ICS07.060 N93 中华人民共和国国家标准 GB/T11828.4—2011 水 位测量仪器 第4部分:超声波水位计 Instrumentsforstagemeasurement— Part4:Ultrasonicstagegauge 2011-12-30发布 2012-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T11828《水位测量仪器》分为七个部分: ———第1部分:浮子式水位计; ———第2部分:压力式水位计; ———第3部分:地下水位计; ———第4部位:超声波水位计; ———第5部分:电子水尺; ———第6部分:遥测水位计; ———第7部分:水位测针。 本部分为GB/T11828的第4部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分由中华人民共和国水利部提出。 本部分由全国水文标准化技术委员会水文仪器分技术委员会(SAC/TC199/SC1)归口。 本部分由水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、南京水利水文自动化研究所、宁 波北仑华赛液压器材有限公司负责起草,全国工业产品生产许可证办公室水文仪器及岩土工程仪器审 查部参加起草。 本部分主要起草人:张玉成、肖坚、石明华、林薇、李薇、冯讷敏、戴建国、房灵常。 ⅠGB/T11828.4—2011 水位测量仪器 第4部分:超声波水位计 1 范围 GB/T11828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。 GB4208 外壳防护等级(IP代码) GB/T9359 水文仪器基本环境试验条件及方法 GB/T9969 工业产品使用说明书 总则 GB/T17626.5 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T17626.8 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验 GB/T18185 水文仪器可靠性技术要求 GB/T18522.2 水文仪器通则 第2部分:参比工作条件 GB/T19677 水文仪器术语及符号 GB/T19705 水文仪器信号与接口 GB/T27993 水位测量仪器通用技术条件 3 术语和定义 GB/T19677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 ultrasonicstagegauge 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 liquidmediumultrasonicstagegauge 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 gasmediumultrasonicstagegauge 以空气为超声波传播介质的超声波水位计(3.1)。 3.2 声路 acousticpath 超声波在介质中定向传播时有效覆盖的区域。 1GB/T11828.4—2011 4 产品分类及结构组成 4.1 产品分类 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 产品结构组成 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℃~40℃; 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℃~50℃; b) 相对湿度:≤95%(40℃时)。 5.1.2 气介式 工作环境要求如下: a) 温度:-10℃~50℃; b) 相对湿度:≤95%(40℃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: 0~1m、0~5m、0~10m、0~20m、0~40m及以上。 5.2.1.2 气介式 测量范围可分为: 0~5m、0~10m、0~20m。 5.2.2 分辨力 0.1cm、0.5cm、1.0cm。 2GB/T11828.4—2011 5.2.3 盲区 5.2.3.1 液介式 不大于0.5m。 5.2.3.2 气介式 不大于0.8m。 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±3cm。 5.2.5 重复性标准差 应小于最大允许误差的0.5倍。 5.2.6 计时误差 计时误差应满足GB/T27993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12V直流电源,允许偏差-15%~10%;交流电源为220V,允许 偏差±20%,频率50Hz。 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5MΩ,机壳与交流电源线之间应不小于10MΩ。 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1000V电压,历时 1min,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。 3GB/T11828.4—2011 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/T19705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16000h。 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/T18522.2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℃~40℃; 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。 4GB/T11828.4—2011 6.3.2 测量误差 按6.2的规定,在10m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10m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=∑n i=1(xi-x) n-1…………………………(1) 式中: s———重复性标准差; xi———第i次测量的结果; n———每个水位测点上的测试次数(本标准n=6); x———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15d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500V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1000V,并保持1min,应无击穿和闪弧现象,随后,将试验电压 降到零值。 6.3.9 抗电磁干扰 按GB/T17626.8规定的方法进行试验。 6.3.10 防雷 按GB/T17626.5规定的方法进行试验。 6.3.11 工作环境、贮存环境 按GB/T9359规定的方法进行试验。 5GB/T11828.4—2011 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30min,试验后探头应正常。 6.3.13 外壳防护等级 按GB4208规定的方法进行试验。 6.3.14 机