依据《计量法》规定,计量检定必需按照国家计量检定系统表进行,计量检定必须执行检定规程。本文论述了容量流量计量技术标准量值量传情况,对容量流量计量技术标准体系进行的概述,并详细的分析了容量流量计量技术标准体系存在的问题。
1 .前言
国际标准化组织 (ISO) 有关技术委员会依据流量流动的特性,建议将测量流体的方法分为两大类,即静态测量和动态测量。静态测量是指被测流体介质是静止的,属非连续的测量;静态测量采用的标准器主要为计量金属量器、衡器、玻璃量器等,我们称之为容量计量器具。与静态测量法相对应,动态测量是指被测流体介质是流动的,属连续的测量,动态测量采用的主要标准器为精度较高的流量计、燃油加油机、加气机、体积管等,我们将这类计量器具称为流量计量器具。
2 .容量流量标准
我国国家标准 GB20000.1-2002《标准化工作指南第 1 部分:标准化和相关活动的通用词汇》中规定:标准是为了在一定的范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用的和重复使用的一种规范性文件。它包含了对象、目的、制定规则、批准发布、内容、适用范围等六大核心要素。标准从科学、技术和经验的综合成果出发,其制定目的是为了促进人类最佳的共同效益 。在容量、流量计量工作过程中,我们将依据容量流量标准作为计量工作的规范性指导文件。
容量是指容器内在一定条件下可容纳物质的数量(体积或质量)。流量是指流体流过一定截面的量称为流量,流量按时间长度可分为瞬时流量和累积流量;单位时间内通过流体的量用质量表示时,称为质量流量,用体积表示,称为体积流量 。在某些测量中,容量和流量可通过时间或长度基本量的运算相互转换,据此,我们将与人们生活息息相关的流体计量可分为容量计量和流量计量。
《中华人民共和国计量法》中明确规定,“计量检定必须按照国家计量检定系统表进行,计量检定必须执行计量检定规程”。国家计量检定系统表是国家对量值传递的程序做出规定的法定性技术文件,其采用采用框图结合文字的形式,重点规定了国家计量基准的主要计量特性、从计量基准通过计量标准向工作计量器具进行量值传递的程序和方法、计量标准复现和保存量值的不确定度以及工作计量器具的最大允许误差等。因此,国家颁布计量检定系统的目的是为了统一全国的量值与量值传递方式,使得使用中的工作计量器具的量值能够溯源到国家基准,能够把实际用于测量工作的计量器具的量值和国家计量基准所复现的单位量值联系起来,以保证工作计量器具应具备的准确度和溯源性。目前,我国最高的计量标准是国家基准,计量量值传递的方向是:从国家计量基准器具逐级传递到计量标准,然后到工作计量器具,通常针对不同准确度等级的计量器具设置不同等级的计量标准,逐级检定低一准确度等级的计量标准或工作用计量器具,判定是否在规定的准确度范围内。而上述国家计量基准与检定系统表一一相对应,国家计量检定系统表格式如下:用汉语拼音缩写JJG 表示国家计量检定系统表,顺序号为 2000 以上,编号为 JJG 2XXX-XXXX。目前,我国家计量标准体系规定了 94 个国家计量器具检定系统表,其中容量方面为 JJG 2024-1989《容量计量器具检定系统》,JJG 2064-1990 流量方面的为《气体流量计量器具检定系统》和 JJG 2063-2007《液体流量计量器具检定系统》( 代替了 JJG 2063-1990《水流量计量器具检定系统》)。这对统一容量、流量计量器具的量值传递与溯源具有重要的指导意义。
按照计量检定系统表编写的基本原则,参照各容量容器如量筒、量器、容罐等,各流量计如差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计等检定规程,确定量值传递程序流程、误差和检定方法,建立的容量、流量计量器具检定系统表必须由国务院计量行政部门颁布实施,才能作为计量工作的依据。
流量计量基准,按流体介质分,包括气体流量计量基准和液体流量计量基准。国家液体流量基准由长度、质量、时间和
密度基本量组成,其液体流量计量标准装置可由标准体积管、标准流量计和标准金属量器与标准温度计组合的计量标准,工作计量器具包括各式流量计,如容积式流量计、推理式流量计和计量加油机等。
我国现有的液体流量计量量传体系如图 2 所示。
由于气体热涨冷缩的特性,故气体流量计量时必须考虑温度和压力的影响,国家气体流量基准由长度、质量、时间、温度和压力基本量组成。气体流量计量标准装置可由钟罩和标准金属量器组合的计量标准,工作计量器具包括各式流量计,如燃气表、容积式流量计、速
度式流量计和计量加气机等。我国现有的气体流量计量量传体系如图 3 所示。
由图 1、图 2 和图 3 的量传体系可以看出,对不同被检器,其溯源方法及标准装置不同,依据的技术文件和技术法规也有差异。计量器具的溯源工作需依照量传体系进行,以确保计量标准、工作计量器具均可满足规定的准确度要求。因此,在实际应用中,计量器具的量值溯源从工作计量器具开始,由下向上地溯源到计量标准器,再由计量标准逐级向上溯源到国家计量基准。
按照国家一系列计量管理方针和政策的有关要求,根据我国国民经济建设不同时期计量工作的需要,至今,已修订 200 多项容量、流量计量方面的国家标准。这些标准包括了容量、流量计量工作的基础标准(如名词术语、符号等)和方法标准(包括检定规程、校准规范、评定方法等),而没有以上国家标准的,可以使用相应的行业标准和地方标准或部门标准来执行。
4 .存在的问题
4.1容量、流量计量的标准采用不同的标准装置和方法各自独立地向质量、长度、时间、温度溯源,不同的工作器具采用的标准不尽相同,方法各异,因此标准的选择容易出错,造成流量量值传递上的混乱。
4.2标准是种动态信息,不断推陈出新,更替变换。国家标准的年限一般为 5 年,过了年限后,国家标准就要被修订或重新制定。目前,容量流量标准体系存在部分技术标准为 90 年代甚至更早时期编制的,后续未经修订且目前仍然有效的。由于科学技术的发展,为适应生产、生活及市场的需要,计量器具也在技术上相应的不断提高,因此,其对应的计量技术标准也必须进行必要的修订才可保证溯源准确可靠。
4.3部分计量器具退出时代的舞台,其计量标准失去了意义。
JJG 19-1985《量提检定规程》,目前市场上不存在使用量提
作为贸易计量的工具,而普遍使用刻度和分度更为精确的量器或衡器取而代之。因此,这类标准显然已不具备使用意义,应当废除,以节约标准化管理和计量管理工作。
4.4存在计量器具溯源无标准可依据的现象。正如前者所说,随着社会的发展、科学技术的进步,计量器具的种类也不断推陈出新,有些计量器具需要溯源时找不到可依据的标准,溯源也就无从谈起,故国家需要制定新的标准来满足人们生产、生活的需要。
4.5标准存在交叉、重复现象或具局限性。由于标准化工作的不断细化,标准内容也随之越加明确,存在一些标准只适用于一种仪器或限定量程范围较窄,通用性较差;而有些标准从整合标准细分出来后,原标准无废除或没有注明某类型仪器不适用,故存在有两个标准均适用的现象。
5 .结语
综上,需要系统、全面建立完整的计容量、流量计量标准体系,及时查新和更换废旧标准,且标准的制定和审核应严谨细致,确保计量标准现行有效,使计量标准和工作计量器具有标准可依,保证仪器量值有效准确传递和溯源。