JJF(鲁) 197-2024 明渠流量计在线校准规范

山东省地方计量技术规范OnlineCalibrationSpecificationforOpenChannelFl山东省市场监督管理局发布JJF(鲁)197—2024明渠流量计在线校准规范 JJF(鲁)197—2024I JJF(鲁)197—2024JJF1001—2011《通用计量术语及定义》范编写规则》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范位计检定规程》、JJG（水利）004-2015《明渠堰槽流量计计量校准规程》、JJF(鲁)197—20241明渠流量计在线校准规范在地表开挖或填筑的具有自由水面的渠道，通过在明渠安装和配置必要的量水设施，用以实现3.4流速面积法(流速仪法)flowvelocityandcross-sectio质点处流速分布不均，其流速分布情况称为点的流速分布测量出来，在此基础上绘制出JJF(鲁)197—20242置测量液位，在重力作用下流动的具有自由表面的的流量与液位呈单值关系，根据相应流量公式或经确定实际工作条件下流量计所指示的量值与对应的由标准所复现的量值之间表1计量单位序号量的名称单位名称单位符号1累积流量立方米m³2水深、液位米m、mm3流速米每秒m/s4瞬时流量立方米每小时m³/h5温度摄氏度℃6秒s明渠流量计(以下简称为流量计)一般由量水设施和流量转换仪表（二次仪表）量水设施一般有以下形式：流速仪、标准断面、量水堰、量水槽、量水仪表,在明渠中安装量水设施，测量流经量水设施JJF(鲁)197—20243注：以上指标不用于合格性判定，仅供参考。环境温度5～45）℃;校准过程中，液体介质温度波动不超过2°C，单次测量表2主要设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1测速范围（0.1~2）m/s，扩展不确定度不大于（1%v+10mm/s）主标准器应2液位计MPE:0.2%FS,FS不超过5m，分辨力≤1.0mm测量液位/3激光测距仪不低于1级，分辨力≤1.0mm渠道尺寸测量/JJF(鲁)197—20244表3配套设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1计时器（或秒表）分辨力≤0.1s累计计时/2钢卷尺优于Ⅱ级，分度值2.0mm渠道尺寸测量/3水温计测量范围-6～+40）℃;分度测量水温/4水准仪每公里往返测量偶然最大允许误差±3mm,系统最大允许误差±0.8mm测量长度5万能角度尺测量范围为：360°,分辨率30"/0.008°测量角度表4校准项目序号项目1液位示值误差2流量示值误差JJF(鲁)197—20245将标准流速计、液位计正确安装与支架或其他通电源、开机、预热，按流速计、液位计的说明书中方法3)在标准器和被校流量计显示值稳定的情况下读4)根据JJG711中明渠堰槽液位-流量函数关系，计算流5）记录被校流量计的示值qij。JJF(鲁)197—202462）用液位计测量测流断面的液位，核验明渠断面几何尺寸，计算出明渠断面3）在被校流量计示值稳定的情况下进行读数，读取被校流量计示值qij;Eij——第i校准点第j次校准时流量计的相对示值误差，%；qij——第i校准点第j次校准时被校明渠流量计的流量值，m3/h；流量计各校准流量点的相对示值误差、重复性按式（35）计算：E=[Ei]max（4）Eij——第i校准点第j次校准时的相对示值误差，%；n——第i校准点校准次数；重复性按式（56）计算：JJF(鲁)197—20247（5）(Er)i——流量计第i校准点的重复性。Er=[(Er)i]max（6）Er——流量计的重复性。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，使用单位可根据实际使JJF(鲁)197—20248采用标准流速计、激光测距仪、液位计作为明渠流量计进行在线校准，标准流速计、激光测速、测流断面尺寸、水流液位等，获得各垂线流计算得到通过断面的标准流量。被校明渠流量计流速计测流条件应满足下列要求：1）测点流速不超出流速计的测速量程，且测流截面选择应满足下列条件：1）测流渠段平直、水流均匀，无汇入水流或测量测流断面水面尺寸，根据液位和断面参数绘制测流截面图（示意图见图），速测点。一条测线上相邻两测点的最小间距不应小于流速计最大~~图A.1测流流面面积划分示意图JJF(鲁)197—20249表A.1测流截面水平线上测线数及间距表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为水面宽度，m;N为测线数，条；a～h为测线间距，m。表A.2不同水深的测速方法总干、干、分干渠测线水深/m>3.01.0～3.00.8～1.0测速方法五点法三点法二点法支、斗、农渠测线水深/m>1.50.5～1.50.3～0.5测速方法五点法三点法二点法JJF(鲁)197—2024图A.2测线流速测点的分布位置示意图图A.3测线分布示意图表A.3测线流速测点的分布位置测点数相对水深一点法0.6二点法0.2、0.8三点法0.2、0.6、0.8五点法水面、0.2、0.6、0.8、渠底注：相对水深为仪器入水深度与测线水深之比。VJJF(鲁)197—2024两侧坡道间隔部分面积的平均流速可按式（A.5A.6）计算：0,1=aV1（ Vn-1,n=aVn（A.6）i,i+1=VVi+1——第i+1条测线的流速 Vi,i+1——第i条和第i+1条测线之间截面分割部分的平均流速基于速度-面积法按照式（A.8）计算通过截qs——通过多点流速面积法测量的通过截面的流速，m3/hJJF(鲁)197—2024 Ai测线（i-1)和i测线间隔部分面积。坡道与渠道底夹角易形成泥沙淤积，使用液位污泥厚度测量，并绘制的测流截面图淤泥截面图图A.4截面面积示意图JJF(鲁)197—2024委托单位： 不确定度或准确度等级： 序号123456明渠宽度B（mm）平均值（mm）序号123456流量计测量液位值hi（mm）hi平均值（mm）标准液位计测量液位hsi（mm）hsi平均值（mm）（m3/h）明渠流量平均值（m3/h）标准流量值（m3/h）相对示值误差（%）平均相对示重复性扩展不确定k=2JJF(鲁)197—2024流量点(m3/h)测量次数垂线i垂线流速（m/s）水深hi(m)垂线间距Li-1,i(m)分截面流量A(m3/h)截面标准流量（m3/h)初值(m3)末值(m3)示值(m3/h)时间t(s)示值误差(%)重复性(%)点流速v0.0点流速v0.2点流速v0.6点流速v0.8点流速v1.0垂线平均流速vi-1,i1.../1.../1.../JJF(鲁)197—2024流量计测量液位值平均值（mm）标准液位计测量液位平均值（mm）液位计误差δ（mm）序号校准点流量（m3/h）相对示值误差（%）扩展不确定度Ur（%），k=2JJF(鲁)197—20242)长度尺：测量范围0～1000mm，最小刻度值不大于0.5mm，最大允许误差校准器实验室静态液位校准装置由长度尺、反射板（带指针，能指示反射三长度尺 指针反射板图D.1校准器实验室静态液位校准装置iJJF(鲁)197—2024序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)液位示值误差（mm）流量理论值流量显示值流量示值误差（%）12序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)液位示值误差（mm）流量理论值流量显示值流量示值误差（%）12序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)液位示值误差（mm）流量理论值流量显示值流量示值误差（%）12序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)液位示值误差（mm）流量理论值流量显示值流量示值误差（%）12JJF(鲁)197—2024序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)重复性（mm）12345序号长度尺刻度值（mm）流量计液位示值(mm)流量显示值流量示值误差12345标准液位计：测量范围（0.1~5.0）m，最大允许误差±0.5%，分度值小于参照JJF(鲁)197-2024《明渠流量计在线校准规范》，利用超声波计液位校准装置校准超声波明渠流量计的液位示值误差，并根据相应的测量数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)从检定过程和测量模型分析，巴歇尔槽明渠流量计水位误差和流量误差测水位误差1）被检流量计的分辨率和测量重复性引入的不确定度2）流量误差1）被检流量计的分辨率和测量重复性引入的不确定度2）E.1.3.1被检流量计实测水头和流量表E.1巴歇尔槽水位和流量示值序号123456h(mm)225.4225.3225.6225.4225.2225.3Q(L/min)2178.722176.352178.982178.722178.292178.35标准器为液位计最大允许误差为±0.5%，按照均匀分布，则其不确定度分E.1.3.3不同类型符合规程建设的因本规范为明渠在线流量计校准规范，因此对于堰槽尺寸的测量基本难以实现，所以因堰槽生产安装和喉道尺寸测量引入的不确定度我们根据JJF(鲁)197—2024表E2巴歇尔槽水位误差和流量误差不确定度评定汇总表标准不确定度不确定度来源标准不确定度值ci测量重复性0.079mm10.079mm液位计最大允许误差±0.5%0.289%0.65mm测量重复性9.2×10-3m3/s1.01×10-2槽尺寸测量引入的不确定度//1.50×10-2ddJJF(鲁)197—2024测量对象：明渠流量计，渠道形状为梯形，渠宽为6.55m，流量范围为图E.2.1测点及测线分布表E.2.1渠道基本参数（单位：m）渠顶宽渠底宽渠道深度水深水面宽度L1L2HhL6.53.80.975.5表E.2.2垂线、测点位置及泥深参数垂线分布（m）距离1距离2距离3距离4距离5距离6距离7距离8距离9abcdedcba0.1640.4930.6580.9870.9870.9870.6580.4930.164对应水深(m)0.1790.7180.9780.9780.9780.9780.9780.7180.179截面积(㎡)0.0150.2210.6130.9650.9650.9650.6130.2210.015泥位(m)0.0050.0140.0180.0150.0100.0170.0140.005/泥沙面截积(㎡)0.0010.0080.0130.01770.0130.0140.0120.0080.001JJF（鲁）XXX-20XX《明渠流量JJF(鲁)197—2024JJG1059.1-2012《测量不确定表E.2.3主要设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1流速计测速范围（0.1~2）m/s，最大允许误差为±（1%v+10mm/s）主标准器流速范围应与被校流量计的流速范围相适应2液位计MPE:±0.2%FS,FS为2m，分辨力≤1.0mm测量液位/3激光测距仪不低于1级，分辨力≤1.0mm渠道尺寸测量/表E.2.4配套设备及技术要求序号设备名称技术要求用途适用性1计时器（或秒表）分辨力≤0.1s累计计时/2钢卷尺优于Ⅱ级，分度值2.0mm渠道尺寸测量/3水温计测量范围-6～+40）℃;分度测量水温/4超声波测深仪分辨率不小于1mm，量程不小于3m，扩展不确定度不大于0.5%FS测量渠底污泥厚度仅用于污泥影响量定性核查qs——通过多点流速面积法测量的通过截面的流速，m3/h； ,n1Ai,i+1——垂线i和垂线（i+1)之间间隔部分面积；A0,1An,n+1——两侧垂线至边坡的间隔,JJF(鲁)197—2024E——示值相对误差；q——被校明渠流量计的平均瞬时流量值，m3/h；qs——基于多点流速面积法计算得到的平均瞬时流量标准值，m3/h。对于数学模型y=f(x1+x2+…+xk)相对灵敏系数cri的表达式：ru2——示值误差测量重复性引入相对不确定度；u3——明渠流量计示值分辨力引入的标准不确定度分量；u5——泥沙泥位引入的相对不确定度；2）明渠流量计校准结果的扩展不确定度按式（E.Ur=k.ucr(E)（E.2.5）E.2.1.5.1测量截面渠道尺寸、边长引入的相对不确定度u1截面测量带来的不确定度主要考虑测量渠顶水面宽度、渠底、液位高度引定度u11、u12：×100%=0.24%u12≈×100%=0.03%渠底引入的不确定度主要考虑渠底宽度和渠底高程差引入的相对不确定度u13×100%=0.38%（E.2.8）×100%=0.30%（E.2.9）E.2.1.5.2示值误差测量重复性引入相对不确定度u2采用A类不确定度评定方法，在6800m3/h校准点进行测量，记录6次相表E.2.5明渠流量计示值校准流量点测量值（m3/h）123456平均值68006884.626894.256862.046895.426875.476877.106881.48相对不确定度u2为：E.2.1.5.3明渠流量计示值分辨力引入的标准不确定度分量u3E.2.1.5.4标准流速测量引入的相对不确定度u4u4由各分割断面平均流速引入的相对不确定度ur(V)和标准流速计的标准 不确定度urv组成，各分割断面平均流速引入的相对不确定度ur(V)由分割断面 ur(V)灵敏度系数：V8,9=s8,0.6其中s1,0.6是第1条测流垂线相对水深0.断面平均流速JM为：=0.423m/s（E.2.12）标准流速计的标准不确定度urv由流速计的最大允许误差引入：E.2.1.5.5泥沙泥位引入的相对不确定度u5图E.2.2泥沙坡道示意图使用液位计和超声波测深仪进行测流断面渠底污泥厚度定性测量，各测线E.2.1.5.6岸边流速系数a引入的相对不确定度u6同一次测量，根据岸边情况选用岸边流速系数a，取值范围a=0.8~0.9，q0.8=6858.29m3/hq0.9=6861.73m3/h（E.2.18）q0.8——岸边流速系数a=0.8时截面的瞬时流速，单位m3/q0.9——岸边流速系数a=0.9时截面的瞬时流速，单位m3/ q——岸边流速系数截面的瞬时流速平均值，≈0.014%（E.2.19）E.2.1.5.7水面波动引入的不确定度u720mm，此次测量过程水深0.97m，计算液位最大变化量引入的,≈0.59%（E.2.20）1）取k=2，则明渠流量计示值误差的扩展不确定度为：Ur=k.ucr(E)=2×2.45%≈4.9%（E.2.21）的扩展不确定度为Ur=4.9%，k=2。JJF(鲁)197—2024表E.2.6各测点10组流速值测量的不确定度分量垂线序号i测点序号j测点测量10次的数据测点平均流速(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.