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1、JJF（建材）xxx-xxxx中华人民共和国工业和信息化部建材计量技术规范JJF（建材）xxx-xxxx被动活塞式气体流量标准装置 校准规范Calibration Specification for Passive Piston Gas Flow Provers（征求意见稿）xxxx-xx-xx发布 xxxx-xx-xx实施中华人民共和国工业和信息化部 发 布JJF（建材）xxx-xxxx被动活塞式气体流量标准装置校准规范Calibration Specification for Passive Piston Gas Flow Provers 归口单位：中国建筑材料联合会主要起草单位：北京市劳
2、动保护科学研究所参加起草单位： 本规范主要起草人： 参加起草人：目 录引 言II1 范围12 引用文件13 术语与计量单位13.1 术语13.2 计量单位24 概述24.1 工作原理24.2 用途35 计量特性35.1 流量范围35.2 测量不确定度35.3 计时器35.4 测温、测压变送器36 校准条件36.1 标准器36.2 环境条件46.3 介质47 校准项目和校准方法47.1 校准项目47.2 校准方法48 校准结果表达79 复校时间间隔8附录A（校准报告内页格式 分量溯源）9附录B（校准报告内页格式 直接测量）10附录C（校准记录格式 分量溯源）11附录D（校准记录格式 直接测量）1
3、3附录E（示值误差的不确定度评定）15引 言本规范是针对被动活塞式气体流量标准装置制定的计量校准规范。本规范的编写以JJF 1001-2011 通用计量术语及定义、JJF 1004-2017 流量计量名词术语及定义、JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则为基础和依据。本规范主要技术指标参考了JJG 209-2010体积管计量检定规程、JJG 586-2013皂膜流量计检定规程、JJF 1586-2016主动活塞式标准装置校准规范、OIML R119：1996用于测量非水液体的活塞装置缸体 体积管（Pipe provers for testing measuring systems
4、 for liquids other than water）、JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示等技术法规、标准。本规范为首次制订。I被动活塞式气体流量标准装置校准规范1 范围 本规范适用于测量被动活塞式气体流量标准装置（简称被动活塞装置）的计量特性校准。2 引用文件JJF 1001-2011 通用计量术语及定义JJF 1071-2010 国家计量校准规范编写规则JJF 1004-2017 流量计量名词术语及定义JJG 209-2010体积管计量检定规程JJG 586-2013皂膜流量计检定规程JJF 1586-2016主动活塞式标准装置校准规范JJG 180-2002电子
5、测量仪器内石英晶振振荡器检定规程JJG349-2001通用计时器检定规程GB/T 1219-2000几何量技术规范长度测量器具JJG 1130-2015几何量测量设备校准中的不确定度评定指南JJG 41-2016数字温湿度计检定规程JJG 860-2015压力传感器（静态）检定规程JJF 1183-2007温度变送器校准规范JJG 882-2015压力变送器检定规程JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示JJF 1240-2010 临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置校准规范JJG 165-2005 钟罩装置气体流量标准装置JJG 259-2005 标准金属量器JJG 643-20
6、03 标准表法流量标准装置OIML R119：1996用于测量非水液体的活塞装置缸体 体积管（Pipe provers for testing measuring systems for liquids other than water）凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本方法；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本方法。3 术语与计量单位3.1 术语引用文件中相关术语适用于本规范。3.1.1 活塞 piston在气流驱动下沿缸体轴线运动的圆盘形或圆柱形固体部件。3.1.2 缸体 cylinder活塞在其中进行直线往复运动，横截面为圆形的圆筒形透明部件，一般采用高硼硅玻璃或者石英材
7、料制作而成。3.1.3 有效容积 effective volume两组光电传感器之间缸体内部体积，该体积为标准装置特定参数，为定值。3.1.4 标准容积 standard volume在标准状况下（20，101.325kPa）的容积。3.1.5 有效时间 effective time活塞通过两组光电传感器之间的时间。3.1.6 有效直径 effective diameter活塞外径或气缸内径。3.1.7 有效距离 effective distance活塞通过两组光电传感器之间的距离。3.1.8 体积流量 volume flow被动活塞装置体积流量。3.1.9 标准流量 standard flo
8、w被动活塞装置标准流量。3.2 计量单位3.2.1 长度单位：米，符号m；或毫米，符号mm。3.2.2 容积单位：立方米，符号m3；或升，符号L；或毫升，符号mL。3.2.3 流量单位：升每分，符号L/min；毫升每分，符号mL/min。3.2.4 时间单位：小时，符号h；分钟，符号min；秒，符号s。3.2.5 压力单位：帕斯卡，符号Pa；或千帕，符号kPa。3.2.6 温度单位：摄氏度，符号；或卡尔文，符号K。4 概述4.1 工作原理 被动活塞装置一般由固体活塞、透明缸体、气流控制开关、光电传感器、温度压力变送器以及控制电路等组成。工作时气流控制开关关闭，气流推动固体活塞沿着透明缸体向上运
9、动；当活塞经过第一级光电传感器时，开始计时；当活塞经过第二级光电传感器时，计时结束；此时气流控制开关打开，气流从旁路通过，活塞在重力作用下自然下落至缸体底部，完成一次流量测量；待校准设备体积流量为两组光电传感器之间体积与时间的商。常见被动活塞装置系统结构如图1所示。图1 被动活塞装置系统结构图4.2 用途 被动活塞装置主要用于气体采样、气源、流量测量等设备的检定、校准、测试。5 计量特性5.1 流量范围 被动活塞装置的最大流量由有效容积与最短测量时间的比值确定，最短测量时间一般不大于1s，另外还需考虑精度。最小流量由有效容积与最长测量时间确定，被动活塞装置最长测量时间一般不大于10min。5.
10、2 测量不确定度校准结果应给出被动活塞装置流量测量不确定度。5.3 计时器 计时器的分辨率等于或优于0.001s，应带有晶振信号输出口，且晶振8h的稳定度等于或优于110-5。5.4 测温、测压变送器 被动活塞装置选用的温度和压力变送器应满足装置测量不确定度要求。6 校准条件6.1 标准器被动活塞装置使用的标准器应具有有效的检定或校准证书。被动活塞装置校准中不确定度评定应包含校准标准器所引入的不确定度分量。6.1.1 分量溯源法 可用三坐标测量机，或选用汽缸内径校准内径千分尺，外径千分尺或尺等测量有效容积；可用频率检定校准仪等标准校准计时器；可用标准温度计等校准温度变送器；可用气体压力控制器校
11、准器等校准压力变送器。6.1.2 直接测量法 可用钟罩流量标准装置、主动活塞标准装置等标准器对被动活塞装置进行直接流量校准。6.2 环境条件 校准时的环境条件要求见表1和表2。表1 校准时环境条件温度范围/相对湿度/%大气压力/kPa1822407086106表2 校准时温度/气压变化被动活塞装置扩展不确定度Ut（k=2）一次校准过程中介质变化/大气压力的变化/Pa等于或优于0.5%0.1201%及以下0.2406.3 介质 工作介质必须为气体，一般为空气。7 校准项目和校准方法7.1 校准项目 被动活塞装置校准项目见表3。表3 校准项目一览表项目常规或操作检查校准外观+流量范围+测温、测压变
12、送器+计时器+密封性+有效容积+体积流量+标准流量+注：“+”表示应检项目。7.2 校准方法7.2.1 观察项目 外观检查和资料审查：a) 被动活塞装置外观、安装、设计是否符合相关要求；b) 配套设备是否符合5.3、5.4要求；c) 参数设置、使用说明书、相关证书是否一致。7.2.2 密封性试验按被动活塞装置结构和用途进行试验。堵住被动活塞装置进出气口，在气路控制开关关闭条件下将装置倒置，用秒表之类计时器记录活塞在缸体自由下落情况。7.2.3 分量溯源法对于新制造的被动活塞式气体流量标准装置，分量溯源是确定被动活塞装置测量不确定度的常用方法。被动活塞装置的体积流量计算按照公式（1）计算，对其分
13、量溯源就是需要对有效时间、有效直径和有效距离这3个物理量进行测量并分别计算不确定度，流量不确定度由这3个不确定度进行合成。Q=Vt=d2h4t （1）式中：Q体积流量，mL/min；V有效容积，mL；t有效时间，min；圆周率；d有效直径，cm；h有效距离，cm。7.2.3.1 计时器晶振8h稳定度校准。将计时器晶振输出信号接到标准计时器的外晶振输入口，接通电源。预热后，每隔1h读一次频率值fi/Hz（i=1,2,8）。Ef=fmax-fminf0100% （2）式中：Ef 晶振稳定性，%；fmaxfi最大值，Hz；fminfi最小值，Hz；f0 标准频率值，Hz；7.2.3.2 尺寸测量尺寸测量首先确定被动活塞装置气缸内径或活塞外径的有效直径，一般按照如下程序和要求：a) 确定活塞装置和量具在测量环境下已达到温度平衡；b) 依据活塞装置装配图，确定计量段高度，将计量段高度等分为若干个测量截面m（m3）；c) 在每个测量面沿圆周测量n（n5）个直径。按公式（3）计算平均直径：di=1nj=1ndij1+-pT-20 （3）式中：di 第i个测量截面20下的平均直径，cm；dij 第i个测量截面的第j次测量，cm；、p量具、活塞材料线膨胀系数，-1；T 测量时环境温度，；d) 按公式（4）计算活塞或缸体有效直径d：d=1mi=1mdi
