【国家计量标准(JJ)】 钟罩式气体流量标准装置检定规程

中华人民共和国国家计量检定规程钟罩式气体流量标准装置
Standard Bell Porvers of Gas Flow2005-03-03发布
2005-06-03实施
国家质量监督检检验检疫总局发布钟罩式气体流量标准装置
检定规程
JJG165—2005
代替JJG165—1989
JJG165—2005
Verification Regulation of
Standard Bell Porvers of Gas Flow本规程经国家质量监督检验检疫总局于2005年3月3日批准，并自2005年6月3日起施行。归口单位：全国流量容量计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：国家水大流量计量站浙江省质量技术监督检测研究院北京市计量测试所丹东市计量仪器设备厂河南省计量科学研究院湖北省计量测试技术研究院本规程委托全国流量容量计量技术委员会负责解释本规程主要起草人：徐英华（中国计量科学研究院）参加起草人：王自和（国家水大流量计量站）沈文新（浙江省质量技术监督检测研究院）杨有涛（北京市计量测试所）王福贵（丹东市计量仪器设备厂）孔庆彦（河南省计量科学研究院）桑晓鸣（湖北省计量测试技术研究院）
目藍次
1范围
2概述
2.1装置用途
2.2结构型式
2.3工作原理
3计量性能要求
3.1准确度等级
file://D·\\dlhh2002/WI49htm2007-6-3
压力波动要求
3.3密封性
3.4温度差控制
3.5计时器
3.6装置的配套设备
4通用技术要求
4.1安装要求
4.2钟罩
4.3阀门与管路
密封液
4.5控制系统
4.6铭牌
5计量器具控制
5.1检定条件
5.2检定项目
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
检定方法
检定结果的处理
检定周期
标准容积的动态质量法检定
编码器系数的检定
换向器的检定
常用金属材料的温度线膨胀系数α检定证书及检定结果通知书内页格式file://D:/dlhb2002\\WJ49.htm程
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1范围
钟罩式气体流量标准装置检定规程本规程适用于钟罩式气体流量标准装置（以下简称装置）的首次检定、后续检定及使用中检验。2概述
2.1装置用途
装置是以气体为介质，对气体流量计进行检定、校准和检验的标准设备。2.2结构型式
装置一般由钟罩、液槽、发讯机构、压力补偿机构、气源和试验管道等构成。如测量瞬时流量，还应配备计时器。有的装置配有检测仪器，此仪器若有计时功能，则可代替计时器；若有编码器等能自动检测钟罩位置，则可代替发讯机构。典型的装置结构如图1所示。8
图1钟罩式气体流量标准装置
1一钟罩；2一标尺：3—挡板；4一光电发讯器；5一液槽；6—调节阀门；7一底座8一滑轮；9—导柱；10—外导轮；11—水位计；12—平衡重锤；13—压力补偿机构；14—温度计（顶部及底部）2.2.1液槽
液槽有双筒、环形截面式和单筒、圆形截面式。两种型式的检定方法相同。本规程以前一种型式为例。
2.2.2发讯装置
file://D:ldlhb2002/WJ49.htm
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发讯装置有电磁式、光电式、红外式等多种型式，本规程以光电式为例，其他型式可参照此规程进行检定。
2.2.3控制器
控制器有各种形式和不同功能，具有计时功能的，该功能按计时器检定；具有编码器检测钟罩位置的，按附录B检定。
2.2.4压力补偿机构
压力补偿机构有象限式、链条式、可变臂式、虹吸式等多种型式，其检定方法相同。本规程以象限式补偿机构为例。
2.2.5气流方向
装置按工作过程中的气流方向分为排气式（钟罩下降）和进气式（钟罩上升）。本规程以排气式为例。进气式装置可参照此规程进行检定。2.2.6钟罩提升方式
装置按钟罩的起动方式主要分为电动式和气动式，其检定方法相同。本规程以气动式为例。2.3工作原理
如图1所示，装置是由可动的钟罩和固定的液槽构成一个容积可变的密封空腔。钟罩下降过程中通过压力补偿机构，使其内部气体压力保持一定值，不随钟罩浸入密封液体中的深度而变化。钟罩两挡板之间的容积是固定的，测出两挡板先后通过光电发讯器所经历的时间，可计算出瞬时流量。3计量性能要求
3.1准确度等级
装置的准确度等级应符合表1的规定。表1
装置准确度等级
装置流量测量不确定度U（k=2）≤0.2%
注：优于0.2级的装置检定后应有详细的不确定度分析。3.2压力波动要求
压力波动（Pa）
≤ 20
≤ 50
温度差控制（℃）
由于装置各部件加工和装配的不均匀性以及机械摩擦的变化等因素，装置在工作过程中压力有波动，即为压力波动。压力波动应符合表1的规定。3.3密封性
装置在关闭进出口阀门后应密封。3.4
温度差控制
应严格控制装置温度，以保证钟罩内的气温和液槽内的液体温度之差符合表1的规定。0.2级的装置应测温度，钟罩内应有上、下两个测温点。低于0.2级的装置可以用室温代替气温。3.5计时器
计时器的启、停应由钟罩上的光电发讯器发出的信号控制。计时器准确度应优于测量时间的0.1%，分辨力≤0.01s。
3.6装置的配套设备
温度计：分度值≤0.2℃；
压力计：分辨力≤10Pa；
大气压力计：准确度优于0.1%。file://D:/dlhb2002\\WJ49.htm2007-6-3
通用技术要求
4.1安装要求
4.1.1钟罩、液槽和导柱应与底平面垂直。4.1.2钟罩上的导轨与导轮之间，其摩擦力应调整得尽量小。4.1.3标尺的安装与钟罩的中心线应平行。标尺的刻度应均匀清晰。4.1.4光电发讯器应灵敏可靠，挡板安装应牢固可靠。4.2钟罩
4.2.1钟罩应气密性好，耐腐蚀并有足够的刚度。4.2.2钟罩表面应没有划痕、明显的变形，焊缝应磨光，并且上下均匀。4.3阀门与管路
阀门应转动灵活、密封性好，无渗漏。4.3.1
4.3.2装置各连接管路应无渗漏。4.4密封液
一般应使用油做密封液，油的蒸气压、粘度都应尽可能低。0.2级的装置应使用油做密封液。4.4.2装置如用水做密封液，水质应清洁。控制系统
控制系统应灵敏、安全、可靠。4.6
装置应在明显位置固定安装铭牌，铭牌上应标明：产品名称、型号规格；
制造厂名；
主要技术指标；
出厂编号、制造日期；
准确度等级；
制造计量器具许可证标志与编号。5计量器具控制
计量器具控制包括首次检定，后续检定和使用中检验。5.1检定条件
5.1.1检定用仪器设备
检定钟罩标准容积有容积法（动态容积法、静态容积法）、尺寸测量法和动态质量法。动态质量法放在附录A中介绍。容积法、尺寸测量法检定用仪器设备见表2。表2检定用仪器设备
容积法
动态容积法
二等标准金属量器
（量入式）
换向器
温度计两支
静态容积法
二等标准金属量器免费标准bzxz.net
（量出式）
（分度值为0.1℃、量程为0℃~50℃）file://D:/ldlhb2002\\WJ49.htm尺寸测量法
专用直径尺
最大允许误差±0.2mm
专用浮标
尺子（或测高仪）
深度千分尺
最大允许误差±0.2mm
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5.1.2一般环境要求
分度值优于0.1s
标准计时器（检定瞬时流量装置需配备）分度值优于0.01s
环境温度一般应在（20±5）℃范围内；大气相对湿度：（30~80）%；
大气压力：（86~106）kPa。
检定项目
首次检定、后续检定和使用中检验的检定项目列于表3中。5.3检定方法
5.3.1外观检查
用目测的方法检查装置，其结果应符合第4条的要求。5.3.2密封性试验
将钟罩升到最高位置后关闭阀门，稳定10min，记下钟罩的位置和钟罩内的气体温度及大气压力。停1h后观察钟罩的位置和钟罩内的气体温度及大气压力，如其位置变化是在温度和压力变化影响允许范围内则为密封，否则为漏气，要进行检修，直到密封。5.3.3压力波动试验
表3检定项目一览表
检定项目
外观检查
密封性试验
压力波动试验
计时器检定
标准容积检定
不确定度计算
温度控制检定
首次检定
注：”+”表示应检项目；“－表示可不检项目。检定类别
后续检定
使用中检验
在试验管道上安装一台倾斜式微压计或水柱式液体压力计，将钟罩升到最高位置。待装置稳定后，打开阀门使钟罩在装置的最大流量下下降，同时观察微压计或水柱式液体压力计，记下钟罩下降过程中压力的最大变化，如此再做一次试验。再在装置的最小流量下做两次试验。取四次试验中的最大压力波动Pmax为该装置的压力波动。压力波动应符合3.2的要求。5.3.4计时器的检定
连接被检计时器和标准计时器，接通两者电源，稳定30min，以钟罩使用的最短测量时间tmin为计时的时间间隔，使计时器与标准计时器同步开始计时与停止计时，读取计时器值t,和标准计时器to1，完成一次检定。按照同样的操作进行第二次检定，直至第n次检定（n≥10）。第次差值←t：：
平均差值t：
file://D:/dlhb2002\\WJ49.htmA t:=ti- toi
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计时器的不确定度
A类相对标准不确定度urA1：
B类相对标准不确定度urB1：
5.3.5标准容积检定
5.3.5.1动态容积法检定
×100%
（1）动态容积法检定系统如图2所示。file://D:/dlhb2002\\WJ49.htm×100%
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图2动态容积法检定系统
1—钟罩；2—标准量器（量入式）；3—水池；4—水泵；5—回流管；6—换向器；7—密封容器；8，9，10，11，12，13—阀门；14，15—上、下挡板（2）检定前向液槽内充液到一定高度，并在水池内储存足够量的清洁水。放置一段时间使钟罩内的气温、水池内的水温和液槽内的液体温度三者间之差应符合表1的要求。（3）装好钟罩检定段的上、下挡板。若分几个检定段，则装好每段的上、下挡板。（4）选择适当量限的标准量器，标准量器的容积与钟罩的检定段容积比一般不小于1：5。（5）参见图2，先打开阀门8，9和11，把换向器换向到回流管，接着启动水泵，关闭阀门11。待密封容器内充满水后，关闭阀门8，9和水泵。（6）开启阀门13，将钟罩升到最高位置。关闭阀门13，打开阀门10，使钟罩与密封容器上部空间相连（两者间的连接管段容积要尽量小）。待钟罩稳定后（记下稳定时间，每次检定的稳定时间应与以后使用中稳定时间一致）开始检定。测出大气压力和钟罩内气温。（7）打开阀门11，使密封容器内的水以适当流量经换向器和回流管流入水池中。这时钟罩缓慢下降，当下挡板触发光电发讯器时，光电发讯器发出信号使换向器换向，将水流导向到标准量器中。此时，钟罩继续下降，当上挡板触发光电发讯器时，光电发讯器再次将换向器换向，水又经回流管导入水池中。（8）关闭阀门11，读出标准量器的容积值。至此完成第一次检定。（9）在检定段的每一次检定过程中，如果大气压力或钟罩内气温变化超过表4规定，将此次数据舍去。
（10）按（6）～（9）所述程序做第二次、第三次直至第n（n≥6）次检定。（11）图2所示的方法称为右向检定。将图2中的标准量器和回流管互换位置，仿照（6）～（10）所述程序做左向检定（检定次数与右向检定相同）。file://D:/dlhb2002\\WJ49.htm2007-6-3
（12）若用两个准确度相同的标准量器分别放在换向器的左右侧（标准量器兼有回流管的作用），而且在一次检定中换向器的换向次数是奇数，可仿照（6）～（10）进行检定而不做左右向检定。此时，标准量器的容积为一次检定中两个标准量器所测容积的总和。（13）不符合（12）规定，并又只做右向检定，则需测出换向器平均左、右行程时间差以计算换向器的不确定度。（换向器的检定方法见附录C）（14）计算标准容积：
V, = V[1+(a1 +2a2-3a3X20-9, )]式中：V——第次检定的标准容积；Vsi
-第次检定由标准量器读取的容积；一分别为标尺、钟罩和标准量器的线膨胀系数；di,a2,a3
9一一第次检定测得的钟罩内气体温度。若「（209,）「<5，可认为V=Vsio标准容积平均值元：
（15）不确定度计算：
A类相对标准不确定度urA2：
2ArA2 =
B类相对标准不确定度urB2:
式中：Urs—标准量器的相对扩展不确定度。×100%
表4检定时充许的温度、大气压力变化装置准确度等级
5.3.5.2静态容积法检定
钟罩内气温（或室温）变化（℃）0.2
（1）静态容积法检定系统如图3所示。大气压力变化（Pa）
（2）检定前向液槽内充液到一定高度，并在水池内储存足够量的清洁水，放置一段时间使钟罩内的气温、水池内的水温和液槽内的液体温度三者之差符合表1的规定。（3）选择适当量限的标准量器，标准量器的容积与钟罩的检定段容积比一般不小于1：5。（4）在检定段的每一次检定过程中，如果大气压力或钟罩内气温变化超过表4规定，将此次数据舍去。
（5）将钟罩升到最高位置，并按装置规定的稳定时间使钟罩稳定。（6）将标准量器充满水，用胶皮管将钟罩的排气导管和标准量器进气口连接，打开阀门4，使钟罩与file://D:ldlhb2002/WJ49.htm
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密封容器上部空间相连，（两者间连接管段尽可能短）。用阀门3调节钟罩的起始点，测出大气压力和钟罩内气温（或室温）等。
（7）按与标准量器规定的放水时间相应的流量，调节阀门11，将标准量器内的水放入水池内，这时钟罩内的气体进入标准量器内。当标准量器内的水位下降到刻线时（或用U形管自动对线）依次关闭阀门11和4，测出大气压力和钟罩内气温（或室温）等。（8）从排气口5处取下胶皮管。按照（4）至（7）重复做下去，直至该检定段的上限。从标尺上读出钟罩下降的高度。至此做完第一次检定。（9）按（4）～（8）的程序做第二次、第三次直至第n（n≥6）次检定。·
图3静态容积法检定系统
1一标尺；2—钟罩；3—钟罩微调阀门；4—钟罩排气阀；5—钟罩排气口；6—胶皮管；7—标准量器排气口；8—标准量器：9—进水阀门；10—标准量器零点刻线；11—标准量器出水阀门及可调弯管；12—水池；13—进水管；14—高位水箱（10）计算平均高度Z、标准容积V及其不确定度：(9）
式中：L：
第次检定测得的钟罩下降高度。V = V,[1+(a, + 2a2 -3a)(20 -9)式中：V标准量器的容积值；
在n次检定中，钟罩内气体平均温度；分别为标尺、钟罩和标准量器的线膨胀系数。aga2a3
A类相对标准不确定度urA3：
file://D:/dlhb2002\\WJ49.htm（10）
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CTA3 =
B类相对标准不确定度uB3：
uArB3=2
式中：U.s一标准量器的相对扩展不确定度。（11）检定完成后，如需要安装挡板，要准确安装。5.3.5.3尺寸测量法检定
×100%
（11）
（12）
（1）确定位置：图4（a）是钟罩处于下挡板对准光电发讯器的位置，钟罩内的液面为A，外面的液面（环形平面）为B，把此时的钟罩与A液面重合的横截面定为下载面。图4（b）是钟罩处于上挡板对准光电发讯器的位置，钟罩内的液面由A升到A'，外面的液面由B到B'，把此时的钟罩与A'液面重合的横截面定为上截面。与上、下截面等距的截面定为中截面。将钟罩调到图4（a）所示的位置。用尺子测出下挡板到液面B的垂直距离，用U形管压力计（内装液体与装置液槽内的液体相同），一端与钟罩内导气管接通，另一端通大气，测出U形管压力计的液面差。用尺子从下挡板往下量出钟罩的一段垂直距离，使其等于下挡板到液面B垂直距离与U形管压力计液面差之和；将这段距离的终点标记在钟罩上作为下截面的位置。按同样的方法，参照图4（b），确定上截面的位置。将上下截面标记连线的中点标记在钟罩上，作为中截面的位置。
（2）确定水平面：将钟罩升起，使其下截面的标记露出液面B适当高度。将浮标放入液槽内，读取该标记在液面B以上的高度，然后围绕钟罩移动浮标，将此高度在钟罩圆周上均匀地做四个标记。仿照此方法确定中截面和上截面的水平面标记。（3）测量直径：用直径尺分别对上、中、下截面进行各三次（共九次）直径测量，每次测量时，直径尺的下缘（或上缘）要与被测截面的四个标记对齐。（4）计算平均直径又及其不确定度：file://D:\\dlhb2002/WJ49.htm2007-6-3
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