资源简介
河北 省地 方计 量技 术规 范
JJF(冀)260—2026
气体层流流量计校准规范
Calibration Specification for Laminar Gas Flow Meters
2026-05-28 发布 2026-07-29 实施
河北 省市 场监 督管 理局 发布
JJF(冀)260—2026
气体层流流量计校准规范Calibration Specification for Laminar Gas Flow Meters
JJF(冀)260—2026
归口 单位 : 河北省市场监督管理局
主要起草单位 : 河北省计量监督检测研究院
参加起草单位 : 福禄克测试仪器(上海)有限公司陕西易度智能科技有限公司
本规范委托河北省计量监督检测研究院负责解释
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本规范主要起草人：
孟成林 (河北省计量监督检测研究院)
牛立娜 (河北省计量监督检测研究院)
经亚纯 (河北省计量监督检测研究院)
参加起草人：
王盼 (河北省计量监督检测研究院)
李院 院 (河北省计量监督检测研究院)
周毅冰 〔福禄克测试仪器(上海)有限公司〕张凯 (陕西易度智能科技有限公司)
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目录
引言 (II)
1 范围 (1)
2 引用文件 (1)
3 术语和计量单位 (1)
3.1 术语 (1)
3.2 计量单位 (2)
4 概述 (2)
4.1 结构 (2)
4.2 工作原理 (3)
4.3 用途 (4)
5 计量特性 (4)
5.1 示值误差 (4)
5.2 重复性 (5)
6 校准条件 (5)
6.1 环境条件 (5)
6.2 校准用设备 (5)
7 校准项目和校准方法 (6)
7.1 校准项目 (6)
7.2 校准方法 (6)
8 校准结果 (9)
9 复校时间间隔 (9)
附录 A 极差系数 (10)
附录 B 校准记录的参考格式 (11)
附录 C 校准证书的(内页)参考格式 (12)
附录 D 校准结果的不确定度评定实例 (13)
I
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引言
JJF 1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001《通用计量术语及定义》、 JJF 1004《流量计量名词术语及定义》、 和 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。
本规范参照 JJG 736—2012《气体层流流量传感器》、 JJG 1132—2017《热式气体质量流量计》， 并结合气体层流流量计的技术水平及行业现状编制而成。 气体层流流量计在气体层流流量传感器的基础上，装配差压传感器、压力传感器、温度传感器、测量电路、显示仪(可选)、控制阀(可选)等，从而实现气体流量的测量及显示。
本规范为首次发布。
II
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气体层流流量计校准规范
1 范围
本规范适用于基于层流运动哈根-泊肃叶定律的气体层流流量计的校准， 亦适用于带控制阀的气体层流流量控制器的测量部分，但不适用于其控制功能。
2 引用文件
JJG 736—2012 气体层流流量传感器
GB/T 32201—2015 气体流量计
OIML R137—1&2： 2012 Gas Meters
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
JJF 1001《通用计量术语》、JJF 1004《流量计计量名词术语及定义》中的有关术语和定义适用于本规范。
3.1.1 层流 laminar flow
与惯性力相比，黏性力起主要作用的流动。层流是流体的质点作分层运动，在流层之间不发生混杂的流动。
[来源：JJF 1004—2004， 1.29 有修改]
3.1.2 层流流量计 laminar flowmeter
用于测量层流流量的流量计，由层流流量传感器、 差压传感器、压力传感器、温度传感器、测量电路、显示仪(可选)、控制阀(可选)等组成。
[来源：JJF 1004—2004，2.2 有修改]
3.1.3 牛顿流体 newtonian fluid
指在受力后极易变形，且剪切力与变形速率呈线性函数关系的低黏性流体。
3.1.4 不可压缩流体 incompressible fluid
体积不随温度和压力变化而变化， 即流动过程中密度变化可忽略的流体，绝对的不可压缩流体不存在。
3.1.5 最大流量 maximum flow-rate
满足计量性能要求的最大流量，用 qmax 来表示。
1
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[来源：JJF 1004—2004， 1.11]
3.1.6 最小流量 minimum flow-rate
满足计量性能要求的最小流量，用 qmin 来表示。
[来源：JJF 1004—2004， 1.12]
3.1.7 标准参比条件
气体温度 20 ℃(293.15 K)、绝对压力 101325 Pa 的状态。如有特殊情况，在流量计中明示或在使用说明书里注明。标准参比条件简称标况。
3.2 计量单位
气体层流流量计常用的计量单位如表 1 所示。
表 1 主要量的计量单位和单位符号
序号
量
计量单位名称
计量单位符号
1
累积流量
立方米、升、毫升、千克、克
m3、L、mL、kg、g
2
瞬时流量
立方米每小时、升每分钟、毫升每分钟、千克每小时、克每分钟
m3/h、L/min、mL/min、 kg/h、g/min
3
压力
帕 [斯卡]、千帕 [斯卡]、兆帕 [斯卡]
Pa、kPa、MPa
4
温度
摄氏度、开 [尔文]
℃、K
5
时间
[小]时、分、秒
h、min、s
注：无方括号的单位名称为全称。方括号中的字，在不致引起混淆、误解的情况下可省略。去掉方括号中的字即为其名称的简称。
4 概述
4.1 结构
气体层流流量计一般由层流传感器(含主体和层流元件)、 差压传感器、压力传感器、温度传感器、 测量电路、机壳、显示仪(可选)、控制阀(可选) 等组成。主体作为刚体基座， 安装有层流元件和传感器， 壳体用于固定和封装组件。气体层流流量计根据结构不同分为一体式和分体式。一体式气体层流流量计的层流传感器与其他部分是通过机壳封装到一起的， 参考结构详见示意图 1; 分体式的气体层流流量计的层流传感器与其他部分是分离的，参考结构详见示意图 2。
2
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1—主体;2—层流元件;3—差压及压力传感器;4—温度传感器;
5—测量电路板;6—壳体;7—显示仪(可选);8—流量控制阀(可选)
图 1 一体式气体层流流量计结构示意图
1—主体;2—层流元件;3—温度传感器;4—温度数据线;5—差压及压力取压管;
6—差压及压力传感器;7—显示仪;8—测量电路版; 9—壳体
图 2 分体式气体层流流量计结构示意图
4.2 工作原理
在流体力学中， 一般把低速运动情况下的气体视为不可压缩流体。根据描述不可压缩牛顿流体在管道内做层流运动的哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)定律，可知
3
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圆管内气体体积流量：
qv (1)
矩形管道内气体的体积流量：
qv (2)
式(1)和式(2)中：
qv——管内气体体积流量，m3/s;
d——圆形层流元件管路的等效内径，m;
L——层流元件管路的等效长度，m;
b——矩形层流元件的宽度，m;
h——矩形层流元件的高度，m;
μ——气体动力黏度，Pa · s;
△p——流经层流元件产生的压力差，Pa。
由式(1)、式(2) 可知，对于特定的气体， 通过测量流经流量计层流元件产生的差压△p 即可计算出管道内的工况体积流量，结合层流元件处气体绝对压力 pm、热力学温度 Tm，可确定管道内的标况体积流量。
管内气体质量流量 qm 可由公式(3)给出：
qm = pqv (3)
式中：
ρ —工作条件下气体的密度，kg/m3。
4.3 用途
流量计用于气体流量的测量。
1.0 级及以下的流量计，多用于一般气体流量测量。 0.5 级及以上的流量计，主要用于高准确度的气体流量测量或用于量值传递。
5 计量特性
5.1 示值误差
气体层流流量计的准确度等级和最大允许误差一般应符合表 2 的要求。
表 2 气体层流流量计的准确度等级及最大允许误差
准确度等级
0.2 级
0.5 级
1.0 级
1.5 级
2.0 级
最大允许误差
±0.2%
±0.5%
± 1.0%FS
± 1.5%FS
±2.0%FS
4
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5.2 重复性
流量计的重复性一般不超过相应准确度等级规定的最大允许误差绝对值的 1/3。注：以上指标不适用于合格性判定，仅供参考。
6 校准条件
6.1 环境条件
6.1.1 环境温度：(10～30) ℃ ;
6.1.2 相对湿度： 不大于 85%;
6.1.3 大气压力：(86～106)kPa;
6.1.4 其他要求
校准介质一般为干燥空气或氮气，其工作压力应满足校准压力要求。校准过程中标准器及被校流量计之间的温度差应不超过 0.5 ℃。校准 1.0 级及以下的流量计时，每个流量点的每一次校准过程中，气体温度变化应不超过±0.5 ℃。校准 0.5 级及以上的流量计时，每个流量点的每一次校准过程中，气体温度变化应不超过±0.2 ℃。
当以天然气等可燃性或爆炸性流体为介质进行校准的场合，所有校准装置及其辅助设备、校准场地都应满足 GB 50251 的要求， 所有设备、环境条件必须符合 GB/T
3836.1 的相关安全防爆要求。
6.2 校准用设备
6.2.1 标准装置
6.2.1.1 校准流量计的气体流量标准装置(以下简称装置) 可用活塞式气体流量标准装置、钟罩式气体流量标准装置、皂膜气体流量标准装置、标准表法气体流量标准装置或临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置等。
6.2.1.2 装置气密性良好， 其扩展不确定度应不超过被校流量计最大允许误差绝对值的 1/3。
6.2.2 配套设备
当校准 1.0 级及以下的流量计时，所用配套设备见表 3。
表 3 配套设备
序号
设备名称
测量范围
技术要求
用途
1
温度计
(10～30) ℃
U≤0.1 ℃(k=2)
测量标准器、被校流量计处的温度
2
压力计
(0～10)kPa
Ur ≤0.1%(k=2)
测量标准器和被校流量计处的压力，
也可根据流量计的类型选择其他量程
的仪表
3
大气压计
(86～106)kPa
Ur ≤0.1%(k=2)
测量大气压力
4
计时器
(0～60)min
MPE： ± 1 × 10-5
测量时间
5
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当校准 0.5 级及以上的流量计时，所用配套设备见表 4。
表 4 配套设备
序号
设备名称
测量范围
技术要求
用途
1
温度计
(10～30) ℃
U≤0.05 ℃(k=2)
测量标准器、被校流量计处的温度
2
压力计
(0～10)kPa
Ur ≤0.02%(k=2)
测量标准器和被校流量计处的压力，
也可根据流量计的类型选择其他量程
的仪表
3
大气压计
(86～106)kPa
Ur ≤0.02%(k=2)
测量大气压力
4
计时器
(0～60)min
MPE： ± 1 × 10-5
测量时间
注：除表中所列设备外也可选用与以上配套设备等效的其他测量仪器。
7 校准项目和校准方法
7.1 校准项目
校准项目为流量示值误差和重复性。
7.2 校准方法
7.2.1 校准前准备
校准前应确认被校流量计瞬时流量显示状态(工况/标况)， 若为标况， 应确定标况温度及压力。明确流量计的气体介质与校准介质是否相同， 如与校准介质不一致，应调整为一致，如流量计不能调整介质类型， 应根据其使用说明书或其他技术文件确定与校准介质之间的换算系数，并应用到流量的换算中。
7.2.2 气密性检查
将被校流量计一端密封， 另一端连接到标准装置上， 启动标准装置，待压力稳定后，观察 5min，确保无泄漏。
7.2.3 流量示值误差
7.2.3.1 校准流量点及次数
对于 1.0 级及以下的流量计，在测量范围内，一般选取 qmax、0.5qmax、qmin 作为测量流量点，每个流量点至少校准 3 次。对于 0.5 级及以上的流量计，一般选取 qmax、 0.8qmax、0.6qmax、0.4qmax、0.2qmax、qmin 作为测量流量点，每个流量点至少校准 6 次。也可根据用户需求选择校准流量点，在校准过程中， 实际流量与设定流量的偏差不应超过±5%，并且不超过被校流量计的测量范围。
7.2.3.2 校准过程
流量计应在最大流量下至少预运行 5 min，待气体温度、压力和流量稳定后再进行校准。
6
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将被校流量计的进气口或出气口与标准器连通，被校流量计在设定的流量点下预运行直至流量稳定。
对于瞬时流量显示的流量计， 检测开始后记录标准器的初始体积值，同时开启计时器，记录标准器处的温度 ts、压力 ps，被校仪器的瞬时流量 qc，温度 tc、压力 pc，达到测量时间后，记录标准器的终止体积值， 并结束计时。被校流量计瞬时流量的读取采用等间隔间歇读数方法，一次校准过程中有效读数次数不得少于 6 次，取其平均值作为该点单次校准瞬时流量 (qc)ij。
对于累积流量显示的流量计，应记录校准时段内的标准器的累积流量 Qs、温度 ts、压力 ps 及流量计累积流量 Qc、温度 tc、压力 pc。
每个流量点重复以上操作，通过温度、压力换算，将标准器的瞬时流量(累积流量)换算到被校流量计温度、压力状态下的瞬时流量(累积流量)，计算被校流量计在该测量点的示值误差与重复性。
7.2.3.3 数据处理
第 i 流量点第 j 次被校流量计瞬时流量的相对误差按式(4)计算， 引用误差按式(5)计算。
第 i 流量点第 j 次被校流量计累积流量的相对误差按式(6)计算。
式(4)至式(6) 中：
Eij——第 i 流量点第 j 次被校流量计的示值误差;
(qc)ij——第 i 流量点第 j 次被校流量计的瞬时流量;
(qs)ij——第 i 流量点第 j 次标准器换算至与被校流量计同一状态的瞬时流量;
(Qc)ij——第 i 流量点第 j 次被校流量计的累积流量;
(Qs)ij——第 i 流量点第 j 次标准器换算至与被校流量计同一状态的累积流量。
标准器换算至与被校流量计同一状态的累积流量 Qs 按式(7)计算。
7
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标准器换算至与被校流量计同一状态的瞬时流量 qs 按式(8)计算。
qs (8)
式(7)、式(8) 中：
V——流过标准器的体积值;
t——单次校准所用时间;
Ts、 Tc——分别为标准器和被校流量计处的热力学温度， 当被校流量计为标况显示时， Tc 为标况热力学温度(一般为 293.15 K，或在流量计中明示或在使用说明书里注明);
ps、pc——分别为标准器和被校流量计处的绝对压力， 当被校流量计为标况显示时 pc 为标况绝对压力，即 101325 Pa;
Zs、 Zc——分别为标准器和被校流量计处的气体压缩因子， 当标准器和被校流量计处的压力差小于 0.1 MPa 时，可视为 Zs= Zc。
当采用皂膜气体流量标准装置进行校准时， 式(7)中 ps 为：
ps= ps ´-φpd (9)
式中：
ps ´——包含水蒸气压的标准器处的绝对压力;
φ——标准器处的气体相对湿度;
pd——校准介质在标准器状态下的饱和蒸气压。
被校流量计第 i 流量点的示值误差按式(10)计算。
Ei (10)
式中：
n——第 i 流量点的重复校准次数。
7.2.4 重复性
重复性与示值误差同时测量， 当重复测量次数 n≤3 时， 第 i 流量点的重复性 (Er)i 按式(11)计算， 当重复测量次数 n>3 时，第 i 流量点的重复性 (Er)i 按式(12)计算。
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式中：
(Eij)max——被校流量计在第 i 流量点的示值误差最大值，%;
(Eij)min——被校流量计在第 i 流量点的示值误差最小值，%;
dn——极差系数，见附录 A。
8 校准结果
原始记录和校准证书格式见附录 B 和附录 C。
9 复校时间间隔
复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸多因素决定， 因此送校单位可根据实际使用情况自主决定。
9
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附录 A
极差系数
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
dn
1.13
1.69
2.06
2.33
2.53
2.70
2.85
2.97
3.08
10
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附录 B
校准记录的参考格式
证书编号
接收日期
客户名称
客户地址
器具名称
型号规格
准确度等级
出厂编号
制造单位
测量范围
大气压
环境温度
相对湿度
校准员
核验员
校准日期
校准地点
校准依据
校准所用主要标准器具
名称
测量范围
准确度等级/最大允许误差/不
证书编号
有效期至
上级溯源机构名称
流量点
被校流量计
标准器
示值误差 (%)
示值
误差
平均值 (%)
重复性(%)
相对扩
展不确定度 (k=2)
(%)
温度(℃)
压力(Pa)
瞬时/
累积流
量
( )
平均
值 ( )
温度(℃)
压力(Pa)
累积流量( )
时间(s)
瞬时流量( )
平均值( )
11
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附录 C
校准证书的(内页)参考格式
序号
仪表示值( )
标准值( )
示值误差
(%)
重复性
(%)
相对扩展不确定度(k=2) (%)
1
2
3
4
———(以下空白)———
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附录 D
校准结果的不确定度评定实例
D.1 气体层流流量计(标况)示值误差不确定度评定
D.1.1 概述
D.1.1.1 被校流量计
名称：气体层流流量计
准确度等级： 1.0 级
测量范围：(0.2～20)L/min
D.1.1.2 标准器
活塞式气体流量标准装置：
测量范围：(0.15～500)L/min，瞬时流量不确定度： Ur=0.066%， k=2。
D.1.1.3 测量结果
瞬时流量及重复性测量数据见表 D.1。
表 D.1 校准数据
序号
流量计示值
标准值
重复性(%)
1
19.998 L/min
20.081 L/min
0.08
2
10.025 L/min
10.088 L/min
0.09
3
0.201 L/min
0.205 L/min
0.10
D.1.2 测量模型
E (D.1)
qs (D.2)
式中：
E——被校流量计的引用误差;
qc——被校流量计的瞬时流量;
qs——标准器的瞬时流量;
qmax——被校流量计最大流量;
V——流过标准器的体积值;
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t——单次校准所用时间;
Ts、Tc——分别为标准器和被校流量计处的热力学温度;
ps、pc——分别为标准器和被校流量计处的绝对压力;
Zs、 Zc——分别为标准器和被校流量计处的气体压缩因子， 当标准器和被校流量计处的压力差小于 0.1MPa 时，可视为 Zs=Zc。
D.1.3 不确定度传播律
压缩因子为固定常数， 其不确定度可忽略不计，由以上数学模型可知，示值误差E 的不确定度传播律可近似表示为：
被校流量计为标况显示， 即 Tc=20 ℃, pc=101325 Pa，其不确定度可忽略。 由于标准器校准证书里的瞬时流量 qs ´的不确定度已包含 V、 t、 Ts、ps 等不确定度分量，考虑装置运行过程的压力波动△p、温度波动△T，示值误差 E 的不确定度可表示为：
D.1.4 不确定度分量及评定
D.1.4.1 被校流量计的瞬时流量 qc 引入的不确定度分量
被校流量计瞬时流量 qc 引入的不确定度来源于 qc 的重复性 s， 同时被校流量计的分辨力会对 qc 的重复性构成影响， 因此取 qc 的重复性和仪器分辨力引入的不确定度两者最大值作为被校流量计的瞬时流量 qc 的不确定度。
被校流量计在各流量点 qc 引入的不确定度如表 D.2 所示。
表 D.2 qc 引入的不确定度
序号
流量点
重复性s(%)
重复
测量
次数
ur1 (qc)
(%)
分辨力
分辨力引入
的不确定度ur2 (qc) (%)
ur (qc)
(%)
1
19.998 L/min
0.08
3
0.046
0.001 L/min
0.001
0.046
2
10.025 L/min
0.09
0.052
0.003
0.052
3
0.201 L/min
0.10
0.058
0.144
0.144
D.1.4.2 标准器瞬时流量 qs ´引入的不确定度分量
标准器瞬时流量 qs ´引入的不确定度如表 D.3 所示。
表 D.3 qs9引入的不确定度
序号
标准器
标准器瞬时流量的扩展不确定度
ur (qs ´) (%)
1
活塞式气体流量标准装置
Ur=0.066%， k=2
0.033
14
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D.1.4.3 压力波动△p 引入的不确定度分量 ur (△p)
经测定， 活塞计量腔内的压力波动范围为±0.027%，按矩形分布考虑， 即k=3，则缸体内压力波动△p所引入的不确定度分量为：
D.1.4.4 温度波动△T 引入的不确定度分量 ur (△T )
经测 定， 活塞计量腔内的温度波动范 围为±0.07 ℃ , 按矩形分布考 虑， 即k=3，缸体内实测温度为 292.65 K， 则缸体内温度波动△T 所引入的不确定度分量为：
D.1.5 合成标准不确定度计算
不确定分量一览表及合成标准不确定度如表 D.4 所示。
表 D.4 标准不确定度分量一览表
序号
流量点
ur (qc)
(%)
ur (qs ´)
(%)
ur (△p)
(%)
ur (△T)
(%)
uc(E) (%)
1
19.998 L/min
0.046
0.033
0.016
0.014
0.060
2
10.025 L/min
0.052
0.065
3
0.201 L/min
0.144
0.149
D.1.6 校准结果
取包含因子 k=2，则流量计校准结果如表 D.5 所示。
表 D.5 校准结果
序号
流量计示值
标准值
示值误差(%FS)
重复性(%)
相对扩展不
确定度 (k=2)
(%)
1
19.998 L/min
20.081 L/min
-0.42
0.08
0.12
2
10.025 L/min
10.088 L/min
-0.32
0.09
0.13
3
0.201 L/min
0.205 L/min
-0.02
0.10
0.30
D.2 气体层流流量计(工况)示值误差不确定度评定
D.2.1 概述
D.2.1.1 被校流量计
15
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名称：气体层流流量计
准确度等级： 1.0 级
测量范围：(0.2～20)L/min
D.2.1.2 标准器
活塞式气体流量标准装置：
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