精品文档】热能表检定装置技术规范和鉴定方法

'热能表检定装置技术规范和检定方法中国计量科学研究院　　王东伟1范围本标准规定了热能表检定装置的原理、规格型号、基本参数、要求、试验方法、检验规则、标志、包装与贮存。本标准适用于检定流体介质温度不高于95℃热能表的热能表检定装置，以下简称检定装置。检定装置由热水流量标准检测系统、配对温度传感器检测系统、自动数据采集处理系统、电气控制系统、热能表耐压试验装置、热能表压损试验装置等部分组成。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本试用于本标准。GB／T191-2000包装储运图示标志GB／T2828-1987逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB／T13384-1992机电产品包装通用技术条件JB／T9329-1999仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法CJ128-2000热量表JJG160－1992标准铂电阻温度计JJG164－2000液体流量标准装置检定规程JJG225－2001热能表JJG724－1991直流数字式欧姆表3名词术语本标准采用下列名词术语。3.1检定时间段被检热能表安装完毕，系统开始运转后，从检定装置进行有效数据采集开始到规定检定项目结束的时间段。3.2累积流量累积流量为检验时间段内流经试验管路的热水体积总和。3.3热能表检定装置用于检定热能表在热交换回路中载热液体所释放热量准确度的设备。3.4热能表检定装置组成3.4.1热水流量标准检测系统由变频水泵、标准流量计、不锈钢操作台、热水试验管路、气动夹表器、压力传感器和PID控温加热循环水箱等组成。3.4.2配对温度传感器检测系统由恒温水槽、二等标准铂电阻温度计、热电阻检定仪和热能表温度传感器防护套组成。3.4.2.1恒温水槽用于为被检热能表的供回水温度传感器提供所需要的温度，所设置的标准温度信号由自动数据采集和处理系统记录并显示。 3.4.2.2管路温度传感器安装在热水管路中,并与标准流量计保持一定距离，采集流过标准流量计热水的温度，温度信号由自动数据采集和处理系统记录并显示。3.4.3自动数据采集处理系统自动采集热水流量标准检测系统和配对温度传感器检测系统的数据，以及通过小键盘输入被检热量值，并进行标准热量值和被检热能表相对误差的计算，热能表相关特征参数均保存在数据库文件中，可以随时进行打印、查询及统计处理等。3.5温度上限和温度下限温度上限是指检定装置技术参数中规定的在满足温度波动度要求下,恒温水槽能达到的最高温度。温度下限是指检定装置技术参数中规定的在满足温度波动度要求下,恒温水槽能达到的最低温度。3.6最大流量，最小流量最大流量是指检定装置在运行状态下满足标准流量计准确度要求时所能提供的最大流量，用qmax表示。最小流量是指检定装置在运行状态下满足标准流量计准确度要求时所能提供的最小流量，用qmin表示。4检定装置主要技术参数及型号命名规则4.1检定装置原理将标准流量计与被检热能表串联在试验管路中，两个恒温水槽模拟供热管路中供水、回水的温度，将两支二等标准铂电阻温度计和被检热能表的两个温度传感器分别置于两个恒温水槽中。通过标准流量计获得通过热能表的标准流量值；通过两支二等标准铂电阻温度计得到温度值，按照相关热力学公式(1)或（2）通过积分就可以算出检定时间段内的标准热量值Q0，将标准热量值Q0与被检热能表示值QX相比较就可得出热量相对误差γ见公式(3)。当流体流过换热器时，流体通过换热器与周围环境的热交换量可用公式(1)或(2)计算：Q=qm.Δh.dt………………………………………（1）式中：Q—－释放的热量,kJ；qm——流经热能表中载热液体的质量流量,kg/s；Δh——热交换回路中入口温度与出口温度对应的载热液体的比焓值差，kJ/kg；t——时间,s。或Q=k.Δθ.dv………………………………………（2）式中：Q——释放的热量,J或kW.h，v——载热液体流过的体积,m3，Δθ——热交换回路中载热液体入口处和出口处的温差,℃；k——热系数，它是载热液体在相应温度、温差和压力下的函数，［J/(m3.℃)或kW.h／(m3.℃)]。热量相对误差可用公式(3)计算：γ=(QX-Q0)/Q0×100%…………………………………（3） 式中：QX————被检热能表示值,J或kW.h；Q0——标准热量值,J或kW.h；γ——被检热能表热量相对误差,%。　4.2型号命名规则SRJ－□□□功能配置代号流量标准代号检定装置热能表天津市赛恩电子技术有限公司说明：流量标准代号：A—质量法／标准表法N—标准表法Z—质量法功能配置代号：（汉语拼音字头）m—密封性试验装置y—压损试验装置4.3主要技术参数热能表检定装置主要技术参数见表1。表1主要技术参数序号技术参数技术指标1检定装置不确定度≤（0.4+0.8Δθmin/Δθ+0.002qp/q）％≤（0.6+0.8Δθmin/Δθ+0.004qp/q）％≤（0.8+0.8Δθmin/Δθ+0.01qp/q）％2流量范围0.03m3/h～5m3/h0.03m3/h～30m3/h3试验管径DN15～25DN15～504夹表数量最多10只5瞬时流量波动系数优于1.0%6热水流量标准检测系统不确定度0.5%7配对温度传感器检测系统不确定度10mK8自动数据采集处理系统不确定度0.1％9温度测量范围（4～95）℃温差测量范围（3～40）℃10耐压装置试验强度2.0MPa11压损试验装置测量不确度0.5％12防护等级IP545.要求5.1工作条件5.1.1供电电源： 三相交流电380V50Hz±1Hz(有接地)5.1.2使用环境：a)环境温度：（15~35）℃b)环境湿度：（15~85）%c)大气压力：（86~106）kPa5.2流体条件5.2.1流体介质应是单相离子水或蒸馏水。5.2.2流体在流经被检表时应不含气体，其流动应是稳定的。由于水源压力变化引起的瞬时流量波动系数应不大于1.0%。5.2.3流体介质温度应能在室温与95℃之间调节，且每次检定过程中试验管路与标准流量计处的流体温度变化不得超过2℃。5.3管路条件5.3.1管路中的阀门、弯头等阻力件应尽量少。5.3.2试验管路应满足被检流量传感器对直管段的要求；安装在标准流量计两端的试验管路应满足标准流量计说明书中的要求。5.3.3流量调节阀一般应安装在试验管路的下游，其性能应稳定。5.3.4视窗一般应安装在试验管路下游，以观察管路中有无气泡。5.3.5压力测量位置一般应在试验管路上游。5.3.6在试验管路前后和标准流量计处应安装管路温度测量点。5.3.7循环水箱的水位高度与出水管的高度差应不少于10倍的出水管直径。5.4密封性及消气装置5.4.1在正常工作压力下,检定装置各个部件的连接处不应有泄漏现象。5.4.2流体介质应充满管路，且不含有气泡，必要时应在试验管路上游安装消气器。5.5耐压试验装置5.5.1耐压试验装置与热能表检定装置配合使用。5.5.2耐压试验强度不小于2.0MPa。5.6压损试验装置5.6.1检定装置应配备压损试验装置，其测量范围不小于0.16MPa。5.6.2压损试验装置测量不确定度不超过0.5％。5.7热水流量标准检测系统5.7.1标准流量计流量范围应覆盖被检热能表流量传感器所有的流量检定点。5.7.2热水流量标准检测系统扩展不确定度应小于被检热能表流量传感器误差限的1／3，见表2。表2热水流量标准检测系统扩展不确定度热水流量标准检测系统扩展不确定度流量传感器误差限热能表等级1≤0.33%±（1＋0.01qp/q）％且≤5％1级2≤0.66%±（2＋0.02qp/q）％且≤5％2级3≤1%±（3＋0.05qp/q）％且≤5％3级　 5.8配对温度传感器检测系统5.8.1配对温度传感器检测系统由恒温槽、二等标准铂电阻温度计、热电阻检定仪和热能表温度传感器防护装置组成。5.8.2恒温槽温场优于0.01℃；二等标准铂电阻温度计温差测量不确定度优于4mK；热电阻检定仪温差测量不确定度优于1.5mK。5.8.3热能表温度传感器防护装置浸没恒温槽工作区域内的深度为300mm。5.9自动数据采集处理系统5.9.1自动数据采集处理系统应具有热能表总量检定和热能表分量检定两种功能系统软件。并可满足与热能表对应规格热水表的检定。5.9.2自动数据采集处理系统不确定度应小于0.1％。5.9.3系统软件应实时计算并显示标准热量特性参数。5.9.4自动数据采集处理系统应根据采集到的流量、温度、压力等数据，依据相关热力学公式，自动计算检定时间段内的标准热量值及热量相对误差。计算结果和被检表的相关特征参数均保存在数据库文件中，可以随时进行打印、查询及统计处理。5.9.5系统软件应具有自动设定并调整流量点的功能，实现全量程范围内的流量自动调整与测量。5.9.6被检表的数据收集应采用自动操作或准确快捷的方式完成，提高检定效率。5.10检定装置不确定度EQ0=√Eρ2+E2△H+EV2+E2计算…………………………………（4）式中：EQ0－－热能表检定装置的相对标准不确定度；Eρ－－密度的相对标准不确定度；E△H－－配对温度传感器检测系统不确定度；EV－－热水流量标准检测系统不确定度；E计算－－自动数据采集处理系统不确定度。或EQ0=√E△H2+EV2+E2计算…………………………………（5）式中：EQ0－－热能表检定装置的相对标准不确定度；E△H－－配对温度传感器检测系统不确定度；EV－－热水流量标准检测系统的不确定度；E计算－－自动数据采集处理系统的不确定度。检定装置不确定度EQ0应满足表3的要求表3检定装置不确定度检定装置不确定度热能表等级1≤±(0.4+0.8Δθmin/Δθ+0.002qp/q)%1级2≤±(0.6+0.8Δθmin/Δθ+0.004qp/q)%2级3≤±(0.8+0.8Δθmin/Δθ+0.01qp/q)%3级　 5.11显示要求5.11.1显示内容检定装置通过标准流量计的转换器显示试验管路瞬时流量；通过计算机显示恒温水槽温度及温差、标准累积流量、标准累计热量，页：6删除并在软件数据库中显示和记录每块被检热能表的相对误差。5.11.2显示单位与显示最小量检定装置显示应符合表4的规定表4显示单位与显示最小量显示项目瞬时流量标准累积流量温度及温度差标准累积热量单位m3/hm3L℃MJkW·h最小显示量0.0010.0000010.0010.010.0010.0015.12电气安全要求5.12.1绝缘电阻检定装置的水箱加热管、电流互感器、电抗器、EMI滤波器、航空接插头组件、水泵电机、空压机电机等各器件的接线引脚对器件外壳的绝缘电阻值不小于10兆欧。5.12.2绝缘强度检定装置的水箱电加热管、电抗器、航空接插头组件的接线引脚对器件金属外壳进行耐压试验，应不击穿、不拉弧、不放电。检定装置的水泵电机、空压机电机等符合器件出厂耐压测试要求。5.12.3保护接地检定装置的水箱、水箱加热管、电抗器、水泵电机、空压机、航空插座、操作台、控制柜、开关电源、变频器等器件的金属外壳对设备总接地保护零排处的电阻值不大于4欧姆。5.12.4外壳防护等级按GB4208—1993《外壳防护等级（IP代码）》的规定，B类环境条件的检定装置应具有IP54的防护等级，并符合GB4208—1993《外壳防护等级（IP代码）》中12.5、13.3的要求。5.13运输条件要求运输条件应符合JB/T9329—1999《仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法》中4.5.2的要求。5.14外观要求5.14.1检定装置外观整洁，表面有良好的保护层，所有文字、符号、标志应清晰。并用箭头标出试验管路中载热液体流动的方向。5.14.2热能表检定装置应有铭牌，铭牌应注明厂名或注册商标、规格型号、标志、流量范围、温度测量范围、温差范围、配对温度传感器检测系统不确定度、标准流量计准确度等级、检定装置不确定度、环境等级、出厂编号、生产日期等。6试验方法6.1试验室试验条件a)环境温度：（15~35）℃b)相对湿度：（25~75）%c)大气压力：（86~106）kPa6.2试验管路检查 用目测法检查检定装置的试验管路，其结果应符合5.3的要求。6.3密封性检查6.3.1在正常工作压力下,用目测法检查检定装置各个部件的连接处，其结果应符合5.4.1的要求。6.3.2通过视窗观察管道中的流体是否含有气泡，其结果应符合5.4.2的要求。6.4瞬时流量波动系数试验分别在检定装置的最大流量和最小流量下，观察标准流量计的瞬时流量显示，每5秒观察一次，每次观察一秒，连续观察60次，并同时记下每次观察的瞬时流量值。按公式（5）计算瞬时流量波动系数，其结果应符合5.2.2的要求。δ=（Qmax-Qmin）/（Qmax+Qmin）×100%……………………………（5）式中：Qmax－－瞬时流量示值的最大值Qmin－－瞬时流量示值的最小值6.5耐压试验装置试验耐压试验装置应按照JJG225－2001国家计量检定规程《热能表》附录A中A.17条款进行试验，其结果应符合5.5的要求。6.6压损试验装置试验压损试验装置应按照JJG225－2001国家计量检定规程《热能表》附录A中A.18条款进行试验，其结果应符合5.6的要求。6.7热水流量标准检测系统不确定度试验应至少在以下五种情况下进行检定。在下列每一种情况下，选择一流量点并在室温、(50±5)℃或(85±5)℃的水温下进行检定，具体方法按照JJG164—2000国家计量检定规程《液体流量标准装置》的规定执行，其结果应符合5.7的要求。1)0.9qmax≤q≤1.0qmax;2)0.9qp≤q≤1.0qp;3)0.3qp≤q≤0.31qp;4)0.1qp≤q≤0.11qp;5)qmjn≤q≤1.1qmin;6.8配对温度传感器检测系统不确定度试验6.8.1恒温水槽检定按照JJF1030－1998计量检定规程《恒温槽技术性能测试规范》执行，其结果应符合5.8的要求;6.8.2二等标准铂电阻温度计的检定按照JJG160－1992国家计量检定规程《标准铂电阻温度计》执行，其结果应符合5.8的要求;6.8.3热电阻检定仪的检定按照JJG724－1991国家计量检定规程《直流数字式欧姆表》执行，其结果应符合5.8的要求。6.9自动数据采集和处理系统不确定度试验采用标准脉冲发生器、标准电阻箱分别提供模拟流量信号和温度信号。检定点按表5进行设置，每个检定点至少检定两次。自动数据采集和处理系统示值误差E计算按式（6）及式（7）计算,其中Qci为理论计算值。其结果应符合5.9.2的要求。 热量相对误差Ei与EQ计算公式：Ei=（Qdi－Qci）/Qci×100%……………………（6）E计算=Eimax…………………………………（7）式中：Qdi、Qci——分别表示第i点指示值与约定真值。表5检定点温度温差流量点1θmin≤θd≤θmin+5Δθmin，5，20，Δθref0.9qp≤q≤1.0qp0.3qp≤q≤0.31qp0.1qp≤q≤0.11qpqi≤q≤1.1qi2θd＝θref±5Δθmin，5，20，3θmax－5≤θe≤θmax20，Δθref，Δθmax－5注：1.θd为回水温度；θe为供水温度。θref＝（θmin+θmax）/2Δθref＝（20+Δθmax）/22.模拟流量信号应不超过自动数据采集和处理系统可接受的最大值。6.10检定装置不确定度试验应按JJF1059－1999《测量不确定度评定与表示》的规定，处理本标准6.7、6.8、6.9的试验结果，合成检定装置不确定度,其结果应符合5.10的要求。6.11显示要求检查用目测法检查热能表检定装置自动数据采集处理系统的显示，其结果应符合5.11的要求。6.12电气安全性能试验6.12.1绝缘电阻试验用绝缘电阻仪分别测量水箱加热管、电流互感器、电抗器、EMI滤波器、航空接插头组件、水泵电机、空压机电机等各器件的接线引脚对器件外壳的绝缘电阻值，其结果符合5.12.1的要求。6.12.2绝缘强度试验用耐压测试仪对水箱电加热管、电抗器、航空接插头组件的接线引脚对器件金属外壳进行交流2千伏耐压试验，试验时间为5分钟，其结果符合5.12.2的要求。6.12.3保护接地试验用数字多用表分别测量水箱、水箱加热管、电抗器、水泵电机、空压机、航空插座、操作台、控制柜、开关电源、变频器的金属外壳对设备总接地保护零排处的电阻值，其结果符合5.12.3的要求。6.12.4外壳防护试验外壳防护试验按GB4208－1993《外壳防护等级（IP代码）》中12.4、12.5、13.2.4的规定执行，其结果应符合本标准5.12.4的要求。6.13运输条件试验运输条件试验按JB/T9329－1999《仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法》中4.5.2的规定执行，其结果符合本标准5.13的要求。6.14外观检查 用目测法检查热能表检定装置外观，其结果应符合5.14的要求。7检验规则7.1检验分类热能表检定装置的检验分为出厂检验和型式检验。7.2出厂检验热能表检定装置出厂检验应由制造厂家的质量检验部门检验合格，并签署合格证和检验报告后方可出厂。出厂检验项目见附表6。附表6检验项目表序号技术要求对应条款出厂检验型式检验1管路条件5.3√√2密封性及消气装置5.4.1、5.4.2√√3瞬时流动波动系数5.2.2√√4耐压强度试验5.5√√5压损测量试验5.6√√6热水流量标准检测系统不确定度5.7√√7配对温度传感器检测系统不确定度5.8√√8自动数据采集和处理系统不确定度5.9√√9检定装置不确定度5.10√√10显示要求5.11√√11绝缘电阻5.12.1√√12绝缘强度5.12.2√√13保护接地5.12.3×√14外壳防护等级5.12.4×√15运输条件5.13×√16外观要求5.14√√注：附表6中打√的表示要求检验的项目，打×的表示不要求检验的项目。7.3型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验a)新产品样机试制的定型鉴定；b)当生产材料、工艺和产品结构有变化，影响产品质量时；c)国家质量技术监督部门提出进行型式检验时；d)正常生产(一般为5年),进行一次；e)停产1年后再恢复生产时。7.4抽样按照GB/T2828-1987《逐批检查计数抽样程序及抽样表》的规定进行抽样。8.标志、包装、运输和贮存8.1产品标识以下内容必须清晰地标在检定装置上 a)制造厂名称、商标和出厂编号；b)检定装置的产品名称、型号及制造年月；c)制造计量器具许可证标志、编号；d)检定装置中水流方向；e)执行标准编号。8.2产品包装检定装置的包装按GB/T13384－1992《机电产品包装通用技术条件》的相关规定执行，包装箱外应按GB／191-2000的规定印刷产品型号、规格、名称、数量、体积、毛重与净重、放置方向、防潮、防震、CMC标记等标志，产品编号、厂名、厂址、生产日期等。8.3附带文件a)产品使用说明书；b)产品合格证；c)检验报告；d)检定证书及校准证书；e)装箱单。8.4运输a)检定装置的运输符合JB/T9329－1999的规定；b)检定装置按规定装入运输箱后，可用无强烈震动交通工具运输，运输途中不应受雨、霜、雾直接影响，按标志向上放置并不受挤压撞击等损伤。8.5贮存环境条件8.5.1应垫离地面至少20cm高，距离四壁应不少于1m。距离采暖设备应不少于2m。8.5.2仓库的环境条件规定：a)环境A类：＋（5～55）℃；相对湿度：＜80％b)仓库内应保持干燥，应无酸、碱、易燃、易爆、有毒性等其他化学品或腐蚀性物品存放。c)应防止强烈电磁场作用和阳光直射。'