标准编号:	HJ 15-2019
中文名称:	超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法
英文名称:	Technical specifications and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter
行业分类:	HJ    环境保护行业标准
发布机构:	中华人民共和国生态环境部
发布日期:	2019-12-24
实施日期:	2020-3-24
标准状态:	valid
替代旧标准:	HJ/T 15-2007 环境保护产品技术要求 超声波明渠污水流量计
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符数:	11000 字
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Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative. This standard is prepared with a view to implementing the Environmental Protection Law of the People's Republic of China and the Law of the People's Republic of China on Prevention and Control of Water Pollution, protecting ecological environment, guaranteeing human health and standardizing the technical performance for ultrasonic open channel sewage flowmeter. This standard specifies the technical specifications, performance indexes and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter. This standard was issued in 1996 for the first time, and the original drafting organizations are Chongqing Huazheng Hydrologic Instrument Co., LTD and other two units. This standard was firstly revised in 2007, and this edition is the second revision. The following main content has been revised with respect to HJ/T 15-2007: ——The standard name has been revised as Technical specifications and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter; ——The requirement of automatic identification of water flow regime in the original standard has been deleted; ——The requirement of trouble-free running time in the original standard has been deleted; ——The test procedures for error of liquid level and flow rate error have been modified; ——The requirements of stage accuracy and flow rate accuracy have been added; ——The requirements of comparison errors of stage and flow rate have been added; ——The interval drift requirements have been added; ——The requirements of minimum maintenance cycle have been added; ——The specific testing methods for each index have been added; ——The distinction between primary instrument and secondary instrument has been defined. From the implementation date of this standard, HJ/T 15-2007 Technical requirement for environmental protection product — Supersonic flowmeters of wastewater shall be abolished. This standard is formulated under the organization of the Department of Ecological Environment Monitoring and the Department of Laws, Regulations and Standards under the Ministry of Ecology and Environment of the People's Republic of China. This standard was approved by the Ministry of Ecology and Environment on December 24, 2019. This standard has been implemented since March 24, 2020. The Ministry of Ecology and Environment is responsible for the explanation of this standard. Technical specifications and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter 1 Application scope This standard specifies the technical specifications, performance indexes and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter. This standard is applicable to the production design, application selection and performance test of ultrasonic open channel sewage flowmeter. This standard is applicable to the ultrasonic open channel sewage flowmeter (hereinafter referred to as "the flowmeter") for flow rate measurement using weirs and flumes for flow measurement complying with the requirements in JJG 711. 2 Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this standard. For undated references, the valid edition applies. GB 3836.1 Explosive atmospheres — Part 1: Equipment — General requirements GB/T 13306 Plates GB/T 17214.1 Industrial-process measurement and control equipment — Operating conditions — Part 1: Climatic conditions JJG 711 Verification Regulation of Weirs and Flumes for Flow Measurement 3 Terms and definitions For the purpose of this standard, the following terms and definitions apply. 3.1 ultrasonic open channel sewage flowmeter instrument that measures the liquid level at the designated position of the weirs and flumes in open channel (excluding the weirs and flumes) by ultrasonic principle and calculates the flow rate according to the standard equation 3.2 weirs and flumes for flow measurement device for flowmeter measurement, which consists of upstream and downstream proximal sections, weir bodies and stage observation facilities 3.3 flow rate liquid volume passing through a cross-section of flow in an open channel per unit of time 3.4 stage elevation value obtained calculated from the elevation of the measuring reference point (or zero point) plus the distance of a certain liquid level. 3.5 error of liquid level deviation between the liquid level measured by flowmeter and the measured value of a standard ruler 3.6 flow rate error deviation between the flow rate measured by flowmeter and the theoretical flow rate 3.7 voltage adaptability deviation between the measured value and the reference value of the liquid level measured by the instrument at the same height under different voltages 4 Technical requirements 4.1 Basic composition of flowmeter A flowmeter generally consists of a primary instrument and a secondary instrument, as shown in Figure 1: Figure 1 Schematic diagram of flowmeter composition Primary instrument: It transmits and receives ultrasonic waves, converts these signals into sequence electrical signals, and then conveying them to the secondary instrument. Secondary instrument: It calculates liquid level height through sequence electrical signals and flow rate through a liquid level-flow rate equation, and can display, store and output the measurement results. 4.2 Basic requirements 4.2.1 The identification of the instrument shall comply with the requirements specified in GB/T 13306, and plates shall be fixed in appropriate obvious positions, which shall have the following identification: a) Name and address of the manufacturer; b) Name, model and specification of the instrument; c) End-of-manufacturing number; d) Date of manufacture; e) Measurement range; (f) Operating conditions. 4.2.2 The surface coating of the flowmeter shall be sprayed evenly and has anti-corrosion function without peeling, rusting or scratching. The probe shall be well-sealed. The connecting part shall be fastened reliably. The potentiometer and screws used during adjustment shall be varnished after assembly. The flowmeter shall have anti-corrosion function. 4.2.3 For the application in the environment with explosion-proof requirements, the flowmeter shall meet the explosion-proof technical requirements in GB 3836.1 and be provided with the corresponding explosion-proof qualification certification. 4.2.4 The dielectric strength of the flowmeter shall enable it to withstand continuous voltage test with 50Hz, 1,500V AC RMS for 1 min between the power supply incoming line and the casing, without flashover and breakdown. The insulation resistance between power supply incoming line and casing shall be ≥ 20MΩ. 4.3 Functional requirements 4.3.1 The flowmeter shall have functions of displaying and printing instantaneous stage, instantaneous flow rate, cumulative flow rate and its total measuring time (min or h). Besides, the functions of data memory and storage of the flowmeter are necessary, with the shortest time to keep the existing data in its shutdown state no less than 1 year. 4.3.2 Furthermore, the functions of automatically locking the flow rate calculation parameters and storing data of the flowmeter shall be provided, so as to prevent artificially changing memory data such as the flow rate calculation parameters of the instrument, existing cumulative flow rate and accumulated measuring time. 4.3.3 The modification of the flowmeter key parameters (change of weirs and flumes, calibration stage and calibration time) shall be recorded in the operation log of the instrument, which shall be kept for at least 1 year. 4.3.4 The flowmeter shall have a digital output interface or an analog output interface. 4.3.5 The relevant requirements of the weirs and flumes for flow measurement are implemented according to JJG 711, and the parameters in the flow rate calculation equation of the weirs and flumes may be verified by the standard verification device for open channel flow rate.

Foreword i 1 Application scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Technical requirements 5 Requirements for performance indexes 6 Testing of performance indexes 7 Random data

HJ 中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 15-2019 代替HJ/T 15-2007 ______________________________________________________________________________ 超声波明渠污水流量计技术要求 及检测方法 Technical specifications and test procedures for ultrasonic open channel sewage flowmeter (发布稿) 本电子版为发布稿。请以中国环境出版集团出版的正式标准文本为准。 2019-12-24发布 2020-03-24实施 生态环境部 发布 前言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，保护生态环境，保障人体健康，规范超声波明渠污水流量计的技术性能，制定本标准。 本标准规定了超声波明渠污水流量计的技术要求、性能指标及检测方法。 本标准首次发布于1996年，原标准起草单位为水利部重庆水文仪器厂等3家单位，第一次修订为2007年，本次为第二次修订。 本次修订的主要内容如下： ——名称修改为《超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法》； ——删除原标准中自动识别水流流态的要求； ——删除原标准中无故障运行时间的要求； ——修改了液位测量误差和流量测量误差的检测方法； ——增加了液位精密度和流量精密度的要求； ——增加了液位比对误差和流量比对误差要求； ——增加了期间漂移要求； ——增加了最小维护周期要求； ——增加了各指标检测的具体方法； ——明确了一次仪表和二次仪表的区分。 自本标准实施之日起，《环境保护产品技术要求超声波明渠污水流量计》(HJ/T 15-2007)废止。 本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。 本标准生态环境部2019年12月24日批准。 本标准自2020年3月24日起实施。 本标准由生态环境部解释。 超声波明渠污水流量计技术要求及检测方法 1 适用范围 本标准规定了超声波明渠污水流量计的技术要求、性能指标和检测方法。 本标准适用于超声波明渠污水流量计的生产设计、应用选型和性能检测。 本标准适用于采用符合JJG 711要求的标准量水堰槽进行流量测量的超声波明渠污水流量计(以下简称“流量计”)。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB 3836.1 爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求 GB/T 13306 标牌 GB/T 17214.1 工业过程测量和控制装置工作条件 第1部分：气候条件 JJG 711 明渠堰槽流量计试行检定规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 超声波明渠污水流量计 ultrasonic open channel sewage flowmeter 指采用超声波原理测量明渠堰槽指定位置液位，并按照标准公式计算流量的仪表，不包含堰槽部分。 3.2 标准量水堰槽 weirs and flumes for flow measurement 由上下游行近段、堰体和水位观测设施组成的用于流量计测量的装置。 3.3 流量 flow rate 指单位时间内通过明渠某一过水断面的液体体积。 3.4 液位 stage 指从测量基准点(或零点)高程算起，加上某一液面的距离后所得到的高程值。 3.5 液位测量误差 error of liquid level 指流量计液位测量示值与标准直尺测量值之间的误差。 3.6 流量测量误差 flow rate error 流量计流量显示值与理论流量值之间的误差。 3.7 电压稳定性 voltage adaptability 仪器在不同的电压下测量同一高度的液位，测定值与参考值之间的误差。 4 技术要求 4.1 流量计的基本组成 流量计一般由一次仪表和二次仪表组成，如图1所示： 一次仪表 二次仪表 图1 流量计组成示意图 一次仪表：发射并接收超声波，并将接收到的超声波信号转换为时序电信号传送给二次仪表。 二次仪表：通过时序电信号计算液位高度，根据液位一流量公式计算流量，显示、存储、输出测量结果。 4.2 基本要求 4.2.1 仪器的标识应符合GB/T 13306规定的要求，应在适当的明显位置固定标牌，其上应有如下标识： a) 制造厂名称、地址； b) 仪器名称、型号规格； c) 出厂编号； d) 制造日期； e) 测量范围； f) 工作条件。 4.2.2 流量计的表面涂层应喷涂均匀，不得有剥皮、生锈或划痕，具有防腐功能。探头应密封完好。联接部分应紧固可靠。调节时使用的电位器、螺钉在装配完毕后，应点上清漆。流量计应具有防腐蚀功能。 4.2.3 流量计应用于有防爆要求的环境中时，应符合GB 3836.1中有关防爆技术要求，取得相应的防爆合格认证。 4.2.4 流量计的绝缘强度应满足在电源进线与机壳之间应能承受50 Hz，1500 V交流有效值连续1 min电压试验，无飞弧和击穿现象。电源进线与机壳之间绝缘电阻应≥20 MΩ。 4.3 功能要求 4.3.1 流量计应具有显示及打印瞬时液位、瞬时流量、累积流量及该累积流量的计量总时间(min或h)的功能。流量计应具有数据记忆、贮存功能，在其停机状态下保持已有数据的最短时间应不小于1年。 4.3.2 流量计应具有自动锁定流量计算参数和存储数据功能，防止人为更改仪器流量计算参数和已有累积流量、累积计量时间等内存数据。 4.3.3 流量计变更堰槽、校准液位、校准时间等关键参数的修改要在仪器的运行日志里做相应的记录，应至少保存1年的记录。 4.3.4 流量计应具有数字量输出接口或模拟量输出接口。 4.3.5 量水堰槽的有关要求参照JJG 711执行，量水堰槽流量计算公式中的参数可通过明渠流量标准检定装置检定给出。 4.4 环境适应性要求 4.4.1 流量计一次仪表应符合GB/T 17214.1中户外场所(D1级)的要求。 4.4.2 流量计二次仪表应符合GB/T 17214.1中掩蔽场所(C1级)的要求。 4.4.3 流量计应在被测介质表面无泡沫或无其他漂浮物质存在的条件下工作。 5 性能指标要求 流量计在严格按照规范安装并符合JJG 711要求的量水堰槽的前提下，应满足表1规定的性能指标。 表1 流量计性能指标 性能指标 技术要求 检测方法 液位测量误差 ≤3 min 6.3.1 流量测量误差 ≤2％ 6.3.2 液位精密度 ≤0.5％ 6.3.3 流量精密度 ≤0.5％ 6.3.4 期间漂移 ≤1％ 6.3.5 电压稳定性 ≤1％ 6.3.6 液位比对误差 ≤4 mm 6.3.7 流量比对误差 ≤5％ 6.3.8 计时误差 ≤0.5‰ 6.3.9 最小维护周期 ≥168 h 6.3.10 6 性能指标检测 6.1 检测用设备 6.1.1 流量计实验室检测装置：由高度卡尺(测量范围0～1000 mm，最小刻度值小于0.5mm，不确定度小于0.5 mm)、反射板(平面度不超过0.1 mm，带指针，能指示反射板的高度位置)和一次仪表组成，如图2所示。 流量计一次仪表 高度卡尺 指针 反射板 图2 流量计实验室检测装置 6.1.2 明渠流量比对装置：可采用液位计(液位测量精度≤1 mm)加标准流量计算公式的方式进行现场比对。 6.1.3 秒表。 6.2 检测条件 环境温度：5℃～40℃； 相对湿度：65％±20％； 电源电压：交流电压，220 V±22 V； 电源频率：50 Hz±0.5 Hz。 6.3 检测方法 6.3.1 液位测量误差 利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，将反射板移动至高度卡尺0 mm处，流量计液位归零。依次移动反射板在高度卡尺最大刻度(1000mm)的20％，50％，80％处分别停留1次，再依次反向移动反射板在高度卡尺80％，50％，20％处分别停留1次。记录各流量计液位示值Hi，计算液位示值和高度卡尺刻度值 的差值绝对值的最大值作为液位测量误差，按公式(1)计算。 (1) 式中：δ——液位测量误差，mm； Hi——第i次停留处的流量计液位示值，mm； ——第i次停留处的高度卡尺示值，mm； i——测定顺序号，i＝1，2，3，4，5，6。 6.3.2 流量测量误差 利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，按如下步骤检验流量测量误差： a) 设置流量计堰槽为90°三角堰(p/B取0.2)； b) 把高度卡尺调到零点，校正流量计液位零点； c) 把高度卡尺依次调到堰槽允许的最大液位高度的20％、50％、80％处，待流量计示值稳定后，分别记录流量显示值； d) 设置流量计堰槽为矩形缺口薄壁堰(堰宽0.5 m，渠宽取1.0 m，p取0.25 m)，设置完成后重复b、c步骤，记录流量显示值； e) 设置流量计堰槽为4号巴歇尔槽，重复b、c步骤，记录流量显示值。 计算流量显示值与流量理论值的最大差值相对于量程值的百分率作为流量测量误差，按公式(2)计算。 (2) 式中：△Qn——第n种堰槽的流量测量误差，％； Qni——第n种堰槽不同液位高度流量显示值，m3/h； Qns——第n种堰槽不同液位高度的流量理论值，m3/h。 6.3.3 液位精密度 利用流量计实验室检测装置，将流量计一次仪表固定在高度卡尺上方的支架上，将反射板移动至高度卡尺0 mm处，流量计液位归零。将反射板移动至高度卡尺最大刻度(1000 mm)的80％处，液位示值稳定后记录流量计液位示值，然后把反射板移动至高度卡尺零刻度，再次移动至高度卡尺最大刻度(1000 mm)的80％处，稳定后记录流量计液位示值，如此重复测量6次。计算6次液位测定值相对标准偏差作为液位精密度，按公式(3)计算。 (3) 式中：SH——液位精密度，％； Hi——第i次液位测定值，mm； ——n次液位测定值的平均值，mm； n——测定次数，n＝6； i——测定顺序号，i＝1，2，3，4，5，6。 6.3.4 流量精密度 利用流量计实验室检测装置，按如下步骤检验流量精密度： a) 把流量计堰槽类型设置为4号巴歇尔槽； b) 把高度卡尺调到零点，校正流量计液位零点； c) 把高度卡尺调到400 mm处，等流量计示值稳定后，记录流量显示值，再把高度卡尺调到零点； d) 按上述步骤c重复测定6次，记录流量显示值。 计算6次测定值相对标准偏差作为流量精密度，按公式(4)计算。 (4) 式中：SQ——流量精密度，％； Qi——第i次流量测定值，m3/h； ——n次测定值的平均值，m3/h； n——测定次数，n＝6； i——测定顺序号，i＝1，2，3，4，5，6。 6.3.5 期间漂移 将流量计堰槽设置为4号巴歇尔槽，将一次仪表固定在一定高度，液位校准至400 mm，稳定10 min后，记录流量初始显示值，流量计通电持续运行，期间不允许进行任何维护、校准，168 h后记录流量最终显示值，最终显示值与初始显示值的相对偏差绝对值作为期间漂移，按公式(5)计算。 (5) 式中：△Q——期间漂移，％； Qa——流量初始显示值，m3/h； Qb——流量最终显示值，m3/h。 6.3.6 电压稳定性 将流量计堰槽设置为4号巴歇尔槽，将一次仪表固定在一定高度，液位校准至400 mm，将输入电压调为220 V，记录流量显示值作为初始值；调节流量计电源电压至242 V，显示稳定后记录流量显示值；调节流量计电源电压至198 V，显示稳定后记录流量显示值；按照下列公式计算电压变化引起的相对误差，取两个电压下相对误差的较大值作为流量计电压稳定性的判定值，按公式(6)计算。 (6) 式中：△QV——电压稳定性误差，％； Qs——220 V时流量显示值，m3/h； Qi——242 V和198 V时流量显示值，m3/h。 6.3.7 液位比对误差 分别用明渠流量比对装置和被测流量计测量同一水位观测断面处的液位值，进行现场比对检测，每分钟读取6次数据，连续读取30 min，分别计算明渠流量比对装置和被测流量计的液位均值，按公式(7)计算。 △Hi＝|Hx—Hs| (7) 式中：△Hi——液位比对误差，mm； Hx——被测流量计测量液位值均值，mm； Hs——明渠流量比对装置测量液位值均值，mm； 6.3.8 流量比对误差 分别用明渠流量比对装置和被测流量计测量同一水位观测断面处的瞬时流量，进行现场比对检测，待数据稳定后，开始计时，计时30 min(或累计流量大于100 m3)，分别读取明渠流量比对装置在该时段内的累积流量和被测流量计在该时段内的累积流量，按公式(8)计算。 (8) 式中：△Q——流量比对误差，％； Qs——明渠流量比对装置累计流量显示值，m3； Qi——被测流量计累计流量显示值，m3。 6.3.9 计时误差 在流量计正常工作条件下，读取并记录流量计的显示时间T0作为起始时间，同时启动秒表开始计时，当流量计连续运行48 h后，分别读取和记录流量计显示时间T1及秒表显示时间T2，按公式(9)计算计时误差。 (9) 式中：△T——计时误差，‰； T0——流量计起始显示时间； T1——计时结束时流量计显示时间； T2——计时结束时秒表显示时间。 6.3.10 最小维护周期 在流量计测试的168 h内，不能对流量计进行任何维护，流量计不能出现影响流量运行和测量的任何故障，如出现故障则该项检验不合格。 7 随机资料 仪器的说明书等随机资料应至少包括以下内容：仪器原理、仪器构造图、现场安装条件及方法、仪器操作方法、部件标识及注意事项、仪器校准及使用方法、常见故障处理、日常维护说明等。 ____________________