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【摘 要】 本文经过长期的统计分析，了解到LS20B型旋桨式流速仪使用范围广，在流速或流量监测中十分常见，其a、b值直接关系到流量测验数据的准确度，通过对LS20B流速仪检定流程的分析，提出了加强对LS20B型旋桨式流速仪的计量检定工作对推动水量计量事业发展的重要性。
【关键词】 LS20B型；旋桨式流速仪；计量检定
1引言
部水文局邓坚局长在2014年召开的全国水文监测新技术应用高级研修班上指出：要深刻认识到开展水文计量工作的重要性和紧迫性，大力加强水文计量工作。流速仪计量检定工作包括对流速仪进行检查，它是为确定流速仪是否符合该器具有关法定要求所进行的操作。这种操作是依据国家计量检定系统表所规定的量值传递关系，将被检对象与计量基、标准进行技术比较，按照计量检定规程中规定的检定条件、检定项目和检定方法进行实验操作和数据处理，最后对流速仪性能进行评价，并出具证书或加盖印记。结论为合格的，出具检定证书或加盖合格印；不合格的，出具检定结果通知书。
2检定过程
2.1檢定原理
检定车上的计算机通过RS-232接口与PLC可编程序控制器相连，通过PLC来控制交流伺服放大器，伺服放大器通过控制伺服电机驱动检定车的运行。检定车速度连续可调，具有较强的加速能力和良好速度稳定性能，在检定测量段的运行过程中，具有较高的运行精度，速度保持稳定，无爬行、抖动和摆动等现象。
在横断面均匀一致的直线静水槽中，在轨道上行驶的检定车以规定的若干稳定速度牵引流速仪，使固定安装在测杆上的流速仪在静水中行进，测定检定车的速度和流速仪转子的转速，对这两组数据进行对比处理，最后得出a、b值和全线相对均方差。
2.2检定步骤
（1）记录实时环境参数，室温12℃、水温9℃。
（2）使用前对待检流速仪进行灵敏度测试和信号测试，若有异常，需进行校核或维修。
（3）LS20B型旋桨式流速仪测速范围为 0.05m/s～15m/s，根据GB/21699-2008《直线明槽中转子式流速仪检定/校准方法》6.3.4检定/校准速度范围和6.3.5检定/校准测点要求，确定检定速度范围为0.03m/s～5m/s，低速测点速度为0.03 m/s、0.07 m/s、0.11 m/s、0.15 m/s、0.19 m/s、0.23 m/s、0.27 m/s、0.31 m/s、0.35 m/s、0.39 m/s、0.43 m/s、0.47 m/s。中速测点速度为0.51 m/s、0.76 m/s、1.01 m/s、1.26 m/s、1.51 m/s、1.76 m/s。高速测点速度为2.00 m/s、2.60 m/s、3.20 m/s、3.80m/s、4.40 m/s、5.00 m/s。
（4）将待检流速仪安装至测杆上，测杆导线分别与两个接线柱连接，对带有绝缘垫圈的接线柱部分做防水处理，以免水体成为信号介质。（5）入水前，检查流速仪安装各环节是否稳固，入水后使流速仪在水中保持平衡状态。
（6）将测杆与检定车对接，仪器入水深度为0.70m，仪器水平轴向与水槽平行。
（7）检定车按照已确定各测点速度，从低速到高速逐级递增，完成所有测点采样。
（8）复原，清洗，装箱。
2.3数据处理
PLC可编程序控制器实时监测车速和流速仪的信号数据，并将检测到的数据通过接口上传给计算机。检定数据采集处理部分由计算机控制，系统软件（即流速仪检定系统）以Windows7为中文操作系统平台，其数据存储格式采用目前常用系统软件的数据存储格式，以便于数据处理和使用。
LS20B型旋桨式流速仪的检定数据分低速（速度<临界速度）和中、高速（速度>临界速度））两部分进行处理；低速部分为曲线，由低速检定测点拟合，并绘制低速曲线图；中、高速部分为直线，其表达式为直线方程式即V=bn+a，由中、高速检定测点拟合，并采用最小二乘法计算水力螺距b和仪器常数a。同时分别计算检定测点相对拟合曲线和直线的绝对误差和相对误差，来表示低速曲线和中、高速直线两部分的精确度；计算全线相对均方差和速度级分段相对误差，来表示流速仪的检定精确度。
流速仪检定曲线
在采样过程中若因仪器故障或检定因素等原因导致个别测点误差过大，应查明原因，并调整后重新检定，若是偶然因素造成的，则可舍去此粗大误差点。
3 LS20B型流速仪检定工作的重要性
3.1 LS20B型旋桨式流速仪市场占有率高
近十年来，华东水文仪器检测中心年均检定量1000架以上，其中 LS20B型旋桨式流速仪约占25%，广泛应用于水文、水电、环保、矿山、交通、地质、科研院所、市政等行业或部门。并且其它型号的流速仪，如LS68、LS78等生产日期大多为上世纪七十年代左右，虽校准后可以勉强使用，但超期服役现象普遍，严重威胁测量数据的准确性，报废大势所趋。近几年在中小河流水文监测系统项目中，许多省份选择 LS20B型旋桨式流速仪作为基本测流设备，如山东省中小河流水文监测系统项目分两批共购置158台，安徽省中小河流水文监测系统项目一次性购置112台。由此可以推断， LS20B型旋桨式流速仪在未来市场的占有率会更高。
3.2计量检定事关流量测验数据的准确度
《中华人民共和国水文条例》明确指出，水文监测所使用的计量器具应当依法经检定合格。各省、各部门水文监测仪器设备管理办法中也均要求使用中的水文仪器设备必须按规定进行周期检定或校准，各级水文部门应加强水文计量器具的监督管理工作，在水文监测工作中不得使用未按期检定/校准的、检定不合格的、不符合使用要求的各类水文计量器具。流速仪作为计量器具的一种，在正常使用条件下有效期为1年，使用1年后，或未满1年但其累计工作时间已满300h的，应当送流速仪检定机构重新检定，核准a、b值，该值直接关系到流量测验数据的准确度。在 LS20B型旋桨式流速仪市场占有率如此高的情况下，该流速仪计量检定工作的重要性不言而喻。
3.3计量检定为依法管理水资源提供技术支持
近年来，各地水事纠纷事件频发，涉及到水量计量的案件较往年比例也在不断上涨。《中华人民共和国计量法》规定，处理因计量器具准确度所引起的纠纷，以国家计量基准器具或者社会公用计量标准器具检定的数据为准。计量检定是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要措施，是国家专业计量体系的重要组成部分。加强计量检定，为水资源合理开发、保护、利用提供技术支持，促进水资源有效利用，为“三条红线”的划分提供可靠的理论和法律依据，也是落实国务院 “实行最严格的水资源管理制度”的要求。
4结语
我国河流水情严酷：流急、水深、含沙量多，测流频繁而困难，仪器损坏快而多，检修任务重而集中。全国所有仪检站多在省城，而全国水文测站十分分散、偏远，交通极其不便，检修的仪器需经长途辗转运输，十分困难。检修好的仪器需要时有损坏和错寄的情况，仪器检修周期长，费用高等一系列问题促使一些测站人员对有毛病的仪器也不愿意送检，只得带“病”工作，影响水文测验精度，目前这些问题在一定程度上造成管理上的困难。这是流速仪目前存在的主要问题。
随着国家对水文设备管理要求的不断提高和对水利水文事业投入的不断加大，必将有大批超期服役的老旧流速仪报废，新的流速仪取而代之。从现有数据和对未来的预测，LS20B型旋桨式流速仪将会成为流速仪大部队里的主力军，所以，各级水量计量主管部门应该尽快建立科学规范的流速仪检定制度，特别是对LS20B流速仪的检定应该引起高度重视。
参考文献：
[1]叶德培、金华彰、陆祖良等，《注册计量师基础知识及专业实务》，中国质检出版社，2013.02
[2]赵志贡、岳利军、赵彦增等《水文测验学》，黄河水利出版社， 2005.08
[3]GB/T11826-2002《转子式流速仪》
[4]GB/21699-2008《直线明槽中转子式流速仪检定/校准方法》
【关键词】 LS20B型；旋桨式流速仪；计量检定
1引言
部水文局邓坚局长在2014年召开的全国水文监测新技术应用高级研修班上指出：要深刻认识到开展水文计量工作的重要性和紧迫性，大力加强水文计量工作。流速仪计量检定工作包括对流速仪进行检查，它是为确定流速仪是否符合该器具有关法定要求所进行的操作。这种操作是依据国家计量检定系统表所规定的量值传递关系，将被检对象与计量基、标准进行技术比较，按照计量检定规程中规定的检定条件、检定项目和检定方法进行实验操作和数据处理，最后对流速仪性能进行评价，并出具证书或加盖印记。结论为合格的，出具检定证书或加盖合格印；不合格的，出具检定结果通知书。
2检定过程
2.1檢定原理
检定车上的计算机通过RS-232接口与PLC可编程序控制器相连，通过PLC来控制交流伺服放大器，伺服放大器通过控制伺服电机驱动检定车的运行。检定车速度连续可调，具有较强的加速能力和良好速度稳定性能，在检定测量段的运行过程中，具有较高的运行精度，速度保持稳定，无爬行、抖动和摆动等现象。
在横断面均匀一致的直线静水槽中，在轨道上行驶的检定车以规定的若干稳定速度牵引流速仪，使固定安装在测杆上的流速仪在静水中行进，测定检定车的速度和流速仪转子的转速，对这两组数据进行对比处理，最后得出a、b值和全线相对均方差。
2.2检定步骤
（1）记录实时环境参数，室温12℃、水温9℃。
（2）使用前对待检流速仪进行灵敏度测试和信号测试，若有异常，需进行校核或维修。
（3）LS20B型旋桨式流速仪测速范围为 0.05m/s～15m/s，根据GB/21699-2008《直线明槽中转子式流速仪检定/校准方法》6.3.4检定/校准速度范围和6.3.5检定/校准测点要求，确定检定速度范围为0.03m/s～5m/s，低速测点速度为0.03 m/s、0.07 m/s、0.11 m/s、0.15 m/s、0.19 m/s、0.23 m/s、0.27 m/s、0.31 m/s、0.35 m/s、0.39 m/s、0.43 m/s、0.47 m/s。中速测点速度为0.51 m/s、0.76 m/s、1.01 m/s、1.26 m/s、1.51 m/s、1.76 m/s。高速测点速度为2.00 m/s、2.60 m/s、3.20 m/s、3.80m/s、4.40 m/s、5.00 m/s。
（4）将待检流速仪安装至测杆上，测杆导线分别与两个接线柱连接，对带有绝缘垫圈的接线柱部分做防水处理，以免水体成为信号介质。（5）入水前，检查流速仪安装各环节是否稳固，入水后使流速仪在水中保持平衡状态。
（6）将测杆与检定车对接，仪器入水深度为0.70m，仪器水平轴向与水槽平行。
（7）检定车按照已确定各测点速度，从低速到高速逐级递增，完成所有测点采样。
（8）复原，清洗，装箱。
2.3数据处理
PLC可编程序控制器实时监测车速和流速仪的信号数据，并将检测到的数据通过接口上传给计算机。检定数据采集处理部分由计算机控制，系统软件（即流速仪检定系统）以Windows7为中文操作系统平台，其数据存储格式采用目前常用系统软件的数据存储格式，以便于数据处理和使用。
LS20B型旋桨式流速仪的检定数据分低速（速度<临界速度）和中、高速（速度>临界速度））两部分进行处理；低速部分为曲线，由低速检定测点拟合，并绘制低速曲线图；中、高速部分为直线，其表达式为直线方程式即V=bn+a，由中、高速检定测点拟合，并采用最小二乘法计算水力螺距b和仪器常数a。同时分别计算检定测点相对拟合曲线和直线的绝对误差和相对误差，来表示低速曲线和中、高速直线两部分的精确度；计算全线相对均方差和速度级分段相对误差，来表示流速仪的检定精确度。
流速仪检定曲线
在采样过程中若因仪器故障或检定因素等原因导致个别测点误差过大，应查明原因，并调整后重新检定，若是偶然因素造成的，则可舍去此粗大误差点。
3 LS20B型流速仪检定工作的重要性
3.1 LS20B型旋桨式流速仪市场占有率高
近十年来，华东水文仪器检测中心年均检定量1000架以上，其中 LS20B型旋桨式流速仪约占25%，广泛应用于水文、水电、环保、矿山、交通、地质、科研院所、市政等行业或部门。并且其它型号的流速仪，如LS68、LS78等生产日期大多为上世纪七十年代左右，虽校准后可以勉强使用，但超期服役现象普遍，严重威胁测量数据的准确性，报废大势所趋。近几年在中小河流水文监测系统项目中，许多省份选择 LS20B型旋桨式流速仪作为基本测流设备，如山东省中小河流水文监测系统项目分两批共购置158台，安徽省中小河流水文监测系统项目一次性购置112台。由此可以推断， LS20B型旋桨式流速仪在未来市场的占有率会更高。
3.2计量检定事关流量测验数据的准确度
《中华人民共和国水文条例》明确指出，水文监测所使用的计量器具应当依法经检定合格。各省、各部门水文监测仪器设备管理办法中也均要求使用中的水文仪器设备必须按规定进行周期检定或校准，各级水文部门应加强水文计量器具的监督管理工作，在水文监测工作中不得使用未按期检定/校准的、检定不合格的、不符合使用要求的各类水文计量器具。流速仪作为计量器具的一种，在正常使用条件下有效期为1年，使用1年后，或未满1年但其累计工作时间已满300h的，应当送流速仪检定机构重新检定，核准a、b值，该值直接关系到流量测验数据的准确度。在 LS20B型旋桨式流速仪市场占有率如此高的情况下，该流速仪计量检定工作的重要性不言而喻。
3.3计量检定为依法管理水资源提供技术支持
近年来，各地水事纠纷事件频发，涉及到水量计量的案件较往年比例也在不断上涨。《中华人民共和国计量法》规定，处理因计量器具准确度所引起的纠纷，以国家计量基准器具或者社会公用计量标准器具检定的数据为准。计量检定是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要措施，是国家专业计量体系的重要组成部分。加强计量检定，为水资源合理开发、保护、利用提供技术支持，促进水资源有效利用，为“三条红线”的划分提供可靠的理论和法律依据，也是落实国务院 “实行最严格的水资源管理制度”的要求。
4结语
我国河流水情严酷：流急、水深、含沙量多，测流频繁而困难，仪器损坏快而多，检修任务重而集中。全国所有仪检站多在省城，而全国水文测站十分分散、偏远，交通极其不便，检修的仪器需经长途辗转运输，十分困难。检修好的仪器需要时有损坏和错寄的情况，仪器检修周期长，费用高等一系列问题促使一些测站人员对有毛病的仪器也不愿意送检，只得带“病”工作，影响水文测验精度，目前这些问题在一定程度上造成管理上的困难。这是流速仪目前存在的主要问题。
随着国家对水文设备管理要求的不断提高和对水利水文事业投入的不断加大，必将有大批超期服役的老旧流速仪报废，新的流速仪取而代之。从现有数据和对未来的预测，LS20B型旋桨式流速仪将会成为流速仪大部队里的主力军，所以，各级水量计量主管部门应该尽快建立科学规范的流速仪检定制度，特别是对LS20B流速仪的检定应该引起高度重视。
参考文献：
[1]叶德培、金华彰、陆祖良等，《注册计量师基础知识及专业实务》，中国质检出版社，2013.02
[2]赵志贡、岳利军、赵彦增等《水文测验学》，黄河水利出版社， 2005.08
[3]GB/T11826-2002《转子式流速仪》
[4]GB/21699-2008《直线明槽中转子式流速仪检定/校准方法》