JJG 370-2019 在线振动管液体密度计-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量检定规程J J G3 7 02 0 1 9在线振动管液体密度计O n-l i n eO s c i l l a t i o nT u b eL i q u i dD e n s i t yM e t e r s 2 0 1 9-1 2-3 1发布2 0 2 0-0 3-3 1实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局在线振动管液体密度计检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fO n-l i n eO s c i l l a t i o nT u b eL i q u i dD e n
2、 s i t ym e t e rJ J G3 7 02 0 1 9代替J J G3 7 02 0 0 7 归 口 单 位:全国质量密度计量技术委员会 主要起草单位:中国计量科学研究院 参加起草单位:国家石油天然气大流量计量站艾默生过程控制有限公司新疆维吾尔自治区计量测试研究院 本规程委托全国质量密度计量技术委员会负责解释J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局 主要起草人:李占宏(中国计量科学研究院)参加起草人:许常红(中国计量科学研究院)阮增荣(国家石油天然气大流量计量站)孟荟滨(艾默生过程控制有限公司)李晓宇(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)J J G3 7 02 0
3、1 9市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)3.1 术语(1)3.2 计量单位(1)4 概述(1)4.1 工作原理(1)4.2 组成(1)4.3 输出信号(2)5 计量性能要求(2)5.1 准确度等级(2)5.2 示值误差(2)5.3 重复性(2)6 通用技术要求(2)6.1 随机文件(2)6.2 铭牌和标识(2)6.3 外观(2)6.4 保护功能(3)7 计量器具控制(3)7.1 检定条件(3)7.2 在线密度计的安装(4)7.3 检定项目(5)7.4 检定方法(5)7.5 检定程序(5)7.6 计算方法(6)7.7 检定结果处理(8)
4、8 检定周期(8)附录A 压力密度瓶法(9)附录B 标准液体密度计法(1 1)附录C 油品密度温度系数表(1 2)附录D(1 82 6)钨酸钠水溶液密度温度系数表(1 3)附录E(04 0)纯水密度表(不含空气)(1 4)附录F 油品压缩系数F表(1 6)附录G 钨酸钠水溶液毛细常数表(1 8)J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录H 水压缩系数Fw表(1 9)附录I 空气密度计算公式(2 0)附录J 在线振动式液体密度计检定记录格式(2 1)附录K 检定证书/检定结果通知书内页格式(2 4)J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局引 言J J F1
5、0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则、J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义共同构成支撑本规程修订工作的基础性系列规范。本规程与J J G3 7 02 0 0 7 在线振动管液体密度计相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:增加了引言部分;删除了原公式(2),完善了拟合方程(见4.1);修改了原规程表1的准确度等级规定;完善了最大允许误差及重复性(见5.1和5.3);删除了原示意图部分;完善了检定方法分类;完善了示值误差计算(见7.7.2和7.7.3);完善了拟合系数计算的规定;完善了检定证书内页格式。本规程的历次版本发布情况:J J G3 7 02 0 0
6、7 在线振动管液体密度计;J J G3 7 01 9 8 4 工作振动管液体密度计(试行)。J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局在线振动管液体密度计检定规程1 范围本规程适用于在线振动管液体密度计的首次检定、后续检定和使用中检查。2 引用文件本规程引用下列文件:J J G8 6 标准玻璃浮计J J F1 2 2 9 质量密度计量名词术语及定义凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规程;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。3 术语和计量单位3.1 术语3.1.1 温度修正系数试验 t e m p e r a t u r ec o e f
7、 f i c i e n t s t e s t在不同温度条件下,将已知密度的液体流经在线振动管液体密度计并测量其输出值,从而获得密度计温度修正系数的试验。3.1.2 静态压力修正系数试验 p r e s s u r ec o e f f i c i e n t s t e s t在恒温及不同压力条件下,将已知密度的液体通入在线振动管液体密度计中并测量其输出值,从而获得密度计压力修正系数的试验。3.2 计量单位采用的计量单位有:千克/米3(k g/m3)、克/厘米3(g/c m3)、摄氏度()、兆帕(MP a)、微秒(s)。4 概述4.1 工作原理在线振动管液体密度计(以下简称在线密度计)是利
8、用流经振动管内的液体密度变化导致振动管的谐振频率发生改变的原理,通过测量谐振频率信号及其他相关物理量来获得液体密度的仪器。在线密度计的密度值可表述为:=f(ki,T,t)(1)式中:ki 在线密度计系数;T 密度计输出振动谐振周期,s;t 流经密度计液体温度,。4.2 组成在线密度计一般由传感器及显示仪表构成,通常传感器包括振动管、激振、拾振系1J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局统及温度测量元件。4.3 输出信号在线密度计输出信号有振动周期信号、直流电流信号或直流电压信号等。5 计量性能要求5.1 准确度等级在线密度计准确度等级分为0.1级、0.2级、0.5级和1.0级
9、,各等级对应的最大允许误差应符合表1的要求。如非采用表1所列准确度等级,其最大允许误差应符合表1的规定。表1 各准确度等级对应的最大允许误差准确度等级0.10.20.51.0最大允许误差/(k g/m3)0.1 00.2 00.5 01.0 05.2 示值误差液体流经在线密度计时在线密度计显示值与标准密度值之间的差值,示值误差应不超过表1规定的最大允许误差。5.3 重复性在线密度计的重复性不得超过该准确度等级对应的最大允许误差绝对值的1/5。6 通用技术要求6.1 随机文件6.1.1 在线密度计应有使用说明书。6.1.2 进行周期检定的在线密度计应附带上次检定证书。6.2 铭牌和标识在线密度计
10、壳体上应有铭牌,一般应注明:a)制造厂名或商标;b)产品名称及型号;c)出厂编号;d)最大工作压力;e)防爆等级(用于易燃易爆场合);f)防护等级;g)制造日期。6.3 外观6.3.1 在线密度计应外观良好,密封面平整无损伤,表面涂镀层均匀,不得有裂纹、锈蚀和剥落等现象。6.3.2 在线密度计的焊接处应光滑平整,不得有损伤。6.3.3 在线密度计的接插件等电气连接应牢固可靠,不得松动或脱落。2J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局6.3.4 在线密度计显示的字母、数字及符号应清晰整齐。6.4 保护功能对能够改变在线密度计计量性能的相关参数,应具有保护功能(如密码等)。7 计
11、量器具控制7.1 检定条件7.1.1 标准装置图1为标准装置示意图。图1 标准装置示意图1液体介质;2泵;3节流阀;4被测密度计;5温度计;6温度计;7密度计;8热交换器7.1.1.1 在线密度计标准装置(以下简称装置)及其配套仪器均应有有效的检定证书或校准证书。7.1.1.2 在线密度计检定优先采用密度计法标准装置,也可选用压力密度瓶法标准装置及标准在线液体密度计装置。压力密度瓶法标准装置及标准在线液体密度计装置的规定参见附录A和附录B。7.1.2 检定用液体7.1.2.1 检定用液体应是均匀稳定、清洁的,无可见颗粒、纤维等物质。7.1.2.2 检定用液体的黏度对在线密度计的测量影响小到可以
12、忽略,一般应小于5m P as。7.1.2.3 至少使用3种不同密度液体,液体密度值尽可能接近在线密度计工况下液体密度,最大和最小液体密度值应能够覆盖在线密度计工况下测量液体密度范围。推荐检定用液体密度及名称见表2。3J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局表2 检定用液体序号密度k g/m3液体序号密度k g/m3液体17 4 9C 1 2正构烷烃59 9 8蒸馏去离子水28 3 0航空煤油613 4 0导热油HC 5 038 5 5十二烷基苯713 4 1溴化钠溶液48 8 7甲苯814 1 0钨酸盐溶液 注:酒精水溶液也可作为检定用液体,但不作为优先选用液体。7.1.3
13、 检定环境条件7.1.3.1 温度:2 05;相对湿度7 0%。7.1.3.2 实验室无明显机械振动和磁场影响。7.1.3.3 检定液体为可燃性液体时,检定装置及辅助设备、检测场地应满足安全防爆要求。7.1.3.4 检定时应避免与在线密度计工作频率接近的其他干扰。7.1.4 设备要求7.1.4.1 检定0.1级和0.2级在线密度计时,选择密度副基准 液体密度计组或测量不确定度不大于0.0 5k g/m3(k=2)的台式振动管密度仪测量液体密度。检定0.5级和1.0级在线密度计时,选择一等标准密度计组或测量不确定度不大于0.1k g/m3(k=2)的台式振动管密度仪测量液体密度,详见表3。表3
14、液体密度测量装置液体密度计在线密度计准确度等级0.1级0.2级0.5级1.0级台式振动管液体密度仪测量不确定度不大于0.0 5k g/m3测量不确定度不大于0.1 0k g/m3玻璃密度计密度副基准 液体密度计组一等标准密度计组7.1.4.2 在线密度计入口端及出口端分别安装分辨力为0.0 0 1 的温度计,准确度不低于0.0 2。7.1.4.3 恒 温 槽 控 温 范 围(1 07 0),在 进 行 温 度 试 验 时 液 体 温 度 变 化 不 超过0.1。7.1.4.4 频率计数器的频率测量范围1 0 0H z 1MH z,灵敏度不低于2 0mV。7.1.4.5 液体静态加压装置,加压装
15、置压力测量范围为(03)MP a。准确度等级不低于0.0 5级。7.2 在线密度计的安装4J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局7.2.1 在线密度计应按照使用说明书进行安装。7.2.3 在线密度计与管道连接部分无渗漏。7.2.4 在线密度计安装应避免施加不适当的应力。7.3 检定项目首次检定、后续检定和使用中检查的项目见表4。表4检定项目首次检定后续检定使用中检查随机文件及外观+-示值误差+重复性+-注:“+”表示需要检定,“-”表示不必检定。7.4 检定方法7.4.1 外观和随机文件检查7.4.1.1 检查随机文件,应符合6.1的要求。7.4.1.2 用目测的方法检查在
16、线密度计外观,应符合6.2和6.3的要求。7.4.2 将在线密度计安装到装置上后,至少运行5m i n,待输出信号稳定后方可进行检定试验。7.4.3 检定点及检定次数进行在线密度计温度修正系数试验和静态压力修正系数试验时,记录每个试验点在不同密度-温度-压力条件下在线密度计谐振周期信号或其他输出信号不得少于6次。每组不同密度-温度-压力点重复测量2次。7.5 检定程序在线密度计检定分为温度修正系数试验和静态压力修正系数试验2个步骤。7.5.1 清洗在线密度计在线密度计必须仔细清洗(清洗过程中不得浸湿电路部分)。若管内有油污残留,须先用合适溶剂清洗,再用酒精、水清洗吹干,管壁上不得有任何异物。7
17、.5.2 在线密度计安装通电稳定后,以2 0 空气为介质,检查在线密度计振动周期值,并记录其周期Ta i r和空气密度值。7.5.3 使液体在在线密度计检定装置系统中循环,排出系统中积存的气体,然后对循环系统和液体进行恒温。7.5.4 将不同密度液体在2 0(或其他规定的密度标准温度,如1 5)和常压下依次在装置中循环,当液体温度达到(2 00.0 2)时,记录在线密度计输出谐振周期值T或与密度相关的其他信号(如密度值l或电流信号),同时记录在线密度计进口端与出口端温度计示值ti、to。用配套的玻璃浮计或台式密度仪测量相同温度条件下液体密度值r,用玻璃浮计测量液体密度时记录液体温度为th r。
18、5J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局7.5.5 在(1 06 0)范围内,选择至少2种不同密度液体,在最低和最高温度点及中间温度点分别进行恒温控制,当液体温度稳定性达到0.0 5 时,记录在线密度计输出谐振周期值Tt或与密度相关的其他信号(如密度值t或电流信号),同时记录在线密度计进口端与出口端温度计示值ti、to。同时用配套的玻璃浮计或台式密度仪测量相同温度条件下液体密度值r,用玻璃浮计测量液体密度时记录液体温度为th r。7.5.6 选择2种不同密度的液体作为介质,将其充满被检在线密度计,保证其中无混入气体,在工作压力实验范围内均匀选取至少5个压力点,使用静态加压装
19、置对液体加压,待输出信号稳定时记录相关数据Tt p(如密度值t p或电流信号),同时记录液体温度值tp及相同条件下液体密度值t pr。整个密度-温度-压力静态试验过程中温度应稳定,其稳定性应小于0.1。7.6 计算方法7.6.1 液体密度标准值计算7.6.1.1 使用标准玻璃浮计的数据计算密度计示值应考虑以下几项修正:a)玻璃浮计的标准温度为2 0,当测量液体温度值th r不等于2 0时对示值进行温度修正,温度修正值t1的计算见式(2)。t1=a(2 0-th r)(2)式中:t1 玻璃浮计的温度修正值;a 浮计测量液体的密度值;玻璃的体膨胀系数,2 51 0-6-1。b)当ti、to的平均值
20、tlth r时,对a进行修正,温度修正值t2的计算见式(3)。t2=r(th r-tl)(3)式中:t2 玻璃浮计的温度修正值;r 液体的密度温度系数,k gm-3-1。c)如果所用液体与玻璃浮计的工作用液不同时,需要对a进行毛细作用修正,毛细常数修正值a的计算见式(4)。a=(2-1)D2M10 0 0(4)式中:a 玻璃浮计毛细常数修正值,k g/m3;1 证书上给出工作用液的毛细常数,mm2;2 被测液体的毛细常数,mm2;D 被修正密度计所测点的干管平均直径,mm;液体密度,g/c m3;圆周率,取3.1 4;M 密度计质量,m g。6J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场
21、监管总局d)玻璃浮计按上缘读取示值时,则应考虑上下缘读数之差的修正量s。e)玻璃浮计的修正值为,则玻璃浮计测得液体的密度按公式(5)计算。l=a+t1+t2+a+s+(5)7.6.1.2 使用台式密度仪的测量结果作为标准密度值r。7.6.2 在线密度计系数计算方法通常在线密度计所使用的系数(含温度修正系数及静态压力修正系数),计算步骤如下:7.6.2.1 将2 0(或其他规定的密度标准温度,如1 5)下不同液体密度r及相应的在线密度计输出周期信号T构成一组方程:r 1=F(T1,ki);r 2=F(T2,ki);ri=F(Ti,ki)。通过最小二乘法计算出系数ki。7.6.2.2 将不同温度下
22、测量的液体密度r,液体温度t及相应的在线密度计输出周期信号Tt,构成一组方程:r 1=S(Tt1,t1,ki,Kt);r 2=S(Tt2,t2,ki,Kt);ri=S(Tt i,ti,ki,Kt)。利用最小二乘法计算得出温度修正系数Kt。7.6.2.3 将不同压力、温度下测量的液体密度t pr,液体温度tp、压力P及相应的在线密度计输出周期信号Tt p,构成一组方程:t pr 1=D(Tt p1,tp1,P1,ki,Kt,Kt p);t pr 2=D(Tt p2,tp2,P2,ki,Kt,Kt p);t pri=D(Tt p i,tp i,Pi,ki,Kt,Kt p)。利用最小二乘法计算得出温
23、度修正系数Kt p。7.6.3 也可根据不同规格型号在线密度计提供的密度计算公式,利用最小二乘法得到各项系数。7.6.4 示值误差的计算在线密度计各检定点各次检定的示值误差,计算见式(6)。Ei=mk=1t km-ni=1lin(6)式中:t k 被检在线密度计示值,k g/m3;li 液体密度标准值,k g/m3。7J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局7.6.5 重复性的计算在线密度计各检定点的重复性Eri的计算见式(7)。Eri=(Ei)m a x-(Ei)m i n(7)式中:(Ei)m a x 密度计第i检定点的最大示值误差;(Ei)m i n 密度计第i检定点的
24、最小示值误差。7.6.6 对于在线密度计的温度及压力修正系数需要重新标定的,按照最小二乘法依据生产厂提供的密度-温度-压力计算公式进行拟合计算得到新的系数。在线密度计示值误差及重复性按照新计算的参数重新计算。7.7 检定结果处理经检定合格的在线密度计发给检定证书,不合格的在线密度计发给检定结果通知书。检定结果通知应注明不合格的项目。检定证书内页信息见附录K。8 检定周期对准确度等级为0.1级和0.2级的在线密度计,检定周期一般为1年,其他一般为2年。8J J G3 7 02 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录A压力密度瓶法A.1 压力密度瓶法装置配套设备要求A.1.1 不锈钢压力密度瓶A.
25、1.2 准确度等级为级的电子天平,天平最大秤量满足密度瓶装满液体时的最大质量称量要求。A.1.3 在线密度计入口端及出口端分别安装分度值为0.0 0 1的温度计。A.1.4 0.1级压力表,压力测量范围为(05)MP a。A.1.5 恒 温槽 控 温 范 围(1 07 0),在 进 行 温 度 试 验 时 液 体 温 度 变 化 不 超 过0.0 5。A.1.6 频率计数器的频率测量范围1 0 0H z 1MH z,灵敏度不低于2 0mV。A.1.7 液体静态加压装置,加压装置压力测量范围为(03)MP a。准确度等级不低于0.0 5级。压力密度瓶法测量装置的不确定度不大于被检在线密度计最大允
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