中华人民共和国国家计量检定规程.doc

JJG-201中华人民共和国国家计量检定规程JJG- 流 量 积 算 仪Flow Intergration Meters(征求意见稿) 意见请返回：zyh1998 XXXX-XX-XX发布XXXXXXXX实施 国家质量技术监督检验检疫总局 发布JJG1003代替JJG10032005规程正文部分流量积算仪检定规程Verification Regulationof Flow Intergration Meters 归口单位：全国流量容量计量技术委员会主要起草单位：河南省计量科学研究院参加起草单位：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： 参加起草人：JJG-201目 录引 言1 范围12 引用文献13 术语及定义13.1 积算仪13.2 断电保护13.3 采样周期 23.4 小信号切除23.5 补偿参量显示23.6 数字信号和通讯协议24 概述24.1工作原理24.2结构24.3流量信号输入形式24.4配套仪表信号输入形式35 计量性能要求35.1 积算仪的准确度等级35.2电源变化影响35.3 采样周期36 通用技术要求46.1 常规技术要求46.2用于贸易结算时的技术要求57 计量器具控制57.1 检定条件57.2 检定环境条件67.3 检定项目67.4 检定方法77.5 检定结果的处理117.6 检定周期11附录 A12附录B14附录C185 引 言本规程以国家标准GB/T13639-2008工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪表、GB/T2624-2006用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量（所有部分）为技术依据，结合了我国流量积算仪的生产和使用现状，对JJG1003-2005版本流量积算仪进行修订。在主要的技术指标上与国家标准等效。与JJG1003-2005版本相比，本规程除编辑性修改外主要技术变化如下：增加了流量积算仪的定义；增加了数字信号和通讯协议的定义；流量信号的输入形式增加了数字信号；修改了引用误差，规程中涉及到的误差全部改为相对误差；增加了气体体积流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件；增加了贸易计算用流量积算仪的通用技术要求；增加了标准数字信号发生器为主要检定设备之一；增加了流量输入信号为数字信号时的检定方法；修改了试验点的选取；增加了瞬时热量和累积热量的检定方法；修改了检定周期；删除了原规程中附录A“型式评价试验大纲”，型式评价试验大纲作为国家技术规范另行制定；删除了原规程中附录B中的部分内容。修改了检定记录和检定证书/检定结果通知书（内页）格式。JJG1003流量积算仪的历次版本发布情况为： JJG1003-2005流量积算仪流量积算仪检定规程 1 范围本规程适用于流量积算仪（以下简称积算仪）的首次检定、后续检定、使用中检查。具备积算仪功能的其他流量积算设备可参照本规程。2 引用文献本规程引用下列文献GB/T13639-2008 工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪表GB6587-1989 电子测量仪表环境试验GB/T 11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法(mod ISO 6976)GB/T 17747 (所有部分) 天然气压缩因子的计算idt ISO 12213(所有部分)GB/T 18603 天然气计量系统技术要求GB/T 21446-2008 用标准孔板流量计测量天然气流量GB/T2624-2006 用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量（所有部分）CJ128-2007 热量表凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本规程。3 术语及定义3.1 积算仪 flow intergration meters 通过采集与流量相关的传感器信号，用相关的数学模型计算出流量（能量）的装置。流量积算仪通常又称为流量显示仪、流量计算机等。3.2 断电保护power outage protection 仪表在供电电源断电期间，积算仪内设参数及积算仪累积流量等数据能够可靠保存起来的功能。3.3 采样周期 sampling period相邻两次采样之间的时间间隔，单位：s。3.4 小信号切除 low flowrate cut off本规程中是指积算仪为克服干扰、变送器或传感器的零漂影响或为保证流量计系统正常运行而设置的功能。低于特定流量值时仪表按零值处理，高于此值时仪表正常运行。3.5 补偿参量显示accessorial display parameter积算仪中为显示介质工作状态（如压力、温度等）而设置的辅助显示。3.6 数字信号和通讯协议 digital signals and communication protocol用于积算仪与传感器、变送器、网络终端之间遵循约定协议进行通讯或完成服务的信号，协议定义了数据单元传输的内容与格式。包含HART协议、Modbus协议、Profibus协议等。4 概述4.1工作原理积算仪的工作原理：通过对与之配套的流量变送器、流量传感器和其他变送器（温度、压力等）输出模拟信号、脉冲信号或者数字信号的采集，用相关的数学模型计算出瞬时流量、累积流量等，并进行显示、储存和传送。有的积算仪还具有将瞬时流量转换成模拟信号或者数字信号进行输出和进行定量控制的功能。与其配套的传感器通常有标准节流装置、涡轮、涡街、电磁、超声流量传感器或变送器等，及补偿用的压力变送器、差压变送器、温度变送器、组份分析仪等。4.2结构 积算仪主要由中央处理单元、输入输出单元、显示单元和操作按钮等组成。输入输出单元包含流量传感器信号输入、温度、压力等补偿信号输入、流量等信号输出等。4.3流量信号输入形式积算仪的输入信号一般有模拟输入信号、脉冲信号、数字信号三种形式，也可使用说明书中给出的其他信号输入形式。模拟信号：电流：DC（420）mA或DC（010）mA。电压： DC (15)V 或DC (05)V。脉冲信号：电流脉冲、电压脉冲，其频率通常为10kHz以下。4.4配套仪表信号输入形式模拟信号：电流：DC（420）mA或DC（010）mA。电压： DC (15)V 或DC (05)V。数字信号和通讯协议：包含HART协议(采用基于BELL202标准的FSK频移键控信号，在（420）mA信号上叠加幅度为0.5mA的数字音频信号，波特率为1200bps)、Modbus协议(包含：Modbus串行链路基于TIA/EIA标准：232-E和485-A；Modbus TCP/IP基于IETF标准:RFC793和RFC791)、PROFIBUS协议（基于EN50170标准，波特率在9.6kbps12Mbps）等。5 计量性能要求5.1 积算仪的准确度等级积算仪根据主示值最大允许误差限划分准确度等级，如表1所示。主示值为瞬时流量、累积流量、累积热量（能量）中的一个或几个示值。除主示值以外的以上示值及辅助参数测量值误差限以使用说明书中规定为准。表1 积算仪准确度等级与误差限对照表准确度等级0.05级0.1级0.2级0.5级1.0级主示值基本误差限0.05%0.1%0.2%0.5%1.0%注：表1中规定的误差限是指相对误差。5.2电源变化影响 对于交流220V供电的仪表，电源电压变化10%时；对直流24V供电的仪表，电源变化5%时；积算仪的瞬时压力、温度、流量等示值与正常电压下示值相比，变化值不得超过基本误差的一半。5.3 采样周期积算仪的流量信号采样时间应不大于2s；压力、温度采样时间应不大于5s；介质组分或物性参数的采样时间应不大于15min。6 通用技术要求6.1 常规技术要求6.1.1积算仪应有详细的使用说明书，说明书上注明适用流量计（传感器）的种类、输出信号的类型、调校方法、操作步骤、适用介质及是否带有温度压力补偿及其他功能，提供引用的标准或计算依据。6.1.2 积算仪外壳、铭牌、接线柱应经过良好的表面处理，不得有镀层脱落、锈蚀、划伤、沾污等缺陷。显示部分文字、数字、符号、标志应清晰鲜明、无重叠，仪表显示亮度均匀，不应有缺笔划等现象。6.1.3 仪表铭牌应有制造计量器具许可证标志及厂名、型号、编号、准确度等级、出厂年月等。6.1.4 仪表流量系数（密度、传感器系数等）的有效数字应不少于4位。瞬时流量显示应有足够的分辨力，累积流量显示位数不少于6位。6.1.5 本规程推荐气体体积流量计量的标准参比条件和发热量测量的燃烧标准参比条件均为绝对压力101.325kPa、热力学温度293.15K。也可采用贸易合同约定的压力、温度作为参比条件。6.1.6 传感器传输信号为数字信号的应提供相应通讯协议和软件。6.1.7 小信号切除 允许有小信号切除，配套传感器为标准节流装置的切除点应不大于设计工况下最大流量的8%，配套传感器为其他类型的切除点应不大于设计工况下最大流量的5%。6.1.8 绝缘电阻 在环境温度为（1535）、相对湿度（4575）%、大气压力（86106）kPa条件下，各端子与外壳之间绝缘电阻不小于20M。6.1.9 绝缘强度试验环境条件同6.1.8条，其各端子之间及与外壳之间施加表2所规定的试验电压，保持1min，不出现击穿或飞弧现象。表2 绝缘强度试验适用试验电压表仪表端子电压公称值（V）试验电压（kV）600.5601301.01302501.52506502.06.2用于贸易结算时的技术要求6.2.1 贸易结算用积算仪除应遵循6.1的所有要求外，还应遵循6.2.26.2.5的要求。6.2.2贸易结算用积算仪物性参数计算应遵循附录A.2，其它介质遵循相关标准。6.2.3贸易结算用积算仪应具有参数设置、数据记录和历史事件的记录的安全保护功能，所有记录均不可修改、删除、存储器存满后以先进先出原则溢出。并须设有操作权限设置，分级密码、密钥、封印等保护措施。6.2.4 贸易结算用积算仪数据处理、流量计算周期不超过5秒，累积流量显示位数不少于9位，A/D转换器不低于16位，D/A转换器不低于12位。6.2.5 贸易结算用积算仪流量计算模型（含物性值计算）的不确定度（仅对计算方法而言），应不大于0.1%。7 计量器具控制7.1 检定条件7.1.1主要检定设备7.1.1.1 标准数字信号发生器最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。7.1.1.2标准电流表最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。7.1.1.3标准电压表最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。7.1.1.4通用计数器 计数范围：099999；分辨力：1个字。7.1.1.5标准电阻箱最大允许误差小于被检积算仪允许误差限的1/5。7.1.1.6计时器分辨力优于0.01s。7.1.1.7频率信号发生器频率范围：（050）kHz，最大允许误差：110-5。7.1.2 附属设备7.1.2.1直流信号源可输出三路DC（020）mA或DC（05）V连续可调信号，稳定度：0.05%/2h。7.1.2.2毫伏发生器输出范围：DC（050）mV，最大允许误差：110-4。7.1.2.3绝缘电阻表输出电压500V、10级。7.1.2.4耐压测试仪电压范围：（05）kV，5%，频率：（4555）Hz，功率不低于：0.25kW。7.1.2.5稳压电源DC（030）V可调；AC（0220）V可调； 最大允许误差：1%。7.1.2.6电阻箱 （09999.99），优于1.0级。7.2 检定环境条件7.2.1 环境温度：（205）环境相对湿度：（4575）%7.2.2 交流电源（22022）V，频率(501 )Hz。7.2.3 除地磁场外的其他外界磁场、机械振动等干扰应小到对积算仪的影响可忽略不计。7.3 检定项目积算仪的检定项目列于表3中。表3 积算仪的检定项目序 号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观及功能检查2基本误差3小信号切除功能4电源变化影响5绝缘电阻*6绝缘强度注：“”表示应检定，“”表示可不检定， “*”表示经大修理后，应增加该项检定，后续和使用中可不做此项。7.4 检定方法7.4.1外观及功能检查用目测的方法检查铭牌、外观和功能，应符合本规程6.2、6.3、6.4条的要求。7.4.2 示值误差的检定检定前按图1连接好线，通常被检仪表通电预热10min。如产品说明书对预热时间另有规定的，则按说明书规定的时间预热。 积算仪脉冲信号输入电流表输出频率信号发生器通用计数器标准电流、毫伏源模拟信号输入数字信号发生器或相关软件数字信号输入 工作工作电源电源温度（电阻）标准电阻箱 图1 图-1图-1 积算仪检定接线示意图注：数字信号输入时可按以下方法进行1.使用具有相应数字信号协议标准的检定设备。2. 用符合相应的数字信号协议标准的软件直接给积算仪设置所需的信号值。7.4.2.1瞬时流量（热量）a、试验点取流量传感器（或变送器）最大流量对应的输入信号的量限下限、0.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍量限附近；具有压力、温度补偿功能的以上检定点是在设计状态下，另外应在压力不变，温度在设计范围内任取两点，流量为最大；温度不变，压力在设计范围内任取两点，流量为最大情况下分别进行两次检定。b、按选取检定点，积算仪作一次循环测量。c、按下式计算每个流量点的误差(Ei)，模拟信号输入的按公式（1）、脉冲信号输入的按公式（2）计算、用于贸易结算的积算仪按公式（2），应满足表1中对积算仪误差限的要求。Ei =100% （1）式中： 该流量检定点的流量积算仪示值； 该积算仪在设计状态下最大流量。Ei =100% （2）式中：该流量检定点的流量的理论计算值。注：的计算应根据使用流量计的型式及被测介质在检定点的操作条件，依据该种流量计国家有关标准和计量检定规程进行计算（或使用通过法定计量检定单位认证的计算软件进行计算）。介质物性值计算应符合本规程附录A.2规定。7. 4.2.2 累积流量累积流量检定应在设计工作状态下进行。读取n(n10min)时间累积流量值，检定分辨力引入的不确定度应优于最大允许误差的1/5，应满足表1中对积算仪误差限的要求。累积流量误差（EQ）按下式计算： EQ =100% （3）式中：积算仪累积流量示值； 积算仪累积流量理论计算值。7.4.2.3 累积热量（能量）累积热量（能量）检定应在设计工作状态下进行。读取n(n10min)时间累积热量（能量）值，检定分辨力引入的不确定度应优于最大允许误差的1/5，应满足表1中对积算仪差限的要求。累积热量（能量）误差（EQ）按下式计算： EQ = 100% （4）式中：Wi积算仪累积热量（能量）示值； Wsi积算仪累积热量（能量）理论计算值。注：a.Wsi的计算见附录A。b.如流量积算仪不具备该功能，此项可不进行检定。7.4.2.4补偿参量显示值a、 试验点取零点、0.25Amax、0.5Amax、0.75Amax、Amax。注：Amax为模拟输入信号的上限值。对于温度信号采用热电阻和热电偶的，Amax取500对应的模拟量。b、 按选取检定点，积算仪作一次循环测量。c、 按下式计算每个检定点误差（EAi）, 应满足使用说明书中对积算仪误差限的要求。EAi = 100% （5）式中： 检定点积算仪示值； 检定点输入信号对应的理论计算值； 输入信号对应的理论计算的最大值。7.4.2.5 输出电流a、试验点取0.2、0.4、0.6、0.8、附近。b、按选取检定点，积算仪作二次循环测量。c、普通积算仪按式（6）、用于贸易结算的积算仪按式（7）计算每个检定点误差（Esi）, 应满足表1中对积算仪误差限的要求。 Esi =100% （6） Esi =100% （7）式中： Ii 检定点输出电流值；Isi 检定点流量理论计算对应的电流值；Imax最大流量理论计算对应的电流值；I0 流量零点对应的电流值。7.4.2.6定量控制a、 试验点取0.2、0.5、附近。b、 按选取检定点，积算仪作二次循环测量。c、 按下式计算每个检定点误差（Esi）, 应满足表1中对积算仪误差限的要求。 Esi= 100% （8）式中：Ssi检定点起控制作用的总量理论计算值；Si设定值。7.4.3 小信号切除 接线及检定方法同图1。在切除点附近由低到高缓慢改变输入信号，直至积算仪有对应参数显示，然后缓慢减少输入信号，积算仪有对应参数显示突然降为零。此时流量值为切除点，其数据应符合6.1.7条的要求。7.4.4 电源变化影响可在基本误差检定时同时进行。首先被检仪表按正常值供电，读取仪表示值，然后分别提高和降低至仪表允许供电电源上限值、下限值，此时仪表的示值分别与正常供电值相比，变化不得超过误差限的一半。7.4.5 绝缘电阻 仪表电源开关处于接通位置，各路输入端子间、输出端子间、电源端子间分别短接。采用额定直流电压500V的绝缘电阻表按下述之间端子进行检定检定结果应满足6.1.8条之规定。输入端子外壳输出端子外壳电源端子外壳注：电源端子指交流电源端子7.4.6 绝缘强度 采用(45-55)Hz的交流电压，试验电压按表2规定。 试验应在7.4.5规定的接线端子之间进行。7.5 检定结果的处理经检定，符合本规程要求的积算仪，签发检定证书，并在检定证书中注明检定时仪表内部参数的具体设置值及配套仪表。不合格者签发检定结果通知书，并注明不合格项目。7.6 检定周期检定周期一般不超过所配套流量传感器的检定周期。附录 A常用流量公式及介质物性参数选取规定(仅供参考)积算仪与各种类型流量变送器（传感器）配套使用，其流量公式各不相同，为真实的反映流量积算仪的准确性，本附录给出了流量测量中常用的流量公式，并对被测介质物性参数的选取做出了统一规定。A.1常用流量公式A.1.1节流式流量计质量流量公式 （A.1）式中：流出系数，标准节流式流量计按GB/T2624-2006用孔板、喷嘴和文丘里管流量充满圆管的流体流量确定，非标准节流式流量计根据实流标定的数据计算； 流束膨胀系数，对于液体，取定值1；对于气体，标准节流式流量计按GB/T2624-2006用孔板、喷嘴和文丘里管流量充满圆管的流体流量确定，非标准节流式流量计按JJG640-1994差压式流量计检定规程确定； 操作条件下节流件开孔直径，m； 操作条件下上游管道内径 ，m， 错误！未找到引用源。差压，Pa； 错误！未找到引用源。操作条件下介质密度，kg/m3； 错误！未找到引用源。操作条件下节流件开孔直径与上游管道内径之比。A.1.2脉冲输出型流量计（如涡街、涡轮等）流量公式 （A.2）式中：错误！未找到引用源。瞬时工况体积流量，m3/s；脉冲输出型流量计输出的脉冲信号频率，Hz；脉冲输出型流量的仪表常数，1/m3；（按流量计出厂给定值或根据实流标定的数据计算）。A.2介质物性值计算A.2.1天然气物性值计算按照GB/T 11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法(mod ISO 6976)、GB/T 17747 (所有部分) 天然气压缩因子的计算idt ISO 12213(所有部分)、GB/T 18603 天然气计量系统技术要求或GB/T 21446-2008 用标准孔板流量计测量天然气流量标准执行A.2.2人工煤气物性值计算按照GB/T18215.1-2000城镇人工煤气主管道流量测量第一部分：采用孔板节流装置的方法标准计算。A.3流量换算公式质量流量换算成操作条件下体积流量公式 （A.3）质量流量换算成标准参比条件下体积流量公式： （A.4）式（A.3）、（A.4）中： 操作条件下体积流量，m3/s； 质量流量，kg/s； 标准参比条件下体积流量，Nm3/s； 操作条件下被测介质密度，kg/m3； 标准参比条件下被测介质密度，kg/Nm3。附录B检定记录格式检定/校准证书编号：送样单位名称单位地址委托人样品名称型号编号准确度等级（或允许误差）样品生产厂样品来源送样 现场 其他样品唯一性标识样品外观检查检定前合格送样时间检定后合格检定时间/下次检定时间检定技术依据 环境温度（）环境湿度（% RH）检定/校准类别检定 校准 测试 其他主标准器名称型号编号不确定度/准确度等级/最大允许误差测量范围证书编号仪器设备使用记录使用前记录使用后记录现场检定/校准地点说明（一）数据记录测量介质： 流量范围或仪表系数： 气体组分（或其他气质参数）：气体名称组分（%）其他气质参数： 注：测量介质为天然气或者煤气才填写以上表格配套仪表情况：仪表名称量程范围输出信号类型输出信号范围准确度等级（一） 检定记录1、外观及功能检查： 2、示值误差2.1 瞬时流量流量信号（ ）补偿信号1（ ）补偿信号2（ ）标准值（ ）仪表显示值（ ）误 差（ ）2.2 累积流量输入信号（ ）积算时间（ ）积算标准值( )仪表显示值( )误差 （%）初始值终止值差值2.3 累积热量输入信号（ ）温度1（ ）温度2（ ）积算时间（ ）积算标准值( )仪表显示值( )误 差（%）初始值终止值差值2.4 累积能量输入信号（ ）高位发热量（ ）累积流量（ ）积算标准值( )仪表显示值( )误 差（%）初始值终止值差值2.5 补偿参量显示值试验点0.2 Amax0.4 Amax0.6 Amax0.8 AmaxAmax第一通道理论计算值实测值12误差（%）第二通道理论计算值实测值12误差（%）第三通道理论计算值实测值12误差（%）2.6 输出信号检测2.6.1 模拟输出（电压或电流输出）试验点0.2 qmax0.4qmax0.6 qmax0.8 qmaxqmax理论值输出信号（ ）12误差（%）2.6.2 数字输出（RS485/RS422/RS232/Modem等）试验点0.2 qmax0.4qmax0.6 qmax0.8 qmaxqmax理论值输出信号（ ）12误差（%）注：部分数字输出类仪表可借助相关软件进行检定。2.7 定量控制（仅适用于带模拟输出功能的积算仪）试验点0.2 qmax0.5qmaxqmax理论值实测值12误差（%）3 小信号切除： 4 电源变化影响： 5 绝缘电阻：试验内容绝缘电阻值试验结果备注输入端子外壳输出端子外壳电源端子外壳6 绝缘强度：试验内容试验电压值试验结果备注输入端子外壳输出端子外壳电源端子外壳检定人员： 核验人员： 检定日期： 附录C检定证书/检定结果通知书（内页）格式C.1 检定证书内页信息格式式样1、 测量介质： 2、 流量范围：3、配套仪表：仪表名称量程范围输出信号类型输出信号范围准确度等级4、检定结果：4.1外观及功能检查： 4.2瞬时流量误差：4.3累积流量误差：4.4 累积热量误差：4.5 累积能量误差：4.6 输出电流误差：4.7 定量控制误差：4.8 补偿参数显示误差：4.9 小信号切除：切除点 4.10 电源变化影响：4.11 绝缘电阻：4.12 绝缘强度：5、检定时仪表内部设定参数（组分）：注：1.如配套节流装置，请注明设计工况；2.如配套涡轮、涡街等输出频率信号类的流量计，应注明检定时仪表系数；3.检定天然气贸易计算用流量积算仪（计算机）等仪表时，应注明气质组分或物性值等参数。C.2 检定结果通知书内页格式式样1、测量介质： 2、流量范围：3、配套仪表：仪表名称量程范围输出信号类型输出信号范围准确度等级3、 不合格项目： 19