水量量测设备计量检定/校准标准现状及需求分析

徐红，邓湘汉，王建文

（中国水利水电科学研究院标准化研究中心，北京100038）

水量量测设备计量检定/校准标准现状及需求分析

徐红，邓湘汉，王建文

（中国水利水电科学研究院标准化研究中心，北京100038）

计量检定规程/校准规范是评定量测设备计量特性的技术依据，本文以明渠和管道中使用的流量计、流速仪、水位（深）计、特设量水设施、水工建筑物等水量量测设备的计量检定/校准标准为主要对象，研究总结我国水量量测设备计量检定/校准标准的现状和存在的主要问题，分析了水量量测设备计量检定/校准标准需求，提出20项急需制/修订的水量量测设备计量检定规程/校准规范，为我国水量量测设备计量检定/校准技术标准的近期及中长期发展提供依据。

水量量测设备；计量；检定；校准

1 研究背景

《中华人民共和国水法》第四十九条规定：“用水应当计量”。为贯彻落实我国最严格的水资源管理制度，实现水资源合理配置，首先需要做到水量计量的准确可靠。检定和校准是水量量测设备量值溯源的传统方式，是量测设备实现量值统一的基本手段。《中华人民共和国计量法》（简称“计量法”）第十条规定：“计量检定必须执行计量检定规程”。若为确定计量器具的示值误差或确定有关其他计量特性，以实现溯源性，可以依据计量校准规范进行校准。计量器具的检定规程/校准规范是评定量测设备计量特性的技术依据，在计量量值传递和量值溯源方面起着举足轻重的作用。研究水量量测设备计量检定/校准标准的现状及需求分析，为广大取用水户提供更全面、更系统的水量量测设备计量检定/校准服务依据，为水量量测设备计量检定规程/校准规范标准的制/修订工作做好技术支撑，为水利行业开展水量计量工作提供参考依据。

2 水量量测设备检定/校准标准现状

“计量法”自颁布实施以来，水量量测设备的产品种类大幅增加，检定规程/校准规范的制定步伐也明显增快。随着我国市场经济的发展和加入WTO的需要，按照市场经济发展的客观要求、WTO/ TBT协议原则，在总结生产实践经验、吸收有关研究成果、借鉴国外先进相关技术标准的基础上，我国水量量测设备计量检定/校准技术标准的建设也进入了一个全面发展的新阶段。截至2012年12月31日，经国家质量监督检验检疫总局、水行政主管部门及其他相关行业部门、地方政府计量行政部门颁布的现行有效的水量量测设备检定规程/校准规范共29项，其中包括国家计量检定规程/校准规范17项，水利部门计量检定规程/校准规范3项，其他部门计量检定规程/校准规范1项，地方计量检定规程/校准规范8项。我国水量量测设备现行有效检定规程/校准规范详见表1。

从表1中可以看出，适用于管道满管流的水量量测设备现行有效检定规程/校准规范为22项。由于管道横断面尺寸规则，流体的横截面面积由管道尺寸决定，单独使用流量计便可测出流量，所以管道水量量测设备主要为流量计，且现有检定规程/校准规范已基本覆盖了国内市场上常用的流量计类型。

明渠水量量测设备的现行有效检定规程/校准规范为7项。由于明渠的过水断面随着水位变化而不同，其流量测量方法一般均由两个测量参数组成：流速和水位（过水断面面积），所以，明渠的水量计量测量设备实则多为组合装置［1-2］，检定规程/校准规范对应的测量设备主要为流速仪、水位（深）计、特设量水设施等。超声波流量计由于具有大口径、现场安装、在线标定等特点，在保证测量准确度的同时提高了管网的输水效率，目前已广泛应用于水利行业的明渠、河道的流量计量中。

3 检定/校准标准存在的主要问题

水量量测设备计量检定规程/校准规范除了存在有些标准交叉重复、制/修订滞后、标准质量有待进一步提高等共性问题之外，还存在一些个性问题。

3.1 检定/校准标准缺位目前，水量量测设备的种类已近100种，但现行有效的检定规程/校准规范只有29部，仍有大量的水量量测设备检定规程/校准规范处于空白，尤其大口径、高端的精密水量量测设备缺乏相应的检定规程/校准方法［4-5］。水量量测设备具有不能拆卸且无法在室内标准装置上开展检定的实际应用特点［3］，导致有些水量量测设备虽已颁布检定规程/校准规范，仍无法满足其检定/校准的需求。为确保量值的准确可靠，计量主管部门应尽快组织有关部门编制科学、实用的水量量测设备检定规程或校准规范。

3.2 技术指标规定不明确国家计量检定规程是国家的计量技术法规，它的作用是规范和指导关系国计民生的计量检定工作，其重要性不言而喻，因此，计量检定规程在制定过程中应考虑全面。有些流量计检定规程未对流量计的重要技术指标（流量、流速、管径）的应用范围给出具体规定或说明，尤其在计量性能要求、检定方法的选取等方面应力求符合实际使用情况，以确保检定规程的可操作性。

3.3 现场工作条件与室内检定条件差别较大水量量测设备使用现场的实流工况及直管段要求与室内标准设置的检定条件存在较大差异，且检定规程的检定用流体通用条件一般规定为“检定介质与实际使用介质的密度、粘度等物理参数相接近”，检定规程应注重检定结果与现场实际条件相结合，需修正到现场实际工况黏度下的测量误差，但目前国内尚未建立针对介质物理参数变化的装置来验证介质物理参数变化给流量计测量精度带来的影响量，需有待今后开展相关研究工作。

3.4 检定/校准的适用范围过小有些流量计检定规程/校准规范存在标准适用范围过小的问题，如《超声波流量计检定规程》（JJG1030-2007）只适用时差法超声流量计，而对于多普勒超声流量计则无法使用。《非实流法校准DN1000～DN15000液体超声流量计校准规范》（JJF1358-2012）只适用于以时差法为工作原理的封闭管道用液体接触式多声道超声流量计的非实流校准，而无法对市场上较为常用的外夹式超声流量计进行校准。今后还需对流量计检定规程或校准规范的适用范围进一步补充完善。

4 检定/校准标准需求分析

4.1 常规流量计检定/校准标准需求《速度式流量计检定规程》（JJG198-1990）和《差压式流量计检定规程》（JJG640-1994）分别包括了8类速度式（涡轮、涡街、旋进旋涡、电磁、速度差法和多普勒法超声波、分流旋翼式、激光多普勒、插入式）、9类差压式（孔板、锥形入口孔板、1/4圆孔板、偏心孔板、圆缺孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘里管、文丘里喷嘴）流量计的检定方法，该类检定规程是将各种流量计放在一起形成的笼统的检定标准，对每类流量计检定的叙述都不够详尽和准确，虽然经过多次修订并将部分速度式、差压式流量计按不同类型分别单独制定了检定规程，但仍不能满足流量计的检定需求。建议将目前市场上使用的量大面广、仍未制定检定规程的不同类型的速度式、差压式流量计，待检定技术成熟后分别单独制定检定规程，如《均速管流量计检定规程》、《文丘里管流量计检定规程》、《孔板流量计检定规程》等。同时，对流量计的现场校准需求越来越大［6-7］，有待今后对水量量测设备开展在线校准研究工作并制定流量计在线校准规范。

4.2 大口径流量计校准规范需求近年来，随着大口径流量计在取水工程及供水工程中的广泛应用［8-9］，大口径流量计非实流标定技术得到迅速发展［10-11］，国家计量技术监督部门一直致力于开展大口径水量量测设备的校准技术研究，并颁布实施了标准《非实流法校准DN1000～DN15000液体超声流量计校准规范》（JJF1358-2012）。水利部水文部门在水量计量研究方面有较大的专业优势，应尽快研究制定相关的水量量测设备计量校准技术标准，如《明渠超声波流量计在线校准规范》、《管道水大流量计在线校准规范》等，以满足水量计量标准化工作的需求。

4.3 流速仪、水位计检定/校准标准需求流速仪是明渠流量测验中应用最多、最经典的量水设备，尤其是转子式流速仪使用得最多，水利部门制定了《转子式流速仪计量检定规程》（JJG（水利）001-2009）。随着水量量测技术的发展，声学多普勒流速仪、电波流速仪、电磁流速仪及声学时差法流速仪在明渠流量测量得到了广泛的应用。液位测量采用超声液位计（多用于非满管、暗渠）、气泡式液位计（多用于明渠）、声波液位计、压力式液位计等，通过对照水位-流量关系曲线得出流量。因此，水利部门应加快研究、补充完善流速仪、水位计的检定/校准标准，以满足水利部门水量计量数据的准确可靠。

4.4 特设量水设施检定/校准标准需求《明渠堰槽流量计检定规程》（JJG711-1990）适用于明渠标准量水堰槽及与堰槽配接水位传感器或水位流量显示仪表构成的明渠流量计的检定，检定规程颁布至今已有20余年，随着明渠流量测量技术的发展，新型量水堰槽和水位计已在明渠流量测量中投入使用，因此，水利部已组织对现有检定规程进行修订，补充了梯形薄壁量水堰、长喉道量水槽（量水槛）、抛物线形喉口量水槽、孙奈利槽、超声波水位计等新型量水堰槽和水位计的检定方法，并编制完成了《明渠堰槽流量计计量检定规程》报批稿。对于新型量水堰槽和水位计如U形长喉道量水槽、V形宽顶堰、直壁式量水槽、文丘里水槽、机翼形量水槽、帕尔默-玻鲁斯水槽、遥测水位计、雷达水位计等还有待开展深入研究其检定方法。

4.5 水工建筑物检定/校准标准需求利用水工建筑物量水可以省去建筑专门特设量水设施的费用，在河渠流量测量中由于数量可观得到广泛应用，且随着计算机技术的发展，量测手段的提高，利用水工建筑物量水的准确度得以提升，但水工建筑物量水设施检定规程的制定仍处于空白，所以，有关部门应加快研究制定相关的检定规程或校准规范，确保量水设施量值的可溯源性。

我国水量量测设备计量检定规程/校准规范标准需求详见表2。

5 结语

研究分析我国水量量测设备计量检定/校准的技术标准现状、存在的主要问题，深入分析水量量测设备计量检定/校准标准需求，指出目前仍有大量的水量量测设备由于缺乏相应的检定/校准标准，导致仪器处于无法开展量值溯源的状态，国家质量监督检验检疫总局、水利部会同其他有关部门应在开展大量调研总结标准需求的基础上，不断补充和完善流量计、流速仪、水位计、水工建筑物量水设施等水量量测设备检定/校准标准，并提出20项急需制修订的水量量测设备计量检定规程/校准规范，为水量量测设备检定规程/校准规范标准的制修订工作做好技术支撑，为我国水量量测设备计量检定/校准技术标准的近期及中长期发展提供依据。

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Research advances in Verification/Calib ration Standards of w ater flow m easuring apparatus

XU Hong，DENG Xiang-han，WANG Jian-wen
（China InstituteofWater Resourcesand Hydropower Research，Beijing 100038，China）

The verification/calibration standards can assess the metrological characteristics of measuring appa⁃ratus.In open channels and closed conduits，the main measuring apparatus for water flow includes liquid flowmeters，rotating element current-meters，stage gauge，open channel weirs and flumes，and hydraulic structures.An overview of the current status of verification/calibration standards of water flow measuring ap⁃paratus is presented in this paper，and the main problems of standards are analyzed.In the end，20 stan⁃dards for water flow measuring apparatus that are in need of immdeiate reformulation were proposed，which provide the basis for medium and long-term plan of verification/calibration standards of water flow measur⁃ing apparatus.

measuring apparatus for water flow；measurement；verification；calibration

P335

A

10.13244/j.cnki.jiwhr.2014.01.014

1672-3031（2014）01-0081-05

（责任编辑：王学凤）

2013-11-22

水利部公益性行业科研专项（201001049）

徐红（1981-），女，山东聊城人，博士，工程师，主要从事计量认证研究。E-mail：xuhong@iwhr.com