1、中华人民共和国行业标准直线明槽中转子式流速仪的检定方法发布实施中华人民共和国水利部发布目次主题内容与适用范围引用标准术语符号代号检定原理检定设备检定程序检定证书资料整理和保管检定槽的验收附录标准流速仪比测检定要求补充件附录标准中的符号代号参考件中华人民共和国行业标准直线明槽中转子式流速仪的检定方法代替本标准非等效采用国际标准化组织明渠水流测量直线明槽中转子式流速仪的检定主题内容与适用范围本标准规定了转子式流速仪检定的原理设备程序证书资料保管及检定槽验收等内容本标准未考虑流速仪在直线静水槽里移动检定和在紊流水体中固定测量所存在的差别以及水温和含沙量等介质的影响所产的误差本标准适用于转子式流速仪的
2、检定其他型式流速仪的检定也可参照采用引用标准旋桨式流速仪旋杯式流速仪水文仪器术语术语符号代号本标准的术语同所给出的定义符号和代号见附表检定原理在横断面均匀一致的直线静水槽中以各种稳定速度牵引流速仪测定检定车的速度和流速仪转子的转速从这两组数据中用方程式以及图表建立相关关系检定设备检定槽槽体尺寸检定槽槽体的尺寸大小应根据检定流速仪的类型同时检定的数量和最大检定速度等来确定检定槽长度检定槽的长度包括加速段稳定段测量段和制动段的长度加速段和制动段的长度应由检定车的设计指标和流速仪在检定槽中检定的最大速度来决定制动段的长度必须考虑满足安全的需要测量段的长度应能保证流速仪的检定误差在最高速度下检定时不超
3、过允许值因此所需长度将由流速仪的形式信号的产生及传输方式和检定方法来决定检定槽宽度和水深流速仪和悬杆向前运动产生的波峰将减小相对速度因此槽体的水深和宽度应根据最高检定速度来确定中华人民共和国水利部批准实施检定车检定车型式牵引检定车检定车由钢丝索牵引沿着轨道运行这种检定车的结构轻巧因而具有加速度大和刹车方便等优点但其牵引钢索有伸缩弹性这就会使检定车在运行时不稳定推进式检定车车上装有电动机经传动系统使检定车沿轨道运行这种检定车结构重惯性大稳定性好推荐使用推进式检定车导向方式应采用单轨导向轮以保证检定车沿轨道作直线运行克服左右摆动现象为减小流速仪悬杆对水体的扰动应采用流线形截面也可采用椭圆形截面检定
4、车轨道为使检定车在轨道上平稳地运行轨道安装精确度应符合下列要求轨道沿检定槽长度方向应平直轨道顶面与水平面保持平行两轨道顶部任一侧面应互相平行轨道接头处应保证光滑平直其安装精确度要求分为三级见表一级适用于水文仪器质量检验测试中心科研单位及生产厂家二级适用于生产厂家及仪器修理站三级适用于仪器修理站表轨道安装精确度等级项目每测量点每测量点每对应点一二三注各测量点对水平面的高度偏差各测量点对基准线预设的一条平行于轨道的理想直线的距离偏差两轨道对应测量点的距离偏差轨道底座应有调整装置两底座相隔的距离应根据车重及采用钢轨型号来确定轨道安装精确度应定期测量和调整并有文字记录或绘制测试图作为技术档案保存轨道应
5、保持清洁无锈迹检定车变速方式和速度精确度为保证车速稳定检定车应采用先进的控制及调速技术可采用无级或有级变速方式检定车速度在测量段运行过程中应保持相对稳定车速变化率要求分三级见表其置信水平为一级适用于水文仪器质量检验测试中心科研单位及生产厂家二级适用于生产厂家及仪器修理站三级适用于仪器修理站表检定车速变化率等级速度级一二三检定车速变化率用下式计算式中检定车瞬时速度当车速小于时可用为测速单位大于等于时可用为测速单位检定车在测量段内运行的平均速度检定车速度应定期测试以验证其稳定性数据测量检定流速仪时需同时测定下列三个数据检定车行驶距离流速仪转数相应的时间车速是以检定车在测量段内行驶距离和相应历时计算
6、的流速仪转子的转速是以流速仪在测量段内转子的转数和相应历时计算的时间距离和流速仪转子转数应采用自动记录方式距离距离的测量应精确到以内置信水平为时间时间的测量应精确到以内置信水平为流速仪转数流速仪转数的测量应精确到以内置信水平为附属设备为提高流速仪检定精确度和工作效率可配备有关的附属设备消波装置维持水的洁净和避免藻类生长的设备为了行车安全在检定槽两端应有缓冲装置当检定的操作是在车下控制时应配备用来检查流速仪是否对准运行方向的装置如声光信号传输动力电或信号的滑线应平直光滑保证电刷或滚轮与其接触良好在运行中不得出现掉电或漏信号现象检定程序检定须知检定工作内容一般应包括流速仪检定速度范围临界速度低速关
7、系曲线检定公式的值全线相对均方差及各速度级相对误差等确定检定速度上限的能力应根据检定槽的实际槽体大小及设备的具体情况由实验确定检定准备工作对检定设备的正常运行作必要的例行检查确保运行安全正确可靠对被检流速仪应按产品有关技术要求检查装配的正确性和运转摩阻力矩以及信号的质量等仪器入水深度应为如检定槽水位降低应及时补充流速仪安装在测杆上采用固定式安装测杆在支承套座上的固定都必须牢固可靠流速仪信号导线应紧贴测杆使扰动水流程度为最小流速仪入水时应缓慢进行以免扰动水体安装流速仪时其水平轴向应与检定槽轨道平行偏差不大于当转动测杆时其偏差仍应在此范围内对于垂直轴式流速仪检定时应保证旋转轴与运行方向的垂直偏差不
8、大于带有轴承油室的流速仪应使用该产品标明牌号的仪器油仪器油质量应符合有关标准的规定轴承油室应装满仪器油检定方式采用编组检定连续加速行车逐级采样的方式编组检定将流速仪按架编为一组低速部分同时安装检定流速仪之间净距应大于待低速段全部检定完之后再逐架检定中高速段连续加速行车逐级采样检定车按速度程序级从低速到高速逐级递增每级采样后随即增速往返行车在调向时为避免流速仪调向太快而扰动水体要求缓慢进行检定速度范围低速检定应从比测速范围的下限值至少低的速度开始中高速检定应从开始至流速仪的测速范围上限如上限受检定槽检定能力限制可降低速度用直线上延的方法确定公式检定测点要求测点取点原则速度级系列应根据低速误差较大
9、测点加密的原则所以在低速范围测点速度间距应取小些一般低速范围测点速度间隔取中速范围测点速度间隔取高速范围测点速度间隔取最大不超过测点数目为保证资料的可靠拟合直线公式的测点数不应少于表规定表检定公式测点数最高检定速度测点数目点最高检定速度测点数目点低速曲线的检定测点数目不少于点静水时间在每次检定行车之前检定槽里的水体应处于相对静止状态与下次检定速度相比其扰动状态可以忽略时再行车检定静水的时间取决于槽体尺寸上次检定的速度消波装置以及流速仪的体积和测杆的大小截面形状考虑到流速仪检定有研制和单件生产以及批量生产的不同要求表的静水时间仅供参考表静水时间与车速关系车速静水时间车速静水时间车速静水时间脉冲信
10、号的选取和要求测取时间转数和距离信号时应尽可能在同一时段内以减少误差用流速仪转数信号控制时间和距离信号时其转数应根据流速仪性能要求和车速决定若以距离信号控制时间和转数信号时其测量段应根据流速仪性能要求和车速决定数据处理为便于生产和使用数据处理可分为低速和中高速两部分进行低速部分流速仪低速表达形式可选用下列一种检定曲线图以速度为纵坐标以转子转速为横坐标按实测点绘制曲线为保证读图的精确度应采用适当的比例流速比例尺以或为宜检定数表根据流速仪性能在一定时间范围内按测速历时系列将数值列成数表供测速时查读低速曲线可处理成某种数学关系的方程式直线方程低速性能好低速曲线趋近于直线在不影响使用精确度的情况下可用
11、直线方程近似处理或与中高速用同一直线方程中高速部分中高速部分为直线方程表达式为式中流速水力螺距转子每秒转数仪器常数根据所需精确度拟合公式推荐采用最小二乘法计算值最小二乘法计算公式式中参加计算的点数粗大误差的舍点原则由于仪器故障或检定因素等原因导致个别测点误差过大为此应查明原因如系仪器故障则应调整后重新检定如是检定因素则可舍去粗大误差点低速曲线和检定公式的舍点率均不大于误差计算不含舍去点精确度低速部分根据流速仪特性低速部分精确度用测点相对于拟合曲线的误差表示低速曲线部分各测点的相对误差均不超过当流速小于时也可用绝对误差表示直线部分用实测点与其理论拟合直线之间的偏差作为流速仪的检定精确度以全线相对
12、均方差或速度级相对误差表示见表相对误差用速度级相对误差表示测点相对误差按下式计算速度级相对误差按下式计算表速度级分段及其相对误差等级速度级一二三全线相对均方差相对标准偏差按下式计算全线相对均方差应符合和及有关标准的规定计算的有效位数检定公式中均取小数点后三位误差和均取小数点后二位计算过程中取小数点后四位检定证书检定证书内容包括检定单位名称地址邮政编码检定日期流速仪型号和制造厂家流速仪编号检定速度范围和使用范围检定水温检定公式和检定误差低速关系曲线图仪表油牌号及其粘度其他说明填制核对人员签字及检定单位盖章资料整理和保管检定记录表应表明流速仪的型号和编号检定日期计算和校核人员签字资料保管期限原始记
13、录为一年计算成果为三年检定槽的验收检定槽必须由国家技术监督部门授权的水文仪器质量检验测试中心检测合格并发给使用许可证才能开展流速仪检定工作验收检测的流速仪必须使用标准流速仪其要求见附录验收的项目有轨道精确度检定车速变化率标准流速仪检定等附录标准流速仪比测检定要求补充件各检定槽在检定设备的精确度及其稳定性等方面与标准检定槽比较均存有一定的差异为验证此差异应用标准流速仪定期地进行比测检定标准流速仪的要求标准流速仪由水文仪器质量检验测试中心审验提供并附有关检定资料标准流速仪的数量每个检定单位应不少于架标准流速仪的检定必须在一级检定槽中检定每架标准流速仪检定次以次的值平均作为标准公式式中以标准公式计算
14、出的速度标准流速仪检定各次的值平均标准流速仪检定各次的值平均检定速度范围应从测速范围的下限值至少低到如受设备性能限制可酌情降低上限的检定范围每架次检定的测点不得少于点直线公式计算时其舍点数目不超过两点若达不到要求时应重新检定不得采取补点方法标准流速仪检测检定槽的要求用标准流速仪进行比测检定时每架流速仪检定次以其平均值作为比测检定的平均公式式中以平均公式计算出的速度检定各次值的平均检定各次值的平均检定公式稳定性将各次检定的值代入平均公式计算检定设备的稳定性用速度级相对误差表示检定精确度将各次检定的值代入标准公式计算检定设备的精确度用速度级相对误差表示上述两种误差主要是反映该检定设备检定的公式重复
15、性和与原提供仪器单位检定公式的差异不得作为精确度等级传递其误差不得超过表要求表标准流速仪比测检定相对误差速度级相关误差速度级注临界速度如果达到上述要求可认为设备的稳定性符合要求否则应检查原因采取措施以提高精确度减小差异曲线部分每个测点的相对误差应在范围内用统计方法将比测检定资料按要求进行整理装订成册作为技术资料保存标准流速仪使用五年后需送原提供单位重新检定不得用于其它方面附录标准中的符号代号参考件表代号表代号定义单位代号定义单位各测点对水平面的高度偏差检定各次值的平均各测点对基准线的距离偏差仪器常数两轨道对应测点的距离偏差标准流速仪检定各次值平均车速变化率检定各次值的平均流速转子每秒转数检定车在全测量段内运行的平均速度全线相对均方差相对标准偏差检定车瞬时速度参加计算的点数点以标准公式计算出的速度测点相对误差以平均公式计算出的速度速度级相对误差临界速度计算检定设备稳定性的速度级相对误差水力螺距计算检定设备精确度的速度级相对误差标准流速仪检定各次的值平均附加说明本标准由水利部机械局提出本标准由全国水文标准化技术委员会水文仪器分技术委员会归口并解释本标准由南京水利水文自动化研究所水文仪器质量检验测试中心重庆水文仪器厂起草本标准主要起草人武宦平史晓明杨汉塘姚永熙张朝明陶守秦本标准委托南京水利水文自动化研究所负责解释
