JJJJFF（京）

中華人民共和國地方計量技術規范

JJF(京)54-2018

尿素溶液加注機校準規范

AqueousUreaSolutionDispenserCalibrationSpecification

2018-03-09發布2018-04-09實施

北京市質量技術監督局發布

JJF(京)54-2018

尿素溶液加注機校準規范

1范圍

本規范適用于作為柴油發動機氮氧化物還原劑的尿素溶液加注機的校準。

2引用文件

本規范引用了下列文件：

OIMLR117-1非水液體動態測量系統第1部分計量和技術要求

JJF1001-2011通用計量術語及定義

JJF1004流量計量名詞術語及定義

JJF1059.1-2012測量不確定度評定與表示

JJG443-2015燃油加油機檢定規程

GB29518-2013柴油發動機氮氧化物還原劑尿素溶液(AUS32)

GB50156汽車加油加氣站設計與施工規范

凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規范；凡是不注日期的引用

文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規范。

3術語

下列術語和定義適用于本規范。

3.1尿素溶液AqueousUreaSolution

尿素溶液為尿素和去離子水按一定比例組成的混合溶液。

3.2尿素溶液加注機AqueousUreaSolutionDispenser

尿素溶液加注機（以下簡稱加注機）是為安裝有SCR（選擇性催化還原技術）

尾氣處理系統的柴油車添加氮氧化物還原劑即尿素溶液的一種計量器具。

3.3流量測量變換器FlowMeasurementTransducer

將液體的流動量轉換為機械轉動信號送給編碼器的部件，用來計量尿素溶液的

體積。

3.4編碼器Encoder

將流量測量變換器的機械轉動量轉換為脈沖信號，并輸出給計控主板的部件。

1

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3.5計控主板MeasurementControllingBoard

一般由計量微處理器、監控微處理器、存儲器等組成。主要功能是接收編碼器

輸入的脈沖信號，生成加注數據并輸出給指示裝置。

4概述

4.1結構

加注機主要由流量測量變換器、編碼器、電磁閥、加注泵、加注槍及加注膠管、

計控主板、輸入及指示裝置、輔助裝置等構成。

4.2用途

主要用于為柴油車輛添加尿素溶液，計量尿素溶液的累計體積量。

尿素溶液主要應用在柴油車尾氣處理系統中，用來減少尾氣中的氮氧化物的排

放。尿素溶液為無色透明、非易燃易爆液體，但對鐵、銅、鋁等金屬有腐蝕性，加

注機使用的流量測量變換器應采用耐腐蝕的金屬材料或經特殊表面處理的材料，使

用過程中不應影響尿素溶液品質。當溫度低于-11.5℃時，尿素溶液會凍結，凍結后

體積膨脹約7%～9%；當溫度高于35℃時，尿素溶液出現分解。

4.3工作原理

加注機在計控主板的控制下，通過泵的加壓作用使儲罐中的尿素溶液沿管路流

經過濾器、流量測量變換器、電磁閥、加注膠管和加注槍注入柴油車的尿素箱中，

并在指示裝置上顯示加注量、單價和相應金額等。

2

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指示裝置

計控主板

(電腦控制系統)

控制開關

編碼器

流量測量變換器電磁閥加注槍

過濾器車輛

尿素箱

加注泵電機

尿素溶液儲罐

注：圖中虛線表示電氣控制路線，實線表示尿素溶液流向路線。

圖1工作原理圖

5計量特性

示值誤差和重復性為加注機的計量特性。

一般要求：示值誤差不超過±0.30%，重復性不超過0.10%。

注：一般要求不作為合格判定。

6校準條件

6.1校準環境

6.1.1環境條件

-溫度：-10℃~+40℃

注：如管線和儲罐未做保溫處理則溫度范圍為：-5℃~+40℃。

3

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校準過程中環境溫度變化不應超過5℃（在加注機和標準金屬量器附近測量）。

-相對濕度：≤95%

6.1.2試驗介質

對試驗介質有如下規定：

a)試驗介質應采用尿素溶液或去離子水進行測試，不應使用自來水、柴油或汽

油等介質；

b)采用尿素溶液進行測試時，介質溫度范圍為：-10℃~+35℃。

c)采用去離子水進行測試，介質溫度范圍為：+5℃~+35℃。

6.1.3在危險區域開展校準工作時，所有設備、環境條件必須符合GB50156的相關

要求，校準工作必須符合危險區域安全操作要求。

6.2校準標準器及其它設備

校準所使用的標準器及其它輔助計量器具應具有有效的檢定/校準證書。

表1主標準器和配套設備表

序號設備名稱技術要求

保溫標準金屬量器（以下量器的最大允許誤差不超過±0.05%，容積不小于加注機的最小

1

簡稱量器）體積變量的1000倍，并不小于校準流量下1min的排放量。

2溫度計測量范圍滿足-10℃～＋40℃，最小分度值不大于0.2℃。

3秒表分度值不大于0.1s。

7校準項目及方法

7.1校準項目

示值誤差和重復性。

4

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7.2校準方法

7.2.1校準前準備

將量器放置在堅硬的平地上；啟動加注機進行試運行，用加注槍將試驗介質注

入量器內直至注滿。量器被注滿后，將加注槍放回。按量器的檢定或校準證書規定

的放液時間將量器內的試驗介質排出，關閉閥門，使量器處于準備狀態。

7.2.2示值誤差和重復性

用水平儀將量器調至水平狀態。啟動加注機，使加注機的示值回零，調至最大

流量，向量器內注入試驗介質。同時用溫度計測量加注槍出口處試驗介質的溫度。

當試驗介質注滿量器時，關閉加注槍。待量器中試驗介質液面穩定后，按要求讀

取量器的示值，并測量量器中試驗介質的溫度。

在重復性條件下，進行三次示值誤差校準，計算其重復性。

如果加注機的加注槍可以調節其它檔位，則可以選擇在其它檔位的流量下重復

上述步驟。

7.2.3示值誤差計算公式

量器測得的在試驗溫度tJ下的實際體積值VBt的計算見公式(1)：

VBt=VB[1+βY（tJ-tB）+βB（tB-20）](1)

式中:VBt——量器在tJ下給出的實際體積值，L；

VB——量器在20℃下標準容積，L；

-1

βY、βB——分別為校準介質和量器材質的體膨脹系數，℃；

tJ、tB——分別為加注機內流量測量變換器輸出的液體溫度（由加注槍口處

液體溫度代替）和量器內的液體溫度，℃；

示值誤差EV按公式（2）計算：

VJVBt

EV=×100%（2）

VBt

式中:EV——加注機的體積量相對誤差，%；

VJ——加注機在tJ下指示的體積值，L；

5

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7.2.4重復性計算公式

重復性En按公式（3）計算：

EVmaxEVmin

En=(3)

dn

式中：En——重復性，%；

EVmax、EVmin——分別為規定流量下的示值誤差最大值和最小值，%；

dn——極差系數；3次測量dn取1.69；

8校準結果表達

校準記錄見附錄A。

校準證書格式見附錄B。

校準結果不確定度評定示例見附錄D。

9復校時間間隔

復校周期建議不超過1年。由于復校時間間隔的長短是由使用狀況及其性能等

諸多因素決定，使用單位可根據實際工況合理決定復校時間間隔。

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附錄A

校準記錄參考格式

送校單位器具名稱制造單位

型號規格器具編號環境溫度℃濕度%RH

校準地點校準日期證書編號

校準員核驗員校準依據

校準所用的主要標準器:

名稱型號編號

規格準確度等級□/最大允許誤差□/擴展不確定度□：

證書編號有效期限

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測量點測量加注機量器刻度量器示值加注槍出口量器內實際體積值示值誤

次序示值處溫度溫度單次測量差的擴

示值誤差重復性

相對誤差展不確

定度

（）

（L/min）VJ（L）H（mm）VB（L）tJ（℃）tB（℃）VBt（L）EV（%）EV%En（%）Ur（%）

注：如有校準其它流量點可以增加表格。

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附錄B

校準證書（內頁）參考格式

證書編號XXX-XXXX

校準依據

校準地點

校準環境條件溫度：℃濕度：%RH

校準使用的標準器

不確定度/準確度等檢定/校準證有效期

名稱測量范圍

級/最大允許誤差書編號至

校準結果

示值誤差重復性：示值誤差的擴展不確定度：Ur=（k=2）

復校時間間隔建議：年

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附錄C

介質和量器材質的體膨脹系數

尿素溶液：4.6×10-4/℃；

去離子水：2.0×10-4/℃；

不銹鋼：5×10-5/℃；

碳鋼：33×10-6/℃；

黃銅、青銅：53×10-6/℃；

注：以上物質的膨脹系數為20℃時的體膨脹系數，僅供參考。

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附錄D

校準結果不確定度評定示例

D.1、概述

在規定的測量環境條件下，以標準保溫金屬量器（以下簡稱“標準量器”）

作為尿素溶液加注機校準的標準裝置，采用容積比較法，在規定的流量范圍內

將被檢介質注入標準量器，將尿素溶液加注機顯示的體積值與標準量器的實際

體積值相比較，從而得到尿素溶液加注機的示值誤差。

D.2、測量模型

依據《尿素溶液加注機校準規范》，用20L二等標準保溫金屬量器（MPE：

±0.025%）校準尿素溶液加注機，標準量器測得的尿素溶液加注機在試驗溫度

tJ下的實際體積量VB(t)的計算公式如下：

VB(t)=VB[1+βy(tJ－tB)+βB(tB－20)](1)

考慮校準過程中標準量器內尿素溶液溫度變化引起的尿素析晶或溶解引起

的體積變化VX，體積量示值誤差ΔV測量模型為：

ΔV=VJ－VB(t)＋VX(2)

式中：VB(t)—標準量器在tJ下給出的實際體積值，L；

VB—標準量器在20℃下標準容積，L；

-1

βB,βy—分別為標準量器材質和尿素溶液的體膨脹系數，℃；

tJ，tB—分別為尿素溶液加注機內輸出的尿素溶液溫度和標準量器內的尿

素溶液溫度，℃；

VJ—尿素溶液加注機在tJ下指示的體積值，L；

VX—標準量器內的尿素溶液溫度變化引起尿素溶液析晶或溶解變化

的體積值，L。

D.3、方差和靈敏系數

依據公式（1）、（2），方差和傳遞公式如下：

222222222

u(V)=c(VJ)u(VJ)c(VB)u(VB)c(y)u(y)c(B)u(B)

222222

c(tJ)u(tJ)c(tB)u(tB)+c(VX)u(VX)

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式中靈敏系數：

c(VJ)=1；

c(VB)=-[1+βy(tJ－tB)+βB(tB－20)]；

c(βy)=-VB(tJ－tB)；

c(βB)=-VB(tB－20)；

c(tJ)=-VBβy；

c(tB)=-VB(βB－βy)；

c(VX)=1。

D.4、標準不確定度分量的評定

D.4.1.尿素溶液加注機在tJ下體積值的標準不確定度u(VJ)

尿素溶液加注機在tJ下體積值的標準不確定度u(VJ)的分量u1(VJ)，主要

由測量重復性引入。

根據校準規范，在同一流量點下重復測量3次，其測量結果分別為：

20.076L、20.070L、20.074L，由于在重復性條件下該測量結果可以估計接近正

態分布，則單個測得值的實驗標準差s(VJ)可采用極差法計算：

0.006

s(V)=≈0.0036(L)。

J1.69

尿素溶液加注機在tJ下體積值的標準不確定度u(VJ)的分量u2(VJ)，主要

由分辨力引入，尿素溶液加注機分辨力為0.01L，u2(VJ)=0.29δx=0.0029L。

因u2(VJ)小于s(VJ)，則舍去分辨力引入的不確定度分量，直接考慮重復

性分量，即u(VJ)=u1(VJ)。

因采用3次測量結果的平均值作為測量結果，所以：

sVJ

u1(VJ)=≈0.0021L。

3

則：u(VJ)=0.0021L。

D.4.2.標準量器在20℃下標準容積的標準不確定度u(VB)

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標準金屬量器引入的不確定度u(VB)主要考慮其MPE，其他影響可以忽略。

根據二等標準金屬量器的檢定證書，MPE=±0.025%，對于20L標準金屬量器，

MPE=±0.025%×20L=±0.005L，可能值區間的半寬度為0.005L，設在區間內呈

均勻分布，取包含因子k=3，因此：

0.005

u(VB)==0.0029L。

3

D.4.3.尿素溶液的體膨脹系數的不確定度u(Y)

-4-1-5-1

尿素溶液體積膨脹系數βy=4.6×10℃，界限±4×10℃，均勻分布，k=3,

其標準不確定度：

5

410-1

u()=≈0.231×10-4(℃)。

Y3

D.4.4.標準量器的體膨脹系數的不確定度u(B)

-6-1-6-1

標準量器的體膨脹系數βB=50×10℃，界限±5×10℃，均勻分布，k=3，

其標準不確定度：

6

510-6-1

u(B)=≈2.89×10(℃)

3

D.4.5.尿素溶液加注機內流量測量變換器輸出的尿素溶液溫度的標準不確定度

u(tJ)

根據溫度計校準證書，其擴展不確定度為U=0.1℃，k=2。

則其標準不確定度u(tJ)=0.05(℃)。

D.4.6.標準量器內的尿素溶液溫度的標準不確定度u(tB)

同上可得，其標準不確定度u(tJ)=0.05(℃)。

D.4.7.標準量器內的尿素溶液溫度變化引起尿素溶液析晶或溶解變化的體積值

引入的標準不確定度分量u(VX)

校準過程中使用20L二等標準保溫金屬量器進行校準，該保溫金屬量器可

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控制20min內量器內尿素溶液溫度變化＜0.2℃，確保尿素溶液的溫度不受環境

溫度的影響，減小了環境溫度導致尿素溶液析晶或溶解變化的體積值，此不確

定度分量可以忽略。

D.4.8.靈敏系數計算

-4-1

校準介質為尿素溶液（βy=4.6×10℃）,標準金屬量器材質為不銹鋼

-6-1

(βB=50×10℃)，tJ=19.6℃，tB=19.5℃。

靈敏系數計算如下：

c(VJ)=1；

c(VB)=-[1+βy(tJ－tB)+βB(tB－20)]

=-[1+4.6×10-4(19.6－19.5)+50×10-6(19.5－20)]

=-1.000067；

c(βy)=-VB(tJ－tB)=-20×（19.6－19.5）=-2(L·℃)；

c(βB)=-VB(tB－20)=-20×(19.5－20)=10(L·℃)；

-4-2

c(tJ)=-VBβy=-20×4.6×10=-0.92×10(L/℃)；

c(tB)=-VB(βB－βy)

=-20×(50×10-6－4.6×10-4)

=0.0082(L/℃)。

c(VX)=1

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8.不確定度分量表

標準不確定

標準不確定度標準不確定度靈敏系數u(xi)·c(xi)

度分量分量來源分量

u(xi)c(xi)（L）

尿素溶液加注

u(VJ)0.0021L10.0021

機tJ℃體積