JJG（新）29-2022 气体超声流量计检定规程.doc

新疆维吾尔自治区地方计量检定规程 JJG（新）29－2022 气体超声流量计 Gas Ultrasonic Flowmeters 2022-12-14发布 2023-06-14实施 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 市 场 监 督 管 理 局 发 布 JJG(新)29－2022 JJG（新）29—2022 气体超声流量计检定规程 Verification Regulation of Gas Ultrasonic Flowmeters 归 口 单 位: 新疆维吾尔自治区市场监督管理局 主要起草单位：新疆维吾尔自治区计量测试研究院 参加起草单位：新疆燃气集团有限公司 本规程委托起草单位负责解释 本规程主要起草人： 陈文琳 （新疆维吾尔自治区计量测试研究院） 刘敦利 （新疆维吾尔自治区计量测试研究院） 侯克江 （新疆燃气集团有限公司） 王 静 （新疆燃气集团有限公司） 参加起草人： 艾克拜尔·麦麦提 （新疆维吾尔自治区计量测试研究院） 熊化国 （新疆燃气集团有限公司） JJG(新)29－2022 目 录 引 言 I 1 范围 1 2 引用文献 1 3 术语和计量单位 1 3.1 术语 1 3.2 计量单位 2 4 概述 3 4.1 工作原理 3 4.2 结构 4 5 计量性能要求 4 5.1 准确度等级 4 5.2 重复性 5 5.3 测量声速技术要求 5 5.4 流量计系数调整 5 5.5 双向测量流量计的要求 5 5.6 外夹式流量计的要求 5 5.7 压力、温度和气体组分影响 5 6 通用技术要求 6 6.1 随机文件 6 6.2 铭牌和标识 6 6.3 外观 7 6.4 保护功能 7 6.5 密封性 7 6.6 声速检验 7 7 计量器具控制 7 7.1 检定条件 8 7.2 检定项目和检定方法 9 7.3 检定结果的处理 14 7.4 检定周期 14 附录A 现场检定特殊要求 15 附录B 使用中检验 17 附录C 超声流量计的安装要求 23 附录D 检定证书（内页）格式 26 附录E 测量结果不确定度评定实例 27 II 引 言 本规程是根据JJF 1002－2010《国家计量检定规程编写规则》规定的要求，遵循科学性、可操作性的原则，依据JJF 1001－2011《通用计量术语及定义》和JJF 1004－2004《流量计量名词术语及定义》、JJG 1030《超声流量计》、GB/T 11062《天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法》、GB/T 13609《天然气取样导则》、GB/T 13610《天然气组分分析 气相色谱法》、GB/T 17747.2《天然气压缩因子的计算 第2部分：用摩尔组成进行计算》、GB 17820《天然气》、GB/T 18604《用气体超声流量计测量天然气流量》、GB/T 30500《气体超声流量计使用中检验声速检验法》、GB/T 34041《封闭管道中流体流量的测量 气体超声流量计》、GB 3836《爆炸性环境》、GB 50251《输气管道工程设计规范》，结合我国气体超声流量计的技术水平和新疆地区的行业现状，制定了本规程。 本规程与JJG 1030-2007相比，除了编辑性修改外，主要技术变化如下： —— 修改了引用文献部分； —— 增加了声速偏差、最大峰间误差、诊断软件、内置压力、内置温度等术语； —— 对零流量读数、最大峰间误差、声速偏差和最大声速差提出了具体要求； —— 检定结果中增加了雷诺数的要求； —— 对检定周期进行了修改； —— 增加了使用中检验报告的建议格式； —— 修改了检定证书内页的格式。 本地方规程为首次制定。 气体超声流量计检定规程 1 范围 本规程适用于以时间差法为原理的封闭管道用气体超声流量计 (以下简称流量计)的首次检定、后续检定和使用中的检验。 本规程不适用于明渠或暗渠超声流量测量仪表的检定。 2 引用文件 下列标准、规程所包含的条文，通过引用而构成本规程的条文。 JJF 1004-2004 流量计量名词术语及定义 JJG 1030-2007 超声流量计 GB/T 11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指数的计算方法 GB/T 13609 天然气取样导则 GB/T 13610 天然气组分分析 气相色谱法 GB/T 17747.2 天然气压缩因子的计算 第2部分：用摩尔组成进行计算 GB 17820 天然气 GB/T 18604 用气体超声流量计测量天然气流量 GB/T 30500 气体超声流量计使用中检验 声速检验法 GB/T 34041 封闭管道中流体流量的测量 气体超声流量计 GB 3836 爆炸性环境 GB 50251 输气管道工程设计规范 凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规程。 3 术语和计量单位 3.1 术语 本规程除引用JJF 1004和JJG1030-2007中的术语外，还使用下列术语。 3.1.1 声道长度（path length） 一对超声换能器端面之间的直线长度，常用L表示。 3.1.2 流量计组件（metering package） 由流量计、配套使用的上下游直管段、测温孔、取压孔以及流动调整器共同组成的组件。 3.1.3 零流量读数（zero-flow reading） 介质静止状态下流量计最大流速读数，对于每一声道，零流量读数应小于6 mm/s。 3.1.4 最大峰间误差（maximum peak-to-peak error） 流量计检定结果中最大误差与最小误差之间的差异。 3.1.5 计算声速（calculate speed of sound） 利用声速计算软件计算得到的声速。 3.1.6 声速偏差（speed of sound（SOS）deviation） 流量计测量得到的气体中的平均声速与计算声速间的最大相对偏差。 3.1.7 最大声速差（maximum speed of sound path spread） 超声流量计各声道测量声速最大值与最小值之间的差值。 3.1.8 诊断软件（diagnostic software） 超声流量计应具有对信号处理单元进行参数诊断和监控的软件，可就地或远程监控流量计运行状态。该软件至少应当显示和记录下列数据：瞬时流量、轴向平均流速、平均声速、沿每一声道的声速和气体流速、每一超声换能器所接受的声波信号的质量等。 3.1.9 内置压力（built-in pressure） 当超声流量计不带压力传感器时，用于修正表体尺寸、计算相应雷诺数的压力值，可在诊断软件中进行修改。 3.1.10 内置温度（built-in temperature） 当超声流量计不带温度传感器时，用于修正表体尺寸、计算相应雷诺数的温度值，可在诊断软件中进行修改。 3.2 计量单位 3.2.1 体积单位（或累积流量单位） 立方米，符号m3；升，符号L；立方分米，符号dm3。 3.2.2 瞬时流量单位 立方米每小时，符号m3/h。 3.2.3 压力单位 帕（斯卡），符号Pa；千帕，符号 kPa。 3.2.4 温度单位 摄氏度，符号℃；开尔文，符号K。 4 概述 4.1 工作原理 流量计以测量声波在流动介质中传播的时间与流量的关系为原理。通常认为声波在流体中的实际传播速度是由介质静止状态下声波的传播速度（）和流体的轴向平均流速（）在声波传播方向上的分量组成。按图1所示，顺流和逆流传播时间与各量之间的关系是： （1） 式中： ——超声波在流体中逆流传播的时间； ——超声波在流体中顺流传播的时间； L ——声道长度； ——声波在流体介质静止状态中传播的速度； ——流体的轴向平均流速； ——声道角。 图1 通用示意图 可利用式（1）的两个公式得出流体流速的表达式： （2） 也可以用相似的方法获得声波的传播速度： （3） 将测得的多个声道的流体流速，利用数学的函数关系联合起来，可得到管道平均流速的估计值，乘以过流面积A，即可得到体积流量，如式（4）所示： （4） 其中： （5） 式中，k ⸺ 声道数。 注：即便是给出了声道的数目，但的精确形式也会因声道排列情况以及数值计算方法的不同而不同。 4.2 结构 4.2.1 构成 流量计主要由流量计表体、超声换能器及其安装部件、信号处理单元和（或）流量计算机组成。对于现场接触式和外夹式流量计，安装换能器处的管道可做表体使用。接触式流量计的换能器直接与被测流体接触，外夹式流量计的换能器紧密安装在管道外壁。 4.2.2 形式 4.2.2.1 流量计按换能器安装方式可分为接触式和外夹式两种形式。 4.2.2.2 接触式流量计根据换能器的数目不同，分为单声道流量计、双声道流量计和多声道流量计。 4.2.2.3 流量计的输出方式有脉冲输出、模拟量输出和数字通讯输出等。 5 计量性能要求 5.1 准确度等级 表1为推荐的准确度等级系列，如采用非表中所列准确度等级，其最大允许误差需符合表1中对应的原则并在流量计产品说明书中及流量计铭牌上明示。流量计在其规定的流量范围内，最大允许误差应符合表1的规定。并且，qt对应的流速应不大于3 m/s。 表1 气体超声流量计准确度等级 准确度等级 0.5 1.0 1.5 2.0 最大允许误差E qt≤q≤qmax ±0.5 ±1.0 ±1.5 ±2.0 qmin≤q＜qt ±1.0 ±2.0 ±3.0 ±4.0 最大峰间误差 qt≤q≤qmax 0.5 1.0 1.5 2.0 qmin≤q＜qt 1.0 2.0 3.0 4.0 5.2 重复性 流量计的重复性不得超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的1/5。 5.3 测量声速技术要求 超声流量计的测量声速应满足表2的要求。 表2 流量计测量声速技术要求 声速偏差允许范围，EC ±0.2% 各声道测量最大声速差允许范围，EC,max 0.5m/s 5.4 流量计系数调整 流量计经检定后可按合适的方法对流量计进行系数修正，并计算流量计系数调整量及。如在检定时改变流量计系数，则应在检定证书上标明前一次的流量计系数F0、本次调整后的流量计系数F，以及流量计系数调整量，调整量不超过其准确度等级的2倍，否则降级处理。 5.5 双向测量流量计的要求 双向测量的流量计两个测量方向应分别进行检定。 5.6 外夹式流量计的要求 外夹式流量计应对所有换能器进行检定，并