HJ 15-2019 超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法.pdf

中中华华人人民民共共和和国国国国家家环环境境保保护护标标准准HJ 15-2019代替 HJ/T 15-2007超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法Technical specifications and test procedures for ultrasonic open channelsewage flowmeter（发布稿）本电子版为发布稿。请以中国环境出版集团出版的正式标准文本为准。2019-12-24 发布2020-03-24 实施生生态态环环境境部部发 布i目次前言.ii1 适用范围.12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 技术要求.25 性能指标要求.36 性能指标检测.47 随机资料.8ii前言为贯彻中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国水污染防治法，保护生态环境，保障人体健康，规范超声波明渠污水流量计的技术性能，制定本标准。本标准规定了超声波明渠污水流量计的技术要求、性能指标及检测方法。本标准首次发布于 1996 年，原标准起草单位为水利部重庆水文仪器厂等 3 家单位，第一次修订为 2007 年，本次为第二次修订。本次修订的主要内容如下：名称修改为超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法；删除原标准中自动识别水流流态的要求；删除原标准中无故障运行时间的要求；修改了液位测量误差和流量测量误差的检测方法；增加了液位精密度和流量精密度的要求；增加了液位比对误差和流量比对误差要求；增加了期间漂移要求；增加了最小维护周期要求；增加了各指标检测的具体方法；明确了一次仪表和二次仪表的区分。自本标准实施之日起，环境保护产品技术要求 超声波明渠污水流量计（HJ/T15-2007）废止。本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。本标准起草单位：中国环境监测总站。本标准生态环境部 2019 年 12 月 24 日批准。本标准自 2020 年 3 月 24 日起实施。本标准由生态环境部解释。1超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法1适用范围本标准规定了超声波明渠污水流量计的技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于超声波明渠污水流量计的生产设计、应用选型和性能检测。本标准适用于采用符合JJG 711要求的标准量水堰槽进行流量测量的超声波明渠污水流量计（以下简称“流量计”）。2规范性引用文件本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。GB 3836.1爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求GB/T 13306标牌GB/T 17214.1工业过程测量和控制装置工作条件 第 1 部分：气候条件JJG 711明渠堰槽流量计试行检定规程3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1超声波明渠污水流量计ultrasonic open channel sewage flowmeter指采用超声波原理测量明渠堰槽指定位置液位，并按照标准公式计算流量的仪表，不包含堰槽部分。3.2标准量水堰槽weirs and flumes for flow measurement由上下游行近段、堰体和水位观测设施组成的用于流量计测量的装置。3.3流量flow rate指单位时间内通过明渠某一过水断面的液体体积。3.4液位stage指从测量基准点（或零点）高程算起，加上某一液面的距离后所得到的高程值。3.5液位测量误差error of liquid level指流量计液位测量示值与标准直尺测量值之间的误差。23.6流量测量误差flow rate error流量计流量显示值与理论流量值之间的误差。3.7电压稳定性voltage adaptability仪器在不同的电压下测量同一高度的液位，测定值与参考值之间的误差。4技术要求4.1 流量计的基本组成流量计一般由一次仪表和二次仪表组成，如图 1 所示：图 1流量计组成示意图一次仪表：发射并接收超声波，并将接收到的超声波信号转换为时序电信号传送给二次仪表。二次仪表：通过时序电信号计算液位高度，根据液位流量公式计算流量，显示、存储、输出测量结果。4.2 基本要求4.2.1仪器的标识应符合 GB/T 13306 规定的要求，应在适当的明显位置固定标牌，其上应有如下标识：a）制造厂名称、地址；b）仪器名称、型号规格；c）出厂编号；d）制造日期；e）测量范围；f）工作条件。4.2.2流量计的表面涂层应喷涂均匀，不得有剥皮、生锈或划痕，具有防腐功能。探头应一次仪表二次仪表3密封完好。联接部分应紧固可靠。调节时使用的电位器、螺钉在装配完毕后，应点上清漆。流量计应具有防腐蚀功能。4.2.3流量计应用于有防爆要求的环境中时，应符合 GB 3836.1 中有关防爆技术要求，取得相应的防爆合格认证。4.2.4流量计的绝缘强度应满足在电源进线与机壳之间应能承受 50 Hz，1500 V 交流有效值连续 1 min 电压试验，无飞弧和击穿现象。电源进线与机壳之间绝缘电阻应20 M。4.3 功能要求4.3.1流量计应具有显示及打印瞬时液位、瞬时流量、累积流量及该累积流量的计量总时间（min 或 h）的功能。流量计应具有数据记忆、贮存功能，在其停机状态下保持已有数据的最短时间应不小于 1 年。4.3.2流量计应具有自动锁定流量计算参数和存储数据功能，防止人为更改仪器流量计算参数和已有累积流量、累积计量时间等内存数据。4.3.3流量计变更堰槽、校准液位、校准时间等关键参数的修改要在仪器的运行日志里做相应的记录，应至少保存 1 年的记录。4.3.4流量计应具有数字量输出接口或模拟量输出接口。4.3.5量水堰槽的有关要求参照 JJG 711 执行，量水堰槽流量计算公式中的参数可通过明渠流量标准检定装置检定给出。4.4 环境适应性要求4.4.1流量计一次仪表应符合 GB/T 17214.1 中户外场所（D1 级）的要求。4.4.2流量计二次仪表应符合 GB/T 17214.1 中掩蔽场所（C1 级）的要求。4.4.3流量计应在被测介质表面无泡沫或无其他漂浮物质存在的条件下工作。5 性能指标要求流量计在严格按照规范安装并符合 JJG 711 要求的量水堰槽的前提下，应满足表 1 规定的性能指标。表 1流量计性能指标性能指标性能指标技术要求技术要求检测检测方法方法液位测量误差3 mm6.3.1流量测量误差2%6.3.2液位精密度0.5%6.3.3流量精密度0.5%6.3.4期间漂移1%6.3.5电压稳定性1%6.3.64续表性能指标性能指标技术要求技术要求检测检测方法方法液位比对误差4 mm6.3.7流量比对误差5%6.3.8计时误差0.5 6.3.9最小维护周期168 h6.3.106 性能指标检测6.1 检测用设备6.1.1流量计实验室检测装置：由高度卡尺（测量范围01000 mm，最小刻度值小于0.5mm，不确定度小于0.5 mm）、反射板（平面度不超过0.1 mm，带指针，能指示反射板的高度位置）和一次仪表组成，如图2所示。流量计一次仪表图2 流量计实验室检测装置6.1.2明渠流量比对装置：可采用液位计（液位测量精度1 mm）加标准流量计算公式的方式进行现场比对。6.1.3秒表。6.2检测条件环境温度：540；相对湿度：65%20%；电源电压：交流电压，220 V22 V；电源频率：50 Hz0.5 Hz。高度卡尺反射板指针56.3检测方法6.3.1 液位测量误差利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，将反射板移动至高度卡尺 0 mm 处，流量计液位归零。依次移动反射板在高度卡尺最大刻度（1000mm）的 20%，50%，80%处分别停留 1 次，再依次反向移动反射板在高度卡尺 80%，50%，20%处分别停留 1 次。记录各流量计液位示值iH，计算液位示值和高度卡尺刻度值iH的差值绝对值的最大值作为液位测量误差，按公式（1）计算。maxiiHH（1）式中：液位测量误差，mm；iH第 i 次停留处的流量计液位示值，mm；iH第 i 次停留处的高度卡尺示值，mm；i测定顺序号，i=1，2，3，4，5，6。6.3.2 流量测量误差利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，按如下步骤检验流量测量误差：a）设置流量计堰槽为 90三角堰（p/B 取 0.2）；b）把高度卡尺调到零点，校正流量计液位零点；c）把高度卡尺依次调到堰槽允许的最大液位高度的 20%、50%、80%处，待流量计示值稳定后，分别记录流量显示值；d）设置流量计堰槽为矩形缺口薄壁堰（堰宽 0.5 m，渠宽取 1.0 m，p 取 0.25 m），设置完成后重复 b、c 步骤，记录流量显示值；e）设置流量计堰槽为 4 号巴歇尔槽，重复 b、c 步骤，记录流量显示值。计算流量显示值与流量理论值的最大差值相对于量程值的百分率作为流量测量误差，按公式（2）计算。%QQQQnsnsnin100max（2）式中：nQ第n种堰槽的流量测量误差，%；niQ第n种堰槽不同液位高度流量显示值，m3/h；nsQ第n种堰槽不同液位高度的流量理论值，m3/h。6.3.3 液位精密度利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，将反射板移动至高度卡尺 0 mm 处，流量计液位归零。将反射板移动至高度卡尺最大刻度（1000 mm）的 80%处，液位示值稳定后记录流量计液位示值，然后把反射板移动至高度卡尺零刻度，再次移动至高度卡尺最大刻度（1000 mm）的 80%处，稳定后记录流量计液位示值，如此重复6测量 6 次。计算 6 次液位测定值相对标准偏差作为液位精密度，按公式（3）计算。%1001112HnHHSniiH（3）式中：HS液位精密度，%；iH第 i 次液位测定值，mm；Hn次液位测定值的平均值，mm；n测定次数，n=6；i测定顺序号，i=1，2，3，4，5，6。6.3.4 流量精密度利用流量计实验室检测装置，按如下步骤检验流量精密度：a）把流量计堰槽类型设置为 4 号巴歇尔槽；b）把高度卡尺调到零点，校正流量计液位零点；c）把高度卡尺调到 400 mm 处，等流量计示值稳定后，记录流量显示值，再把高度卡尺调到零点；d）按上述步骤 c 重复测定 6 次，记录流量显示值。计算 6 次测定值相对标准偏差作为流量精密度，按公式（4）计算。%1001112QnQQSniiQ（4）式中：QS流量精密度，%；iQ第 i 次流量测定值，m3/h；Qn次测定值的平均值，m3/h；n测定次数，n=6；i测定顺序号，i=1，2，3，4，5，6。6.3.5 期间漂移将流量计堰槽设置为 4 号巴歇尔槽，将一次仪表固定在一定高度，液位校准至 400 mm，稳定 10 min 后，记录流量初始显示值，流量计通电持续运行，期间不允许进行任何维护、校准，168 h 后记录流量最终显示值，最终显示值与初始显示值的相对偏差绝对值作为期间漂移，按公式（5）计算。100%aabQQQQ（5）式中：Q期间漂移，%；aQ流量初始显示值，m3/h；bQ流量最终显示值，m3/h。76.3.6 电压稳定性将流量计堰槽设置为 4 号巴歇尔槽，将一次仪表固定在一定高度，液位校准至 400 mm，将输入电压调为 220 V，记录流量显示值作为初始值；调节流量计电源电压至 242 V，显示稳定后记录流量显示值；调节流量计电源电压至 198 V，显示稳定后记录流量显示值；按照下列公式计算电压变化引起的相对误差，取两个电压下相对误差的较大值作为流量计电压稳定性的判定值，按公式（6）计算。%QQQQSSiV100max（6）式中：VQ电压稳定性误差，%；sQ220 V 时流量显示值，m3/h；iQ242 V 和 198 V 时流量显示值，m3/h。6.3.7 液位比对误差分别用明渠流量比对装置和被测流量计测量同一水位观测断面处的液位值，进行现场比对检测，每分钟读取 6 次数据，连续读取 30 min，分别计算明渠流量比对装置和被测流量计的液位均值，按公式（7）计算。sxiHHH（7）式中：iH液位比对误差，mm；xH被测流量计