超声波液位计国家标准

1   范围
GB/ T 11828 的本部分规定了超声波水位计的术语和定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规 则、标志及使用说明书、包装、运输、贮存。本部分适用于测量江河、湖泊、水库、渠道等水体水位的超声波水位计。
 
2   规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。
GB 4208    外壳防护等级(lP  代码)
GB/ T 9359 水文仪器基本环境试验条件及方法
GB/ T 9969 工业产品使用说明书总则
GB/ T 17626.5 电磁兼容试验和测量技术     浪涌(冲击)抗扰度试验
GB/ T 17626.8 电磁兼容试验和测量技术     工频磁场抗扰度试验
GB/ T 18185   水文仪器可靠性技术要求
GB/ T 18522.2 水文仪器通则      第 2 部分:参比工作条件
GB/ T 19677   水文仪器术语及符号
GB/ T 19705   水文仪器信号与接口
GB/ T 27993   水位测量仪器通用技术条件
 
3   术语和定义
GB/ T  19677 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
超声波水位计  ultrasonic stage gauge
利用超声波在遇到不同密度的介质分界面时发生反射，通过测定传播时间来测量水位的仪器。
3.1.1
液介式超声波水位计   liquid medium ultrasonic stage gauge
以水体为超声波传播介质的超声波水位计 (3. 1) 。
3.1.2
气介式超声波水位计   gas medium  ultrasonic  stage gauge
以空气为超声波传播介质的起声波水位计 (3. 1) 。
3.2声路   acoustic path
超声波在介质中定向传播时有效覆盖的区域。
4   产晶分类及结构组成
4. 1   产晶分类
按照超声波传播介质的不同，可分为液介式超声波水位计和气介式超声波水位计。
4.2    产晶结掏组成
超声波水位计主要由超声换能器、超声发收控制处理部分、数据处理显示记录部分、电源及信号传输电缆组成。
 
5  要求
5. 1   工作环境
5. 1. 1 液介式
5. 1. 1. 1  水下工作环境
水下工作环境要求如下:
a) 温度 :0 "C 40 "C;
b) 应能承受不小于1. 5 倍的工作水压力。
5. 1.1.2 水上工作环境
水上工作环境要求如下:
a) 温度 :-10 "C 50 "C;
b) 相对湿度:运 95% (40 "C时)。
5. 1.2  气介式
工作环境要求如下
a) 温度 :-10 "C -50 "C;
b) 相对湿度:<=95%(40 "c时)。
5.2   主要技术参数及要求
5.2.1  测量范围
5.2.1.1   液介式
测量范围可分为:
0 1 m 、0 5 m 、0 10 m 、0 20 m 、0 40 m 及以上.
5.2.1.2  气介式
测量范围可分为:
0 5 m 、0 10 m 、0 20 m.
  5.2.2   分辨力
0.1 cm 、0.5 cm 、10. cm.
5.2.3盲区
5.2.3. 1  液介式
不大于 0.5 mo
5.2.3.2   气介式
不大于 0.8 mo
5.2.4准确度
在测量范围内，以静水施测的结果为准，超声波水位计的最大允许误差应不大于正负3cm。
5.2.5  重复性标准差
应小于最大允许误差的 O.5 倍 。
 
5.2.6  计时误差
计时误差应满足 GB/T 27993 的规定。
5.2.7外观及结构
5.2.7. 1  仪器表面应清洁、无脱漆、无锈蚀。换能器粘结面应牢固，不应有脱落现象    。
5.2.7.2   仪器结构应便于安装、调整、使用和维修。
5.2.8 电源
供电电源可用直流或交流，推荐 12 V 直流电源，允许偏差一 15% 10 % ; 交流电源为 220 V ，允许 偏差土 20 % ，频率50 Hz.
5.2.9信号传输
超声换能器(或超声换能器及超声发收控制部分)至数据处理显示记录部分之间，若采用专用电缆 连接，其最大传输距离应不小于100m
5.2.10绝缘电阻
液介式换能器两信号线之间应不小于 5 Mn，机壳与交流电源线之间应不小于10 Mn。
5.2.11抗电强度
使用交流供电的超声波水位计，在交流电压输入回路与主机外壳之间施加 1 000  V 电压，历时1 min ，应保证不出现击穿和飞弧现象。
5.2.12 抗电磁干扰
应具有较强的抗电磁干扰性能 。
5.2.13 防雷要求
应采用可靠的避雷措施。
5.2.14 密封性要求
5.2.14. 1 液介式超声波水位计探头部分应能承受不小于1.5倍的工作水压力。
5.2.14.2  气介式超声波水位计室外部分应能承受 IP54 防护等级的要求。
5.2.15 信号及接口要求
应满足 GB/T 19705 的规定。
5.2.16 其他要求
5.2.16.1  应具备声速补偿、消除波浪影响功能。
5.2.16.2 应具备预置换能器安装高程、实时时间、测量周期等参数的功能。
5.2. 16.3 数据存储容量可根据预置的测量周期确定，一般宜为180d以上。
5.2. 17   机械环境适应性
在包装状态下，应能适应运输、装卸、搬运过程中可能出现的振动、自由跌落等情况。
5.2. 18   可靠性要求
超声波水位计的可靠性特征量以平均无故障工作时间 (MTBF) 表示，即在满足仪器正常维护条件 下，其平均无故障工作时间应大于 16 000 h。
6  试验条件和方法
6.1    试验条件
6.1.1  参比试验条件
应满足 GB/T 18522.2 的规定。
6. 1.2 实际试验条件 实际试验条件应满足以下要求:
a) 温度 :0 "C -40 "C;
b) 相对湿度 :40%-95% 。
 
6.2    试验要求
6.2.1  气介式水位计应在专用测试台上进行试验，该试验台应能固定传感器，试验台或被测试水位应 能在测量范围内升降。
6.2.2  液介式水位计在水位试验台进行试验，水位试验台宽度和深度应符合试验要求，底部和水下侧 壁应光滑平整。
6.2.3  测试时，声路应不能受到干扰。
6.2.4  测试过程中不得对被测试的超声波式水位计进行调整。
6.3    试验方法
6.3.1  外观及结构
目测。
6.3.2  测量误差
按 6.2 的规定，在 10 m 测量范围内，模拟水位升降两个全程，比测点每米不少于 2 个，分别记录每 个测试点的标准水位值和被测试水位计的水位测量输出值，计算差值，取绝对值最大者  。
6.3.3  盲区
根据 5.2.3  规定的盲区指标，模拟水位升降，用激光测距仪测量换能器至水面的距离，当换能器至 水面的距离至盲区时，记录超声波水位计显示数值，计算误差。
6.3.4  重复性标准差
按 6. 2 的规定，在 10 m 测量范围内，选择某一水位测点，在相同的工作条件下，保持水位测点不变， 共进行 6  次测试，记录被测试水位计的各次水位测量输出值并按式(1)计算。此试验应在不同水位测点 上重复进行 3 次，取最大值。
s =                           ( 1 )
式中:
s 一一重复性标准差;
Xi -一一 第 z 次测量的结果;
n  一一每个水位测点上的测试次数(本标准 n =6) ;
X 一- 6 次测量结果的算术平均值。
6.3.5   计时误差
在室内对计时部分进行不少 于 15 d 的不间断运行 。
6.3.6   电压拉偏
用调压器将工作状态下的额定电压拉偏至最大允许偏差值，进行6.3.2的试验。
6.3.7   绝缘电阻
用万用表测量液介式换能器两信号线之间的绝缘电阻，用500 V兆欧表测量交流电源端子与机壳 之间的绝缘电阻。
 
6.3.8    抗电强度
用耐压测试仪，缓慢地将电压升到 1 000 V ，并保持1 min ，应元击穿和闪弧现象，随后，将试验电压 降到零值。
6.3.9    抗电碰干扰
按 GB/ T 17626.8 规定的方法进行试验 。
6.3.10   防雷
按 GB/ T 17626. 5 规定的方法进行试验。
6.3. 11  工作环境、贮存环境
按 GB/ T 9359 规定的方法进行试验 。
6.3. 12    密封性
将超声波水位计探头部分放入压力容器中，施加规定的水压力，保持 30 min ，试验后探头应正常。
6.3. 13   外壳防护等级
按 GB 4208 规定的方法进行试验。
6.3. 14   机械环境适应性
6.3.14.1 振动
在包装状态下，设置振动系统的扫频振动频率为 10 Hz-150  Hz-10  Hz 、扫频速度为1倍频程/ mm 、加速度为2  g ，进行 2 个周期/单轴的振动试验.试验后包装箱不变形、不开裂，开箱后受试样品不 应有变形、松脱及损伤，功能应正常。
6.3.14.2 自由跌落
在包装状态下，选取跌落高度为 30  cm ，以自由落体方式跌落在平整坚硬的混凝土面或钢面上，跌 落次数为 三次，试验后包装箱不变形、不开裂，开箱后受试样品不应有变形、松脱及损伤，功能应正常。
6.3.15   可靠性
可靠性试验可按 GB/ T 18185 的规定进行。
7   检验规则
7. 1    出厂检验
7. 1.1   批量生产的超声波水位计，应逐台进行出厂检验。
7. 1.2   出厂检验应按 6.3.1、6.3.2 、6.3.3 、6.3.5 、6.3.7 、6.3.12 的规定逐项进行。
7. 1.3   每台超声波水位计检验合格后，应签发产品检验合格证后方可出厂。
7.2   型式检验
7.2. 1    有下列情况之 一时，应进行型式检验:
a)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定;
b)正式批量生产后，如结构、材料、工艺等有较大改变可能影响产品性能时;
c)正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进行 一次检验;
d)产品停产两年后恢复生产时;
e)出厂检验结果与上次型式试验有较大差异时; 国家质量技术监督机构提出进行型式检验要求时。
7.2.2 型式检验应按本部分的规定进行全性能检验。
7.2.3  型式检验的样品应从经出厂检验合格的产品中随机抽取，一般数量为 三 台，少于三 台时应全部 检验。
7.2.4 可靠性试验不作为型式检验项目，可通过专项试验进行.
7.2.5 在型式检验中，若有两台或两台以上不合格时，则判该批型式检验不合格:若有一台不合格时， 则应加倍抽样进行不合格项目复栓，其后仍有不合格时，则判该批型式检验不合格;若全部检验合格，剔 除样品中不合格品后，该批型式检验产品应判为合格 。
7.2.6  经过型式检验的超声波水位计需要更换易损件时，应在更换后再进行出厂检验，合格后方能出厂    。
8   标志、使用说明书
8. 1   标志
8. 1.1 产品标志
超声波水位计应在其显著部位设有铭牌，并清晰标明以下内容:
一一产品名称、型号;
-一生产厂家及商标:
-一出厂编号及日期 。
8. 1.2 包装标志
外包装箱的表面应标志以下内容:
-一仪器型号及名称;
-一制造厂名; 二一制造厂地址;
-一仪器数量;
→一箱体尺寸 (mm) ;
-一净重或毛重 (kg);
-一运输作业安全标志; 一一一生产许可证编号;
-一执行标准号等。
8.2 使用说明书
应满足 GB/T 9969 的规定 。
9   包装、运输、贮存
9. 1   包装
9. 1.1 包装箱应经济、美观、坚 实可靠 。
9. 1.2 换能器和主机应分箱或分格包装，有衬垫措施，保证箱内零、部件不   互相碰撞、摩擦 。
9. 1.3 包装箱间隙内应填入干燥、柔软材料，应有防潮、防尘、防震等防护措施 。
9. 1.4 包装时，周围环境及包装箱内应清洁、干燥。
9. 1.5 随同装箱的技术文件应有装箱单、产品合格证、使用说明书等 。
9.2 运输
包装好的超声披水位计应能适应各种运输方式 。
9.3 贮存
9.3. 1 应贮存在干燥、通风、防晒和元化学物质侵蚀的室内环境中。
9.3.2 应能在温度 -40 "c 60 .C 、相对湿度不超过90%的环境中贮存 。

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