中華人民共和國國家計量檢定規程FlowIntegrationMeters2016-11-25發布2017-05-25實施 1范圍 2引用文件 3術語和計量單位 3.2計量單位 4概述 4.1工作原理 4.2結構 4.3流量信號輸人形式 4.4配套儀表信號輸入形式 5計量性能要求 6通用技術要求 6.1一般技術要求 6.2其他技術要求 7計量器具控制 7.1檢定條件 7.2檢定項目 7.3檢定方法 7.4檢定結果的處理 7.5檢定周期 附錄A常用流量公式及介質物性參數選取規定 (8)附錄B檢定記錄格式 附錄C檢定證書/檢定結果通知書內頁信息及格式 IⅡ本規程以GB/T13639—2008《工業過程測量和控制系統用模擬輸入數字式指示儀》、GB/T2624—2006《用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量》為技術依據，結合了我國流量積算儀的生產和使用現狀，對JJG1003—2005《流量積算儀》進行修訂。在主要的技術指標上與國家標準等效。與JJG1003—2005相比，本規程除編輯性修改外，主要技術變化如下：——增加了流量積算儀的定義；——增加了定量控制的定義；——流量信號的輸入形式增加了數字信號；——增加了貿易結算用流量積算儀的通用技術要求； 刪除了絕緣電阻和絕緣強度； ——增加了瞬時熱量和累積熱量的檢定方法；——刪除了原規程中附錄A“型式評價試驗大綱”; 刪除了原規程中附錄B“流量誤差試驗中測量參數選取的規定”中的部分——修改了原規程附錄C“檢定格式”中的部分內容；——修改了原規程附錄D“檢定證書及檢定結果通知書內頁格式”中的部分內容。本規程的歷次版本發布情況：1流量積算儀檢定規程本規程適用于流量積算儀(以下簡稱積算儀)的首次檢定、后續檢定、使用中具備積算儀功能的其他流量積算裝置可參照本規程。2引用文件本規程引用下列文件：JJG1055—2009在線氣相色譜儀GB/T2624—2006用安裝在圓形截面管道中的差壓裝置測量滿管流體流量GB6587—1989電子測量儀表環境試驗GB/T11062天然氣發熱量、密度、相對密度和沃泊指數的計算方法(modGB/T13639—2008工業過程測量和控制系統用模擬輸入數字式指示儀GB/T17747天然氣壓縮因子的計算(idtISO12213)GB/T18603天然氣計量系統技術要求GB/T21446—2008用標準孔板流量計測量天然氣流量CJ128—2007熱量表JB/T2274—2014流量顯示儀表凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規程。3術語和計量單位3.1術語3.1.1流量積算儀flowintegrationmeters通過采集與流量相關的傳感器信號，用相關的數學模型計算出流量(能量)的裝置。通常又稱為流量顯示儀、流量計算機等。與其配套的傳感器通常有標準節流裝置、渦輪、渦街、電磁、超聲流量傳感器或變送器等及補償用的壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器、組分分析儀等。3.1.2斷電保護poweroutageprotection積算儀在供電電源斷電期間，積算儀內設參數及積算儀累積流量等數據能夠可靠保存起來的功能。3.1.3采樣周期samplingperiod相鄰兩次采樣之間的時間間隔。3.1.4小信號切除lowflowratecutoff2積算儀為克服干擾、變送器或傳感器的零漂影響或為保證流量計系統正常運行而設置的功能。低于特定流量值時儀表按零值處理，高于此值時儀表正常運行。3.1.5補償參量顯示accessorialdisplayparameter積算儀中為顯示介質工作狀態(如壓力、溫度等)而設置的輔助顯示。3.1.6數字信號和通訊協議digitalsignalsandcommunicationprotocol用于積算儀與傳感器、變送器、網絡終端之間遵循約定協議進行通訊或完成服務的信號，協議定義了數據單元傳輸的內容與格式。例如HART協議、Modbus協議、Profibus協議等。3.1.7定量控制通過對積算儀內部參數的設定來實現對開關量信號的控制，以達到控制現場執行機構的目的。3.2計量單位質量單位：千克，符號kg。時間單位：秒，符號s。體積單位：立方米，符號m3。流量單位：立方米每小時，符號m3/h。壓力單位：帕[斯卡]、千帕，符號Pa,kPa。溫度單位：攝氏度，符號℃。熱量單位：焦耳，符號J。4.1工作原理積算儀的工作原理：通過對與之配套的流量變送器、流量傳感器和其他變送器(溫度、壓力等)輸出模擬信號、脈沖信號或者數字信號的采集，用相關的數學模型計算出瞬時流量、累積流量等，并進行顯示、儲存和傳送。4.2結構積算儀主要由中央處理單元、輸入輸出單元、顯示單元和操作按鈕等組成。輸入輸出單元包含流量傳感器信號輸入、溫度、壓力等補償信號輸入、流量等信號輸出等。4.3流量信號輸入形式積算儀的輸入信號一般有模擬信號、脈沖信號、數字信號三種形式，也可使用說明書中給出的其他信號形式。脈沖信號：電流脈沖、電壓脈沖，其頻率通常為10kHz以下。4.4配套儀表信號輸入形式模擬信號：3電阻：(0～9999.99)Ω。熱電偶：分度號為S、R、B、K等。數字信號和通訊協議：包含HART協議(采用基于BELL202標準的FSK頻移鍵控信號，在(4～20)mA信號上疊加幅度為0.5mA的數字音頻信號，波特率為1200bps)、Modbus協議(包含：Modbus串行鏈路基于TIA/EIA標準：232-E和485-A;ModbusTCP/IP基于IETF標準：RFC793和RFC791)、PROFIBUS協議(基于EN50170標準，波特率在9.6kbps～12Mbps)等。5計量性能要求積算儀根據主示值最大允許誤差劃分準確度等級，如表1所示。主示值為瞬時流量、累積流量、累積能量(熱量)中的一個或幾個示值。表1準確度等級與最大允許誤差準確度等級0.05級0.1級0.2級0.5級1.0級主示值最大允許誤差士1.0%除主示值以外的其他示值及輔助參數測量值最大允許誤差以使用說明書中規定6通用技術要求6.1一般技術要求6.1.1積算儀應有使用說明書，說明書上應注明適用流量計(傳感器)的種類、類型、調校方法、操作步驟、適用介質、是否帶有溫度壓力補償及其他功能，提供引用的標準6.1.2積算儀外殼、銘牌、接線柱應經過良好的表面處理，不得有鍍層脫落、銹蝕、劃傷、沾污等缺陷。顯示部分文字、數字、符號、標志應清晰鮮明、無重疊，儀表顯示亮度均勻，不應有缺筆畫等現象。6.1.3儀積算儀銘牌應有廠名、型號、編號、準確度等級、出廠年月等。6.1.4積算儀流量系數(密度、傳感器系數等)的有效位數應不少于5位；瞬時流量顯示分辨力引入的誤差應不超過最大允許誤差的1/10,累積流量顯示位數不少于6位。6.1.5本規程推薦氣體體積流量計量的標準參比條件和發熱量測量的燃燒標準參比條件均為絕對壓力101.325kPa、熱力學溫度293.15K。也可采用貿易合同約定的壓力、6.1.6傳感器傳輸信號為數字信號的應提供相應通訊協議和軟件。6.1.7小信號切除允許有小信號切除，配套傳感器為標準節流裝置的切除點應不大于設計工況下最大流量的8%,配套傳感器為其他類型的切除點應不大于設計工況下最大流量的5%。6.1.8采樣周期積算儀的流量信號采樣時間應不大于2s;壓力、溫度采樣時間應不大于5s;介質4組分或物性參數的采樣時間參照JJG1055—2009中規定的要求，一般不超過15min。6.2其他技術要求6.2.1貿易結算用積算儀除應遵循6.1的所有要求外，還應遵循6.2.2～6.2.6的6.2.2貿易結算用積算儀物性參數計算應遵循附錄A.2,其他介質遵循相關標準。6.2.3貿易結算用積算儀應具有參數設置、數據記錄和歷史事件的記錄的安全保護功能，所有記錄均不可修改、刪除、存儲器存滿后以先進先出原則溢出，并應設有操作權限設置，分級密碼、密鑰、封印等保護措施。6.2.4貿易結算用積算儀數據處理、流量計算周期不超過5s,累積流量顯示位數不少于9位，A/D轉換器不低于16位，D/A轉換器不低于12位。6.2.5貿易結算用積算儀應明確計算模型的來源和理論值的計算依據。6.2.6安全性能用于易燃易爆場合的積算儀應具有防爆合格證書。7計量器具控制7.1檢定條件7.1.1主要檢定設備7.1.1.1標準電流表最大允許誤差不超過被檢積算儀最大允許誤差的1/5。7.1.1.2標準電壓表最大允許誤差不超過被檢積算儀最大允許誤差的1/5。7.1.1.3通用計數器計數范圍：0～99999;分辨力：1個字。7.1.1.4標準電阻箱最大允許誤差不超過被檢積算儀最大允許誤差的1/5。7.1.1.5計時器分辨力優于0.01s。7.1.1.6頻率信號發生器頻率范圍：(0～10)kHz,最大允許誤差：±1×10~57.1.2附屬設備7.1.2.1直流信號源可輸出三路DC(0～20)mA[或DC(0～5)V]連續可調信號，穩定度：0.05%/2h。7.1.2.2毫伏發生器輸出范圍：DC(0～50)mV,最大允許誤差：±1×10-*;(0～9999.99)Ω,優于1.0級。7.1.3檢定環境條件5檢定溫度：(20士5)℃;相對濕度：45%～75%;交流電源(220士22)V,頻率(50±1)Hz。7.1.4除地磁場外的其他外界磁場、機械振動等干擾應小到對積算儀的影響可忽略7.2檢定項目積算儀的檢定項目列于表2中。表2積算儀的檢定項目序號檢定項目首次檢定后續檢定使用中檢查1外觀及功能檢查十十十2主示值最大允許誤差十十注：“十”表示應檢定，“—”表示可不檢定。7.3檢定方法7.3.1外觀檢查用目測的方法檢查銘牌和外觀，應符合6.1.2、6.1.3、6.1.4、6.1.5的要求。貿易結算用積算儀，還應符合6.2要求。7.3.2示值誤差的檢定檢定前按圖1連接好線，通常被檢儀表通電預熱10min。如產品說明書對預熱時間另有規定的，則按說明書規定的時間預熱。電源工作電源溫度(電阻)標準電流、毫伏源電流表脈沖輸出圖1積算儀檢定接線示意圖7.3.2.1瞬時流量a)試驗點取流量傳感器(或變送器)流量范圍對應的輸入信號的量程下限、60.25倍、0.5倍、0.75倍、1倍量限附近；具有壓力、溫度補償功能的以上檢定點是在設計狀態下，另外應在壓力不變，溫度在設計范圍內任取兩點，流量為最大；溫度不變，壓力在設計范圍內任取兩點，流量為最大情況下分別進行檢定。b)按選取檢定點，積算儀做一次測量。c)按式(1)計算每個流量點的誤差E;,應滿足表1中對積算儀最大允許誤差的要求。q?——該流量檢定點的流量積算儀示值，m3/s或kg/s;qw——該流量檢定點的流量的理論計算值，m3/s或kg/s。7.3.2.2累積流量累積流量檢定應在設計工作狀態下進行。檢定分辨力引入的不確定度應優于最大允許誤差的1/10,檢定時間一般不小于10min,應滿足表1中對積算儀最大允許誤差的要求。累積流量誤差E。按下式計算：Q;——積算儀累積流量示值，m3或kg;Q,——積算儀累積流量理論計算值，m3或kg。7.3.2.3累積能量(累積熱量)累積能量(累積熱量)檢定應在設計工作狀態下進行。檢定分辨力引入的不確定度應優于最大允許誤差的1/10,檢定時間一般不小于10min,應滿足表1中對積算儀最大允許誤差的要求。累積能量(累積熱量)誤差E。按下式計算：式中：W?——積算儀累積能量(累積熱量)示值，MJ或kWh;W?——積算儀累積能量(累積熱量)理論計算值，MJ或kWh。7.3.2.4補償參量顯示值a)試驗點取零點、0.25Amx、0.5Amx、0.75Amx、Amx。7b)按選取檢定點，積算儀做一次測量。c)按式(4)計算每個檢定點誤差EA,應滿足使用說明書中對積算儀最大允許誤差的要求。A;——檢定點積算儀示值，Pa或℃;Asi——檢定點輸入信號對應的理論計算值，Pa或℃;Amax——輸入信號對應的理論計算的最大值，Pa或℃。7.3.2.5輸出電流a)試驗點取0.2qmx、0.4qmx、0.6qmx、0.8qmx、9max附近。b)按選取檢定點，積算儀做一次測量。c)普通積算儀按式(5)、用于貿易結算的積算儀按式(6)計算每個檢定點誤差Es,應滿足表1中對積算儀誤差限的要求。I;——檢定點輸出電流值；I檢定點流量理論計算對應的電流值；Im最大流量理論計算對應的電流值；I?——流量零點對應的電流值。7.3.2.6定量控制a)試驗點取0.2qmx、0.5qmx、9mx附近。b)按選取檢定點，積算儀做一次測量。c)按下式計算每個檢定點誤差E。,應滿足表1中對積算儀最大允許誤差的要求。Ss——檢定點起控制作用的總量理論計算值，m3或kg;7.3.3小信號切除接線及檢定方法同圖1。在切除點附近由低到高緩慢改變輸入信號，直至積算儀有對應參數顯示，然后緩慢減少輸入信號，積算儀有對應參數顯示突然降為零。此時流量值為切除點，其數據應符合6.1.7的要求。7.4檢定結果的處理經檢定符合本規程要求的積算儀，簽發檢定證書，并在檢定證書中注明檢定時儀表內部參數的具體設置值及配套儀表。不合格則簽發檢定結果通知書，并注明不合格項目。7.5檢定周期檢定周期一般不超過1年。8常用流量公式及介質物性參數選取規定積算儀與各種類型流量變送器(傳感器)配套使用，其流量公式各不相同，為真實的反映流量積算儀的準確性，本附錄給出了流量測量中常用的流量公式，并對被測介質物性參數的選取做出了統一規定。A.1常用流量公式A.1.1節流式流量計質量流量按式(A.1)計算：qm——瞬時質量流量，kg/s;C——流出系數(無量綱),標準節流式流量計按GB/T2624—2006確定，非標準節流式流量計根據實流標定的數據計算；流束膨脹系數，對于液體，取定值1;對于氣體，標準節流式流量計按GB/T2624—2006確定，非標準節流式流量計按JJG640確定；d——操作條件下節流件開孔直徑，m;p——操作條件下介質密度，kg/m3;β——操作條件下節流件開孔直徑與上游管道內徑之比，作條件下上游管道內徑，m。A.1.2脈沖輸出型流量計(如渦街、渦輪等)流量按式(A.2)計算：qv——瞬時操作條件下體積流量，m3/s;f——脈沖輸出型流量計輸出的脈沖信號頻率，Hz;k——脈沖輸出型流量的儀表常數，1/m3;(按流量計出廠給定值或根據實流標定的數據計算)。A.1.3流量換算公式質量流量換算成操作條件下體積流量公式：p——操作條件下被測介質密度，kg/m3。質量流量換算成標準參比條件下體積流量公式：9qvv——瞬時標準參比條件下體積流量，m3/s;pw——標準參比條件下被測介質密度，kg/m3。A.2介質物性值計算A.2.1天然氣物性值計算A.2.1.1標準參比條件下天然氣物性參數天然氣流量(能量)計算需使用的標準參比條件下物性參數包括：密度(pn)、高A.2.1.2操作條件下天然氣物性參數天然氣流量計算需使用的操作條件下物性參數包括：密度p、壓縮因子Z、黏度μ、等熵指數k,應按GB/T21446—2008規定的方法計算。其中，計算密度p所需的壓縮因子Z,按GB/T17747規定的方法計算。A.2.2人工煤氣物性值計算A.2.2.1標準參比條件下人工煤氣物性參數人工煤氣流量(能量)計算需使用的標準參比條件下物性參數包括：密度pn、高量H,應按GB/T11062規定的方法計算，密度pn按式(A.5)計算：(A.5)pm——人工煤氣在標準參比條件下干部分的密度，kg/m3。已知各組分體積分數及其各組分標準參比條件下密度的混合干氣體，按式(A.6)計算：式中：(A.6)pin——人工煤氣體中第i種組分標準參比條件下的密度，kg/m3;X;——人工煤氣體中第i種組分的體積分數；n——人工煤氣體總組分數。已知各組分質量分數及其各組分標準參比條件下密度的混合干氣體，按式(A.7)計算：(A.7)Y;——人工煤氣體中第i種組分的質量分數；pn——人工煤氣中第i種組分標準參比條件下的密度，kg/m3Psn=nPsmaxn(A.8)pmxa——標準參比條件下最大可能水蒸汽密度，kg/m3φn——標準參比條件下煤氣的相對濕度，%。A.2.2.2操作條件下人工煤氣的物性參數人工煤氣流量計算需使用的操作條件下物性參數包括：密度p、壓縮因子Z、動力黏度μ、等熵指數k,應按下述方法計算。A.2.2.2.1操作條件下人工煤氣的密度p已知相對濕度，操作條件下人工煤氣的密度p,按式(A.9)計算：(A.9)p=pg+p(A.9)ps——人工煤氣在操作條件下干部分的密度，kg/m3,按式(A.10)計算；p,——人工煤氣在操作條件下濕部分的密度，kg/m3,按式(A.11)計算。(A.10)式中：p——操作條件下人工煤氣的絕對壓力，kPa;psmx——操作條件下最大可能水蒸氣絕對壓力，kPa;T操作條件下人工煤氣的熱力學溫度，K;φ——操作條件下人工煤氣的相對濕度，%,按式(A.12)計算；Z——操作條件下干煤氣的壓縮因子，用雷德利克-孔(Redlich-Kwong)方程(簡稱R-K公式)計算。Ps=φpsma(A.11)pmx—操作條件下最大可能水蒸氣密度，kg/m3p,——操作條件下人工煤氣濕部分的絕對分壓，kPa。不同操作條件下的相對濕度，按式(A.13)進行轉換：(A.12)(A.13)91、φ2——分別為操作條件1與2下濕煤氣的相對濕度，%;p?、p?——分別為操作條件1與2下人工煤氣的絕對壓力，kPa;T?、T?——分別為操作條件1與2條件下人工煤氣的熱力學溫度，K;pim、Pzm—分別為操作條件1與2下最大可能水蒸氣密度，kg/m3。若由式(A.13)求出的φ?≥1時，表明在操作條件1下煤氣已被水蒸氣飽和，而且部分水蒸氣已冷凝，這時φ?取1。A.2.2.2.2操作條件下人工煤氣的動力黏度μ操作條件下人工煤氣動力黏度μ,按式(A.14)計算：(A.14)μ;——操作條件下人工煤氣中第i種組分的動力黏度，Pa·s;M:人工煤氣中第i種組分的相對分子質量。A.2.2.2.3操作條件下人工煤氣的等熵指數k操作條件下人工煤氣等熵指數k,按式(A.15)計算：(A.15)cp——操作條件下人工煤氣中第i種組分的定壓比熱容，kJ/(kg·℃);cv——操作條件下人工煤氣中第i種組分的定容比熱容，kJ/(kg·℃)。A.2.2.3不同操作條件下濕煤氣體積流量的轉換不同操作條件下濕煤氣體積流量的轉換，按式(A.16)計算：(A.16)式中：qn、qv?——分別為操作條件1和2下的濕煤氣體積流量，m2/s;p?、p?——分別為操作條件1和2的絕對壓力，kPa;T?、T?——分別為操作條件1和2的熱力學溫度，K;Z?、Z,分別為操作條件1和2煤氣壓縮系數，無量綱；q?、q?——分別為操作條件1和操作條件2下煤氣的相對濕度，%;psmx、pamx——分別為操作條件1和操作條件2下最大可能水蒸氣絕對壓力，kPa。A.2.3蒸汽物性值的計算蒸汽流量、能量計量所需的操作條件下的密度、黏度、等熵指數及比焓值等物性值，按水和水蒸氣國際協會熱力學性質工業標準IAPWS-IFC1997公式確定。A.3液體熱量(能量)計算公式Qe=qm△H(A.17)qe——單位時間載熱液體釋放的熱量，kJ/s;qm——單位時間載熱液體的質量流量，kg/s;△H——熱交換系統中入口溫度與出口溫度所對應的載熱液體比焓之差，kJ/kg。A.4蒸汽能量計算公式qe=qm?H?-qmzH?(A.18)qe——單位時間蒸汽釋放的能量，MJ/s;qm?、9mz——分別為熱交換系統中入口與出口的蒸汽質量流量，kg/s;H?、H?——分別為熱交換系統中入口與出口蒸汽的比焓值，MJ/s,按水和水蒸氣國際協會熱力學性質工業標準IAPWS-IFC1997A.5燃氣能量的計算公式公式確定。當燃氣流量用在標準參比條件下的體積流量計量時，按式(A.19)計算能量流量：(A.19)qe——單位時間流經計量儀表的燃氣所具有的能量，MJ