GB/T 21699-2008 直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法

Ics07．060

N93

圆雷

中华人民共和国国家标准

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GB／T

直线明槽中的转子式流速仪

检定／校准方法

Verification／calibrationmethodof

rotating—element

currentmetersintank

straightopen

2008-07—0

2008—04—09发布1实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局学焘

中国国家标准化管理委员会况11’

21699--2008

GB／T

刖吾

本标准的附录B、附录C为规范性附录，附录A为资料性附录。

本标准由中华人民共和国水利部提出。

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。

本标准主要起草单位：水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心，南京水利水文自动

化研究所、太原理工天成科技股份有限公司、辽宁省防汛仪器检测中心。

本标准主要起草人：姚永熙、李刚、张元义、苏斌、何生荣、王慷、陆旭。

21699--2008

GB／T

直线明槽中的转子式流速仪

检定／校准方法

1范围

本标准规定了转子式流速仪检定／校准的原理、设备、程序、方法、证书、资料及流速仪检定槽(以下

简称“检定槽”)的验收等内容。

本标准适用于转子式流速仪的检定／校准，包括在明渠中测速用的旋桨式、旋杯式流速仪和实验室

用的微转子式流速仪。

注：本标准未考虑流速仪在直线静水槽中移动检定／校准与在紊流水体中定点测量流速所存在的差别，以及水温和

含沙量等介质的影响所产生的误差。

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，其最新版本适用于本标准。

11826

GB／T2002转子式流速仪

19677

GB／T2005水文仪器术语及符号

50095—1998

GB／T水文基本术语和符号标准

3术语和定义

GB／T19677--2005和GB／T50095--1998确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3．1

speed

起转速度starting

使转子开始连续稳定转动的最低水流速度，符号为‰。

3．2

临界速度criticalspeed

流速仪检定曲线图中，低速曲线过渡到直线部分的转折点处的水流速度，符号为仇。

3．3

screw

pitch

水力螺距hydraulic

转子每转一周，水质点移动的距离，符号为b。

3．4

constant

仪器常数instruments

与仪器转子结构和摩阻力有关的附加系数，符号为n。

3．5

currentmeter

标准流速仪standard

用于检定槽之间、或与其他流速仪进行比测的一种检定过的性能稳定、准确度较高的专用流速仪。

3．6

effort

爱泼尔效应epper

槽中由流速仪及其悬挂设备一起向前运动产生的波峰，可使湿润断面高度增加，减少了相对速度，

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GB／T

这种现象称为爱泼尔效应。

注：转子式流速仪检定／校准活动常用的相关符号、代号等参见附录A。

4检定／校准的原理

在横断面均匀一致的直线静水槽中，在轨道上行驶的检定车以规定的若干稳定速度牵引流速仪，使

固定安装在测杆上的流速仪在静水中行进，测定检定车的速度和流速仪转子的转速，对这两组数据用方

程式以及图表建立相关关系。

5检定／校准设备

5．1检定／校准设备的组成

检定／校准设备由直线静水槽(检定槽)、检定车、轨道、控制系统、通信系统、数据处理系统、安全系

统以及供排水系统等组成。

5．2检定槽槽体尺寸

5．2．1检定槽槽体大小的确定

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。

5．2．2检定槽长度

检定槽长度包括加速段、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过

允许值，因此所需长度将由流速仪的型式、信号的产生及传输方式和检定方法来决定。

5．2．3检定槽水深

检定槽体的水深可影响试验的结果，尤其当牵引速度与水面波的传播速度一致时，影响更大。这个

临界速度。。取决于槽内水深，由式(1)给出：

。。一厢

式中：

g重力加速度，单位为米每二次方秒(m／s2)；

d水深，单位为米(m)。

检定槽体的水深应按最高检定速度来选定。选择时应保证或是使最高检定速度处于产生干扰的临

界流速之前，或是使最高检定速度远远超越这个临界区域。

5．2．4检定槽宽度

检定槽体的宽度应根据最高检定速度和同时检定的流速仪数量来确定。由于在狭窄的水槽里爱泼

尔效应表现得更为明显，当流速在0．5v。至1．5仉范围内，可引起检定误差。

爱泼尔效应的大小决定于流速仪和悬吊设备的形状尺寸，并与水槽横断面面积有关。当使用流线

型测杆检定很小的流速仪时，可忽略其影响。

5．3检定车

5．3．1检定车型式

检定车可采用拖曳式和自推进式两种驱动方式，推荐使用自推进式检定车。检定车上装有电动驱

动设备，经传动系统使检定车沿轨道运行，自动调速系统保证车速稳定。

5．3．2导向方式

应采用单轨导向轮导向，以保证检定车沿轨道作稳定直线运行。

5．3．3检定车变速方式和车速变化率

5．3．3．1为保证车速稳定，检定车应采用先进的车速控制及调速技术。一般采用无级变速方式。

5．3．3．2检定车速度在测量段运行过程中应保持相对稳定，车速变化率要求分二级，见表1。其置信

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GB／T

水平为99％。

表1检定车速变化率％

速度级／(m／s)

等级

≤o．1o．1～o．5≥o．5

1．oo．8o．4

2．o1．OO．6

检定车速变化率(e)用式(2)计算：

8一监丛×100％

-o‘

式中：

2

。：——检定车瞬时速度，单位为米每秒(m／s)。当车速小于0m／s时，可用10s为测速单位；大

于等于0．2m／s时，应用1s为测速单位；

饥——检定车在测量段内运行的平均速度，单位为米每秒(m／s)。

5．3．3．3检定车应定期测试速度以验证其稳定性。

5．4检定车轨道

为使检定车在轨道上平稳地运行，导向基准轨的安装精确度应符合下列要求。副轨的水平面的高

度偏差／xh应符合表2的要求，副轨的距离偏差AS可放宽0．5倍。

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。推荐应用斜口接缝，接缝问距应不大于2mm，接缝处不平度应不大于

0．1mm。

轨道安装精确度要求分为二级，见表2。

表2轨道安装精确度单位为毫米

项目

等级每测量点每测量点

△^△S

士o．30土o．50

士0．50士1．00

注：曲——各测量点对水平面的高度偏差；

△S——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。

轨道底座应有轨道位置调整装置。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。

轨道应保持清洁，无锈迹、油污。

5．5数据测量

检定／校准流速仪时，需同时测定下列三个数据：

a)检定车行驶距离；

b)流速仪转数；

c)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。

距离的测量应精确到0．1％以内，置信水平为99％。

时间的测量应精确到0．1％以内，置信水平为99％。

3

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GB／T

流速仪转数的测量应精确到0．1％以内，置信水平为99％。

5．6其他设备

5．6．1为减小安装流速仪的测杆对水体的扰动，应采用流线形截面的测杆。

5．6．2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：

a)消波装置；

b)维持水的洁净和避免藻类生长的设备。

5．6．3为了行车安全，在检定槽两端应有自动制动停车、防撞缓冲消能等安全装置。

5．6．4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。

5．6．5传输动力或信号的滑线应平直光滑，保证电刷与其接触良好，在运行中不得出现掉电或漏信号

现象。采用无线传输信号时，应采取有效的抗干扰措施。

5．6．6车上操作时，应有可靠的保障人身安全的防护设施。

6检定／校准程序

6．1检定／校准工作内容

6．1．1一般应包括流速仪检定／校准速度范围、临界速度、检定／校准公式的a、b值、检定／校准公式的

使用范围、全线相对均方差或各速度级相对误差。可用检定／校准表格形式代替检定／校准公式，根据不

同流速仪的要求也可提供低速关系曲线。

6．1．2确定检定／校准速度上限的能力，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。

6．2检定／校准准备工作

6．2．1对检定／校准设备作必要的例行检查，确保运行安全、测得数据正确可靠。

6．2．2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，以及信号质量等。

m～o．8

6．2．3仪器入水深度应为0．6m。如检定槽水位降低应及时补充。

6．2．4流速仪安装在测杆上采用固定方式安装。测杆在支承套、座上的固定都必须牢固可靠。

6．2．5流速仪信号导线应紧贴测杆，使扰动水流程度为最小。

6．2．6流速仪入水时应缓慢进行，以免扰动水体。

6．2．7安装流速仪时，其水平轴向应与检定槽轨道平行，偏差应不大于2．5。。当转动测杆180。时，其

偏差应仍在此范围内。

6．2．8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应不大于2．5。。

6．2．9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。

6．3检定／校准方式

6．3．1低速段检定／校准要求

低速段可以编组检定／校准。按检定槽宽度和技术要求，将若干架流速仪编为一组，低速段可以同

m。

时安装检定／校准。流速仪之间以及与槽壁间的净距应大于0．5

6．3．2中、高速段检定／校准架次要求

中、高速段每次检定／校准一架流速仪。

6．3．3检定／校准速度程序要求

检定车按速度程序级，从低速到高速逐级递增，完成每测点采样后，