《流速儀校準規(guī)范》征求意見稿

《流速儀校準規(guī)范》編制說明

一、           任務(wù)來源

根據(jù)原國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局文件《質(zhì)檢總局關(guān)于做好國家計量技術(shù)規(guī)范制定、修訂及宣貫計劃有關(guān)事項的通知》（國質(zhì)檢量函[2016]163號），以及全國流量容量計量技術(shù)委員會文件《關(guān)于2016年規(guī)程及規(guī)范起草的通知》（國流容計技委函[2016]008號）的要求，重慶市計量質(zhì)量檢測研究院組織成立了《轉(zhuǎn)子式流速儀校準規(guī)范》國家計量校準規(guī)范起草小組，承擔校準規(guī)范的制定工作。

二、           制定的必要性

隨著國家環(huán)境保護相關(guān)的法律法規(guī)出臺，流速儀的計量性能檢測受到高度重視。流速儀是用來測定水流流動速度的計量器具，是一種專為水文監(jiān)測、江河流量監(jiān)測、農(nóng)業(yè)灌溉、市政給排水、工業(yè)污水等行業(yè)明渠管道流速/流量測量的一種便攜式測量儀表，是目前各水文儀器檢測機構(gòu)不可缺少的重要設(shè)備。

流速儀的種類主要有機械、電測和超聲三種類型，機械型以轉(zhuǎn)子式為主，有旋槳式和旋杯式流速儀；電測型有電磁式流速儀，超聲型有超聲波時差法和多普勒法流速儀。我國在1985年5月21日由部以（85）水電水文字第5號文“關(guān)于頒發(fā)《直線明槽中轉(zhuǎn)子式流速儀的檢定》（SD145-85）的通知”的形式下發(fā)，并從1986年1月1日開始實施。有關(guān)流速儀的制造、檢定、校準、檢測等方法，國家有關(guān)部門制定了國家標準及相關(guān)技術(shù)規(guī)范，目前現(xiàn)行有效的主要有：GB/T 11826-2002《轉(zhuǎn)子式流速儀》、GB/T 21699-2008《直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定/校準方法》、GB/T 24558-2009《聲學多普勒流速剖面儀》、JJG(水利) 001-2009《轉(zhuǎn)子式流速儀》、JJG(交通) 030-2004《水運工程 超聲波流速儀》、JJG(交通) 031-2004《水運工程 旋漿式流速儀》。

從上述標準及法規(guī)可以看出，市場上常用的轉(zhuǎn)子流速儀和超聲波流速儀有相應(yīng)的國家標準，并有著檢測方法的國家標準，在計量檢定上只有交通部和水利部發(fā)布的行業(yè)檢定規(guī)程。但是，如果其它使用單位（不是水利行業(yè)或交通行業(yè)）要對本部門使用的流速儀進行計量性能校準，將沒有響應(yīng)的校準依據(jù)，即沒有國家層面的計量校準規(guī)范。

因此，制定《流速儀校準規(guī)范》這個國家計量校準規(guī)范是非常必要的。

三、           制定過程

在全國流量容量計量技術(shù)委員會的批準下，規(guī)范承擔單位重慶市計量質(zhì)量檢測研究院于2015年6月填報《流速儀校準規(guī)范》的國家計量技術(shù)法規(guī)項目計劃任務(wù)書，2016年4月獲得國家質(zhì)檢總局下達的制定計劃通知，2016年6月全國流量容量計量技術(shù)委員會發(fā)放規(guī)范的起草通知。

收到文件后，在承擔單位的主持下，《流速儀校準規(guī)范》起草小組于2016年6月組建成立并開始進行校準規(guī)范的制定，校準規(guī)范起草單位主要由多年從事流速儀計量檢測的技術(shù)檢測機構(gòu)、國家站、檢測裝置及流速儀生產(chǎn)單位等組成。起草單位分別是：重慶市計量質(zhì)量檢測研究院、國家水運工程檢測設(shè)備計量站、水利部水文儀器及巖土工程儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心、重慶華正水文儀器有限公司、成都英迪德科技有限公司、重慶兆洲科技發(fā)展有限公司。

規(guī)范起草小組于2016年9月形成初次草稿，并且征求了部分流速儀生產(chǎn)廠家和使用部門（主要涉及環(huán)保部門）的意見和建議。起草小組最開始的規(guī)范制定囊括機械、電測和超聲三種類型的流速儀檢測，但每種類型的流速儀的結(jié)構(gòu)及工作原理大相徑庭，計量性能檢測方式無法統(tǒng)一，經(jīng)過與國家計量院及相關(guān)檢測技術(shù)機構(gòu)相關(guān)專家探討后，起草小組決定依據(jù)國際標準ISO 3455:2007 Hydrometry — Calibration of current meters in straight open tanks（水文測驗—直線明槽中流速儀的校準），流速儀的校準范圍限定為轉(zhuǎn)子式流速儀和電磁式流速儀。

因此，經(jīng)過申請在流速儀校準范圍限定后，起草小組于2017年8月形成初稿，經(jīng)過起草小組多次討論和對外咨詢，并經(jīng)多次修改草稿后，于2018年8月形成征求意見稿。

四、           修訂主要技術(shù)依據(jù)及原則

本規(guī)范根據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》進行編制，將流速儀的計量性能作為計量校準的主要項目。本規(guī)范所用術(shù)語，除在規(guī)范中專門定義的外，均采用JJF1001《通用計量術(shù)語及定義》和JJF1004《流量計量名詞術(shù)語及定義》。

本規(guī)范主要參照國際標準ISO 3455:2007 Hydrometry — Calibration of current metersin straight open tanks（水文測驗—直線明槽中流速儀的校準）和國家標準GB/T 11826-2002《轉(zhuǎn)子式流速儀》、GB/T 21699-2008《直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定/校準方法》、JJG(水利) 001-2009《轉(zhuǎn)子式流速儀》、JJG(交通) 030-2004《水運工程 超聲波流速儀》、JJG(交通) 031-2004《水運工程 旋漿式流速儀》。并結(jié)合我國流速儀的生產(chǎn)、使用和校準現(xiàn)狀進行制訂，主要的技術(shù)指標與國際標準和相關(guān)規(guī)程規(guī)范相一致。

本規(guī)范依據(jù)的主要技術(shù)文件有：

GB/T11826-2002 轉(zhuǎn)子式流速儀

GB/T 19677-2005 水文儀器術(shù)語及符號

GB/T 21699-2008 直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定校準方法

ISO3455-2007 Hydrometry— Calibration of current meters in straight open tanks （水文測驗—直線明槽中流速儀的校準）

五、           重點說明

本規(guī)范對轉(zhuǎn)子式流速儀和電磁式流速儀的計量性能進行校準，現(xiàn)對規(guī)范的主要內(nèi)容進行說明。

1、本規(guī)范限定范圍

本規(guī)范適用于直線明槽中轉(zhuǎn)子式流速儀和電磁式流速儀的校準。

通常情況下，流速儀的種類主要分為機械、電測和超聲三種類型，機械型以轉(zhuǎn)子式為主，有旋槳式和旋杯式流速儀；電測型有電磁式流速儀，超聲型有超聲波時差法和多普勒法流速儀。這三種類型的流速儀檢測原理和檢測方法有所不同，使用的檢測介質(zhì)要求不一樣（如超聲波流速儀需要水中有示蹤粒子等）。

限于裝置以及結(jié)構(gòu)因素，本規(guī)范不能一概寫之，所以特別對校準范圍進行了限定。同時，國際標準ISO3455-2007 Hydrometry— Calibration of current meters in straight open tanks （水文測驗—直線明槽中流速儀的校準）中，其流速儀檢測范圍也是限定為轉(zhuǎn)子式流速儀和電磁式流速儀。

因此，本規(guī)范對流速儀范圍進行了限定，該限定和ISO 3455:2007相一致。

2、直線明槽的規(guī)格

直線明槽的長度應(yīng)充分考慮檢測車的加速段、穩(wěn)定段、測量段和制動段，主要由校準流速儀的類型、檢測車的設(shè)計方案、信號傳輸和測量方法等決定。加速段和制動段的長度主要由檢測車的設(shè)計指標、流速儀在明槽中校準的最大速度以及安全要求等決定，測量段的長度應(yīng)能保證流速儀的誤差在最高速度下校準時不超過允許值。

直線明槽的水深可影響試驗結(jié)果，尤其當檢測車的速度與水面波的傳播速度一致時，影響更大。明槽的水深應(yīng)按最高校準速度來選定，選擇時應(yīng)保證最高校準速度處于產(chǎn)生干擾的臨界流速之前，或是使最高校準速度遠遠超過這個臨界區(qū)域。

明槽寬度應(yīng)根據(jù)最高校準速度和同時校準的流速儀數(shù)量來確定。愛潑爾效應(yīng)的大小決定于流速儀和懸吊設(shè)備的形狀尺寸，并于水槽橫斷面面積有關(guān)，對于在狹窄的水槽里愛潑爾效應(yīng)表現(xiàn)的更為明顯。當使用流線型測桿校準很小的流速儀時，可忽略愛潑爾效應(yīng)產(chǎn)生的影響

目前還沒有相關(guān)實驗研究或經(jīng)驗公式來計算愛潑爾效應(yīng)，本規(guī)范也只是按照相關(guān)標準對明槽規(guī)格做個大致規(guī)定和計算以避免愛潑爾效應(yīng)帶來的系統(tǒng)誤差。直線明槽規(guī)格的規(guī)定主要參考國家標準GB21699-2008和國際標準ISO3455:2007，計算舉例和計算公式是等同參照ISO3455:2007。

3、轉(zhuǎn)子式流速儀低流部分的數(shù)據(jù)處理

對于轉(zhuǎn)子式流速儀的低速部分，GB/T 21699-2008規(guī)定可以采用兩種方式，一種是統(tǒng)一處理（全部測速范圍內(nèi)，用一個擬合的直線方程作為校準結(jié)果）；一種是分為低速和中高速兩部分處理（曲線圖、數(shù)據(jù)表格、數(shù)學方程式、直線方程等）。

起草組多次咨詢生產(chǎn)廠家和使用單位，表示由于流速儀目前準確度不高，將低速部分和中高速部分擬合成一個曲線是切實可行的，目前也沒有單位使用低速曲線圖或查詢相關(guān)表格，都是直接使用擬合曲線。因此，本規(guī)范采用全部測速范圍統(tǒng)一采用一個擬合公式，實驗數(shù)據(jù)也表明一個公式是可行的，也符合國家標準的規(guī)定。

4、流速儀起轉(zhuǎn)速度和臨界速度問題

對于轉(zhuǎn)子式流速儀的轉(zhuǎn)速度和臨界速度，行業(yè)規(guī)程JJG(水利) 001-2009做了相關(guān)檢定要求。

起草組認為：本規(guī)范是校準規(guī)范，不涉及這兩個速度的測試，只對計量性能做出測試和評價。同時國家標準GB/T 21699-2008也沒有對這兩個指標做要求，因此本規(guī)范不涉及起轉(zhuǎn)速度和臨界速度的測試。

5、流速儀全線相對均方差問題

對于轉(zhuǎn)子式流速儀的全線相對均方差，GB/T 21699-2008列出了計算公式和要求。起草組成員有GB/T 11826-2002《轉(zhuǎn)子式流速儀》國家標準修訂的主要起草人，該標準的報批稿已經(jīng)舍去了全線相對均方差的要求，具體原因是現(xiàn)在一般沒有該種概念提法，另外由于規(guī)定了速度級誤差，該均方差的使用意義不大。

因此，本規(guī)范也不使用全線相對均方差概念。

6、參數(shù)測量不確定度

對于直線明槽裝置，校準流速儀時，需要同時測量三個參數(shù)：距離、時間、流速儀信號（或脈沖數(shù)）。

檢測車距離測量的擴展不確定度應(yīng)不超過0.1%；時間測量的擴展不確定度應(yīng)不超過0.1%；流速儀信號測量的擴展不確定度應(yīng)不超過0.1%。

幾個參數(shù)不確定度的規(guī)定與國家標準GB21699-2008和國際標準ISO3455:2007是等同的。

7、復校時間間隔

對于復校時間間隔的確定，主要依據(jù)下述文件：

對于轉(zhuǎn)子式流速儀的規(guī)定，行業(yè)規(guī)程JJG(水利) 001-2009 5.5條規(guī)定：“流速儀的檢定周期為一年或累計工作300h，兩者取其時間間隔較短者”；另外，JJG(交通) 031-2004 6.5條規(guī)定“旋槳式流速儀的檢定周期為一年或累計工作300h，二者取其時間間隔較短的應(yīng)進行檢定”。

對于電磁式流速儀的時間間隔，依據(jù)ISO3455:2007 7.2.2條的規(guī)定：“由于老化的影響，電磁流速儀電流表組件中電子元件的性能可能會隨時間改變。因此不管使用情況如何，電磁式流速儀贏每年重新校準一次”。

因此，本規(guī)范規(guī)定：建議流速儀的復校時間間隔不超過一年。

同時依據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》的要求，添加：“注：由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔”。

感謝，正在找這個