ICS27.140 CCSK55 中华人民共和国国家标准 GB/T35717—2024 代替GB/Z35717—2017 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量 超声传播时间法 Dischargemeasurementforhydraulicturbines,storagepumpsand pump-turbines—Ultrasonictransit-timemethod 2024-05-28发布 2024-12-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 符号 3 ……………………………………………………………………………………………………… 5 测量原理 3 ………………………………………………………………………………………………… 5.1 基本原理 3 …………………………………………………………………………………………… 5.2 超声传播时间的测量 4 ……………………………………………………………………………… 5.3 声道层平均流速的计算 4 …………………………………………………………………………… 5.4 流量的计算 5 ………………………………………………………………………………………… 6 装置技术要求 6 …………………………………………………………………………………………… 6.1 测量管段选择 6 ……………………………………………………………………………………… 6.2 声道配置 6 …………………………………………………………………………………………… 6.3 测流装置 7 …………………………………………………………………………………………… 7 装置安装与调试 8 ………………………………………………………………………………………… 7.1 换能器定位安装 8 …………………………………………………………………………………… 7.2 几何参数测量 8 ……………………………………………………………………………………… 7.3 参数配置与调试 9 …………………………………………………………………………………… 8 测流数据质量评价 9 ……………………………………………………………………………………… 8.1 测量不确定度 9 ……………………………………………………………………………………… 8.2 定期跟踪评价 10 ……………………………………………………………………………………… 附录A(规范性) 声道高度与权重系数 11 ………………………………………………………………… 附录B(规范性) 流速代表性参考数据 13 ………………………………………………………………… 附录C(规范性) 圆形流道测流装置的几何参数测量 15 ………………………………………………… 附录D(资料性) 纯水中的声速 18 ………………………………………………………………………… 附录E(规范性) 不确定度评定方法 19 …………………………………………………………………… 附录F(资料性) 超声传播时间测量能力测试 21 ………………………………………………………… 参考文献 22 …………………………………………………………………………………………………… ⅠGB/T35717—2024 前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/Z35717—2017《水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量 超声传播时间法》,与 GB/Z35717—2017相比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下: ———增加了装置参数配置与调试(见7.3); ———增加了测流数据定期跟踪评价(见8.2)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国电器工业协会提出。 本文件由全国水轮机标准化技术委员会(SAC/TC175)归口。 本文件起草单位:中国计量科学研究院、国网甘肃省电力公司电力科学研究院、中国水利水电科学 研究院、北京市水资源调度管理事务中心、哈尔滨大电机研究所有限公司、河海大学、中国长江电力股份 有限公司、水利部农村电气化研究所、国电南瑞科技股份有限公司、水利部机电研究所、青岛清万水技术 有限公司、雅砻江流域水电开发有限公司、清华大学、北京华声量测科技有限公司、西安理工大学、南京 申瑞电气系统控制有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限 公司、大唐水电科学技术研究院有限公司、北京唯恩传感技术有限公司、中国电建集团西北勘测设计研 究院有限公司、国能大渡河流域水电开发有限公司、汇中仪表股份有限公司、西华大学。 本文件主要起草人:胡鹤鸣、董开松、周叶、杨卓、孟涛、覃大清、陈红、刘源、李友平、徐伟、夏洲、 潘罗平、刘秀良、冷吉强、张梁、赵越、朱德军、路鹏、郭鹏程、徐春荣、甄文喜、胡江艺、黄靖亁、朴奇焕、 张海库、赵霖、段宏江、马越、陈辉、赵伟、李正贵。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为: ———2017年首次发布为GB/Z35717—2017; ———本次为第一次修订。 ⅢGB/T35717—2024 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量的测量 超声传播时间法 1 范围 本文件描述了水轮机、蓄能泵和水泵水轮机流量测量的超声传播时间法,包括测量原理、测试方法、 装置选址与选型、装置安装与调试要求、测试数据质量评价等。 本文件适用于水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的现场流量测量,断面为圆形或矩形的有压管道,直径 或等效直径不小于0.8m。 本文件适用于采用内贴式或外插式换能器的超声传播时间法测流装置的流量测量,不适用于采用 外贴式换能器的测流装置的流量测量。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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 本文件。 GB/T35138 封闭管道中流体流量的测量 渡越时间法液体超声流量计 JJF1358 非实流法校准DN1000~DN15000液体超声流量计校准规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 超声传播时间法 ultrasonictransit-timemethod 利用超声在流体中逆流传播时间与顺流传播时间之差求出声道轴向流速,通过积分算法计算面平 均流速并与面积相乘得到流量的方法。 3.2 超声换能器 ultrasonictransducer 超声测流装置中利用压电陶瓷来实现电输出和机械振动输出相互转换的部件。 注:亦称超声探头。 3.3 内贴式换能器 built-intransducer 固定在流道内壁上的超声换能器。 3.4 外插式换能器 plug-intransducer 从流道外壁插入安装固定的超声换能器。 3.5 超声传播时间法测流装置 dischargemeasurementdeviceofultrasonictransit-timemethod 超声换能器直接安装在现有流道上,采用超声传播时间法进行流量测量的装置。 注:以下简称测流装置。 1GB/T35717—2024 3.6 声道 ultrasonicpath 超声在成对的超声换能器间传播的实际路径。 注:亦称声路。 3.7 声道长度 ultrasonicpathlength 成对换能器之间超声在水介质中传播的实际距离。 3.8 声道角 ultrasonicpathangle 声道与流道轴线之间的夹角。 3.9 声道高度 ultrasonicpathheight 声道相对于流道中心的高度。 注:声道高度的绝对值为声道与流道轴线之间的最短距离。以流道中心以上为正值,以下为负值,正好过流道中心 的为零。相对声道高度为声道高度与半径的比值。 3.10 声道高度角 ultrasonicpathheightangle 对于圆形流道,声道高度与半径比值的正弦值对应的角度,亦即利用经纬仪进行换能器安装时的俯 仰角投影到断面上的角度。 注:声道高度角的范围为-90°~90°。 3.11 换能器凸出高度 transducerprotrusionheight 换能器外形最高点到内壁的垂直距离。 3.12 凸出比 protrusionratio 换能器凸出高度与圆形流道断面直径(或矩形流道断面宽度)之比。 3.13 声道层 ultrasoniclayer 声道高度相同的两个声道所在的层面。 3.14 声道面 ultrasonicplane 声道角相同的一组声道所在的流道斜截面。 3.15 声道投影流速 ultrasonicpathprojectedvelocity 测流装置利用传播时间直接测到的流速分量。 注:亦即声道上的实际流速的线平均值投影到声道方向上的分量。 3.16 声道轴向流速 ultrasonicpathaxialvelocity 声道投影流速除以声道角的余弦值得到的流速。 注:声道轴向流速直接用于积分计算流量。 3.17 矩形断面等