摘要：本文在研究國(guó)內(nèi)外液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，選擇了一款典型的管道式電磁流量計(jì)作為本次測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定的研究對(duì)象。通過(guò)對(duì)其測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定及分析，確保了液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)的準(zhǔn)確可靠，從而解決了在用液體流量計(jì)無(wú)法離線送檢的溯源難題，對(duì)提升流量計(jì)在線校準(zhǔn)能力具有積極意義。

引言：
  隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，流量測(cè)量技術(shù)日益成熟，液體流量計(jì)作為液體流量測(cè)量的重要計(jì)量器具，已廣泛用于紡織印染、石油化工、冶金制藥、熱電、造紙、環(huán)保、水利、市政等領(lǐng)域。然而，各行各業(yè)在用管道式液體流量計(jì)普遍存在不便拆卸，導(dǎo)致無(wú)法離線送檢的問(wèn)題，這就急需法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)提供在線校準(zhǔn)以解決液體流量計(jì)溯源難題。目前，尚未頒布關(guān)于液體流量計(jì)在線檢定/校準(zhǔn)的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范。筆者經(jīng)過(guò)多年流量計(jì)在線校準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)積累，在研究國(guó)內(nèi)外流量計(jì)在線校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上，編制了關(guān)于管道式液體流量計(jì)在線校準(zhǔn)的方法文件，進(jìn)而選擇一款典型的管道式電磁流量計(jì)作為本次測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定的研究對(duì)象。

1、校準(zhǔn)要求：
1.1、校準(zhǔn)環(huán)境及條件：
  本院液體流量計(jì)檢定實(shí)驗(yàn)室，將校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器及被檢流量計(jì)按要求安裝于液體流量計(jì)檢定裝置上。
1.2 、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器：
  0.5級(jí)進(jìn)口便攜式超聲波流量計(jì)，傳感器測(cè)量范圍：(Φ15～Φ800)mm。
1.3 、被檢流量計(jì):
  管道式電磁流量計(jì)，其***大流量為100 m3/h，口徑為Φ80mm。
1.4 、校準(zhǔn)描述：
  基于超聲波時(shí)差法的原理，采用示值誤差的方法進(jìn)行比對(duì)。

2、數(shù)學(xué)模型：
2.1、電磁流量計(jì)相對(duì)示值誤差按式（1）計(jì)算：

式中：Eij為第i流量點(diǎn)第j次的示值誤差；Ei為第i流量點(diǎn)的平均示值誤差。分別將其它校準(zhǔn)點(diǎn)各次流量計(jì)示值誤差值該標(biāo)準(zhǔn)偏差可求得其它校準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差。由于在實(shí)際校準(zhǔn)時(shí)，各校準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)結(jié)果取10次測(cè)量的平均值 ， 故 ， 算 術(shù) 平 均 值 的 實(shí) 驗(yàn) 標(biāo) 準(zhǔn) 偏 差 為 ：
。計(jì)算求得各校準(zhǔn)點(diǎn)的單次及算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表2所示。為了減少風(fēng)險(xiǎn)，取***大實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差作為測(cè)量重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，則：

表1 校準(zhǔn)結(jié)果記錄表
式中：Ei為第i流量點(diǎn)的平均示值誤差；E為所有流量點(diǎn)的平均示值誤差。靈敏系數(shù)c(E)=1

表4  不確定度分析一覽表

由于溫度、壓力影響相對(duì)較小，忽略其不確定度的影響。另外，由于重復(fù)性分量包含人員讀數(shù)引入的不確定度分量，為避免重復(fù)計(jì)算，故忽略人員讀數(shù)引入的不確定度分量。
4、合成不確定度：
4.1 、不確定度匯總表：
4.2 、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算：
以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3 、擴(kuò)展不確定度取包含因子k=2 ，故，測(cè)量結(jié)果相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：
Urel=k  • ucrel=1.4%(k=2)

5、不確定度的應(yīng)用：
  眾所周知，流量計(jì)量是計(jì)量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，它與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系，流量計(jì)量的準(zhǔn)確與否對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。為此，液體流量計(jì)在線溯源方法的研究是確保在用流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的重要保障，在線校準(zhǔn)結(jié)果不確定度直接決定流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確性，它是評(píng)價(jià)在線校準(zhǔn)能力的關(guān)鍵指標(biāo)。本文通過(guò)評(píng)定和分析典型的管道式電磁流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的不確定度，對(duì)解決流量計(jì)在線溯源難題、提升流量計(jì)在線校準(zhǔn)能力具有積極意義。
  目前，我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展方向是著大型化、智能化方向進(jìn)行，安全問(wèn)題成為了化工生產(chǎn)的首要問(wèn)題，在化工生產(chǎn)中安全儀表系統(tǒng)的合理設(shè)置對(duì)保證化工過(guò)程裝置的安全運(yùn)行至關(guān)重要。安全儀表設(shè)計(jì)過(guò)程中,  通過(guò)危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)分析, 確定SIS各安全儀表功能合適的SIL等級(jí)是***重要的活動(dòng)[9]  ,  但SIS的SIL等級(jí)并非越高越好,  要通過(guò)計(jì)算生命周期成本, 力求一種***優(yōu)配置,即尋求系統(tǒng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的一種平衡,  應(yīng)在達(dá)到系統(tǒng)安全要求的前提下, 既能滿足要求又不至于造成過(guò)高的建設(shè)和維護(hù)等成本,  真正實(shí)現(xiàn)合理配置經(jīng)濟(jì)實(shí)用的安全系統(tǒng)。