JJF(魯) 197-2024 明渠流量計在線校準規(guī)范

山東省地方計量技術(shù)規(guī)范OnlineCalibrationSpecificationforOpenChannelFl山東省市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(魯)197—2024明渠流量計在線校準規(guī)范 JJF(魯)197—2024I JJF(魯)197—2024JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》范編寫規(guī)則》和JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成本規(guī)范位計檢定規(guī)程》、JJG（水利）004-2015《明渠堰槽流量計計量校準規(guī)程》、JJF(魯)197—20241明渠流量計在線校準規(guī)范在地表開挖或填筑的具有自由水面的渠道，通過在明渠安裝和配置必要的量水設(shè)施，用以實現(xiàn)3.4流速面積法(流速儀法)flowvelocityandcross-sectio質(zhì)點處流速分布不均，其流速分布情況稱為點的流速分布測量出來，在此基礎(chǔ)上繪制出JJF(魯)197—20242置測量液位，在重力作用下流動的具有自由表面的的流量與液位呈單值關(guān)系，根據(jù)相應流量公式或經(jīng)確定實際工作條件下流量計所指示的量值與對應的由標準所復現(xiàn)的量值之間表1計量單位序號量的名稱單位名稱單位符號1累積流量立方米m32水深、液位米m、mm3流速米每秒m/s4瞬時流量立方米每小時m3/h5溫度攝氏度℃6秒s明渠流量計(以下簡稱為流量計)一般由量水設(shè)施和流量轉(zhuǎn)換儀表（二次儀表）量水設(shè)施一般有以下形式：流速儀、標準斷面、量水堰、量水槽、量水儀表,在明渠中安裝量水設(shè)施，測量流經(jīng)量水設(shè)施JJF(魯)197—20243注：以上指標不用于合格性判定，僅供參考。環(huán)境溫度5～45）℃;校準過程中，液體介質(zhì)溫度波動不超過2°C，單次測量表2主要設(shè)備及技術(shù)要求序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1測速范圍（0.1~2）m/s，擴展不確定度不大于（1%v+10mm/s）主標準器應2液位計MPE:0.2%FS,FS不超過5m，分辨力≤1.0mm測量液位/3激光測距儀不低于1級，分辨力≤1.0mm渠道尺寸測量/JJF(魯)197—20244表3配套設(shè)備及技術(shù)要求序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1計時器（或秒表）分辨力≤0.1s累計計時/2鋼卷尺優(yōu)于Ⅱ級，分度值2.0mm渠道尺寸測量/3水溫計測量范圍-6～+40）℃;分度測量水溫/4水準儀每公里往返測量偶然最大允許誤差±3mm,系統(tǒng)最大允許誤差±0.8mm測量長度5萬能角度尺測量范圍為：360°,分辨率30"/0.008°測量角度表4校準項目序號項目1液位示值誤差2流量示值誤差JJF(魯)197—20245將標準流速計、液位計正確安裝與支架或其他通電源、開機、預熱，按流速計、液位計的說明書中方法3)在標準器和被校流量計顯示值穩(wěn)定的情況下讀4)根據(jù)JJG711中明渠堰槽液位-流量函數(shù)關(guān)系，計算流5）記錄被校流量計的示值qij。JJF(魯)197—202462）用液位計測量測流斷面的液位，核驗明渠斷面幾何尺寸，計算出明渠斷面3）在被校流量計示值穩(wěn)定的情況下進行讀數(shù)，讀取被校流量計示值qij;Eij——第i校準點第j次校準時流量計的相對示值誤差，%；qij——第i校準點第j次校準時被校明渠流量計的流量值，m3/h；流量計各校準流量點的相對示值誤差、重復性按式（35）計算：E=[Ei]max（4）Eij——第i校準點第j次校準時的相對示值誤差，%；n——第i校準點校準次數(shù)；重復性按式（56）計算：JJF(魯)197—20247（5）(Er)i——流量計第i校準點的重復性。Er=[(Er)i]max（6）Er——流量計的重復性。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，使用單位可根據(jù)實際使JJF(魯)197—20248采用標準流速計、激光測距儀、液位計作為明渠流量計進行在線校準，標準流速計、激光測速、測流斷面尺寸、水流液位等，獲得各垂線流計算得到通過斷面的標準流量。被校明渠流量計流速計測流條件應滿足下列要求：1）測點流速不超出流速計的測速量程，且測流截面選擇應滿足下列條件：1）測流渠段平直、水流均勻，無匯入水流或測量測流斷面水面尺寸，根據(jù)液位和斷面參數(shù)繪制測流截面圖（示意圖見圖），速測點。一條測線上相鄰兩測點的最小間距不應小于流速計最大~~圖A.1測流流面面積劃分示意圖JJF(魯)197—20249表A.1測流截面水平線上測線數(shù)及間距表L/mNabdefgh3L/83a0.5-0.83L/104a4L/154a0.8-1.84L/133a5L/183a6L/233a7a1.8-3.56L/212a5a7L/282a7a8L/352a7a7a3.5-5.58L/343a6a6a9L/403a6a6aL/463a6a6a6a5.5-8.0L/442a5a7a8aL/522a5a7a8aL/602a5a7a8a8a8.0-11.0L/573a5a5a7a7aL/643a5a5a7a7aL/713a5a5a7a7a7a11.0-14.0L/703a6a7a7a7aL/773a6a7a7a7a7aL/843a6a7a7a7a7a注：L為水面寬度，m;N為測線數(shù)，條；a～h為測線間距，m。表A.2不同水深的測速方法總干、干、分干渠測線水深/m>3.01.0～3.00.8～1.0測速方法五點法三點法二點法支、斗、農(nóng)渠測線水深/m>1.50.5～1.50.3～0.5測速方法五點法三點法二點法JJF(魯)197—2024圖A.2測線流速測點的分布位置示意圖圖A.3測線分布示意圖表A.3測線流速測點的分布位置測點數(shù)相對水深一點法0.6二點法0.2、0.8三點法0.2、0.6、0.8五點法水面、0.2、0.6、0.8、渠底注：相對水深為儀器入水深度與測線水深之比。VJJF(魯)197—2024兩側(cè)坡道間隔部分面積的平均流速可按式（A.5A.6）計算：0,1=aV1（ Vn-1,n=aVn（A.6）i,i+1=VVi+1——第i+1條測線的流速 Vi,i+1——第i條和第i+1條測線之間截面分割部分的平均流速基于速度-面積法按照式（A.8）計算通過截qs——通過多點流速面積法測量的通過截面的流速，m3/hJJF(魯)197—2024 Ai測線（i-1)和i測線間隔部分面積。坡道與渠道底夾角易形成泥沙淤積，使用液位污泥厚度測量，并繪制的測流截面圖淤泥截面圖圖A.4截面面積示意圖JJF(魯)197—2024委托單位： 不確定度或準確度等級： 序號123456明渠寬度B（mm）平均值（mm）序號123456流量計測量液位值hi（mm）hi平均值（mm）標準液位計測量液位hsi（mm）hsi平均值（mm）（m3/h）明渠流量平均值（m3/h）標準流量值（m3/h）相對示值誤差（%）平均相對示重復性擴展不確定k=2JJF(魯)197—2024流量點(m3/h)測量次數(shù)垂線i垂線流速（m/s）水深hi(m)垂線間距Li-1,i(m)分截面流量A(m3/h)截面標準流量（m3/h)初值(m3)末值(m3)示值(m3/h)時間t(s)示值誤差(%)重復性(%)點流速v0.0點流速v0.2點流速v0.6點流速v0.8點流速v1.0垂線平均流速vi-1,i1.../1.../1.../JJF(魯)197—2024流量計測量液位值平均值（mm）標準液位計測量液位平均值（mm）液位計誤差δ（mm）序號校準點流量（m3/h）相對示值誤差（%）擴展不確定度Ur（%），k=2JJF(魯)197—20242)長度尺：測量范圍0～1000mm，最小刻度值不大于0.5mm，最大允許誤差校準器實驗室靜態(tài)液位校準裝置由長度尺、反射板（帶指針，能指示反射三長度尺 指針反射板圖D.1校準器實驗室靜態(tài)液位校準裝置iJJF(魯)197—2024序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)液位示值誤差（mm）流量理論值流量顯示值流量示值誤差（%）12JJF(魯)197—2024序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)重復性（mm）12345序號長度尺刻度值（mm）流量計液位示值(mm)流量顯示值流量示值誤差12345標準液位計：測量范圍（0.1~5.0）m，最大允許誤差±0.5%，分度值小于參照JJF(魯)197-2024《明渠流量計在線校準規(guī)范》，利用超聲波計液位校準裝置校準超聲波明渠流量計的液位示值誤差，并根據(jù)相應的測量數(shù)δh=h?hsEQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),r)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),1)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),2)1EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),r)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),3)EQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up4(2),4)從檢定過程和測量模型分析，巴歇爾槽明渠流量計水位誤差和流量誤差測水位誤差1）被檢流量計的分辨率和測量重復性引入的不確定度2）流量誤差1）被檢流量計的分辨率和測量重復性引入的不確定度2）E.1.3.1被檢流量計實測水頭和流量表E.1巴歇爾槽水位和流量示值序號123456h(mm)225.4225.3225.6225.4225.2225.3Q(L/min)2178.722176.352178.982178.722178.292178.35標準器為液位計最大允許誤差為±0.5%，按照均勻分布，則其不確定度分E.1.3.3不同類型符合規(guī)程建設(shè)的因本規(guī)范為明渠在線流量計校準規(guī)范，因此對于堰槽尺寸的測量基本難以實現(xiàn)，所以因堰槽生產(chǎn)安裝和喉道尺寸測量引入的不確定度我們根據(jù)JJF(魯)197—2024表E2巴歇爾槽水位誤差和流量誤差不確定度評定匯總表標準不確定度不確定度來源標準不確定度值ci測量重復性0.079mm10.079mm液位計最大允許誤差±0.5%0.289%0.65mm測量重復性9.2×10-3m3/s1.01×10-2槽尺寸測量引入的不確定度//1.50×10-2ddJJF(魯)197—2024測量對象：明渠流量計，渠道形狀為梯形，渠寬為6.55m，流量范圍為圖E.2.1測點及測線分布表E.2.1渠道基本參數(shù)（單位：m）渠頂寬渠底寬渠道深度水深水面寬度L1L2HhL6.53.80.975.5表E.2.2垂線、測點位置及泥深參數(shù)垂線分布（m）距離1距離2距離3距離4距離5距離6距離7距離8距離9abcdedcba0.1640.4930.6580.9870.9870.9870.6580.4930.164對應水深(m)0.1790.7180.9780.9780.9780.9780.9780.7180.179截面積(㎡)0.0150.2210.6130.9650.9650.9650.6130.2210.015泥位(m)0.0050.0140.0180.0150.0100.0170.0140.005/泥沙面截積(㎡)0.0010.0080.0130.01770.0130.0140.0120.0080.001JJF（魯）XXX-20XX《明渠流量JJF(魯)197—2024JJG1059.1-2012《測量不確定表E.2.3主要設(shè)備及技術(shù)要求序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1流速計測速范圍（0.1~2）m/s，最大允許誤差為±（1%v+10mm/s）主標準器流速范圍應與被校流量計的流速范圍相適應2液位計MPE:±0.2%FS,FS為2m，分辨力≤1.0mm測量液位/3激光測距儀不低于1級，分辨力≤1.0mm渠道尺寸測量/表E.2.4配套設(shè)備及技術(shù)要求序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途適用性1計時器（或秒表）分辨力≤0.1s累計計時/2鋼卷尺優(yōu)于Ⅱ級，分度值2.0mm渠道尺寸測量/3水溫計測量范圍-6～+40）℃;分度測量水溫/4超聲波測深儀分辨率不小于1mm，量程不小于3m，擴展不確定度不大于0.5%FS測量渠底污泥厚度僅用于污泥影響量定性核查qs——通過多點流速面積法測量的通過截面的流速，m3/h； ,n1Ai,i+1——垂線i和垂線（i+1)之間間隔部分面積；A0,1An,n+1——兩側(cè)垂線至邊坡的間隔,JJF(魯)197—2024E——示值相對誤差；q——被校明渠流量計的平均瞬時流量值，m3/h；qs——基于多點流速面積法計算得到的平均瞬時流量標準值，m3/h。對于數(shù)學模型y=f(x1+x2+…+xk)相對靈敏系數(shù)cri的表達式：ru2——示值誤差測量重復性引入相對不確定度；u3——明渠流量計示值分辨力引入的標準不確定度分量；u5——泥沙泥位引入的相對不確定度；2）明渠流量計校準結(jié)果的擴展不確定度按式（E.Ur=k.ucr(E)（E.2.5）E.2.1.5.1測量截面渠道尺寸、邊長引入的相對不確定度u1截面測量帶來的不確定度主要考慮測量渠頂水面寬度、渠底、液位高度引定度u11、u12：×100%=0.24%u12≈×100%=0.03%渠底引入的不確定度主要考慮渠底寬度和渠底高程差引入的相對不確定度u13×100%=0.38%（E.2.8）×100%=0.30%（E.2.9）E.2.1.5.2示值誤差測量重復性引入相對不確定度u2采用A類不確定度評定方法，在6800m3/h校準點進行測量，記錄6次相表E.2.5明渠流量計示值校準流量點測量值（m3/h）123456平均值68006884.626894.256862.046895.426875.476877.106881.48相對不確定度u2為：E.2.1.5.3明渠流量計示值分辨力引入的標準不確定度分量u3E.2.1.5.4標準流速測量引入的相對不確定度u4u4由各分割斷面平均流速引入的相對不確定度ur(V)和標準流速計的標準 不確定度urv組成，各分割斷面平均流速引入的相對不確定度ur(V)由分割斷面 ur(V)靈敏度系數(shù)：V8,9=s8,0.6其中s1,0.6是第1條測流垂線相對水深0.斷面平均流速JM為：=0.423m/s（E.2.12）標準流速計的標準不確定度urv由流速計的最大允許誤差引入：E.2.1.5.5泥沙泥位引入的相對不確定度u5圖E.2.2泥沙坡道示意圖使用液位計和超聲波測深儀進行測流斷面渠底污泥厚度定性測量，各測線E.2.1.5.6岸邊流速系數(shù)a引入的相對不確定度u6同一次測量，根據(jù)岸邊情況選用岸邊流速系數(shù)a，取值范圍a=0.8~0.9，q0.8=6858.29m3/hq0.9=6861.73m3/h（E.2.18）q0.8——岸邊流速系數(shù)a=0.8時截面的瞬時流速，單位m3/q0.9——岸邊流速系數(shù)a=0.9時截面的瞬時流速，單位m3/ q——岸邊流速系數(shù)截面的瞬時流速平均值，≈0.014%（E.2.19）E.2.1.5.7水面波動引入的不確定度u720mm，此次測量過程水深0.97m，計算液位最大變化量引入的,≈0.59%（E.2.20）1）取k=2，則明渠流量計示值誤差的擴展不確定度為：Ur=k.ucr(E)=2×2.45%≈4.9%（E.2.21）的擴展不確定度為Ur=4.9%，k=2。JJF(魯)197—2024表E.2.6各測點10組流速值測量的不確定度分量垂線序號i測點序號j測點測量10次的數(shù)據(jù)測點平均流速(m/s)s(xi) s(xi)/n12345678910.60.2280.2710.2990.2930.2860.2670.2480.2590.2770.2820.2710.0220.00720.60.2690.3680.3810.3710.3770.3890.3300.2700.2780.3320.3370.0480.01530.20.4480.4580.4170.3950.4450.4550.4530.4050.3810.3570.4210.0360.01130.80.3520.3160.2890.3340.3760.3880.3860.3650.3410.3160.3460.0330.01040.20.4930.4510.450.4600.4270.4410.4540.