量计的要求 (4)
5.5 外夹式流量计的要求 (4)
6 通用技术要求 (4)
6.1 随机文件 (4)
6.2 铭牌和标识 (5)
6.3 外观 (5)
6.4 保护功能 (5)
6.5 密封性 (5)
7 计量器具控制 (6)
7.1 检定条件 (6)
7.2 检定项目和检定方法 (7)
7.3 检定结果的处理 (10)
7.4 检定周期 (10)
附录A 超声流量计型式评价 (11)
附录B 现场检定特殊要求 (18)
附录C 使用中检验 (19)
附录D 超声流量计的安装要求 (23)
附录E 检定证书 (内页)格式 (25)
超声流量计检定规程
1 范围
本规程适用于以时间差法为原理的封闭管道用超声流量计 (以下简称流量计)的型
式评价、首次检定、后续检定和使用中的检验。
本规程不适用于明渠或暗渠超声流量测量仪表的检定。
2 引用文献
下列标准、规程所包含的条文,通过引用而构成本规程的条文。
JJF1001-1998 通用计量术语及定义
JJF1004-2004 流量计量名词术语及定义
GB 3836 爆炸性气体环境用电气设备
GB/T 18604-2001 用气体超声流量计测量天然气流量
GB 17820-1999 天然气
GB 50251-2003 输气管道工程设计规范
GB/T 13609-1999 天然气取样导则
GB/T 13610-2003 天然气组分分析 气相色谱法
GB/T 17747.2-1999 天然气压缩因子的计算 第2部分:用摩尔组成进行计算
hydrocarbongases
应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 术语和定义
利用超声波在流体中的传播特性来测量流量的流量计。
在电信号作用下可产生声波输出,并可将声波信号转换为电信号的器件。
将换能器嵌入流体管道内,换能器直接与流体接触的流量计。
3.4 外夹式超声流量计 (clamp-onultrasonicmeters)
将换能器固定在流体管道外,声波传播的路径透过流体管道壁的流量计。
3.5 传播时间 (transittime)
超声波信号在流体介质部分传播的时间。
3.6 声道 (acousticpath)
超声波信号在成对的超声波换能器间传播的实际路径。
3.7 声道角 (transmissionangle)
声道与管道轴线之间的夹角。
3.8 单声道流量计 (single-pathmeter)
只有一对换能器的流量计。
3.9 双声道流量计 (dual-pathsmeter)
有两对换能器的流量计。
3.10 多声道流量计 (multiple-pathsmeter)
有两对以上换能器的流量计。
3.11 表体 (meterbody)
安装超声换能器等部件,并经过特殊制造,在各方面都符合有关标准规定的管段。
3.12 零流量读数 (zero-flowreading)
介质静止状态下流量计最大流速读数。
3.13 脉冲系数 (pulsefactor)
单位体积的流体流过流量计时流量计发出的脉冲数,通常又称K 系数,用符号K
表示。
3.14 流动调整器 (flowconditioner)
能减少旋涡和改善速度分布的部件。
由电子元件和微处理器系统组成,是流量计的一部分。
3.16 分界流量qt (transitionflowrate)
在最大流量和最小流量之间的流量值,它将流量范围分割成允许误差不同的两个
区,即 “高区”和 “低区”。
3.17 流量计系数 (meterfactor)
对流量计进行实流检定,并按结果对流量计示值进行修正的系数。其值为标准器示
值与流量计示值之比。一般用符号F表示。
4 概述
4.1 工作原理
流量计以测量声波在流动介质中传播的时间与流量的关系为原理。通常认为声波在
流体中的实际传播速度是由介质静止状态下声波的传播速度 (cf)和流体轴向平均流速
(vm)在声波传播方向上的分量组成。按图1所示,顺流和逆流传播时间与各量之间的
关系是:
tdown=tAB= L(cf+vmcosϕ)
tup=tBA= L(cf-vmcosϕ)
(1)
式中:tup---超声波在流体中逆流传播的时间;
tdown---超声波在流体中顺流传播的时间;
L---声道长度;
cf---声波在流体中传播的速度;
vm---流体的轴向平均流速;
ϕ---声道角。
图1 通用示意图
可利用式 (1)的两个公式得出流体流速的表达式:
vm= L2cos (ϕ
tdown-
tu)p (2)
也可以用相似的方法获得声波的传播速度:
cf=L (2
tdown+
tu)p (3)
将测得的多个声道的流体流速vi,i=1,2,,k;利用数学的函数关系联合起
来,可得到管道平均流速的估计值v,乘以过流面积A,即可得到体积流量qV,如
式 (4):
qV =Av (4)
其中:
v=f(v1,,vk) (5)
式中:k---声道数。
注:即便是给出了声道的数目,但f (v1,,vk)的精确形式也会因声道排列情况以及数值
计算方法的不同而不同。
4.2 结构形式
4.2.1 构成
流量计主要由流量计表体、超声换能器及其安装部件、信号处理单元和 (或)流量
计算机组成。对于现场接触式和外夹式流量计,安装换能器处的管道可做表体使用。接
触式流量计的换能器直接与被测流体接触,外夹式流量计的换能器紧密安装在管道
外壁。
4.2.2 形式
4.2.2.1 流量计按换能器安装方式可分为接触式和外夹式两种形式。
4.2.2.2 接触式流量计根据换能器的数目不同,分为单声道流量计、双声道流量计和
多声道流量计。
4.2.2.3 流量计的输出方式有脉冲输出、模拟量输出和数字通讯输出等。
5 计量性能要求
5.1 准确度等级
表1为推荐的准确度等级系列,如采用非表中所列准确度等级,其最大允许误差需
符合表1中对应的原则并在流量计产品说明书中及流量计铭牌上明示。流量计在qt≤q
≤qmax的流量范围内,其最大允许误差应符合表1的规定,在qmin≤q< qt 的流量范围
内,最大允许误差不超过表1规定的最大允许误差的2倍。并且,对气体流量计,qt
对应的流速应不大于3m/s;对液体流量计,qt对应的流速应不大于0.3m/s。
表1
准确度等级 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0
最大允许误差E ±0.2% ±0.5% ±1.0% ±1.5% ±2.0%
5.2 重复性
流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1/5。
5.3 流量计系数调整
如在检定时改变流量计系数,则应在检定证书上标明前一次的流量计系数、本次调
整后的流量计系数,以及流量计系数调整量。
5.4 双向测量流量计的要求
双向测量的流量计两个测量方向应分别进行检定。
5.5 外夹式流量计的要求
外夹式流量计应对所有换能器进行检定,并尽量在与使用管径相同的管径下进行检
定。如使用管径与检定管径之比大于2或小于1/2,使用时流量计应增加一个0.5%的
附加误差。
6 通用技术要求
6.1 随机文件
6.1.1 流量计应附有使用说明书。
6.1.2 外夹式流量计的使用说明书中应详细说明流量计的安装方法和使用要求。
6.1.3 流量计使用说明书中应对换能器给出工作压力范围和工作温度范围,并提供换
能器安装的几何尺寸。接触式超声流量计在随机文件中应包括流量计出厂检验时几何尺
寸的检验报告。
6.1.4 周期检定的流量计还应有前次的检定证书及上一次检定后各次使用中检验的检
验报告。
6.2 铭牌和标识
6.2.1 流量计应有流向标识。
6.2.2 流量计应有铭牌。表体或铭牌上一般应注明:
a.制造厂名;
b.产品名称及型号;
c.出厂编号;
d.制造计量器具许可证标志和编号;
e.耐压等级 (仅对接触式流量计);
f.标称直径或其适用管径范围;
g.适用工作压力范围和工作温度范围;
h.在工作条件下的最大、最小流量或流速;
i.分界流量 (当流量计有该指标时);
j.准确度等级;
k.防爆等级和防爆合格证编号 (仅对防爆型流量计);
l.制造年月;
以及其他有关技术指标。
6.2.3 每一对超声波换能器应在明显位置标有永久性的惟一性标识和安装标识。
6.2.4 当换能器的信号电缆与超声波换能器需一一对应时,应在明显位置标有永久性
的惟一性标识和安装标识。
6.3 外观
6.3.1 新制造的流量计应有良好的表面处理,不得有毛刺、划痕、裂纹、锈蚀、霉斑
和涂层剥落现象。密封面应平整,不得有损伤。
6.3.2 流量计表体的连接部分的焊接应平整光洁,不得有虚焊、脱焊等现象。
6.3.3 接插件必须牢固可靠,不得因振动而松动或脱落。
6.3.4 显示的数字应醒目、整齐,表示功能的文字符号和标志应完整、清晰、端正。
6.3.5 按键应手感适中,没有粘连现象。
6.3.6 流量计各项标识正确;读数装置上的防护玻璃应有良好的透明度,没有使读数
畸变等妨碍读数的缺陷。
6.4 保护功能
流量计应有对流量计系数进行保护的功能,并能记录历史修改过程,避免意外更
改。流量计系数的值应与上次检定时置入的系数相同并没有进行过修改。
6.5 密封性
通过检定介质到最大实验压力,历时5min,流量计表体上各接口应无渗漏。
7 计量器具控制
计量器具控制包括型式评价、首次检定、后续检定和使用中检验。附录A规定了
型式评价的试验条件、项目和方法。附录B规定了现场检定的特殊要求。附录C规定
了使用中检验的试验条件、项目和方法。
7.1 检定条件
7.1.1 流量标准装置的要求
7.1.1.1 流量标准装置 (以下简称装置)及其配套仪表均应有有效的检定证书。
7.1.1.2 装置测量结果的不确定度应不大于被检流量计最大允许误差绝对值的1/3。
7.1.1.3 当检定用液体的蒸气压高于环境大气压力时,装置应是密闭式的。
7.1.1.4 需要测量流经流量计的流体温度时,可直接从流量计表体上的测温孔测温。
如流量计表体上无测温孔,应根据流量计本身要求和有关规定确定温度的测量位置。如
无特殊要求,对于单向测量的流量计,应将温度测量位置设在流量计下游(3~5)D 处
(D为管道内径);对于双向测量的流量计,应设在距流量计至少5D处。所用温度计的
测量误差对检定结果造成的影响应在流量计最大允许误差的1/5以内。
7.1.1.5 需要测量流经流量计的流体压力时,可直接从流量计表体上的取压孔取压。
如流量计表体上无取压孔,应根据流量计本身要求确定压力的测量位置。如无特殊要
求,装置应在流量计上游侧10D 处安装压力计。取压孔轴线应垂直于测量管轴线,直
径为(4~12)mm。所用压力计的测量误差对检定结果造成的影响应在流量计最大允许
误差的1/5以内。
7.1.2 检定用流体
7.1.2.1 通用条件
(1)检定用流体应为单相气体或液体,充满试验管道,其流动应无旋涡。
(2)检定用流体应是清洁的,无可见颗粒、纤维等物质。
(3)液体流量计应使用液体作为检定介质,气体流量计应使用气体作为检定用介
质,且检定介质与实际使用介质的密度、黏度等物理参数相接近。
7.1.2.2 检定用液体
(1)检定用液体在管道系统和流量计内任一点上的压力应高于其饱和蒸气压。对于
易气化的检定用液体,在流量计的下游应有一定的背压。推荐背压为最高检定温度下检
定用液体饱和蒸气压力的1.25倍。
(2)在每个流量点的每次检定过程中,液体温度变化应不超过±0.5℃。
(3)液体中不夹杂气体。
7.1.2.3 检定用气体
(1)对工作压力在0.4MPa及以上的流量计,管道内气体的压力不低于0.1MPa并
尽量使其与实际使用条件相一致。对工作压力在0.4MPa以下的流量计,管道内气体的
压力不得高于0.4MPa,可在常压下进行检定。
(2)无游离水或油等杂质存在,粉尘等固体物的粒径应小于5μm。
(3)对准确度等级不低于1.0级的流量计,在每个流量点的每一次检定过程中,检
定用气体的温度变化应不超过±0.5℃,对准确度等级低于1.0级的流量计,在每个流
量点的每一次检定过程中,检定用气体的温度变化应不超过±1℃。
(4)检定用气体为天然气时,天然气气质应符合GB 17820二类气的要求,天然气
的相对密度为0.55~0.80。
(5)检定用气体为天然气时,在检定过程中,气体的组分应相对稳定。天然气取样
按GB/T 13609执行,天然气组成分析按GB/T 13610执行。
(6)在每个流量点的检定过程中,压力波动应不超过±0.5%。
7.1.3 检定环境条件
7.1.3.1 环境温度一般为(5~45)℃;湿度一般为(35~95)%RH;大气压力一般为(86
~106)kPa。
7.1.3.2 交流电源电压应为(220±22)V,电源频率应为(50±2.5)Hz,也可根据流量
计的要求使用合适的交流或直流电源 (如24V直流电源)。
7.1.3.3 外界磁场应小到对流量计的影响可忽略不计。
7.1.3.4 机械振动和噪声应小到对流量计的影响可忽略不计。
7.1.3.5 当以天然气等可燃性或爆炸性流体为介质进行检定的场合,所有检定装置及
其辅助设备、检测场地都应满足 GB 50251的要求,所有设备、环境条件必须符合
GB 3836的相关安全防爆要求。
7.1.4 安装条件
7.1.4.1 流量计的安装应符合附录D的要求。
7.1.4.2 检定时原则上须将构成流量计的所有部件一起送检。
7.1.5 每次测量时间应不少于装置和被检流量计允许的最短测量时间。
7.1.6 当采用被检表脉冲输出进行检定时,一次检定中所记脉冲数不得少于最大允许
误差绝对值倒数的10倍。
7.1.7 用于检定的所有电气设备应在同点接地线。
7.2 检定项目和检定方法
7.2.1 检定项目
首次检定、后续检定和使用中检验的检定项目列于表2中。
表2 检定项目表
检定项目 首次检定 后续检定 使用中检验
随机文件及外观 + + +
密封性 + + +
流量计参数 - - +
示值误差 + + -
重复性 + + -
流量计系数修正 + + -
注:+表示需检项目,-表示不需检项目。
7.2.2 随机文件和外观检查
7.2.2.1 检查随机文件,应符合第6.1条的要求。
7.2.2.2 用目测的方法检查流量计外观,应符合第6.2条和6.3条的要求。
7.2.3 示值误差检定
7.2.3.1 运行前检查
连接、开机、预热,按流量计说明书中指定的方法检查流量计参数的设置。
7.2.3.2 密封性检查
用目测的方法检查流量计密封性,应符合第6.5条的要求。
7.2.3.3 流量计应在可达到的最大检定流量的70%~100%范围内运行,至少5min,
等流体温度、压力和流量稳定后方可进行正式检定。
7.2.3.4 流量点的控制和检定系数
(1)检定一般应包含下列流量点:qmin,qt,0.40qmax和qmax;对于准确度等级不
低于0.5%,且量程比不大于20∶1的流量计,增加0.25qmax和0.70qmax两个流量点;对
于准确度等级优于0.5%,且量程比大于20∶1的流量计,再增加一检定点,其流量为
0.1qmax。
(2)当装置最大检定流量不能达到qmax时,qmax可取装置的最大流量,但检定的最
大流量:液体应不小于10qt;气体应不小于4qt。
(3)在检定过程中,每个流量点的每次实际检定流量与设定流量的偏差应不超过设
定流量的±5%或不超过±1%qmax,最小流量点对应的流体流速应不小于流量计铭牌标
示的最小流速。
(4)每个流量点的检定次数应不少于3次,对于型式评价和准确度等级不低于0.5
级的流量计,每个流量点的检定次数应不少于6次。
7.2.3.5 检定程序
(1)把流量调到规定的流量值,达到稳定后。记录标准器和被检流量计的初始示
值,同时启动标准器(或标准器的记录功能)和被检流量计(或被检流量计的输出功能)。
(2)按装置操作要求运行一段时间后,同时停止标准器(或标准器的记录功能)和被
检流量计(或被检流量计的输出功能)。
(3)记录标准器......
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