JJG（鲁）65-2021 热量表检定装置

JJG(鲁)65—20212021-12—04发布2021-12-10实施引言 Ⅲ 12引用文献 13术语和计量单位 13.1术语 13.2计量单位 24概述 24.1构造组成 24.2工作原理 35计量性能要求 75.1流量测量范围 75.2热量表检定装置准确度 75.3流体介质温度稳定性 75.4热水流量标准装置的主标准器 85.5热水流量标准装置的配套仪表 85.6其它配套计量器具 86通用技术要求 96.1外观 96.2热水流量标准装置密封性 96.3计算与控制软件要求 96.4安全防护 96.5接管内径与直管段要求 6.6热量表检定装置的基本配置 7计量器具控制 7.1检定条件 7.2检定项目和方法 7.3检定结果处理 7.4检定周期 l附录A热系数及比焓值公式 附录B常用流量及流量传感器连接尺寸参照表 附录C标准铂电阻温度计计算公式 附录D检定证书内页格式 JJG(鲁)65-2021本规程代替JJG(鲁)65-2016《热量表检定装置》。目前还没有与本规程相关的国际建议、国际文件、国际标准，本规程参照JJG1113-2015《水表检定装置》相关内容制定修订本规程。1.根据GB/T32224-2019《热量表》中有关配对温度传感器检验方法，将规程相关的检定设备及检定方法进行了修订。2.用于热量表检定装置的热水流量装置，其准确度统一要求，满足0.3级为合格，不再分其它等级。3.计算软件验证，提供具体数据点。热量表检定装置计量检定规程2008年第一次发布，2016年第一次修订，2020年第JJG(鲁)65-20211热量表检定装置检定规程本规程适用于静态质量法热量表检定装置的首次检定、后续检定、使用中检查。本规程适用于静态质量法(以下简称质量法)和标准表法热水流量标准装置的首次检定、后续检定、使用中检查。JJG225热能表计量检定规程CJ/T357热量表检定装置DB37/T2398-2013热能表检定装置山东省地方标准其最新版本(包括所有的修改单)适用本规范。3.术语和计量单位用于检定热量表的计量检定装置。3.1.2.热水流量标准装置standardfacilitiesforhotwaterflow-rate3.1.3.检定配对温度传感器标准器组standarddevicesforverificationpairoftemperature用于检定热量表配对温度传感器的一组计量标准器。3.1.4.检定计算器标准器组standarddevicesforverificationcalculator用于检定热量表计算器的一组计量标准器。3.1.5.指定压力psspecificpressure由于热量表没有测量流量传感器安装位置的介质压力，热量表进行热量计算时，介质压力按0.6MPa或1.6MPa,这两个压力称其为指定压力。当热量表标注的最大允许工作压力为1.0MPa时，指定压力ps取0.6MPa;最大允许工作压力大于1.0MPa且不大于2.5MPa时，指定压力ps取1.6MPa。JJG(鲁)65-20212双管并联的供热系统中，在热水的进出口处安装热量表的配对温度传感器，其中一只测量的温度为进口温度，另一只温度传感器测量的温度为出口温度。热量表检定装置一般由热水流量标准装置、检定配对温度传感器标准器组、检定计算器标准器组、密封性试验设备构成。热水流量标准装置依据主标准器分为标准表法热水流量标准装置和质量法热水流量标准装置，或者由标准表法及质量法的组合结构形式的热水流量标准装置。热水流量标准装置一般由储水箱、水泵、试验台、流量计量标准器，稳定流量设备、瞬时流量显示(测量)仪表、流量调节设备、介质温度调节控制设备、安全保护装置(包括储水箱的水位检测、漏电保护、自动补水、防干烧检控装置，安全停机配套设施),以及数据采集、存储、输出的计算机控制系统组成。图1静态质量法热水流量标准装置结构示意图JJG(鲁)65-202134.1.2检定配对温度传感器标准器组Ω电阻箱信号发生器电阻箱图2计算器检定示意图m=p.·V(3) JJG(鲁)65-20214值的初值(Qai)和终值(Qaz),热水流量标准装置测得流经热量表的实际流量(体积Vs或质量mow)和流经热量表的介质温度(Tm);由二等标准铂电阻温度计测量恒温槽中介质温度：进口温度(Tsf)和出口温度(Tsr)。由公式(2)、(3)得出总量检定实际热量的计算公式： 5对热量表的流量传感器、配对温度传感器、计算器三部分单独进行检定，或将流量传感器、配对温度传感器与计算器组合后进行检定。将热量表的流量传感器安装到热水流量标准装置的试验管路上，流经热量表的热水通过标准表测量实际值，或收集到称量容器中通过称量得到流量实际值。热量表流量的示值与热水流量装置测量实际值进行比较，确定被检流量传感器的示值误差。a)质量法检定流量传感器时流经被检表的体积量计算公式：b)标准表法实际流量计算公式：a)检定配对温度传感器单支误差：将二等标准铂电阻温度计和被检配对温度传感器放入同一恒温槽内，电阻测量仪器测量二等标准铂电阻及被检配对温度传感器的电阻。二等标准铂电阻温度计的电阻按照JJG160-2007《标准铂电阻温度计》计算得到恒温槽的实际温度值(Q),被检温度传感器的温度值(O)按如下公式计算得出。 6标准温度&与示值温度Oa比较得出被检温度传感器的单支示值误差：最小温差检定，两支被检配对温度传感器放入1个恒温槽内，在规定温度范围内，选择1个温度点，温度稳定后，测量两只被测温度传感器电阻值，计算其对应的温度，其差值作为最小温差的误差，此时温差的标准值为0K。模拟流量信号发生器产生流量信号(或由热量表自模拟流量),两个标准电阻箱模 JJG(鲁)65-20217将配对温度传感器分别放入两个恒温槽内，使用模拟流量信号发生器对计算器发出流量信号、或使用热量表自带模拟流量的热量测量功能、或使用其它方法(如安装到流量装置)使计算器得到流量示值(V)及热量示值(Qa)。实际热量值同公式(1)△h。5计量性能要求5.1流量测量范围热水流量标准装置的实际流量应覆盖铭牌标称最小流量(9min)到最大流量(9max)。5.2热量表检定装置准确度作为热量表检定装置中的标准时，热水流量装置的扩展不确定度不应低于0.3级；流量稳定性不低于0.8%。单独使用的热水流量装置的扩展不确定度和流量稳定性根据铭牌标注参数进行检定。5.2.2检定配对温度传感器标准器组准确度检定配对温度传感器标准器组的扩展不确定度应优于配对温度传感器配对允许误差绝对值的1/3。5.2.3检定计算器准器组准确度检定计算器标准器组的扩展不确定度应优于计算器最大允许误差绝对值的1/5。5.3流体介质温度稳定性最小流量下运行10min,试验段前、后端温度变化不超过5K。最大流量下运行10min,试验段前、后端温度变化不超过1.0K。JJG(鲁)65-202185.4热水流量标准装置的主标准器最大称量范围：对于静态称量的装置，应满足最大流量下不少于60s的累积流量的标准表应具有流量脉冲输出信号，或通讯方式输出累计流量。5.5热水流量标准装置的配套仪表流量指示仪测量范围应涵盖装置所标称的最小流量至最大流量，最大允许误差为5.5.2试验介质温度测量仪表(测温传感器+显示表测量范围：0.1℃~90℃;测量范围：不小于(0～2.5)MPa;准确度等级：不低于1.6级。用于配对温度传感器电阻值和标准铂电阻温度计电阻值测量。测量范围：应满足所配置的标准铂电阻温度计(Rp25、Rp100)和被检配对温度传感器(Pt100,Pt500,Pt1000)0℃~150℃对应的电阻范围。准确度：优于±(量程×0.01%+读数值×0.001%)准确度等级：二等注：允许使用准确度等级不低于二等标准铂电阻温度计的其它温度测量设备。恒温槽温场均匀性和温度稳定性应符合表3的要求：JJG(鲁)65-20219表3恒温槽温场均匀性和稳定性要求使用温度范围工作区域最大温差温度波动度准确度要求如下表4:表4直流电阻器准确度准确度注：户用热量表一般采用总量检定法或分量及分量组合检定法(分量及分量组合检定法一般指流量传感器分量检定，计算器与配对温度传感器组合检定),直流电阻器不是总量检定和分量组合检定的必备标准器。6通用技术要求6.1.1热水流量标准装置及其配套设备表面有良好的保护层或耐腐蚀材料制成，文字、符号、标识应清晰。6.1.2热水流量标准装置应有铭牌，铭厂名、规格型号、适用口径、流量测量范围、不确定度、出厂编号。6.2热水流量标准装置密封性正常运行中试验管路的各个部件及连接处不应有渗漏。6.3计算与控制软件要求热量表检定装置应配置设备运行控制程序及计算程序。记录输出内容应符合JJG225《热能表》相关要求。6.4安全防护热水流量标准装置应具有防热水喷溅防护罩，确保人身安全。JJG(鲁)65-20216.5接管内径与直管段要求连接热量表流量传感器的接管，其内径应与热量表的公称直径相一致，直管段应不小于前10倍后5倍热量表的公称直径。6.6热量表检定装置的基本配置热水流量标准装置1套；恒温槽2台；二等标准铂电阻温度计2只；电阻测量设备2台(两通道)或电阻测量设备1台+多路转换开关1台；直流电阻箱，2台(可选)。流量信号发生器，1台。7计量器具控制湿度：(15～85)%RH;a)砝码，砝码等级不低于M₁级。b)二等标准铂电阻温度计(含配套电阻测量设备):1套。c)秒表：1只；分度值：0.01s。d)标准计时器1台；累计时间：不少于10s,分辨率1ms,准确度：±1×10⁶;e)便携式恒温槽两台，测量范围(4～95)℃;温度示值准确度，0.5℃;温场均匀性，0.02K;波动度，不大于0.01K/15mif)数字温度计：2只，测量范围(0～100)℃;温度示值准确度，0.2℃;分辨率7.2检定项目和方法JJG(鲁)65-2021检定项目列于表5中。表5检定项目序号检定项目首次检定后续检定使用中检查备注1外观检查++十*2热水流量标准装置测量范围+-*3热水流量标准装置密封性试验、耐压强度试验++-*4标准器(衡器、标准表)+++*5换向器检定+++*6热水流量标准装置的流量稳定性+--*7热水流量标准装置的温度稳定性+--*8计时器检定++-*9流量指示仪+++*试验介质温度测量仪表+++*恒温槽+++计算软件验证+-一配套设备及计量器具检查+++不确定度评定十一-*目测检查热量表检定装置的外观，应符合本规程6条规定。开启热水流量标准装置，观察流量指示仪，应能连续调节流量从装置标称的最小流热水流量装置试验台允许兼有流量传感器密封性试验功能。流量传感器密封性试验装置耐压强度试验：使管路充满(60±5)℃热水，通过加压设备将压力达到热水流量标准装置最大允许压力的90%～100%范围内，维持10min应无泄压和渗漏。a)最大称量范围检查 将称量容器内注入水至最高水位，或至衡器称量的上限，记录装入称量容器水的质b)衡器示值的A类和B类不确定度检定在衡器使用量限范围内均匀选择5个点(j=1,2,3,4,5,包含最短时间下称量值)。用M1级标准砝码从衡器使用下限开始，从j=1加载到j=m按照顺序依次对各个检定点进行检定，完成第一次检定。再从j=m逐步卸载到j=1,完成第二次检定。分别记录各点的加载质量，卸载质量和衡器读数。重复进行n(n≥4)次检定。如果称量容器影响砝码加载，需要拆卸，则需使用替代物将称量容器的质量加载至负载m;时，第j点第i次测量差值第j点单次测量A类相对不确定度第j点单次测量B类相对不确定度B类相对不确定度不具备标准表自体溯源能力的热水流量装置需将标准表拆卸后检定。将标准表安装到热水流量标准装置的试验管路上，使流经标准表的热水同时流入称量容器内。标准表输出的流量值为示值，进入称量容器内的热水质量称量值通过密度换算得到流经标准表的实际体积流量。 JJG(鲁)65-2021同时具有质量法和标准表法两种检定方式的热水流量装置，可以在本装置上采用质量法对标准表进行量值传递。检定点偏离设定点不超过±2.5%。非定点使用的标准表，最少检定10个点，检定点均匀分配热水流量标准装置的流量范围，包括最小流量和最大流量，每只表至少选取3个流量点进行检定，每点检定6定点使用的标准表，每个使用点检定6次。脉冲输出的标准表使用仪表系数，给出各检定点的仪表系数；累积流量输出的标准表，给出流量点示值误差或修正值。标准流量计的测量A类标准不确定度ui计算：σ—第i检定点的仪表系数标准偏差，1/m²;K,—第i检定点的仪表系数平均值，1/m³。第h台流量计的A类标准不确定度un 换向器在最大流量和最小流量下进行检定，选择下述JJG(鲁)65-2021A类相对标准不确定度(17)B类相对标准不确定度(19)热水流量标准装置的流量稳定性试验应在介质温度为(50±2)℃的条件下，其结果应符合本规程5.2.4款的规定。分别在最大流量和最小流量下进行检定，取其中流量稳定性最大值作为该装置的流量稳定性。根据装置要求选择下述方法之一进行流量稳定性检定。a)累积时间内流量稳定性检定：连续记录反应流量大小的输出信号qii(i=1,2,3,……n≥60)相关函数(22) ,n-1。稳定性(23)b)各累积时间之间流量稳定性检定： 平均值稳定性a)最小流量时：连接好试验管路，调节水温至50℃±5℃,在最大流量运行10min,然后将流量调至最小标称流量，开始记录试验段前、后端的温度，每2min记录一次，记录6次，6次记录中的温度变化量不得超过5K。b)最大流量时：将流量调至最大标称流量，记录温度变化方法同上，运行时间不少于10min,温度不得变化超过1.0K。按使用情况连接计时器和标准计时器，并使二者计时的启、停信号同步。以热水流量装置的最短测量时间间隔，启停计时器，读取计时器值t₁(s)和标准计时器值toi(s),完成1次检定。重复进行n(n≥4)次检定。计时器的不确定度流量指示仪至少检定5个流量点，且包含流量装置的各口径对应的最小流量点。经过流量指示仪的热水同时流入称量容器，记录下流量指示仪的示值q₄,用秒表记录从开始到结束流入容器的时间t,容器内水的质量为m,则实际流量为 JJG(鲁)65-2021流量经流量指示仪的(压力0.1MPa)水的密度。流量指示仪的示值误差为：每个点检定1次，1次检定不合格再检2次，取3次的平均值作为该点的示值误差。检定结果应满足第5.5.4款的要求。允许对流量指示仪示值修正或重新标注刻度使用。标准器：二等标准铂电阻温度计，恒温槽、电阻测量设备。检定点：至少含有30℃、50℃、90℃,实际温度偏离检定点不超过±2℃。将试验段测量仪表的测温探头放入恒温槽内，稳定后，记录测温仪器的示值和恒温槽中介质的温度，将测温仪器的示值θ₁和恒温槽介质温度O₂比较得出示值误差。每个点检定1次，如果1次检定不合格再检2次，取3次的平均值作为该点的示值检定结果应满足第5.5.5款的要求。稳定性和均匀性，其中均匀性包括上水平面温差、下水平面温差和工作区域最大温开启电测设备电源进行预热，预热时间至少20min或满足电测设备使用说明书的相应要求，使恒温槽处于正常工作状态，并保证工作区域的液面处于规定的位置。a)稳定性恒温槽稳定性测试，选择在恒温槽实际工作温度范围的上限和下限进行。将恒温槽的温度设定在下限温度(或上限温度),将一支数字温度计插入工作区域内1/2深度位置，待恒温槽第一次达到设定温度后稳定至少10min,或恒温槽使用说明书要求的稳定时间，才可以读数。开始读数时恒温槽实际温度(以标准器为准)与测试点偏离应不超过0.2℃。以每分钟至少6次的均匀间隔读取示值，持续10min。取最大 值与最小值的差，换算为温度值，即为恒温槽在下限温度(或上限温度)相应时间间隔b)均匀性测量点在上表面下10cm±2cm处和上表面下20cm±2cm处。均匀性测试的温度点一般选择在恒温槽实际工作温度范围的上限和下限进行。测试的位置一般选择在工作区域上、下水平面上均匀分布的典型位置上。见图3中位置A、将恒温槽的温度设定在下限温度(或上限温度),将一支数字温度计作为固定温度计插入工作区域1/2深度，固定在参考位置O,另一支数字温度计作为移动温度计插入工作区域中的上水平面位置A,如图3所示，待恒温槽第一次达到设定温度后稳定至少10min或恒温槽使用说明书要求的时间，才可以读数。开始读数时恒温槽实际温度(以标准器为准)与测试点温度偏离应不超过±0.2℃。按固定温度计→移动温度计→移动温度计→固定温度计→固定温度计→移动温度计→移动温度计→固定温度计的测量顺序，计算固定温度计示值平均值： R₄=(R+R₂+R₃+R)/4R=R₁-R°保持固定温度计原有位置，将移动温度计插入工作区域中的下水平面位置E,如图4所示。待两支温度计示值变化稳定后才可以读数。按固定温度计→移动温度计→移动 JJG(鲁)65-2021温度计→固定温度计→固定温度计→移动温度计→移动温度计→固定温度计的测量顺 计算固定温度计示值平均值： R=(R+R₂+R₃+R₄)/4依次类推，按照上述方法可以分别得到工作区域内B、C、D、E、F、G和H点相对于O点示值差Rg₀、R-o、Rpo、R₂0、Rco、R-o。值的差换算为温度即为工作区域上水平面的最大温差。值减去最小值的差换算为温度即为工作区域最大温差。无特殊要求的恒温槽，可以通过测量上工作面和下工作各选择对称的两个点(如A、C和E、G)相对于两工作面中间点进行均匀性试验。软件验证分3部分：配对温度传感器实际值、计算器实际值、流量传感器实际值。计算结果与实际值之差不得大于0.01%。(87℃,90℃),将温度值对应电阻值输入计算程序，计算结果不得大于允差的1/10。E=(θa-O₅)/θ₅×100%分别是计算软件计算出的进水和回水温度；Oa、O₅—分别是计算软件计算的温差和实际温差值。pt1000(Q)JJG(鲁)65-2021B)标准铂热电阻温度计算验证点取3个：Rp、50℃、Rioo、并在其中间任选一点，输入其对应的电阻值，计算结果与实际值之差不得大于1mK.(45℃,60℃)、流量1000kg,热量表的最大允许工作压力(MAP)为2.5MPa、试验管路压力为0.3MPa,分别按进口安装、出口安装计算热量值。计算结果与实际值之差不得大于0.01%表7计算器计算值验证温差(K)热量表输入量热量实际值进口衡量称量值进口安装出口安装表8流量传感器示值误差验证试验水温试验压力密度衡器(kg)浮力修正系数实际体积始末称量值1//输入试验水温、试验压力、称量值，得出试验介质的体积量，计算结果与实际值之差不得大于0.01%.按照5.6条款检查配套设备及计量器具是否齐全，计量器具应在有效期内，计量性不确定度评定分为流量测量不确定度、配对温度传感器的温度测量及温差测量不确定度、计算器测量不确定度。当配套设备满足本规程8要求，不再进行配对温度传感器的温度、温差及计算器的热量示值误差的测量不确定度评定。热水流量标准装置经检定，并且组成热量表检定装置配套设备齐全，功能及计量性能符合相关要求，依据热水流量标准装置的流量测量不确定度，达到相应等级热量表检定的要求，出具检定证书。有如下情况之一时，出具检定结果通知书。b)检定结果中某项目不满足要求；在满足相关要求的条件下，按照流量测量不确定度等级出具检定证书。不满足相关要求的条件，出具检定结果通知书。热量表检定装置检定周期一般为1年。热水流量标准装置检定周期一般为1年。热量表检定装置检定证书的有效期不改变所列的配套计量器具检校证书有效期，配套装置的检校证书在热量表检定装置的首次检定和后续检定中应是连续的。 JJG(鲁)65-2021热系数及比焓值公式本规程有关水的密度(比容)、比焓值、热系数k,均溯源至本附录。以水作为热媒的热交换回路，可以使用比焓值h(p,θ进行热量计算，也可以使用热系数k(p,0,Q)进行热量计算。比焓值h按照“国际水和水蒸气性质学会工业用计算公式199h(π,t)=RTty₁A.1A.2见表A-1。表A-1ni、li、J;数值表iNii100.1463297121316723-0.44141845330846×10-20-0.845481871691142-0.72694996297594×10-15300-0.37563603672040×10¹3-0.31679644845054×10-44010.33855169168385×10l30-0.28270797985312×10-5502-0.9579196338787236-0.85205128120103×10-⁹6030.157720385132284-0.22425281908000×10-5704-0.16616417199501×10-l4-0.65171222895601×10-⁶8050.81214629983568×10-34-0.14341729937924×10-12910.28319080123804×10-³5-0.40516996860117×10-⁶1-0.60706301565874×10-38-0.12734301741641×10-81-0.18990068218419×10-l8-0.17424871230634×10-°10-0.32529748770505×10-¹-0.68762131295531×10-1811-0.21841717175414×10¹0.14478307828521×10-1S23-0.52838357969930×1040.26335781662795×10-222-0.47184321073267×10-3-0.11947622640071×10-2220-0.30001780793026×10-30.18228094581404×10-23210.47661393906987×104-0.93537087292458×10-25 JJG(鲁)65-2021/进口端出口端比容(m³/kg)0.102204×10-²0.100370×10-2比焓值(kJ/kg)0.294301×10³0.294301×10³比焓值(kJ/kg)0.127200×10³0.127200×10³热系数(MJ/(m³K))4.0874424.162135JJG(