中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)2017-02-28發(fā)布2017-05-28實(shí)施I 1范圍 2引用文件 3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位 3.2計(jì)量單位 4概述 4.1用途和工作原理 4.2構(gòu)造 5計(jì)量性能要求 5.1準(zhǔn)確度等級(jí) 5.2引用誤差 5.3重復(fù)性 6通用技術(shù)要求 6.1隨機(jī)文件 6.2外觀 6.3密封性 7計(jì)量器具控制 7.1檢定條件 7.2檢定項(xiàng)目和檢定方法 7.3檢定結(jié)果處理 7.4檢定周期 附錄A熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的類型 附錄B水的飽和蒸汽壓 附錄C檢定證書/檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁(yè)信息與格式 Ⅱ?qū)W性、可操作性的原則，依據(jù)JJF1004—2004《流量計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義》、 流體流量的測(cè)量熱式質(zhì)量流量計(jì)》、GB/T13609—2012《天然氣取樣導(dǎo)則》、與JJG897—1995中的“量熱式質(zhì)量流量計(jì)”部分相比，除編輯性修改外主要技術(shù)——增加了“引言”; 取消了“0.1級(jí)、0.25級(jí)和0.3級(jí)”的準(zhǔn)確度等級(jí)(見5.1):——重復(fù)性由“不超過基本誤差限的1/2”改為“不超過最大允許誤差絕對(duì)值的1/3”(見5.3);——“流量計(jì)的安裝要求”由附錄移到正文(見7.1.5);——將“流量計(jì)的檢定周期根據(jù)使用情況確定，但用于貿(mào)易結(jié)算的一般不超過1年，其他的檢定周期一般不超過為2年”改為“流量計(jì)的檢定周期一般不超過2年”(見7.4);——增加了附錄“熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的類型”(見附錄A);——增加了附錄“水的飽和蒸汽壓”(見附錄B); 修改了“檢定證書/檢定結(jié)果通知書內(nèi)頁(yè)格式”(見附錄C).本規(guī)程的歷次版本發(fā)布情況：1熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程1范圍本規(guī)程適用于熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)(以下簡(jiǎn)稱流量計(jì))的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。本規(guī)程亦適用于質(zhì)量流量控制器的流量計(jì)檢定。2引用文件本規(guī)程引用了下列文件：GB3836爆炸性環(huán)境GB4208外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)GB17820天然氣GB/T13609天然氣取樣導(dǎo)則GB/T13610天然氣的組成分析氣相色譜法GB50251輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位3.1術(shù)語(yǔ)本規(guī)程除引用JJF1004的術(shù)語(yǔ)外，還使用下列術(shù)語(yǔ)。3.1.1熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)thermalmassgasflowmeters利用熱傳遞原理測(cè)量質(zhì)量流量的計(jì)量器具。3.1.2標(biāo)況體積流量normalizedvolumetricflowrate20℃、101.325kPa狀況下的體積流量。3.2計(jì)量單位3.2.1流量單位流量計(jì)可采用質(zhì)量流量單位或體積流量單位。流量計(jì)顯示累積質(zhì)量流量單位應(yīng)是千克、克，符號(hào)：kg、g。流量計(jì)顯示瞬時(shí)質(zhì)量流量單位可以是千克每小時(shí)、千克每分鐘、克每秒等，符號(hào)：流量計(jì)顯示累積體積流量單位應(yīng)是標(biāo)況立方米、標(biāo)況升、標(biāo)況毫升，符號(hào)：m3、流量計(jì)顯示瞬時(shí)體積流量單位可以是標(biāo)況立方米每小時(shí)、標(biāo)況升每分鐘、標(biāo)況毫升3.2.2壓力單位流量計(jì)顯示壓力單位是帕(斯卡)、千帕、兆帕，符號(hào)：Pa、kPa、MPa。23.2.3溫度單位4概述4.1用途和工作原理流量計(jì)用于氣體流量的測(cè)量。流量計(jì)工作原理是利用流動(dòng)的氣體與熱源之間熱量交換原理，在流量計(jì)內(nèi)設(shè)置熱源，根據(jù)氣體流過熱源時(shí)發(fā)生的熱量變化，得到氣體的質(zhì)量流量，和微電子流量計(jì)(MEMS流量計(jì)),詳見附錄A。5計(jì)量性能要求5.1準(zhǔn)確度等級(jí)流量計(jì)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度等級(jí)及對(duì)應(yīng)的最大允許誤差應(yīng)符合表1要求。表1準(zhǔn)確度等級(jí)和最大允許誤差準(zhǔn)確度等級(jí)最大允許誤差q?≤q≤qmax士1.0%士2.0%士2.5%qmin≤q<qt士1.0%士3.0%土5.0%注：分界流量q:對(duì)應(yīng)的流量一般為0.2qmx(或者按照產(chǎn)品說明書)。如果量程比大于等于50:1,則q:對(duì)應(yīng)的流量為0.1qmx。5.2引用誤差測(cè)量瞬時(shí)流量的流量計(jì)可采用引用誤差，采用引用誤差時(shí)應(yīng)給出相對(duì)流量上限的最大允許誤差，相對(duì)流量上限的最大允許誤差見表2。準(zhǔn)確度等級(jí)最大引用誤差士0.5%FS士2.0%FS5.3重復(fù)性6通用技術(shù)要求6.1隨機(jī)文件流量計(jì)應(yīng)有使用說明書。6.2外觀3量氣體、最大工作壓力、工作溫度范圍、流量范圍、分界流量、準(zhǔn)確度等級(jí)或引用誤6.2.4流量計(jì)顯示的數(shù)字應(yīng)醒目、整齊，表示功能的文字符號(hào)和標(biāo)識(shí)應(yīng)完整、清晰、流量計(jì)表體應(yīng)不泄漏。7.1檢定條件7.1.1檢定用氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)裝置)檢定用標(biāo)準(zhǔn)裝置有皂膜式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置(主要由皂膜管和配套儀表組成)、標(biāo)裝置應(yīng)有有效的檢定證書或校準(zhǔn)證書。標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度(k=2)應(yīng)不大于流配套儀表如表3所示。表3配套儀表序號(hào)儀表名稱技術(shù)要求用途1溫度儀表士0.2℃測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器處、流量計(jì)處氣體溫度2壓力儀表0.1級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器處、流量計(jì)處氣體壓力3大氣壓力儀表士0.7hPa測(cè)量大氣壓力4濕度計(jì)測(cè)量氣體相對(duì)濕度5計(jì)時(shí)器士10ms測(cè)量檢定時(shí)間6計(jì)數(shù)器(適用于檢定脈沖輸出流量計(jì))士1累計(jì)流量計(jì)輸出脈沖7數(shù)字電流表(適用于檢定電流輸出流量計(jì))測(cè)量流量計(jì)輸出電流7.1.3檢定氣體檢定氣體應(yīng)無游離水或油等雜質(zhì)存在，且組分或性狀與實(shí)際測(cè)量介質(zhì)相近。準(zhǔn)確度等級(jí)不低于1.0級(jí)的流量計(jì)，在每個(gè)流量點(diǎn)的每一次檢定過程中，氣體的溫4度變化應(yīng)不超過±0.5℃。在每個(gè)流量點(diǎn)的檢定過程中，壓力波動(dòng)應(yīng)不超過±0.5%,7.1.4.1環(huán)境溫度應(yīng)為(5～40)℃;環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)≤93%;大氣壓力一般為(86～106)kPa。7.1.4.2交流電源電壓應(yīng)為(220士22)V,電源頻率應(yīng)為(50±2.5)Hz。也可根據(jù)7.1.5流量計(jì)安裝7.1.6測(cè)量時(shí)間每次測(cè)量時(shí)間應(yīng)不少于標(biāo)準(zhǔn)裝置允許的最短測(cè)量時(shí)間7.1.7標(biāo)準(zhǔn)裝置累積脈沖數(shù)7.2檢定項(xiàng)目和檢定方法7.2.1檢定項(xiàng)目表4檢定項(xiàng)目一覽表檢定項(xiàng)目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢查隨機(jī)文件和外觀十十十密封性十十十相對(duì)示值誤差或引用誤差十十十重復(fù)性十十十注：“十”表示需檢定、檢查。7.2.2隨機(jī)文件和外觀檢查必要時(shí)檢查隨機(jī)文件，應(yīng)符合6.1要求。用目測(cè)方法檢查流量計(jì)外觀，應(yīng)符合6.2JJG1132—20175要求。7.2.3密封性檢查按7.1.5和流量計(jì)使用說明書要求，安裝流量計(jì)到標(biāo)準(zhǔn)裝置上，在零流量狀態(tài)下，觀察壓力測(cè)量?jī)x表示值不變。7.2.4示值誤差或引用誤差檢定7.2.4.1檢定流量點(diǎn)及每個(gè)流量點(diǎn)檢定次數(shù)檢定流量點(diǎn)至少應(yīng)包含qmx、0.5qmx、qt和qmin。準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)，且流量范圍度大于20:1的流量計(jì)，應(yīng)增加0.15qmx。除qmn、9max和q?應(yīng)分別控制在(1～1.1)qmin、(1～1.1)q:和(0.9～1)qmax外，其他流量點(diǎn)均應(yīng)在設(shè)定流量的±5%內(nèi)。每個(gè)流量點(diǎn)的檢定次數(shù)應(yīng)不少于3次。7.2.4.2檢定方法連接流量計(jì)信號(hào)輸出端子至計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)輸入端子。接通計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)和流量計(jì)電源，按流量計(jì)使用說明書中的方法檢查流量計(jì)參數(shù)設(shè)置。將標(biāo)準(zhǔn)裝置流量調(diào)到0.7qmx～qmx,至少流通5min,直至氣體溫度、壓力和流量下面分別以皂膜式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)程序a)皂膜標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)皂膜標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)示意圖如圖1所示。按檢定流量點(diǎn)和一次檢定時(shí)間選擇皂膜管容積。調(diào)節(jié)流量到第一個(gè)檢定流量點(diǎn)，運(yùn)行至氣體狀態(tài)穩(wěn)定。擠壓膠球，皂液形成皂膜，進(jìn)氣壓力推動(dòng)皂膜勻速上升，試運(yùn)行數(shù)次。計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)清零。擠壓膠球成膜，當(dāng)皂膜升到下刻線時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器及計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)。當(dāng)皂膜升到上刻線時(shí)，同時(shí)停止計(jì)時(shí)器及計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)。記錄計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間、流過皂膜管的氣體累積流量、溫度、壓力、計(jì)數(shù)器累計(jì)流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)(或數(shù)字電流表測(cè)量流量計(jì)輸出的電流值)。完成第一個(gè)流量點(diǎn)的一次檢定。重復(fù)以上過程至少2次，完成第一個(gè)流量點(diǎn)的檢定。按檢定流量點(diǎn)調(diào)節(jié)流量，重復(fù)下一流量點(diǎn)的檢定。重復(fù)以上過程，完成所有流量點(diǎn)的檢定。皂膜流量裝置皂膜流量裝置氣源O流量計(jì)圖1皂膜標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)示意圖6b)標(biāo)準(zhǔn)表法標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)調(diào)節(jié)流量到檢定流量點(diǎn)，運(yùn)行至氣體狀態(tài)穩(wěn)定。計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)清零。同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)裝置和計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)進(jìn)行測(cè)量，按標(biāo)準(zhǔn)裝置操作規(guī)范運(yùn)行一段時(shí)間后，同時(shí)停止標(biāo)準(zhǔn)裝置和計(jì)數(shù)器(或數(shù)字電流表)測(cè)量。記錄計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間、流過標(biāo)準(zhǔn)裝置的氣體累積流量、溫度、壓力、計(jì)數(shù)器累計(jì)流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)(或數(shù)字電流表測(cè)量流量計(jì)輸出的電流值)。完成第一個(gè)檢定流量點(diǎn)的一次誤差檢定。重復(fù)以上過程至少2次，完成第一個(gè)流量點(diǎn)的檢定。按檢定流量點(diǎn)調(diào)節(jié)流量，重復(fù)下一流量點(diǎn)的檢定。重復(fù)以上過程，完成所有流量點(diǎn)的檢定。7.2.5數(shù)據(jù)處理7.2.5.1流量計(jì)相對(duì)示值誤差計(jì)算第i流量點(diǎn)第j次檢定流量計(jì)的相對(duì)示值誤差按式(1)計(jì)算。E——第i流量點(diǎn)第j次檢定流量計(jì)的相對(duì)示值誤差；Q;;——第i流量點(diǎn)第j次檢定流量計(jì)累積流量；(Q?);——第i流量點(diǎn)第j次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置累積流量；qy——第i流量點(diǎn)第j次檢定流量計(jì)瞬時(shí)流量；(q?);——第i流量點(diǎn)第j次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的瞬時(shí)流量。皂膜標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)(Q,);按式(2)計(jì)算。V——第i流量點(diǎn)第j次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置顯示的氣體累積體積流量；T?——標(biāo)況的溫度，293.15K;po——標(biāo)況的壓力，101325Pa;p——第ipa——第i流量點(diǎn)第j流量點(diǎn)第j流量點(diǎn)第j次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置處氣體的絕對(duì)壓力，Pa;次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置狀況下檢定氣體的飽和蒸汽壓，Pa;次檢定氣體相對(duì)濕度；T——第i流量點(diǎn)第j次檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置處氣體的溫度，K。標(biāo)準(zhǔn)表法標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定流量計(jì)(Q,),按式(3)計(jì)算。(qs);按式(4)計(jì)算。7t;——第i流量點(diǎn)第j次檢定時(shí)間。第i流量點(diǎn)流量計(jì)的相對(duì)示值誤差按式(5)計(jì)算。E第i流量點(diǎn)流量計(jì)的示值誤差，%;n——第i流量點(diǎn)的檢定次數(shù)。流量計(jì)的相對(duì)示值誤差確定：分別取qt≤q≤qmx和qmin≤q<q:內(nèi)各流量點(diǎn)相對(duì)示值誤差絕對(duì)值的最大值。流量計(jì)的相對(duì)示值誤差計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合5.1要求。7.2.5.2流量計(jì)引用誤差計(jì)算第i流量點(diǎn)第j次檢定流量計(jì)的引用誤差按式(6)計(jì)算。第i流量點(diǎn)流量計(jì)的引用誤差按式(5)計(jì)算。流量計(jì)的引用誤差取流量點(diǎn)中引用誤差絕對(duì)值的最大值。7.2.5.3流量計(jì)重復(fù)性計(jì)算按式(7)、式(8)計(jì)算流量計(jì)重復(fù)性。(E,);第i流量點(diǎn)n次檢定流量計(jì)重復(fù)性，%.E,——流量計(jì)重復(fù)性，%;[(E,):]mx——對(duì)給出準(zhǔn)確度等級(jí)的流量計(jì)分別取q≤q≤qmx和qmin≤q<qt內(nèi)各流量點(diǎn)重復(fù)性最大值；對(duì)給出引用誤差的流量計(jì)取流量點(diǎn)中重復(fù)性流量計(jì)重復(fù)性計(jì)算結(jié)果應(yīng)符合5.3要求。7.3檢定結(jié)果處理經(jīng)檢定合格的流量計(jì)發(fā)給檢定證書。經(jīng)檢定不合格的流量計(jì)發(fā)給檢定結(jié)果通知書，并注明不合格項(xiàng)目。7.4檢定周期流量計(jì)的檢定周期一般不超過2年。8附錄A熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的類型A.1毛細(xì)管/熱分流熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)(CTMF流量計(jì))圖A.1所示為基本型毛細(xì)管熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)。加熱器可以和氣流上游溫度傳感器、氣流下游溫度傳感器組合在一起，加熱器可以是單獨(dú)設(shè)置在兩個(gè)溫度傳感器中間，由一個(gè)恒定電源提供熱量；也可以是兩個(gè)自加熱溫度傳感器。當(dāng)氣體靜止時(shí)，兩個(gè)溫度傳感器測(cè)得的溫度相同；當(dāng)氣體流動(dòng)時(shí)，兩個(gè)溫度傳感器之間的溫差與氣體質(zhì)量流量成正比，溫差信號(hào)由橋路測(cè)量，經(jīng)放大器處理，輸出流量信號(hào)。a)兩個(gè)溫度傳感器和單獨(dú)的加熱器b)兩個(gè)自加熱的溫度傳感器圖A.1基本型毛細(xì)管熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)1—上游溫度傳感器T?;2—下游溫度傳感器T?;3—上游溫度傳感器T,(帶加熱器);4—下游溫度傳感器T?(帶加熱器);5—恒定電源P;6—加熱器；7—橋路；8—放大器；9—流量信號(hào)輸出[通常為0V～5V(DC)或4mA～20mA]圖A.2典型的毛細(xì)管熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)9A.2插入法熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)(ITMF流量計(jì))圖A.3所示是典型的插入法熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，有兩個(gè)溫度傳感器，一定量的加熱功率施加至其中一個(gè)溫度傳感器上，使其溫度升高至被測(cè)值(T?)。另一個(gè)溫度傳感器測(cè)量氣體溫度(T?),根據(jù)溫差和加熱功率確定氣體的質(zhì)量流量。加熱功率、溫差和質(zhì)量流量之間的關(guān)系稱為金氏定律，用式(A.1)表示K?,K,插入法流量計(jì)系數(shù)，取決于溫度傳感器幾何尺寸、氣體熱導(dǎo)率、黏度K?——插入法流量計(jì)系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)；△T——溫差(△T=T?-T?),K;在實(shí)際應(yīng)用中，插入法熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)有恒功率法、恒溫差法。A.2.1恒功率法測(cè)量溫差時(shí)，保持加熱功率恒定，見圖A.4。式(A.1)簡(jiǎn)化為式(A.2),△T=K?+K?×(qm)*(A.2)K?,Ks,K?——恒功率法流量計(jì)系數(shù)。A.2.2恒溫差法加熱功率變化時(shí)，通過橋路保持加熱的溫度傳感器與測(cè)量氣體溫度的溫度傳感器之間的溫差保持恒定，見圖A.5。式(A.1)簡(jiǎn)化為式(A.3)。P=△T×[K?+K?×(qm)K?]恒溫差法流量計(jì)系數(shù)。K?,K?,K?——恒溫差法流量計(jì)系數(shù)。圖A.5恒溫差法簡(jiǎn)圖R?一電阻1;R?—電阻2;A—放大器A.3微電子熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)(MEMS流量計(jì))典型的微電子熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)由表體和MEMS流量芯片(加熱器及溫度傳感器)組成，