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JJF(津) 07-2018 外夹式超声流量计校准规范.pdf

换能器拟安装位置附近分散选择n个测量点（n≥6），使用测厚仪测量管 道壁厚，并按式（2）计算其平均值d。

7.2.3换能器的安装

7.2.3.1根据产品说明书的规定选择适合的换能器规格和安装方法。 7.2.3.2将试验管道几何尺寸、介质、换能器规格等参数置入流量计主机，得 出换能器安装距离L，并标记安装位置。 7.2.3.3在换能器表面均匀涂以耦合剂，根据介质流动方向和换能器上、下游 标志安装换能器Q/SY 1405-2011 带压作业装置配备、使用和维修规程，使其发射面和接收面与管壁紧密接触。 7.2.3.4查看流量计的信号状态指示参数，如信号强度、信号时间传输比等， 保证这些参数处于说明书中给出的允许范围内并尽量接近最佳指标，若换能器 安装后参数数值不理想，应微调换能器位置，直至指示参数达到满意效果

7.2.4校准点的选择及要求

7.2.4.1流量计配备多组换能器时，可根据客户要求针对至少一组换能器进行校 准。

7.2.4.2校准点的选择应兼顾管道口径和流量点，且尽量接近实际工况条件。在 校准过程中，每个流量点的每次实际校准流量与设定流量的偏差应不超过设定 流量的土5%。 7.2.4.3当用户有要求时，按照其要求的管道口径和流速选择校准流量点。若标 准装置不能满足用户要求，可与用户协商确定校准流量点。 7.2.4.4当用户无要求时，可在流量计测量范围内选择任意口径的管道进行校 准，对于液体流量计选择0.3m/s、1m/s、2m/s和5m/s对应的流量点作为校准点； 对于气体流量计选择3m/s、6m/s、12m/s和30m/s对应的流量点作为校准点。

流量计每个校准点至少校准6次。

7.2.6.1将流量调到待校准的流量点，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）和被校流量计（或被校流 量计的输出功能）。 7.2.6.2按标准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）和被校流量计（或被校流量计的输出功能）。 7.2.6.3记录标准器和被校流量计的最终示值。 7.2.6.4分别计算流量计和标准器记录的累积流量值或瞬时流量值。

7.2.7.1 液体流量计

流过流量计的实际体积流量按式（3）计算

式中：(Qs)(qs))一第i个校准点第次试验时标准器测得的液体实际累积流量 (瞬时流量)，m(m3/h); β一校准用液体在校准状态下的体膨胀系数，（℃)"； S，6m一分别为第i个校准点第j次试验时标准器和流量计处的液体 温度,℃;

k一校准用液体在校准状态下的压缩系数，Pa"； Ps,Pm一分别为第i个校准点第j次试验时标准器和流量计处的液体

当6与6m之差小于5℃，且ps与Pm之差小于0.1MPa时，式（3）可简化 为式（4）的形式。

(Orr ), =(Q.)n 或 (qrer),=(q)

使用质量法液体流量标准装置校准时，需测出液体的密度pi，同时考虑到 密度为p的空气浮力影响，按式(5)将电子秤显示质量Mi换算到实际体积(O)i:：

7.2.7.2气体流量计

流过流量计的实际体积流量按式（6）计算

Tm.Ps (qrer), =(qs)g

式中：Ts，Tm一分别为第i个校准点第i次试验时标准器和流量计处的气体热力 学温度，K； Ps,Pm一分别为第i个校准点第j次试验时标准器和流量计处的气体绝对 压力, Pa。

7.2.8修正系数及重复性的计算

7.2.8.1修正系数的计算

在第i个流量点，第i次校准中，流量计的修正系数按式（7）计算。

(Orer'j (qrer'y Ki 或 kj, = On qi

式中：kj一第i个流量点第i次测量得到的修正系数； Qi(qi)一第i个流量点第j次测量被校准流量计的示值，m(m3/h)。 在第i个流量点，多次校准所测得的该点修正系数的平均值按式（8）计算：

式中：k，一第i个流量点修正系数的平均值；

7.2.8.2修正系数重复性的计算

在第i个流量点，修正系数的重复性按式（9）计算：

Eri一第i个流量点修正系数的重复性，%

7.2.9示值误差及重复性的计算

在第i个流量点，多次校准所测得的该点示值误差的平均值按式（11）计 算：

式中：E；一第i个流量点示值误差的平均值： n一重复测量次数。

7.2.9.2示值误差的重复性的计算

第i个流量点，示值误差E的重复性按式

Eri一第i个流量点修正系数的重复性，%

7.2.10合成不确定度

2.10.1被校准流量计引入的相对标准不确

评定被校准流量计引入的相对标准不确定度需考虑管道截面积引入的标准 不确定度ur(S)和重复测量引入的A类不确定度uA(q)，如式（13）所示。

其中uA(g)按照式（14）计算：

u.(g)= u(g)+u,(S)

当忽略介质温度、压力变化影响时，流量计修正系数的相对合成标准不确 定度按式（15）计算：

(k)=u,(q,)+u?(q) 或 u. (k)= yu?(O.)+u. ()

中，ur(k)一流量计修正系数的的相对合成标准不确定度： ur(qs)/ur(Qs)一标准器引入的相对标准不确定度分量; ur(g)/ur()一被校准流量计引入的相对标准不确定度分量 流量计示值误差的相对合成标准不确定度按式（16）计算：

u.(E)=u (q,)+u (g) 或 u,(E) = u(Q,)+u(O)

式中，u(E）一流量计示值误差的的相对合成标准不确定度。 b）气体流量计 流量计修正系数的相对合成标准不确定度按式（17）计算：

u,(k)=u?(q)+u(q)+u(p)+u(pm)+u(T)+u(Tm) u(k)=u?(O)+u(O)+u(p)+u?(pm)+u,(T)+u(Tm)

式中，ur(k)一流量计修正系数的的相对合成标准不确定度： u(Ts)一标准器处温度测量引入的相对标准不确定度分量； ur(ps)一标准器处压力测量引入的相对标准不确定度分量； u(Tm)一被校准流量计处温度测量引入的相对标准不确定度分量 u(pm)一被校准流量计处压力测量引入的相对标准不确定度分量 流量计示值误差的相对合成标准不确定度按式（18）计算：

u(E)=yu(qs)+u,(q)+u(p)+u'(pm)+u,(T)+u,(Tm） 或u(E)=u()+u(Q)+u?(p)+u?(pm)+u(T)+u(T）

7.2.11扩展不确定度

U,=2xu,k）或U,=2xu(E)

原始记录和校准证书格式见附录A和B。

流量计的复校时间间隔建议一般为1年。

U,=2xu,(k）或U,=2xu(E)

JJF(津)XX—XXXX附录A校准记录参考格式送校单位器具名称制造单位型号规格器具编号环境温度℃相对湿度%大气压力kPa校准地点校准日期证书编号校准员核验员校准依据校准所用的主要标准器：名称型号编号测量范围准确度等级口/最大允许误差口/扩展不确定度口：证书编号有效期限试验管道几何尺寸测量记录测量次数23456平均值测量值（mm）UA外径D壁厚d10

JJF(津)XX—XXXX附录 B 校准证书（内页）参考格式1.校准依据：2.校准所用主要标准器名称：不确定度或准确度有效期至：3.环境和介质条件环境温度：大气压力：相对湿度：校准用介质：介质温度：介质压力：4.校准用管道参数：管道标称内径：管道外径：管道壁厚：5.校准结果修正系数或示值误差校准结果平均修正系数ki序号校准流量点（m3/h）相对扩展不确定度U或示值误差(%)1236.复校时间间隔建议：年12

JJF(津)XX—XXXX附录C不确定度评定实例C.1液体流量计C.1.1概述C.1.1.1标准器及配套设备标准表法水流量标准装置：Urel=0.16%(k2)压力变送器：0.075级一体化温度变送器：U=0.1℃(k=2)元尺：分度值0.02mm超声波测厚仪：分辨力0.01mm钢卷尺：IⅡI级C.1.1.2测量数据试验管道几何尺寸测量记录见表C.1。表C.1试验管道几何尺寸测量记录测量次数123456平均值测量值（mm）UA外径D207.54208.18207.86207.86207.54207.22207.70.138壁厚d4.054.074.094.074.064.074.070.006流量计校准数据见表C.2。表C.2流量校准记录流量点标准器标准器标准器被校表被校表被校表示值误差平均重复处压力处温度修正流量压力温度流量Eg/%示值误差性m/hp/kPaQ,℃qrer(m/h)pm/kPa0m℃g(m/h)E;/%/%160.515.819.86160.115.819.95+0.45160.515.819.86160.115.819.93+0.3519.86160.515.819.86160.115.819.88+0.10+0.400.25160.515.819.86160.115.819.93+0.35160.515.819.86160.115.820.03+0.86160.515.819.86160.115.819.92+0.30155.815.8301.20155.215.8302.40+0.40155.815.8301.20155.215.8302.48+0.43155.815.8301.20155.215.8301.80+0.20301.20+0.340.16155.815.8301.20155.215.8302.76+0.52155.815.8301.20155.215.8302.38+0.39155.815.8301.20155.215.8301.46+0.0913

148.2 15.8 600.53 148.0 15.8 601.94 +0.23 148.2 15.8 600.53 149.0 15.8 601.69 +0.19 148.2 15.8 600.53 150.0 15.8 603.44 +0.48 600.53 148.2 15.8 151.0 15.8 +0 600.53 602.94 +0.40 148.2 15.8 600.53 152.0 15.8 603.70 +0.53 148.2 15.8 600.53 153.0 15.8 601.61 +0.18

由于与6m之差小于5℃，且ps与pm之差小于0.1MPa，被校准流量计的 示值误差可简化为（C.1）的形式：

式中： E一被校准流量计的示值误差，%； qs一标准器测得的瞬时体积流量，m/h; q一被校准流量计的示值，m/h； 考虑gs～9，由（C.1）得到修正系数的不确定度传播率：

C.1.3标准不确定度分量

由式（C.2）可见，流量计修正系数的不确定度来源主要有： a）标准器引入的不确定度分量ur(qs); b）被校准流量计引入的不确定度分量u(g):

C.1.4标准不确定度的评定

(E)=c(q)u(q)+c(q)u(q

b）被校准流量计引入的不确定度分量ur(q) 由于试验管道截面积的测量直接影响被校准

虑几何尺寸测量引入的标准不确定度。 试验管道截面积S由（C.4）得到

虑几何尺寸测量引入的标准不确定度。

截面积S的标准不确定度为：

试验管道内径D.的不确定度由外径D和壁厚d的不确定度合成，可表示 为：

u(D,)= u'(D)+u'(d)

外径D的不确定度包括重复测量引入的A类不确定度和量具引入的B类不 确定度，如式（C.7）所示。

u(D)= yu(D)+u(D)

分度值为0.02mm的元尺测量50mm≤D<500mm范围，直径最大允许误差为 土0.05mm，因此，外径D的B类不确定度为0.029mm，进而得到u(D)=0.14mm。 根据超声波测厚仪的校准证书，引入的B类不确定度为0.03mm，得到 (d)=0.031mm。进一步得到u(Dn)=0.143mm，ur(S)=0.15%。 除了几何尺寸测量引入的不确定度分量，被校准流量计引入的不确定度 ur(g)还包括重复测量引入的A类不确定度，按照式（C.8）计算。

中： Er一多次测量的重复性误差，%； n一重复测量次数： 由式（C.9）得到被校准流量计引入的不确定度

C.1.5合成标准不确定度计算

ua (g)==0.103% Vn

u.(g)= u(q)+u (S)=0.182%

将各标准不确定度分量代入式（C.2），得到E的合成标准不确定度

C.1.7校准结果（表C.3）

U.=2×0.183%=0.37%

U,=2×0.183%=0.37%

C.2.1.1标准器及配套设备

C.2.1.2 测量数据

试验管道几何尺寸测量记录见表C.4。

表C.4试验管道几何尺寸测量记录

流量计校准数据见表C.5。

表C.5流量校准记录

99.3 27.8 1210.43 99.2 27.7 1202.61 1.0065 99.3 27.8 1210.43 99.2 27.7 1202.26 1.0068

C.2.2 数学模型

被校准流量计的修正系数如式（C.10）所示：

k一被校准流量计的修正系数 qref一流过被校准流量计的实际瞬时体积流量，m3/h； qs一标准器测得的瞬时体积流量，m/h； q一被校准流量计的示值，m/h； Ts，Tm一标准器和被校准流量计处的气体热力学温度，K； Ps,Pm一标准器和流量计处的气体绝对压力，Pa。 由（C.10）得到修正系数的不确定度传播率：

u(k)=c(q)u(q)+c(q)u(q)+c(p)u(p)+c(pm)u(pm) +c(T)u(T)+c(T)u(T)

式中，相对灵敏系数cr(qs)=c(Tm)=cr(ps)=1，cr(q)=c(Ts)=cr(pm

C.2.3标准不确定度分量

由式（C.11）可见，流量计修正系数的不确定度来源主要有： a）标准器引入的不确定度分量ur(qs)： b）被校准流量计引入的不确定度分量ur(q)； c）标准器处温度测量引入的不确定度分量u(Ts)： d）标准器处压力测量引入的不确定度分量ur(ps); e）被校准流量计处温度测量引入的不确定度分量ur(Tm)； f）被校准流量计处压力测量引入的不确定度分量ur(pm)。 C.2.4标准不确定度的评定 以202.42m3/h流量点为例，评定各不确定度分量。 a）标准器引入的不确定度分量ur(qs); 临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的扩展不确定度为Urel=0.30%，

由式（C.11）可见，流量计修正系数的不确定度来源主要 a）标准器引入的不确定度分量ur(qs)； b）被校准流量计引入的不确定度分量ur(q)； c）标准器处温度测量引入的不确定度分量ur(Ts); d）标准器处压力测量引入的不确定度分量ur(ps); e）被校准流量计处温度测量引入的不确定度分量ur(Tm)： f）被校准流量计处压力测量引入的不确定度分量u(pm)。

C.2.4标准不确定度的评定

被校准流量计引入的不确定度分量u(q

由于试验管道截面积的测量直接影响被校准流量计的流量测量结果，需考 虑几何尺寸测量引入的标准不确定度。 试验管道截面积S由（C.12）得到

截面积S的标准不确定度为：

试验管道内径D的不确定度由外径D和壁厚d的不确定度合成GB/T 27535-2011 猪流感HI抗体检测方法，可表示 为：

u(D,)= Ju'(D)+u'(d)

外径D的不确定度包括重复测量引入的A类不确定度和量具引入的B类不 确定度，如式（C.15）所示。

u(D)= Ju:(D) +ue(D)

测量范围为300mm，分度值为0.02mm游标卡尺的最大允许误差为土 0.04mm，因此，外径D的B类不确定度为0.023mm，进而得到u(D)=0.043mm。 根据超声波测厚仪的校准证书，引入的B类不确定度为0.03mm，得到 u(d)=0.037mm。进一步得到u(Dn)=0.056mm，ur(S)=0.09%。 除了几何尺寸测量引入的不确定度分量，被校准流量计引入的不确定度 u（g)还包括重复测量引入的A类不确定度GB/T 15040-2021 工作测光标准灯泡，按照式（C.16）计算

中： E一多次测量的重复性误差，%； n一重复测量次数； 由式（C.17）得到被校准流量计引入的不确定度

ua (9)==0.021% /n