氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范MetrologicalSpecificationfortheUltrason新疆維吾爾自治區(qū)市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布JJF(新)95－2023檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范MetrologicalSpecificationfoGasFlowmeterPerfo起草單位：新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試JJF(新)95－2023JJF(新)95－2023 I 1 1 1 1 2 3 3 3 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 10 10 11 12 14 15 20JJF(新)95－2023I本規(guī)范參照J(rèn)JG1030－2007《超聲流量計(jì)》30500《氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)聲速檢驗(yàn)法》和GB/T18604《用氣體超聲JJF(新)95－2023氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范本規(guī)范適用于以傳播時(shí)間差法為原理、具備自診斷功能的管道式和插入式氣體超GB/T34041（所有部分）封閉管道中流AGAReportNo.10天然氣和其他相關(guān)烴類氣體中的聲速（SpeedofSoundinNaturalGasandOtherRelatedHydr凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文JJF(新)95－202323.1.3平均聲速（averagespeedofsound）3.1.4理論聲速（theoreti3.1.6聲速偏差（speedofsounddeviation）3.1.7最大聲速差（maximumspeedofsoundpathspread）超聲流量計(jì)應(yīng)具有對(duì)信號(hào)處理單元進(jìn)行參數(shù)診斷的軟件，可就地或遙控組態(tài)及監(jiān)平均聲速、沿每一聲道的聲速和氣體流速、每一超聲換能器所接受的聲波信號(hào)的質(zhì)量JJF(新)95－20233氣體超聲流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱流量計(jì)）的使用中檢驗(yàn)用于在氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上檢一種方法是標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法，即在線采用一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與之進(jìn)行比較；另一種方法是聲速檢驗(yàn)法，即以聲速比較為基礎(chǔ)對(duì)流量計(jì)進(jìn)流量計(jì)是由表體、超聲換能器及其信號(hào)處理單元等構(gòu)成的流量計(jì)量器具。如圖1所示，聲波脈沖由其中一個(gè)換能器發(fā)射，被另一個(gè)換能器所接收。當(dāng)管道中的流體流和聲波在介質(zhì)中的傳播速度cf都可以用聲波傳播路徑的距離L、聲波順流傳播時(shí)間tdown=tAB=Lcf+vmcos式中：tup——超聲波在流體中逆流傳播的時(shí)間；tdown——超聲波在流體中順流傳播的時(shí)間；Lcfvm——聲道長(zhǎng)度；——聲波在流體介質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)中傳播的速度；——流體在聲道線所在平面內(nèi)的軸向平均流速；——聲道角。JJF(新)95－20234-vm=-超聲流量計(jì)測(cè)量的是體積流量。流體的管道平均流速與流通面積相乘，能夠確定）：q=vA式中：v——流體的管道平均流速，由流量計(jì)各聲道測(cè)量的流體流速采用函數(shù)關(guān)系計(jì)A——測(cè)量管段的橫截面積。cf=+超聲流量計(jì)參與體積流量計(jì)算的參數(shù)包括聲道長(zhǎng)度、聲道角以及流通面積，這些參數(shù)在流量計(jì)出廠時(shí)就已確定并置入，參數(shù)一旦變化就會(huì)影響流量測(cè)量結(jié)果；在流量測(cè)量過(guò)程中，需要測(cè)量的只是聲波傳播時(shí)間。比較式（2）和式（4），聲速與流速都理論聲速值是通過(guò)測(cè)量氣體的溫度、壓力和組分等參數(shù)，利用熱力學(xué)公式計(jì)算得到的聲波在氣體中傳播速度的理論值；測(cè)量聲速是通過(guò)測(cè)量聲波在已知長(zhǎng)度的路徑上傳播時(shí)間，數(shù)學(xué)計(jì)算得到聲波在氣體中的實(shí)際傳播速度。兩種方法測(cè)量原理不同，比較兩種方法的計(jì)算結(jié)果，可以對(duì)超聲流量計(jì)測(cè)量聲速的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn)，從而對(duì)流量計(jì)測(cè)量的聲波傳播時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步可對(duì)超聲流量檢驗(yàn)方法序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法1流量示值誤差及重復(fù)性使用中流量示值誤差不超過(guò)設(shè)備最大允許誤差的兩倍，重復(fù)性不超過(guò)最大允許誤差絕對(duì)值的1/3聲速檢驗(yàn)法1聲速偏差±0.2%2各聲道測(cè)量最大聲速差允許范圍0.5m/s3聲速測(cè)量重復(fù)性0.05%JJF(新)95－20235環(huán)境溫度5~45）℃;相對(duì)濕度15~95）%;大氣壓力70～106）kPa；供電電源：電壓220±22）V（AC頻率50±2.5）Hz；6.1.2所有設(shè)備設(shè)施及工具應(yīng)6.1.5外界磁場(chǎng)、振動(dòng)和噪聲對(duì)檢驗(yàn)用設(shè)備和被檢檢驗(yàn)方法序號(hào)計(jì)量用設(shè)備測(cè)量范圍技術(shù)要求備注標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法1標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)流量測(cè)量范圍相適應(yīng)有良好的復(fù)現(xiàn)性能，且其準(zhǔn)確度等級(jí)不得低于被檢流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)。安裝條件符合相關(guān)要求聲速檢驗(yàn)法1溫度測(cè)量?jī)x表設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量范圍相適應(yīng)最大允許誤差不超過(guò)變化不超過(guò)±0.5℃。安裝條件符合相關(guān)要求，滿足防爆要求2壓力測(cè)量設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)壓力測(cè)量范圍相適應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)不低于0.2級(jí)，單次測(cè)量壓力波動(dòng)不超過(guò)±0.5%。安裝條件符合相關(guān)要求，滿足防爆要求3氣體組成分析設(shè)備可測(cè)量相應(yīng)氣體組分氣體組成分析方法（使用的標(biāo)準(zhǔn)氣體和取樣方法）應(yīng)符合相關(guān)要求測(cè)量前應(yīng)對(duì)色譜分析儀進(jìn)行標(biāo)定，為保證測(cè)量數(shù)據(jù)具有代表性，推薦采用在線氣相色譜分析儀測(cè)量氣體組成測(cè)量管道內(nèi)的氣體流動(dòng)平穩(wěn)，溫度分布均勻。通過(guò)觀察信號(hào)參數(shù)，分析氣體的流動(dòng)是否穩(wěn)定，判斷是否存在旋渦、不對(duì)稱流或者脈動(dòng)流，流量計(jì)的信號(hào)接收是否受到噪聲干擾。過(guò)于復(fù)雜流動(dòng)條件會(huì)使流量計(jì)工作在非正常狀態(tài)下，會(huì)影響流量測(cè)量的準(zhǔn)JJF(新)95－20236在被檢流量計(jì)安裝到管路上投入使用后的三個(gè)月內(nèi)進(jìn)行第一次檢驗(yàn)，以后按照至7.1.3流量計(jì)進(jìn)行使用中檢驗(yàn)時(shí)必須標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的測(cè)量范圍應(yīng)能覆蓋被檢流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)使用流量范圍，并應(yīng)按要求進(jìn)行周期檢定或校準(zhǔn)，有有效的溯源證書(shū)和良好的復(fù)現(xiàn)性能，準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的安裝應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，或與流量標(biāo)準(zhǔn)器制造廠家的要求一致（制造廠家的要求應(yīng)不低于國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）。標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)與被檢流量計(jì)間距如現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，且流量計(jì)是定點(diǎn)使用的，檢驗(yàn)點(diǎn)可選實(shí)際使用流量點(diǎn)JJF(新)95－2023在設(shè)置流量點(diǎn)連續(xù)測(cè)量次數(shù)不低于3次。在一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，瞬時(shí)流量的最大變imaximaxEiEimax——流量計(jì)各檢驗(yàn)點(diǎn)平均示值誤差中最大值；Q——第i檢驗(yàn)點(diǎn)第j次檢驗(yàn)被檢流量計(jì)示值；Qsij——第i檢驗(yàn)點(diǎn)第j次檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)示值。1式中：(Er)i——第i檢驗(yàn)定點(diǎn)的重復(fù)性。Eij——第i檢驗(yàn)點(diǎn)第j次檢驗(yàn)時(shí)的示值誤差；流量計(jì)高區(qū)和低區(qū)的重復(fù)性分別取高區(qū)和低區(qū)重復(fù)Err)imax（8）7.3.2氣體組成分析設(shè)備的技術(shù)性能應(yīng)滿足GB/T13610或其他JJF(新)95－20238流量計(jì)應(yīng)具有故障報(bào)警功能記錄，包括故障報(bào)警時(shí)間、類型、狀態(tài)記錄等。應(yīng)檢查報(bào)警記錄，確認(rèn)無(wú)流量計(jì)自身原因產(chǎn)生的、能夠引起計(jì)量錯(cuò)誤的報(bào)警情況后，方可制造廠應(yīng)當(dāng)通過(guò)計(jì)算機(jī)通訊或現(xiàn)場(chǎng)顯示提供下列診斷測(cè)量數(shù)據(jù)，檢查以下各項(xiàng)指標(biāo)并與前一次檢查的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其偏差應(yīng)在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)允許的范圍內(nèi)。如果存在a.每一聲道信號(hào)的增益值，即安裝在表體上的探頭發(fā)b.每一聲道信號(hào)接收質(zhì)量，即接收信號(hào)的百分比；一般情況下，檢驗(yàn)流量點(diǎn)應(yīng)選擇：流量計(jì)最小流量或供氣系統(tǒng)能達(dá)到的最小流量如供氣系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，且流量計(jì)是定點(diǎn)使用的，檢驗(yàn)流量點(diǎn)可選實(shí)際使JJF(新)95－2023b.取樣時(shí)間內(nèi)每個(gè)聲道的平均聲速值；把流量調(diào)到設(shè)定的流量值，待流量穩(wěn)定后，將介質(zhì)組分、溫度、壓力數(shù)據(jù)輸入理錄各聲道的測(cè)量聲速，按式（10）計(jì)算最大聲速差。重復(fù) 式中：Ec——測(cè)量平均聲速與計(jì)算聲速的偏差，%；cf——超聲流量計(jì)測(cè)量平均聲速，m/s；Ec,max=(cf)max-(cf)min式中：Ec,max——單一聲道測(cè)量得到的最大聲速差，m/s；(cf)max，(cf)min——單一聲道測(cè)量得到的最大聲速和最小聲速，m/s；Ec,r=(Eci-Ec)2式中：Ec,r——聲速測(cè)量重復(fù)性，%； cE——n次測(cè)量聲速偏差平均值，%；cJJF(新)95－2023檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果處理標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法示值誤差和重復(fù)性示值誤差不超過(guò)設(shè)備最大允許誤差的兩倍，重復(fù)性不超過(guò)最大允許誤差絕對(duì)值的1/3若滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的要求，判定為合格，可繼續(xù)使用；否則流量計(jì)不合格，應(yīng)送計(jì)量檢定。聲速檢驗(yàn)法聲速偏差±0.2%滿足表1的要求若滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的要求，判定為合格；如有一項(xiàng)以上不符合要求，則該流量計(jì)不合格，應(yīng)送計(jì)量檢定各聲道測(cè)量最大聲速差允許范圍0.5m/s聲速測(cè)量重復(fù)性0.05%平均軸向流速值之比滿足各生產(chǎn)廠家的要求在合理范其余診斷參數(shù)滿足各生產(chǎn)廠家的要求檢驗(yàn)過(guò)程中可使用單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法或聲速檢驗(yàn)法，也可以同時(shí)使用兩種檢驗(yàn)合格后應(yīng)發(fā)給檢驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告上應(yīng)給出全部實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果，并說(shuō)明是否符合要求。如有一項(xiàng)以上不符合要求，則該流量計(jì)不合格，應(yīng)送計(jì)量檢定。當(dāng)使用建議復(fù)測(cè)時(shí)間間隔一般不超過(guò)1年。如果被檢流量計(jì)經(jīng)修理、更換重要性能的部JJF(新)95－2023標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)比較法原始記錄格式記錄編號(hào)：儀表名稱：證書(shū)編號(hào)：送檢單位：口徑(DN)：mm儀表型號(hào)規(guī)格：生產(chǎn)廠家：環(huán)境溫度：℃儀表編號(hào)：流量范圍m3/h環(huán)境濕度：%RH準(zhǔn)確度等級(jí)：級(jí)主要計(jì)量器具：準(zhǔn)確度等級(jí)：級(jí)測(cè)量范圍：檢驗(yàn)技術(shù)依據(jù)：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)號(hào)：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)有效期：檢驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)1、外觀檢查：□符合要求□不符合要求2、密封性檢查：□符合要求□不符合要求3、檢驗(yàn)結(jié)果：檢驗(yàn)用介質(zhì)：信號(hào)強(qiáng)度：檢驗(yàn)方法：比較法管道外周長(zhǎng)：mm管道壁厚：mm安裝距離：mm檢驗(yàn)流量（m3/h）被檢表流量（m3/h）標(biāo)準(zhǔn)表流量（m3/h）相對(duì)示值誤差（%）平均示值誤差（%）重復(fù)性（%）擴(kuò)展不確定度（%）示值誤差重復(fù)性K系數(shù)：檢驗(yàn)結(jié)果：合格檢驗(yàn)：核驗(yàn)：檢驗(yàn)地點(diǎn)：檢驗(yàn)日期：年月日J(rèn)JF(新)95－2023聲速檢驗(yàn)法原始記錄格式客戶單位：檢驗(yàn)地點(diǎn)：送檢單號(hào)：型號(hào)/規(guī)格：器具編號(hào)：生產(chǎn)廠家：檢驗(yàn)軟件：環(huán)境溫度：℃相對(duì)濕度：%檢驗(yàn)依據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)器證書(shū)號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)器有效期：流量計(jì)口徑：K-系數(shù)：1/m3最大工作壓力：流動(dòng)介質(zhì)：天然氣外觀檢查：合格密封性檢驗(yàn)：合格最差輸出頻率：介質(zhì)平均溫度：℃安裝條件：流體流向：正向介質(zhì)平均壓力：MPa氣體介質(zhì)組分（%）：CH4O2：C2H6CO2： C3H8 H2一、內(nèi)置參數(shù)信息內(nèi)置溫度內(nèi)置壓力（MPa）流量點(diǎn)（m3/h）MF系數(shù)二、超聲流量計(jì)狀態(tài)診斷結(jié)果檢驗(yàn)項(xiàng)目A聲道B聲道C聲道D聲道2-A聲道2-B聲道2-C聲道2-D聲道結(jié)論流速剖面系數(shù)上行/下行上行/下行上行/下行上行/下行上行/下行上行/下行上行/下行上行/下行檢測(cè)增益通過(guò)檢測(cè)信噪比通過(guò)檢測(cè)接受率通過(guò)對(duì)稱性各聲道聲速差通過(guò)JJF(新)95－2023三、超聲流量計(jì)聲速檢驗(yàn)結(jié)果序號(hào)流量點(diǎn)（m3/h）實(shí)測(cè)流量（m3/h）實(shí)測(cè)壓力（MPa）實(shí)測(cè)溫度實(shí)測(cè)聲速（m/s）計(jì)算聲速（m/s）示值誤差重復(fù)性（%）最大聲速差（m/s）123判定標(biāo)準(zhǔn)：1、各聲道測(cè)量最大聲速差允許范圍：0.5m/s；2、聲速偏差允許范圍：±0.2%；3、測(cè)量重復(fù)性優(yōu)于0.05%。聲速檢驗(yàn)結(jié)論：合格檢驗(yàn)員：核驗(yàn)員：檢驗(yàn)日期：JJF(新)95－2023使用中檢驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容使用中檢驗(yàn)報(bào)告內(nèi)頁(yè)至少應(yīng)該包括以下信息：K系數(shù)、MF系數(shù)等）；d.內(nèi)置參數(shù)信息（如內(nèi)置溫度、內(nèi)）；）；序號(hào)檢驗(yàn)流量（m3/h）相對(duì)示值誤差第一次檢驗(yàn)流量計(jì)系數(shù)本次檢驗(yàn)流量計(jì)系數(shù)重復(fù)性序號(hào)實(shí)測(cè)流量（m3/h）雷諾數(shù)測(cè)量聲速（m/s）計(jì)算聲速（m/s）聲速偏差（%）重復(fù)性（%）最大聲速差（m/s）JJF(新)95－2023附錄。測(cè)量不確定度評(píng)定示例（聲速檢驗(yàn)法）D.1.1測(cè)量依據(jù)：JJF（新）95－2023《氣體超聲流量計(jì)使用中檢表D.1GRI參比天然氣（GulfCoast）混合物的組分表GulfCoastGRI參比天然氣混合物摩爾百分比氮?dú)舛趸急楫惗⊥檎⊥楫愇焱檎焱檎和?(mol/mol)96.52220.25950.59561.81860.45960.09770.10070.04730.03240.0664把流量調(diào)到設(shè)定的流量值，待流量穩(wěn)定后，將介質(zhì)組分、溫度、壓力數(shù)據(jù)輸入理論聲速計(jì)算軟件后得到計(jì)算聲速，將其與流量計(jì)測(cè)得的平均聲速進(jìn)行比較，計(jì)算聲速D.1.5評(píng)定結(jié)果的使用：在符合上述條件的情況Ec式中：Ec——測(cè)量平均聲速與計(jì)算聲速的偏差，%；cf——超聲流量計(jì)測(cè)量平均聲速，m/s；JJF(新)95－2023其不確定度主要來(lái)源于兩個(gè)方面：流量計(jì)聲速測(cè)量的不確定度和理論聲速的不確圖D.1AGAReportNo.10聲速計(jì)算結(jié)果的目標(biāo)不確定度源。u(T1)/T可以估算如下：JJF(新)95－20237概率分布視為均勻分布，屬于B類不確定度來(lái)源。u(T2)/T可以估算如下： 溫度測(cè)量值采用溫度變送器多次測(cè)量的平均值，引用平均值所導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定u(T3)TδTT 將以上各因素對(duì)測(cè)量溫度值T所引入的測(cè)量不確定度合并，即可得溫度測(cè)量值的2221/2u(P類不確定度來(lái)源進(jìn)行評(píng)估，因此，u(P2)/P JJF(新)95－2023概率分布視為均勻分布，按照B類不確定度來(lái)源進(jìn)行評(píng)估，uPP PP3將以上各因素對(duì)測(cè)量壓力值P所引入的測(cè)量不確定度合并，即可得壓力測(cè)量值的22221/2用數(shù)值表示，其不確定度為：u(P)=0.49%×6.5一般情況下，很難用單個(gè)天然氣組成分析來(lái)準(zhǔn)確確定物性參數(shù)計(jì)算的不確定度。分?jǐn)偟礁鹘M分上，由此引起的聲速不確定度為根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，經(jīng)過(guò)標(biāo)氣校準(zhǔn)后，由組分測(cè)量不確定度引起的聲速測(cè)量最大偏差超聲流量計(jì)出廠前都要經(jīng)過(guò)干標(biāo)，干標(biāo)是通過(guò)測(cè)量在純氮中聲速與理論聲速進(jìn)行比較，對(duì)換能器和電子部件的測(cè)量時(shí)間延遲進(jìn)行修正。經(jīng)過(guò)修正后的