ICS07.060 N93 中华人民共和国国家标准 GB/T11828.5—2011 水 位测量仪器 第5部分:电子水尺 Instrumentsforstagemeasurement— Part5:Electronicgauge 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部分: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5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、宁波北仑华赛液压器材有限公 司、太原理工天成电子信息技术公司负责起草,水利部南京水利水文自动化研究所、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、冯讷敏、李志刚、林薇、石明华。 ⅠGB/T11828.5—2011 水位测量仪器 第5部分:电子水尺 1 范围 GB/T11828的本部分规定了电子水尺的术语和定义、产品结构组成、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、渠道等水体水位的电子水尺。 2 规范性引用文件 下列文件中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/T9359—2001 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—1999 电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T17626.8—2006 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/T19704 水文仪器显示与记录 GB/T19705 水文仪器信号与接口 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 电子水尺 electronicgauge 模拟传统的人工观测水尺,水尺测体在水位变幅范围内,采用电子技术,自动进行水位测量,并将水 位信号传送至与之配套的显示记录装置的水位测量仪器。 3.2 触点式电子水尺 point-contactgauge 利用尺面上的触点探测水体表面位置的电子水尺(3.1)。 3.3 电容式电子水尺 capacitivegauge 采用测量电容原理探测水体表面位置的电子水尺(3.1)。 3.4 静磁栅式电子水尺 magnetostaticgridgauge 采用静磁栅绝对编码技术探测水体表面位置的电子水尺(3.1)。 1GB/T11828.5—2011 3.5 磁致伸缩式电子水尺 magnetostrictivegauge 采用磁致伸缩测量原理探测水体表面位置的电子水尺(3.1)。 3.6 测量盲区 unmeasurablearea 距离电子水尺上下顶端较近的不能感测水面位置的区域。 4 产品分类与结构组成 4.1 产品分类 电子水尺可分为触点式、电容式、静磁栅式和磁致伸缩式。电容式又包括电容感应式和容栅式 两种。 4.2 产品结构组成 电子水尺由测体(传感器)、信号接口和显示记录装置组成,其测体的具体结构如下: a) 触点式:一般由电子电路和壳体等部分组成,电子电路密封在壳体内,外观一般为直尺型,水尺 表面带有均匀分布的金属触点。尺面上可印制水尺特有的间隔黑白条或蓝白条刻度。可以一 体式,也可分体级联式。可直接读取水尺刻度。 b) 电容感应式:主要由电容式探头、传感器本体以及引线三部分组成,且密闭在一个整体内。外 观与触点式电子水尺大致相同。 c) 容栅式:主要由容栅数显标尺、测量电路等部分组成。水位数据直接从容栅数显标尺读取。 d) 静磁栅式:主要由静磁栅源与静磁栅尺两部分结合组成,静磁栅源与静磁栅尺一般为分离式, 两者平行,单边有源,可动部件分离且高度密封。可以一体式,也可分体级联式。 e) 磁致伸缩式:主要由测杆、变送器和套在测杆上的浮球组成。浮球内装有磁钢。测杆有刚性杆 和柔性杆,刚性测杆由不锈钢管或其他耐腐蚀材料制成。柔性测杆在使用时保证处于直线 状态。 5 技术要求 5.1 工作环境 5.1.1 温度:-10℃~50℃,所测环境水体应不结冰。 5.1.2 显示记录装置的工作环境相对湿度应不大于95%。 5.2 主要技术参数 5.2.1 测量范围 0~0.5m的整数倍。 5.2.2 分辨力 5.2.2.1 毫米级水尺:1mm或5mm。 5.2.2.2 厘米级水尺:1cm。 2GB/T11828.5—2011 5.2.3 最大水位变率 应不低于40cm/min。 5.2.4 测量盲区 磁致伸缩式电子水尺的上端盲区应不大于100mm,下端盲区应不大于60mm。 5.2.5 准确度 电子水尺的准确度及各个准确度等级的允许误差见表1,置信水平应不小于95%。 表1 准确度 准确度等级 最大允许误差 毫米级1 ±1mm 2 ±2mm 3 ±5mm 厘米级 1 ±1.0cm 5.2.6 回差 应小于最大允许误差。 5.2.7 重复性误差 应小于最大允许误差的0.5倍。 5.2.8 计时误差 与电子水尺相配套的显示记录装置,应记录与水位数据对应的时间数据,其计时允许误差应满足 表2的规定。 表2 计时允许误差 记录周期 d允许误差 min 30 ±2 90 ±4 180 ±6 360 ±9 5.2.9 外观 电子水尺表面应清洁、标识清晰,无脱漆、无锈蚀。紧固件不应有松动、损坏现象。直尺型测体及刚 性测杆不应有弯曲、变形现象。尺面上如果印有水尺观测刻度,则应符合水尺的刻度规定。 5.2.10 材料及密封性 电子水尺结构应满足潮湿及水下环境的防护要求,测体一般应采用不吸水且防锈蚀材料制成,使用 3GB/T11828.5—2011 其他材料时应作表面防锈蚀处理,且整个传感器应良好密封,并可承受额定工作水压力的1.5倍。 5.2.11 电源 电源应采用直流供电,推荐采用直流12V,允许偏差-10%~15%。显示记录装置可采用220V (50Hz)交流供电,允许偏差±10%。 5.2.12 静态值守电流 应不大于3mA。 5.2.13 绝缘性能 采用交流供电的显示记录专用装置,其电源端和接地端之间的绝缘电阻应不小于10MΩ。 5.2.14 显示与记录 与电子水尺配套的显示记录装置应符合GB/T19704规定的要求。 5.2.15 信号及接口 电子水尺传感器的信号输出接口应符合GB/T19705规定的信号及接口要求。 5.2.16 抗干扰 电子水尺应具有较强的抗电磁、降雨、降雪、泥沙等干扰的能力。其中抗电磁干扰能力应不低于 GB/T17626.8—2006的二级试验标准。 5.2.17 防雷 电子水尺及其电路应采用可靠的避雷措施,其防止雷击浪涌损坏的防护等级应不低于 GB/T17626.5—1999的三级防护试验要求。 5.2.18 抗波浪 电子水尺应采取一定的抗波浪措施,保证其测量的水位数据的准确性。 5.2.19 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。 5.2.20 可靠性 电子水尺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,电子 水尺的平均无故障工作时间应大于8000h。 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。 4GB/T11828.5—2011 6.1.2 实际试验条件 a) 温度:0℃~40℃; b) 相对湿度:40%~95%。 6.2 主要试验设备 主要试验设备包括: a) 水位试验台(0~10m); b) 时钟测试仪(1s/12h); c) 直流稳压电源(1%,0~72V); d) 绝缘电阻测试仪或兆欧表(1MΩ~2×105MΩ); e) 水压力试验装置(0~10MPa); f) 电子振动系统设备(5Hz~4000Hz); g) 自由跌落试验机(300mm)等。 6.3 试验方法 6.3.1 工作环境 将传感器及显示记录部分均放入高低温环境试验箱内,按GB/T9359—2001第6章的规定进行温 度试验。试验后电子水尺传感器信号转换部分及显示记录部分均应工作正常。按GB/T9359—2001 第7章规定进行湿度试验。在40℃时设定相对湿度为95%。试验后电子水尺的信号转换、记录、显示 等功能均应正常,表面应无锈蚀、开裂、剥落等损伤。 6.3.2 测量误差 将电子水尺安装于水位试验台的侧壁上。在测量范围内,以40cm/min的水位变率,使水位升、降 各1个全量程,比测点每米不少于5个,且全量程测点不少于10个,分别记录每个比测点上水位台显示 的水位值以及电子水尺测量到的水位值,两者之差即为该比测点的测量误差,误差中的最大值即为电子 水尺的测量误差。 6.3.3 分辨力 在测量范围内,使水位升或降至某一定值,待水位和电子水尺同处于稳态后,继续同方向改变水