JJF(晋) 168-2026 闸式流量计在线校准规范

山西 省地 方计 量技 术规 范

JJF(晋)168—2026

闸式流量计在线校准规范

Ca l ibrat ion Spec if icat ion for On-l ine Gate Flow Meters

2026-08-10 发布 2026-10-10 实施

山西省市场监督管理局发布

Ca l ibrat ion Spec if icat ion For On-l ine Gate Flow Meters

JJF (晋)168—2026

归口 单位：山西省市场监督管理局

主要起草单位：山西省大容量计量站(国家大容量第二计量站、

山西水利工程检测中心)

山西禹门口引黄水务集团有限公司

山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

参加起草单位：山西万家寨引黄水务集团有限公司

本规范委托起草单位负责解释

本规范主要起草人：

王彩琴山西省大容量计量站(国家大容量第二计量站、山西水利工程检测中心)

温杰 山西禹门口引黄水务集团有限公司

刘苏荣山西省大容量计量站(国家大容量第二计量站、山西水利工程检测中心)

张志强山西省检验检测中心(山西省标准计量技术研究院)

参加起草人：

涂小强山西省大容量计量站(国家大容量第二计量站、山西水利工程检

测中心)

原野 山西省大容量计量站(国家大容量第二计量站、山西水利工程检

张少峰山西万家寨引黄水务集团有限公司

引言

本规范以 JJF 1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1004-2004《流量计量名词术语及定义》、JJF 1059. 1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性文件。

本规范为首次制定。

1 范围

本规范适用于测控一体化闸门闸式流量计的流量在线校准，流速范围(0.05～7)m/s。

2 引用文件

本规范引用以下文件：

JJF 1004 流量计量名词术语及定义

JJF 1117 计量比对规范

JJG (交通)031 旋桨式流速仪

GB/T 21303 灌溉渠道系统量水规范

GB/T 28714 取水计量技术导则

GB 50179 河流流量测验规范

GB 50288 灌溉与排水工程设计标准

GB/T 50600 渠道防渗工程技术规范

SL 56 农村水利技术术语

SL 548 泵站现场测试与安全检测规程

T/CIDA 0006 测控一体化闸门技术规程

T/CIDA 0014 明渠实流法流量比对现场检测规程

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 术语和计量单位

3.1 术语

3.1.1 流量 discharge(GB/T 21303-2017,3.5)

单位时间内通过河流、渠道或管道某一过水断面的水体体积。

3.1.2 测控一体化闸 门 integrated gate of water measurement and control ( T/CIDA 0006-2020,3.3)

测控一体化闸门是集流量计量、闸门控制、太阳能或交流电供电和无线通信等功能于一体的高度集合式轻型闸门。

3.1.3 测量断面 measuring section(GB/T 21303-2017,3.8)

进行水深和流速测量的明渠横断面。

3.1.4 标准断面测流 standard section flow measurement(GB/T 21303-2017,3.9)

选择顺直渠段上某一断面，用流速仪率定通过该断面流量与水位的关系，利用该关系，根据水位读数测出渠道流量的方法。

3.1.5 旋桨式流速仪 propeller-type current meter(JJG(交通)031-2020,2. 1)

以旋桨作为转子，绕着与水流方向平行的水平轴转动，其转速与周围水体流速成单值对应关系的流速测量仪器。

3.1.6 框架式流速仪法 frame-type current meter method(T/CIDA 0014-2022,3. 11)

根据渠道过流断面形状和流速，选用数量和技术指标符合规定的流速仪，以框架式结构安装并进行多点流速同步采集的现场测试方法。

3.1.7 阻塞率 S blocking rate

测流支架的前缘平面面积与测量断面面积之比。

3.2 计量单位

流量单位：立方米每秒，符号 m3/s;

长度单位：毫米，符号 mm ;米，符号 m;

时间单位：秒，符号 s。

4 概述

4.1 结构

测控一体化闸门等闸式流量计分三种形式，其中堰槽式测控一体化闸主要由太阳能板

、外框、控制台、闸板等组成(见图 1);箱涵式测控一体化闸由计量箱(含超声波传感器)、喇叭口、闸板、马达驱动、控制台、太阳能板等组成(见图2);管涵式测控一体化闸由进水扩口、控制闸、外部框架、控制基座、太阳能板等组成(见图3)。

图 1 堰槽式测控一体化闸门组成

图 2 箱涵式测控一体化闸门组成

图 3 管涵式测控一体化闸门组成

4.2 工作原理

闸式流量计一般以太阳能等为动力来源，通过实时检测闸门上下游水位和闸门开度来

计算流量，或采用流速面积法计算流量。配备有通讯系统、能源系统和调控系统。根据控制模式选择实现对闸的上游水位控制、下游水位控制、开度控制、流量控制等。测控一体化闸门(堰槽式测控一体化闸应满足上下游水位差大于4cm)，流量测量最大允许误差± 5.0%。

4.3 用途

闸式流量计作为渠系水量计量设备，广泛应用于农业灌溉和企业供水等部门。

5 计量特性

5.1 流量

流量测量结果的相对扩展不确定度≤1.7%(包含因子 k=2)。

注：本条规定指标准表(流速仪)测量精度。

5.2 示值相对误差

5.3 流量计重复性

流量计的重复性不得超过最大允许误差绝对值的 1/3。

5.4 流量计系数修正

6 校准条件

6.1 环境条件

6.1.1 水温 0℃(不结冰)～30℃。

6.1.2 现场条件

(1)测流时段内，要求水流是稳定流，无旋涡和回流;

(2)水体中不应有水草、塑料袋等纤维状或形体大的杂物;无堵塞、损坏流速仪的风险;

(3)有满足流速仪布置要求的测量断面，测量断面须规则，便于测量断面尺寸;测量前要求对测量断面进行整修和清理。

6.2 校准前准备

6.2.1 安装检查

闸式流量计闸门前后无明显淤积、杂物卡阻;测量闸门外框水平与垂直度，尺寸不应

超过生产厂家规定的安装范围。

6.2.2 功能检查

被校闸式流量计处于正常工作状态，供电、通讯、显示功能正常;检查二次仪表，水

位、开度传感器工作正常，可显示流量和水位(液位)，且显示和标识应清晰、完整。铭牌应注明名称、型号规格、出厂编号、计量性能指标、生产厂家等信息。

6.2.3 零点检查

在对闸式流量计进行校准前，应先进行零点检查。若量水设施零点流量不为零时，应在设置功能对其进行调零。

6.3 测量标准及其他设备

6.3.1 测量标准器具表 1。

表 1 测量标准器具

6.3.2 其他设备

测流框架：框架应具有足够的刚度和强度，测流过程中不应有变形和振动，测杆上预留流速仪安装孔位应规整，确保安装后不晃动。

7 校准方法

7.1 流速仪法测流原理

断面的流速分布是不均匀的，流速分布是水深和水面宽两个变量的函数，全断面流量

是所有流速点流量的积分，即总流量按式(7- 1)计算：

Q vdHdB (7- 1)

式中：Q——流量，m3/s;

B——水面宽，m;

H——水深，m;

υ——流速，m/s。

实际中无法按照积分公式实施观测和计算流量，可变成有限差的形式。将流量模切成

m 个垂直部分，每一部分流量 Qi 是可以通过水深、流速测量得到，那么公式就变为式(7

-2)： Q (7-2)

式中：Qi——部分流量，m3/s。

利用有限差计算替代积分计算，部分划分的越小，越接近真值。

7.2 校准流量点

校准流量的选择应根据现场实际使用情况，一般选择校准一个常用规定流量点。如特殊要求，条件允许的情况下，可校准大流量点(推荐 1.2 倍常用规定流量点)和小流量点(推荐 0.7 倍常用规定流量点)。

7.3 标准测量断面的选择

测量断面上下游顺直段均应≥15 倍水面宽度。在土渠中测流，测量断面前后至少各有 1.0m 的衬砌长度。

7.4 测点数量确定

测线和测点数目由断面形状、流速和面积确定，且流速仪布置应符合流速分布规律，数量应适宜，可以体现流速变化且不雍水。

当渠宽和水深均≥0.8m 时，测点数量应按式(7-3)确定，且不应少于 25 个。

243 A

N——测量断面安装流速仪总数。

当渠宽或水深<0.8m 时，依据现场实际情况，采用线少点多或多线少点的方式进行布置。当渠宽<0.8m 时，测线可减少为 3 根或 3 根以下;当渠深<0.8m 时，每根测线上的测点可减少为三点、二点或一点。

测点布置可根据每条测线上的测点数目及其位置，分为多点法、六点法、五点法、三点法、二点法及一点法。测点位置应符合表 2 的规定。

表 2 测速垂线测点位置

流速仪测点安装应紧固、牢靠;测点编号应与采集系统通道编号一一对应。

7.5 测点测线布置

应根据过流工况确定测量断面的大小，依据测量断面大小确定框架式流速仪测线及测点数量。一条测线上相邻两测点的最小间距不应小于流速仪旋桨的直径加 30mm。从渠道壁或底部到最靠近的流速仪轴线的距离，应在 0.75 倍流速仪旋桨直径至 200mm之间。测量水面流速时，流速仪转子部分不得露出水面，上边缘应置于水面 0.05 m 以下。

测线的位置，除两根靠渠壁外，其他测线，应根据测量断面的横向流速分布曲线形状而定。

渠宽的限值，对于梯形渠道，应以渠底为准，梯形渠道的边坡比较平缓，边壁测线不能控制测量断面的横向流速分布时，可在边坡上适当增加测线。

7.6 阻塞效应

流速仪支架与流速仪的旋桨应不在同一平面上，旋桨向前伸出 0.5m，流速仪安装轴线与测量断面法线的夹角≤5°。流速仪和测流框架对测量断面的阻塞率 S应≤6%;阻塞率 S<2%时，可不考虑阻塞影响; 当 2%≤S≤6%之间，阻塞误差为±( 2 k)%，其中

k=0. 125S，S 为阻塞率。

7.7 数据采集和流量计算

流速仪输出信号应进行计算机同步采集，单次测量采集时间应≥120s且采集脉冲数应≥200 个，连续采集应≥15 次，每次采集独立记录后取平均值作为单个流量点的 1 次校准数值。

流速较缓时，建议采用高转信比的流速仪，如 0.5 转触发 1 个脉冲信号;流速较快时，建议采用低转信比的流速仪，如 2 转或 5 转触发 1 个脉冲信号。

流量计算由测量系统根据仪器参数、测点参数、测线参数、断面参数、实测转数和测量时间，计算得出。

流量计算方法见附录 A。

测量系统的功能和要求见附录 B。

7.8 数值记录

同步读取并记录被校准流量计和流速仪的流量示值，被校准流量计每次至少读取 15个瞬时流量数值，总用时应在流速仪连续采集 15 次时间内，即 30 分钟以内，应等间隔时间读取。流速仪和被校准流量计示值保留四位有效数字。被校准流量计流量示值分辨力低时，取最大有效位数。

7.9 计算平均值

测量完成后分别计算流速仪和被校准流量计的算术平均值作为该流量点的流速仪示值和被校准流量计示值。

7.10 示值相对误差

流量计示值相对误差结果计算按式(7-4)计算：

式中：Eij——第 i流量点第 j次测量的示值相对误差，%;

Qij——被校表第 i流量点第 j次测量的瞬时仪表示值，m3/s;

(Qs)ij——流速仪第 i流量点第 j次测量的瞬时仪表示值，m3/s。

流量计各流量点的示值相对误差 Ei，按式(7-5)计算：

Ei (7-5)

式中：E——第 i 流量点被校流量计的示值相对误差;

n——第 i 流量点校准次数。

7.11 流量计重复性

流量计单个流量点的重复性按式(7-6)计算：

式中：δi——第 i 流量点的重复性;

取各流量点重复性的最大值作为被校设备的重复性δ。

8 校准结果表达

校准记录和校准证书(测量结果)参考格式参见附录 C 和附录 D。

9 复校时间间隔

建议复校时间间隔不超过 2 年。

附录 A

流速仪法流量计算方法

A.1 流速仪法流量计算方法包括点流速计算、垂线平均流速计算、单宽流速计算、断面面积计算和流量计算。流速仪现场布置示意及安装实例如下图所示。

A.2 点流速的按式(A- 1)计算。

üi = K C (A- 1)

式中：

υi——水流测点流速，m/s;

K——流速仪倍常数，m/r;

N——测速时段旋桨的总转数，r;

T——测速时段历时，s;

C——流速仪摩阻系数，m/s。

A.3 垂直测线一般布置不少于 3 个测点，采用三点法、五点法和积分法推求垂线平均流速。

A.3.1 一点法按式(A-2)计算

υm= υ0.6 (A-2)

υm——测线平均流速，m/s;

υ0.6——0.6 倍水深处的测点流速，m/s。

A.3.2 二点法按式(A-3)计算：

υm=0.5 ( υ0.2+ υ0.8) (A-3)

υ0.2——0.2 倍水深处的测点流速，m/s;

υ0.8——0.8 倍水深处的测点流速，m/s。

A.3.3 三点法按式(A-4)计算：

υ0.6——0.6 倍水深处的测点流速，m/s;

A.3.4 五点法按式(A-5)计算：

υ水面——水面附近的测点流速，m/s;

υ0.8——0.8 倍水深处的测点流速，m/s;

υ渠底——渠底附近的测点流速，m/s。

A.3.5 六点法按式(A-6)计算：

υ0.4——0.4 倍水深处的测点流速，m/s;

A.3.6 积分法按式(A-7)计算：

测线上测点超过五点，确定有限点流速后，采用最小二乘法原理，通过 n 次多项式逼近公式，由计算软件得到点流速函数，采用积分法按式(A-7)计算平均流速。

vm dy (A-7)

υ(y)——点流速函数，m/s;

dy——测点间隔距离极值，m;

H——测线水深，m。

A.3.6 边壁流速采用边壁流速系数法确定，按式(A-8)计算，采用外推公式确定，按(A-9)计算：

vx = αva (A-8)

vx = va (A-9)式中：

υx——距边壁距离为 x 米处的流速，m/s;

α ——边壁流速系数，按表 A.1 的规定取值;

υa——距边壁距离为 a 米处的流速，m/s;

m——指数，m 的取值区间为4～10，一般取 7。

表 A.1 明渠边壁的流速系数α值

A.4 单宽流量按式(A- 10)计算：

qi = vmi × Hi (A- 10)

qi——相应单宽流量，m2/s;

υmi——相应测线平均流速，m/s;

Hi——相应垂线水深，m。

确定有限单宽值后，采用最小二乘法原理，通过 n 次多项式逼近公式，由计算软件拟合单宽流量曲线。

A.5 断面流量计算：

A.5.1 测线上测点不大于五点，采用求和法按式(A- 11)计算，

Q = v0 ,1Ai-1 + Σ (Ai ,i+1vi ,i+1) + vi ,i+1Ai+1 (A- 11)式中：

Q——过流断面流量，m3/s;

Ai-1，i——第 i-1 和第 i 条两条垂线间的面积，m2;

υi-1，i——第 i-1 和 i 两条垂线间断面平均流速，m/s;

A.5.2 测线上测点大于五点，采用积分法按式(A- 12)计算，

Q dx (A- 12)

q(x)——单宽流量函数，m2/s;

dx——测线间隔距离极值，m;

B——测量断面水面宽度，m。

附录 B

流速仪法流量采集信息系统功能和要求

B.1 系统软件平台环境

基于框架式流速仪法流量测试成果，数据库的数据结构定义，智慧流量计算软件包括渠道测流和管理所需要的全部数据项。

B.2 系统功能

B.2.1 以文字或表格形式显示工程基本信息，以文字、表格或图片形式显示工程地理位置。

B.2.2 水位流速关系、水位过水面积关系、水位流量关系软件以报表形式显示各测点当前水位、流速及面积，并绘制水位流速关系曲线、水位过水面积关系曲线、水位流量关系曲线及提供标准断面流速测点分布图及流速分布图等。

B.2.3 提供标准断面流速测点分布图及流速分布图。

B.2.4 以报表形式快速完成测流成果的汇总。

B.2.5 系统可自动增加及修改量测断面及测点相关内容，人工输入标准断面等实体的相关属性数据。

附录C

校准记录参考格式

附录 D

校准证书(测量结果)参考格式

附录 E

不确定度计算示例

E.1 某次测量断面采用框架式流速仪法 30 点法，在测量断面上设置 5 根测线，对称布置，每根测线上设 6 个测点，分别布置在水面附近、距离水面 0.2、0.4、0.6、0.8 水深处及渠底附近，同一测线上的测点，同时由采集系统记录 2 分钟，每一点的流速均由采集到的脉冲信号数目通过计算得到，计算按式(E- 1)：

C (E- 1) E.1.1 单次测量结果数据如下：

测点流速计算表

E.1.2 单次测线流速、单宽流量及断面流量计算结果如下：

E.1.3 绘制单宽流量分布图，以横坐标为渠宽，纵坐标为单宽流量，采用二项式拟合的方法。单宽流量分布图绘制结果如下：

E.2 流量测量的不确定度应包括下列主要来源：

1 由流速仪引入的不确定度分量u1;

2 由测量断面宽度和深度用的钢卷尺引入的不确定度分量u2;

3 由于测量断面上的测速垂线为有限多，不能完全控制横向流速分布，引入的不确定度分量u3;

4 测量断面宽度测量的测量不确定度分量 u B;

5 测量断面高度测量的测量不确定度分量 u H;

6 由于垂线上的测点为有限多，不能完全控制纵向流速分布，引入的不确定度分量u4;

7 流速仪在测流过程中，由于水流的状态、测速与采集装置以及人员的熟练程度，引入的不确定度分量u5;

8 由水流脉动引入的不确定度分量u6。

E.3 流量测量的标准不确定度分量应按下列方法评定：

E.3.1 由流速仪引入的不确定度分量u1。根据检定证书，流速仪的校准不确定度普遍小于 0.50%，故取u1=0.50%。

E.3.2 由测量断面宽度和深度用的钢卷尺引入的不确定度分量u2。包括测量断面宽度钢卷尺引入的不确定度分量u2B，测量断面高度钢卷尺引入的不确定度分量u2H。根据检定证书，u2B、u2H在不同被测间隔内，对应不同不确定度值，本次u2B、u2H均取不确定度最大值 0.01%，故u2 应按式(E-2)计算：

E.3.3 由于测量断面上的测速垂线为有限多，不能完全控制横向流速分布，必然引入不确定度，其值与每根垂线控制的断面宽度有关，参照 ISO748，采用u3=0.5%。

E.3.4 测量断面宽度测量的测量不确定度分量 u B。宽度测量的实验标准偏差按式(E-3)计算：

s (E-3)

测量断面宽度的算术平均值的标准偏差应按式(E-4)计算：

本次宽度测量结果见表 C.2.4- 1 宽度测量结果表：

宽度测量结果表

计算得 u B=0.01%。

E.3.5 测量断面高度测量的测量不确定度分量 u H。高度测量的实验标准偏差按式(E-5)计算：

s (E-5)

测量断面高度的算术平均值的标准偏差应按式(E-6)计算：

本次高度测量结果见表 E.2.5- 1 高度测量结果表：

高度测量结果表

计算得 u H=0.01%。

E.3.6 由于垂线上的测点为有限多，无法完全控制纵向流速分布，必然引入不确定度，其值与测点数量有关，本次试验根据流速分布图确定平均流速，都会引入不确定度，故采用u4=0.5%。

E.3.7 流速仪在测流过程中，由于水流的状态、测速与采集装置以及人员的熟练程度，引入的不确定度分量u5，根据检测经验，其值一般不大于 0.5%，故本次试验采用u5=0.5%。

E.3.8 由于水流的脉动，所测量流速必然引入不确定度，其不确定度随测量时间增加而减小，根据检测经验，本次试验采用u6=0.5%。

E.4 流量测量的标准不确定度应按下列方法评定：

E.4.1 根据 ISO5168 及 ISO748，各流量点测量的不确定度uc Q按式(E-7)计算：

E.4.2 流量测量的扩展不确定度,按下列方法评定：

取包含因子k=2，则扩展不确定度 U=kuc Q，即 U= 1.6%。

由此可以看出，影响流量的不确定度主要因素是流速仪带来的不确定度分量。因此为进一步提高测量精度，尽量可能采用高精度流速仪进行测量。