JJG 370-2019 在线振动管液体密度计

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG370—2019

在线振动管液体密度计

On-lineOscillationTubeLiquidDensityMeters

2019-12-31发布2020-03-31实施

国家市场监督管理总局发布

JJG370—2019

在线振动管液体密度计检定规程

VerificationRegulationforOn-lineJJG370—2019

OscillationTubeLiquidDensitymeter代替JJG370-2007

归口单位：全国质量密度计量技术委员会

主要起草单位：中国计量科学研究院

参加起草单位：国家石油天然气大流量计量站

艾默生轄控制有限公司

新疆维吾尔自治区计量测试研究院

本规程委托全国质量、密度计量技术委员会负责解释

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主要起草人：

李占宏（中国计量科学研究院）

參加起草人：

许常红（中国计量科学研究院）

阮增荣（国家石油天然气大流量计量站）

孟荟滨（艾默生过程控制有限公司）

李晓宇（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）

3

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目录

1范围(1)

2引用文献(1)

3术语和计量单位(1)

3.1术语(1)

3.2计量单位(1)

4概述(1)

4.1工作原理(1)

4.2组成(2)

4.3用途(2)

4.4输出信号(2)

4.5外观及随机文件要求(2)

5计量性能要求(2)

5.1准确度等级(2)

5.2示值误差(2)

5.3重复性(2)

6通用技术要求(3)

6.1随机文件(3)

6.2铭牌和标识(3)

6.3外观(3)

6.4保护功能(3)

6.5密封性(3)

7计量器具控制(3)

7.1检定条件(4)

7.2在线密度计安装(4)

7.3检定项目(4)

4

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7.4检定方法(4)

7.5检定点及检定次数(5)

7.6检定程序(6)

7.7计算方法(7)

7.8检定结果处理(8)

7.9检定周期(9)

附录A压力密度瓶法(11)

附录B标准密度计法(12)

附录C油品密度温度系数表………………(15)

附录D油品密度温度系数表…(16)

附录E(18°C〜26°C)钩酸钠水溶液密度温度系数表(17)

附录F(0~40)°C纯水密度表(不含空气)(18)

附录G油品压缩系数表(20)

附录H铸酸钠水溶液毛细常数表(22)

附录I水压缩系数表(23)

附录J空气密度计算公式(24)

附录K密度计温度修正系数试验记录(26)

附录L密度计静态压力试验记录…………(27)

附录M检定证书内页格式(28)

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JJG370—2019

引言

JJF1002-2010《国家计量检定规程编写规则》,JJF1001-2011《通用计量术

语及定义hJJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规程

修订工作的基础性系列规范。

本规程与JJG370-2007《在线振动管液体密度计检定规程》相比,除编辑性

修改外,主要技术变化如下:

•增加了引言部分;

•删除了原公式2,完善了拟合方程（见4.1）；

•修改了原规程表1的准确度等级规定;

•完善了最大允许误差及重复性部分（见5.1）

•删除了原示意图部分;

•完善了检定方法分类；

•完善了示值误差计算（见7.7.2和7.7.3）；

•完善了拟合系数计算的规定；

•完善了检定证书内页格式。

本规程的历次版本信息为：

JJG370-1998《工作振动管液体密度计试行检定规程》

JJG370-2007《在线振动管液体密度计检定规程》

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在线振动管液体密度计检定规程

1范围

本规程适用于在线振动管液体密度计(以下简称在线密度计)的首次检定、

后续检定和使用中检查。

2引用文件

本规程在计量性能、主要技术指标等方面引用下列文件：

JJG86标准玻璃浮计检定规程

JJF1229质量密度计量名词术语及定义

其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。

3术语和计量单位

3.1术语

3.1.1温度修正系数试验temperaturecoefficientstest

在不同温度条件下，将已知密度的液体流经在线密度计并测量其输出值，从而

获得密度计温度修正系数的试验。

3.1.2静态压力修正系数试验pressurecoefficientstest

在恒温及不同压力条件下,将已知密度的液体通入在线密度计中并测量其输出

值,从而获得密度计压力修正系数的试验。

3.2计量单位

333

采用的计量单位有:千克/米彳(kg/m)＞克/厘米(g/cm)＞摄氏度(°C)、兆

帕(MPa)、微秒(Ps)o

4概述

4.1工作原理

在线密度计是利用流经振动管内的液体密度变化导致振动管的谐振频率发

生改变的原理，通过测量谐振频率信号及其他相关物理量来获得液体密度的仪

器。在线密度计的密度值可表述为:

p=f(k,T,t)(1)

i

式中：

k在线密度计系数;

t

T——密度计输出振动谐振周期,M；

1

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t——流经密度计液体温度,°Co

4.2组成

在线密度计一般由传感器及显示仪表构成，通常传感器包括振动管、激振、

拾振系统及温度测量元件。

4.3输出信号

在线密度计输出信号有振动周期信号、直流电流信号或直流电压信号等。

5计量性能要求

5.1准确度等级

在线密度计准确度等级分为0.1级、0.2级、0.5级和1.0级,各等级对应

的最大允许误差应符合表1的要求。如非采用表1所列准确度等级，其最大允

许误差应符合表1对应的原则。

表1

准确度等级0,10.205L0

最大允许误差(kg/m3)+0.10+0.20+0.50+1.00

5.2示值误差

液体流经在线密度计时在线密度计显示值与标准密度值之间的差值,示值

误差应符合表1的要求。

5.3重复性

在线密度计的重复性不得超过该准确度等级对应的最大允许误差绝对值的

l/5o

6通用技术要求

6.1随机文件

6.1.1在线密度计应有使用说明书;

6.1.2进行周期检定的在线密度计应附带上次检定证书。

6.2铭牌和标识

6.2.1在线密度计壳体上应有铭牌,一般应注明:

a.制造厂名或商标

b.产品名称及型号

c.出厂编号

2

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d.最大工作压力

e.防爆等级（用于易燃易爆场合）

f.防护等级

g.制造日期

6.3外观

6.3.1在线密度计应外观良好,密封面平整无损伤,表面涂镀层均匀,不得有

裂纹、锈蚀和剥落等现象。

6.3.2在线密度计的焊接处应光滑平整,不得有损伤。

6.3.3在线密度计的接插件等电气连接应牢固可靠，不得松动或脫落。

6.3.4在线密度计显示的字母、数字及符号应清晰整齐。

6.4保护功能

对能够改变在线密度计计量性能的相关参数，应具有保护功能（如密码等）。

7计量器具控制

7.1检定条件

7.1.1标准装置

图1装置示意图

1、液体介质2、泵3、节流阀4、被测密度计5、温度计6、温度计7、密度

计8、热交换器

7.1.1.1在线密度计标准装置（以下简称装置）及其配套仪器均应有有效的检

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定证书或校准证书。

7.1.1.2在线密度计检定优先采用密度计法标准装置,也可选用压力密度瓶法

标准装置及标准在线密度计装置。压力密度瓶法标准装置及标准在线密度计装

置的规定参见附录A,附录B。

7.1.2检定用液体

7.1.2.1检定用液体应是均匀稳定、清洁的、无可见颗粒、纤维等物质。

7.1.2.3检定用液体的粘度对在线密度计的测量影响小到可以忽略,一般应小

于5mPa-s=

7.1.2.4至少使用3种不同密度液体,液体密度值尽可能接近在线密度计工况

下液体密度,最大和最小液体密度值应能够覆盖在线密度计工况下测量液体密

度范围。表2列出推荐检定用液体密度及名称。

表2检定用液体

密度值密度值

序号液体序号液体

(kg/m3)(kg/m3)

1749C12正构烷桂5998蒸馅去离子水

2830航空煤油61340导热油HC50

3855十二烷基苯71341漠化钠溶液

4887甲苯81410钩酸盐溶液

备注:酒精水溶液也可作为检定用液体,但不作为优先选用液体。

7.1.3检定环境条件

7.1.3.1检定环境条件：温度:20°C+5°C,相对湿度W70%RH。

7.1.3.2实验室无明显机械振动和磁场影响。

7.1.3.3检定液体为可燃性液体时,检定装置及辅助设备、检测场地应满足安

全防爆要求。

7.1.3.4检定时应避免与在线密度计工作频率接近的其他干扰。

7.1.4设备要求

7.1.4.1检定0.1级和0.2级在线密度计时,选择密度副基准一液体密度计组或

3

测量不确定度不大于0.05kg/m(A=2)的台式振动管密度仪测量液体密度。检

定0.5级、1.0级在线密度计时,选择一等标准密度计组或测量不确定度不大于

3

0.1kg/m(A=2)的台式振动管密度仪测量液体密度。

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表3液体密度测量装置

计准确度等级

液体密度0.10.205L0

测量不确定度不大于测量不确定度不大于

台式振动管密度仪

0.05kg/m30.10kg/m3

密度副基准一液体密度

玻璃密度计_等标准密度计组

计组

7.1.4.2在线密度计入口端及出口端分别安装分辨力为0.001°C的温度计,准

确度不低于0.02°C=

7.1.4.3恒温槽控温范围(10-70)°C,在进行温度试验时液体温度变化不超过土

0.i°Co

7.1.4.4频率计数器的频率测量范围100Hz〜1MHz,灵敏度不低于20mV。

7.1.4.5液体静态加压装置,加压装置压力测量范围为(0〜3)MPa。准确度等

级不低于0.05级。

7.2在线密度计的安装

7.2.1在线密度计应按照使用说明书迸行安装。

7.2.3在线密度计与管道连接部分无渗漏。

7.3检定项目

7.3.1检定项目

首次检定、后续检定和使用中检查的项目列于表4中。

表4

检定项目首次检定后续检定使用中检查

随机文件及外观++—

++—

密封性

+++

示值误差

++

重复性

5

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注：“+”表示需要检定“-”表示不必检定

7.4密封性

在线密度计在检定安装条件下,保持最大检定压力5min,应无液体渗漏。

7.5检定方法

7.5.1外观和随机文件检查

7.5.1.1检查随机文件,应符合6.1的要求。

7.5.1.2用目测的方法检查在线密度计外观,应符合6.2、6.3的要求。

7.5.2将在线密度计安装到装置上后，至少运行5niiii后待输出信号稳定后方

可进行检定试验。

7.5.3检定点及检定次数

进行在线密度计温度修正系数试验和静态压力修正系数试验时，记录每个试

验点在不同密度一温度一压力条件下在线密度计谐振周期信号或其他输出信号

不得少于6次。每组不同密度一温度一压力点重复测量2次。

7.6检定程序

在线密度计检定分为温度修正系数试验和静态压力修正系数试验试验两个步骤。

7.6.1在线密度计清洗

在线密度计必须仔细清洗（清洗过程中不得浸湿电路部分）o若管内有油污残留,

须先用合适溶剂清洗,再用酒精、水清洗吹干,管壁上不得有任何异物。

7.6.2安装在线密度计通电稳定后,以20C空气为介质,检查在线密度计振

动周期值，并记录其周期乙”和空气密度值。

7.6.3使液体进入在线密度计系统开始循环，排出系统中积存的气体，然后对

循环系统和液体进行恒温。

7.6.4.将不同密度液体在20°C（或其他规定的密度标准温度,如15D和常

压下依次在装置中循环,当液体温度达到20（土0.02）°C时,记录在线密度计

输出谐振周期值丁或密度相关的其他信号〔如密度值力或电流信号），同时记

录在线密度计进口端与出口端温度计示值右、roO用配套的玻璃浮计或台式密

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度仪测量相同温度条件下液体密度值A,用玻璃浮计测量液体密度时记录液体

温度为廟。

7.6.5在（10〜60）°C范围内,选择至少2种不同密度液体,在最低和最高温

度点及中间温度点分别进行恒温控制，当液体温度稳定性达到±0.05匸时，记

录在线密度计输出谐振周期值T或密度相关的其他信号（如密度值或电流信

tA

号）,同时记录在线密度计进口端与出口端温度计示值彳、「同时用配套的玻

璃浮计或台式密度仪测量相同温度条件下液体密度值。，用玻璃浮计测量液体

密度时记录液体温度为诊O

7.6.6选择2种不同密度的液体作为介质,将其充满被检在线密度计,保证其

中无混入气体,在工作压力实验范围内均匀选取至少五个压力点,使用静态加

压装置对液体加压，待输出信号稳定时记录相关数据嘉（如密度值坷，或电流

信号）,同时记录液体温度值°,相同条件下液体密度值ZVo

整个密度一温度一压力试验过程中温度应稳定，其稳定性应小于土0.1°C。

7.7计算方法

7.7.1液体密度标准值计算

7.7.1.1使用标准玻璃浮计的数据计算

密度计示值应考虑以下几项修正

1）玻璃浮计的标准温度为20°C,当测量液体温度值切不等于20°C时应对

示值进行温度修正,即

2）（

式中:A——玻璃浮计的温度修正值;

A1

p——浮计测量液体的密度值；

a

6

fl——玻璃的体膨胀系数25X10~b。

2）当右、t°的平均值»时,需要按下式对几进行修正,即

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△口2=厂您—G(3)

式中:Ap（2——玻璃浮计的温度修正值;

31

r——液体的密度温度系数kg-m~-°C

3）如果所用液体与玻璃浮计的工作用液不同时,需要按下式对几进行毛

细作用修正,即

Ap=^^^1x1000山

fl

fl

M4）（

3

式中:Apa——玻璃浮计毛细常数修正值,kg/m；

2

——证书上给出工作用液的毛细常数,mm；

2

a2——被测液体的毛细常数,mm；

D——被修正密度计所测点的干管平均直径,mm；

3

p液体密度，g/cm1

71——圆周率,取3.14；

M密度计质量，mg。

4）玻璃浮计按上缘读取示值时，则应考虑上下缘读数之差的修正量人几。

5）玻璃浮计的修正值Ap。

6）玻璃浮计测得液体的密度为:

A

Pl=Pa+、Pt\+、Pt1+P«+、Ps+'P⑸

7.7.1.2使用台式密度仪的测量结果作为标准密度值。-

7.7.2在线密度计系数计算方法

通常在线密度计所使用的系数（含温度修正系数及静态压力修正系数）,计算步

骤如下：

7.7.2.1将2（FC（或其他规定的密度标准温度,如15D下不同液体密度。及

相应的在线密度计输出周期信号T构成一组方程：

t

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d=尸⑺,血）；

Pr2=F（T2，k）；

Pri=尸⑺，占）。

通过最小二乘法计算出系数広O

7.7.2.2将不同温度下测量的液体密度°,液体温度/及相应的在线密度计输

出周期信号?；，构成一组方程：

Pn=Sgt、,ki，K）；

P2=s（T,t^Kt）；

rt22

Pri=S（厶,tj，血,笛）。

利用最小二乘法计算得出温度修正系数K,o

7.7.2.3将不同压力、温度下测量的液体密度◎”，液体温度°、压力P及相应

的在线密度计输出周期信号坊，构成一组方程：

（坊1，加目；

Ptprl（坊2吗2，马&，笛,K如）；

Ptpri=D（TtM,•如P点声t,KJ0

t

利用最小二乘法计算得出温度修正系数匕o

7.7.3也可根据不同规格型号在线密度计提供的密度计算公式，利用最小二乘

法得到各项系数。

7.7.2示值误差的计算

在线密度计各检定点各次检定的示值误差按式6）（计算。

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XPtkZA

式中：P*被检在线密度计示值，kg/m3；

A,——液体密度标准值,kg/m\

7.7.3重复性的计算

7.7.3.1在线密度计各检定点的重复性E”按式(7)计算。

码=(EJmax_("E'mi)min(7)

式中:(E亠密度计第i检定点的最大示值误差;

如)聞密度计第i检定点的最小示值误差;

7.7.3.2在线密度计的重复性应符合5.3的要求。

7.7.4对于在线密度计的温度及压力修正系数需要重新标定的,按照最小二乘

法依据生产厂提供的密度一温度一压力计算公式进行拟合计算得到新的系数。

在线密度计示值误差及重复性按照新计算的参数重新计算。

7.8检定结果处理

经检定合格的在线密度计发给检定证书，不合格的在线密度计发给检定结

果通知书。检定结果通知应注明不合格的项目。检定证书内页信息见附录C。

7.9检定周期

对准确度等级为0.1级和0.2级的在线密度计,检定周期一般为一年,其他

一般为2年。

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附录A压力密度瓶法

A.1压力密度瓶法标准装置

A.1.1配套设备要求

A.1.1.1不锈钢压力密度瓶

A.1.1.2准确度等级为①级电子天平，天平最大秤量满足密度瓶装满液体时

的最大质量称量要求。

A.1.1.3在线密度计入口端及出口端分别安装分度值为0.001°C的温度计。

A.1.1.4准确度等级0.1级压力表，压力测量范围为（0~5）MPa。

A.1.1.5恒温槽控温范围（10-70）°C,在进行温度试验时液体温度变化不超过土

0.05°C。

A.1.1.6频率计数器的频率测量范围100Hz〜1MHz,灵敏度不低于20mV。

A.1.1.6液体静态加压装置，加压装置压力测量范围为（0〜3）MPa。准确度等

级不低于0.05级。

压力密度瓶法测量装置的不确定度不大于被检在线密度计最大允许误差的1/3。

A.1.2检定程序

按照7.6.1、7.6.2和7.6.3步骤运行，在密度一温度一压力试验中按照下述进

行检定。

A.1.2.1将不同密度液体在20°C（或其他规定的密度标准温度如15°C）和常压

下依次在装置中循环，当液体温度达到2（0±0.05）°C且压力密度瓶出入口温

度计的平均值与在线密度计出口、入口端温度计平均值相差小于0.05°C时，记

录在线密度计输出谐振周期值T或密度相关的其他信号（如密度值或电流信

plA

号），同时记录下在线密度计进口端与出口端温度计示值耳、t。。同时液体充满

压力密度瓶并排出气体后关闭密度瓶阀门，将密度瓶放置天平上称量质量值，

I己录为O

A.1.2.2在（10〜60）°C范围内，选择至少2种不同密度液体，在最低和最高

温度点及中间温度点分别进行恒温控制，当液体温度稳定性达到±0.05°C时,

同A.1.2.1操作记录相关数据。

A.1.2.3选择2种不同密度的液体作介质，将其充满被检在线密度计，保证不

11

JJG370—2019

混杂气体,在工作压力实验范围内均匀选取至少六个压力点,使用静态加压装

置对液体加压，待输出信号稳定时记录相关数据每（如密度值外,或电流信号）,

同时记录液体温度值J,相同条件下压力密度瓶质量值。

整个密度一温度一压力试验过程中温度应稳定,其波动应小于0.1°C。

A.1.3计算方法

A.1.3.1液体密度标准值计算

1）实验温度/、压力尸下的密度瓶体积爲

乙=［岭+咼（尸-殆卜|1+爲（—"A1）（

式中：V.——标准条件下的密度瓶容积,ml；

1

E——密度瓶容积的压力修正系数,ml-MP；；

p

E——密度瓶的体膨胀系数，XT；

t

P——工作压力（绝对压力）,MP；

a

P——标准大气压力，0.101325枫；

o

t工作温度,°C；

t——标准温度,20°C-

0

2）密度瓶内液体的质量加

1-V1_v

刑=刑幷X..字—MX字（A2）

-%1-%

式中：

m——在空气中密度瓶充满液体的质量,g；

H

M——密度瓶的真空质量,g；

3

p一一空气密度，kg/m；

a

3

Pp——祛码材料密度,kg/m；

3

小一一密度瓶材料密度,kg/m；

12

JJG370—2019

——液体密度,准确到10ig/m3。

Pe

当密度瓶与祛码所用材料密度相同时,公式为:

m=(m-M)-C(A3)

H

C为空气浮力修正系数:(A4)

3）实验条件下液体的密度

(A5)

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附录B标准液体密度计法

B.1标准液体密度计法标准装置

B.1.1配套设备要求

B.1.1.1检定准确度等级为0.5级和1.0级在线密度计需配备2台0.1级在线

密度计。

B.1.1.3在线密度计入口端及出口端分别安装分度值为0.001°C的温度计。

B.1.1.4准确度等级0.1级压力表，压力测量范围为0（〜5）MPa。

B.1.1.5恒温槽控温范围（10-70）°C,在进行温度试验时液体温度变化不超过土

0.05°Co

B.1.1.6频率计数器的频率测量范围100Hz〜1MHz,灵敏度不低于20mVo

B.1.1.7液体静态加压装置，加压装置压力测量范围为（0〜3）MPa。准确度等

级不低于0.05级。

B.1.2检定程序

按照7.6.1、7.6.2和7.6.3步骤运行，在密度一温度一压力试验中按照下述进

行检定。

B.1.2.1将不同密度液体在20°C（或其他规定的密度标准温度如15°C）和常压

下依次在装置中循环，当液体温度达到2（0±0.05）°C且两台标准液体密度计

显示的密度值之差不超过0.1畑/»?时，记录被检在线密度计输出谐振周期值

场或密度相关的其他信号（如密度值口或电流信号），同时记录下在线密度计

进口端与出口端温度计示值彳、t.同时记录两台标准在线密度计示值为Qi和

o

Prl°

B.1.2.2在（10〜60）°C范围内，选择至少2种不同密度液体，在最低和最高

温度点及中间温度点分别进行恒温控制，当液体温度稳定性达到±0.05°C时,

同B.1.2.1操作记录相关数据。

B.1.2.3选择2种不同密度的液体作介质，将其充满被检在线密度计，保证不

混杂气体，在工作压力实验范围内均匀选取至少六个压力点，使用静态加压装

置对液体加压，待输出信号稳定时记录相关数据每（如密度值Q”或电流信号）,

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JJG370—2019

同时记录液体温度值,相同条件下标准密度计显示值。

整个密度一温度一压力试验过程中温度应稳定,其波动应小于0.1°C

B.1.3计算方法

B.1.3.1液体密度标准值计算

液体密度标准值按照(1)式计算：

p2=(Prl+Pr2^/(Bl)

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附录0

油品密度温度系数表

t(°C)10〜2020〜3020〜4020〜5020〜6020〜7020〜80

p(kg/m3)1YYYYYY

650(石油Bl)0.9540.964/////

700汽油）0,8490.852/////

750(油品)0.7870.788/////

800油品）0.7400.735/////

840油品）0.6990.6950.6990.7000.6990.6990.698

860油品）@679@6760.6740.6760.6780.678@677

880油品）0.6610.6580=6580=6590.6590.659@660

注:丫一密度温度系数kg/n?-°C-1

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附录D

(18-26)°C鹄酸钠水溶液密度温度系数表

p(kg/m3)105011001150120012501300135014001450

70,2450.2770293032903560.3710.3960,4150,432

31

注：丫一密度温度系数kg/m-°C-

17

JJG370—2019

附录E

（◎〜40）°C纯水密度表（不含空气）

kg/m3

如（°C）0.00.1020.30A050.6050.80.9

0999.8439.8509.8569.8629.8699.8749.8809.8869.8919.897

1999.9029.9079.9119.9169.9209.9249.9289.9329.9369.940

2999.94393469*9499.9529,9559,9579.9599.9629.9649.965

3999.96799699.9709.9719.9729S739.97493749.9759.975

4999.9759.97593759.9749,9749J739.9729.9719.970