JJG 1166-2019声学多普勒海流单点测量仪-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G1 1 6 62 0 1 9声学多普勒海流单点测量仪S i n g l eP o i n tA c o u s t i cD o p p l e rC u r r e n tM e a s u r i n gI n s t r u m e n t 2 0 1 9-1 2-3 1发布2 0 2 0-0 3-3 1实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局声学多普勒海流单点测量仪检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fS i n g l eP o i n tA c o u s t i cD o p p l e rC u r r e n tM e a s u r i n gI n s t r u m e n tJ J G1 1 6 62 0 1 9 归 口 单 位:全国海洋专用计量器具计量技术委员会 主要起草单位:国家海洋局南海标准计量中心 参加起草单位:中山大学国家海洋局东海标准计量中心 本规程委托全国海洋专用计量器具计量技术委员会负责解释J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局本规程主要起草人:张岳洪(国家海洋局南海标准计量中心)曲念东(国家海洋局南海标准计量中心)参加起草人:詹杰民(中山大学)赵秀玲(国家海洋局东海标准计量中心)翁德显(国家海洋局南海标准计量中心)苏 炜(中山大学)赵 陶(中山大学)J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4 概述(1)5 计量性能要求(2)6 通用技术要求(2)7 计量器具控制(2)7.1 检定条件(2)7.2 检定项目(3)7.3 检定方法(4)7.4 检定结果的处理(6)7.5 检定周期(6)附录A 车速变化率的计算(7)附录B 标准流速的换算(8)附录C 声学多普勒海流单点测量仪检定记录表格式(9)附录D 检定证书内页格式(1 4)附录E 检定结果通知书内页格式(1 6)J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局引 言 本规程的编写以J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J G1 0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则为基础和依据制定。本规程为首次发布。J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局声学多普勒海流单点测量仪检定规程1 范围本规程适用于流向测量范围为(03 6 0)、流速测量范围为(53 0 0)c m/s声学多普勒海流单点测量仪的首次检定、后续检定和使用中检查。2 引用文件本规程引用下列文件:J J G1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义G B/T1 5 9 2 02 0 1 0 海洋学术语 物理海洋学凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 术语和计量单位3.1 术语J J G1 0 0 12 0 0 1和G B/T1 5 9 2 02 0 1 0界定的术语和定义适用于本规程。3.2 计量单位3.2.1 流速单位:厘米每秒,符号:c m/s。3.2.2 流向单位:度,符号:。4 概述声学多普勒海流单点测量仪(以下简称“海流计”)是基于声学多普勒频移原理,换能器沿窄波束方向发射短声脉冲,并接收在波束通过水体时由其中散射颗粒物返回的声信号,利用这些信号,计算出流速、流向。海流计可于锚系/固定状态下,测量海流计安装深度处离换能器0.4m1.0m区域水体的流速、流向。海流计工作原理如图1所示。注:散射颗粒物通常是指浮游生物、气泡、悬浮泥沙或有机物及人类活动产生的颗粒物等。1J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局图1 海流计工作原理图5 计量性能要求海流计的主要技术指标应符合表1的要求。表1 海流计计量性能要求示值误差流向5(01 5)倾角时流速5c m/s(流速1 0 0c m/s时)5%读数(流速1 0 0c m/s时)测量重复性流向5 流速3c m/s 注:海流计倾角1 5 时,应能正常工作。6 通用技术要求 海流计所敷保护层应牢固、均匀、光洁,无脱落现象;各部件应安装正确、牢固、无松脱变形和其他影响使用的缺陷;数据记录器能正常工作。7 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。7.1 检定条件7.1.1 标准器7.1.1.1 流向标准器磁方位角测量系统:磁方位角测量值的扩展不确定度优于0.5,k=2。7.1.1.2 流速标准器检定拖车车速测量系统:测速范围(53 0 0)c m/s,最大允许误差1c m/s。2J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局7.1.2 主要配套设备7.1.2.1 流向检定水槽 材质为无磁材料;工作段可绕其几何中心水平旋转;提供流速不小于1 0 0c m/s,1 0m i n内流速变化低于1 0c m/s,空间流速差异小于3 0c m/s的稳定流场;工作段尺寸不小于宽1.4m、长2.8m、深0.4m。7.1.2.2 流速检定水槽7.1.2.2.1 流速检定水槽功能段及其要求流速检定水槽为直线明槽,由加速段、稳定段、检定(测量)段和制动段组成,两壁上水平安装轨道用于运行检定拖车。加速段和制动段的长度应由检定拖车的技术指标和海流计在流速检定水槽中检定的最大速度来决定,制动段的长度必须考虑满足安全需要。7.1.2.2.2 流速检定水槽尺寸流速检定水槽的尺寸大小应符表2要求。表2 流速检定水槽尺寸要求单位:m检定(测量)段长度水槽净宽水槽净深7 22.51.57.1.2.2.3 检定拖车检定拖车速度范围(53 0 0)c m/s,车速变化率应符合表3要求(车速变化率的计算方法见附录A)。表3 车速变化率速度/(c m/s)1 01 05 05 0车速变化率/%2.0 01.0 00.6 07.1.3 水体声散射信号强度流向检定水槽和流速检定水槽所用水体需有足够的散射颗粒物,确保其声散射信号强度满足海流计工作要求。7.1.4 检定结果按标准声速(15 0 0m/s)给出,水体声速测算系统测得声速最大允许误差不大于0.1m/s。7.1.5 环境条件 气温:(04 0);相对湿度:(3 08 5)%;流向检定装置周围不应有影响海流计正常工作的磁场;不得有被检海流计工作声频1 0%频带的干扰声信号。7.2 检定项目检定项目见表4。3J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局表4 检定项目序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观及倾角检查+2流向示值误差+3流向测量重复性+-4流速示值误差+5流速测量重复性+-注:“+”表示应检定项目,“-”表示可不检定项目。7.3 检定方法7.3.1 外观用目测和手动的方式检查海流计,应符合第6章的要求。检查不合格的,停止检定,判定不合格。后续检定和使用中检查允许有不影响计量性能的外观缺陷。7.3.2 倾角把海流计倾斜1 5 安装于流向检定水槽工作段,启动流向检定水槽循环系统,检查海流计能否正常工作。7.3.3 流向示值误差及流向测量重复性7.3.3.1 把流向标准器水平安装于流向检定水槽轴心位置。7.3.3.2 设置海流计最小采样间隔,保证海流计处于正常工作状态。7.3.3.3 将海流计固定安装于流向检定水槽工作段中,使其轴线通过流向检定水槽的旋转圆心,确保测流传感器离水面和水底均不少于1 0c m。7.3.3.4 启动流向检定水槽循环系统。7.3.3.5 旋转流向检定水槽,待流向标准器稳定显示检定点读数后,保持指向1 2倍以上海流计采样周期,记录每间隔2s流向标准器示值。7.3.3.6 从流向标准器读数0 开始,每隔3 0 设置一个检定点,按7.3.3.5的要求依次进行检定。流向检定要求顺时针(正转)、逆时针(反转)各检定一周。流向标准器记录到0.1,海流计示值记录到1。7.3.3.7 正反转各流向检定点的示值误差按式(1)计算,计算过程多取1位有效数字。j=j-Bj(1)式中:j 第j个流向检定点海流计的流向示值误差,;j 第j个流向检定点海流计连续1 0个流向示值的算术平均值,;Bj 第j个流向检定点流向标准器连续1 0个示值的算术平均值,。7.3.3.8 流向检定结果取同一检定点正反转示值误差的绝对值最大者,应符合表1的要求。7.3.3.9 同一检定点流向重复性为正、反转示值差的绝对值,应符合表1的要求。4J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局7.3.3.1 0 流向检定不合格的海流计,不再进行其他项目的检定。7.3.4 流速示值误差7.3.4.1 海流计采用测杆万向节式悬挂或其他不影响检定性能的方式悬挂。a)测杆应具有一定的强度和刚度,入水部分呈流线型,应垂直水面,转动灵活,但配合应紧密,以防高速时弯曲和振动,影响检定结果;b)将海流计固定在测杆的入水端上,为避免水面波的影响,海流计的换能器距离水面不小于0.7 5m、离水底不低于0.5 0m。注:为减少对水流的干扰,如可行,海流计设置为自容式工作模式,不连接电缆。7.3.4.2 静水时间流速检定前需要一定的静水时间,待水槽水面相对静止后方可进行检定。当检定速度小于2 0 0c m/s时,静水时间一般不少于1 0m i n;当检定速度大于等于2 0 0c m/s时,静水时间一般不少于2 0m i n。7.3.4.3 检定点的选择流速检 定 点 按5c m/s、2 0c m/s、4 0c m/s、6 0c m/s、1 0 0c m/s、2 0 0c m/s、2 5 0c m/s和2 8 0c m/s的顺序依次进行检定。7.3.4.4 测算水体声速后,启动拖车,待标准器稳定显示该检定点的流速读数后,每个检定点保持稳定车速的时间2 4s,记录每间隔2s标准器示值和保持稳定车速的首末时间。海流计示值处理要求精确到1c m/s。取记录中的连续1 0个流速值,分别对标准器读数和海流计流速示值取算术平均值。然后将标准器读数和海流计流速示值的平均值均校正到参考声速(15 0 0m/s)下的流速值。7.3.4.5 各检定点的流速示值误差按式(2)计算。vj=vj-vBj(2)式中:vj 第j个流速检定点海流计的流速示值误差,c m/s;vj 第j个流速检定点海流计连续1 0个流速示值的算术平均值,c m/s;vBj 第j个流速检定点流速标准器连续1 0个流速示值的算术平均值,c m/s。7.3.5 流速测量重复性流速测量重复性检定与流速示值误差检定同步进行,取海流计各流速检定点连续1 0个记录值,依照式(3)计算各流速检定点的测量重复性,取各流速检定点的测量重复性最大值为流速测量重复性。vj=ni=1(vj i-vj)2n-1(3)式中:vj 第j个流速检定点的测量重复性,c m/s;vj i 第j个流速检定点海流计第i次流速测量的示值,c m/s;5J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局vj 第j个流速检定点海流计n次流速测量示值的算术平均值,c m/s;n 测量次数(n=1 0)。7.4 检定结果的处理7.4.1 按本规程条款检定,全部检定项目均达到规定技术要求的海流计为合格仪器,发给检定证书。检定证书应声明,本检定结果是按标准声速(15 0 0m/s)给出的。使用者应将现场流速测得值,按实测海域的海水声速校正到实测对象的流速值。7.4.2 依据本规程依序进行检定,任何一个检定项目不合格,该海流计为不合格仪器,发给检定结果通知书,注明发现的不合格项。7.5 检定周期海流计的检定周期一般不超过1年,必要时可提前送检。6J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录A车速变化率的计算车速变化率的计算按式(A.1)计算:=|vi-v|v1 0 0%(A.1)式中:检定拖车车速的变化率;vi 检定拖车的瞬时速度,c m/s;v 检定拖车在检定段内运行的平均速度,c m/s。瞬时速度测量的取样时间:当车速小于2 0c m/s时,为1 0s;当车速等于或大于2 0c m/s时,为1s。7J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录B标准流速的换算检定拖车车速测量系统实测车速换算为海水声速15 0 0m/s时的标准流速,按式(B.1)计算:vb c=vb m15 0 0vs o u n d(B.1)式中:vs o u n d 流速水槽中水体的声速;vb m 检定拖车车速测量系统实测车速;vb c 检定拖车车速测量系统实测车速换算为海水声速15 0 0 m/s时的标准流速。8J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录C声学多普勒海流单点测量仪检定记录表格式原始记录号:第 页,共 页仪器名称出厂编号型 号换能器编号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差检定依据检定使用的计量标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量标准证书编号有效期至检定使用的标准器及配套设备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外观检查:合格 不合格倾角1 5 时能否正常工作:能 不能流向检定时间、地点及其环境条件时 间:地 点:温度/:相对湿度/%:流向检定(正转)单位:序号检定点:0(3 6 0)检定点:3 0检定点:6 0检定点:9 0标准器示值流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差检定员:核验员:9J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局 原始记录号:第 页,共 页流向检定(正转)单位:序号检定点:1 2 0检定点:1 5 0检定点:1 8 0检定点:2 1 0标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差序号检定点:2 4 0检定点:2 7 0检定点:3 0 0检定点:3 3 0标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差检定员:核验员:01J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局 原始记录号:第 页,共 页流向检定(反转)单位:序号检定点:3 6 0(0)检定点:3 3 0检定点:3 0 0检定点:2 7 0标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差序号检定点:2 4 0检定点:2 1 0检定点:1 8 0检定点:1 5 0标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差检定员:核验员:11J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局 原始记录号:第 页,共 页流向检定(反转)单位:序号检定点:1 2 0检定点:9 0检定点:6 0检定点:3 0标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值标准器示值仪器流向示值1234567891 0平均值示值误差流向检定结果单位:各检定点的流向示值误差0(3 6 0)3 06 09 01 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 7 03 0 03 3 0各检定点的流向重复性(流向正、反转示值差的绝对值)0(3 6 0)3 06 09 01 2 01 5 01 8 02 1 02 4 02 7 03 0 03 3 0检定员:核验员:21J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局 原始记录号:第 页,共 页流速检定时间、地点及其环境条件时间:地点:温度/:相对湿度/%:水体声速/m/s:流速检定单位:c m/s序号检定点:5检定点:2 0检定点:4 0检定点:6 0标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值1234567891 0平均值声速为15 0 0m/s时示值误差测量重复性序号检定点:1 0 0检定点:2 0 0检定点2 5 0检定点:2 8 0标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值标准器示值仪器流速示值1234567891 0平均值声速为15 0 0m/s时示值误差测量重复性流速测量重复性(修约到个位)检定员:核验员:31J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录D检定证书内页格式证书编号:原始记录号:第 页,共 页1.检定使用的计量标准装置名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量标准证书编号有效期至2.检定使用的标准器名称/编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至/校准日期3.检定依据:J J G1 1 6 62 0 1 9 声学多普勒海流单点测量仪。4.本检定结果是按参考声速(15 0 0m/s)给出的。使用者应将现场流速测得值,按实测海域的海水声速校正到实测对象的流速值。41J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局证书编号:原始记录号:第 页,共 页5.检定项目及检定结果5.1 外观:5.2 倾角:5.3 流向5.3.1 检定环境条件及地点温度/相对湿度/%地 点检定日期5.3.2 流向测量范围:()5.3.3 流向示值误差:单位:流向检定示值误差5.3.4 流向测量重复性:5.4 流速5.4.1 检定环境条件及地点温度/相对湿度/%地 点检定日期5.4.2 流速测量范围:()c m/s5.4.3 流速示值误差:单位:c m/s流速检定示值误差5.4.4 流速测量重复性:6 检定结果判断依据依据J J G1 1 6 62 0 1 9 声学多普勒海流单点测量仪“5 计量性能要求”进行判定。51J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录E检定结果通知书内页格式通知书编号:原始记录号:第 页,共 页1.检定使用的计量标准装置名 称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量标准证书编号有效期至2.检定使用的标准器名称/编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至/校准日期3.检定依据:J J G1 1 6 62 0 1 9 声学多普勒海流单点测量仪。4.本检定结果是按参考声速(15 0 0m/s)给出的。使用者应将现场流速测得值,按实测海域的海水声速校正到实测对象的流速值。61J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局通知书编号:原始记录号:第 页,共 页5.检定项目及检定结果5.1 外观:5.2 倾角:5.3 流向5.3.1 检定环境条件及地点温度/相对湿度/%地 点检定日期5.3.2 流向测量范围:()5.3.3 流向示值误差:单位:流向检定示值误差5.3.4 流向测量重复性:5.4 流速5.4.1 检定环境条件及地点温度/相对湿度/%地 点检定日期5.4.2 流速测量范围:()c m/s5.4.3 流速示值误差:单位:c m/s流速检定示值误差5.4.4 流速测量重复性:5.5 检定结论:不合格。6 检定结果判断依据依据J J G1 1 6 62 0 1 9 声学多普勒海流单点测量仪“5 计量性能要求”进行判定。7 附加说明该仪器不符合规程要求,判为不合格。J J G1 1 6 62 0 1 9市场监管总局市场监管总局