本文針對(duì)體積管校準(zhǔn)原油容積式流量計(jì)的示值誤差的測(cè)量結(jié)果, 進(jìn)行不確定度的分析及評(píng)定。

1.技術(shù)依據(jù):JJG667-2010《液體容積式流量計(jì)檢定規(guī)程》。

2.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn):體積管流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。

3.被測(cè)對(duì)象:一臺(tái)DN80mm的刮板流量計(jì)。

4.測(cè)量方法:通過體積管對(duì)刮板流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn), 對(duì)每個(gè)流量點(diǎn)重復(fù)測(cè)量3次, 體積管的累積流量與流量計(jì)的累積流量進(jìn)行對(duì)比, 得出流量計(jì)的平均示值誤差和重復(fù)性。

  式中:E——流量計(jì)的示值誤差;N——一次檢定過程流量計(jì)得到的脈沖數(shù);K——傳感器系數(shù), 1/L;Qs——將標(biāo)準(zhǔn)器處的液體體積值換算到流量計(jì)條件下的累積流量值, L;D——體積管內(nèi)徑, mm;e——體積管壁厚, mm;Es——體積管彈性模量, Mpa;ts——檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置處液體的溫度, ℃;ps——檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器處的壓力, MPa;pm——檢定時(shí)流量計(jì)處液體的壓力, MPa;βs——體積管膨脹系數(shù), ℃-1;Vs——體積管標(biāo)準(zhǔn)值, L;k——檢定用液體在檢定條件下的體積壓縮系數(shù), MPa-1; (VCF20) s——體積管處溫度下原油的體積修正系數(shù); (VCF20) m——流量計(jì)處溫度下原油的體積修正系數(shù)。

  取一臺(tái)DN80的刮板流量計(jì), 對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn), 以24m3/h為例進(jìn)行不確定度評(píng)定, 校準(zhǔn)數(shù)據(jù)如表1所示。

因?yàn)?noscript>, 所以, 在忽略合成方差u2 (Qs) 表示式中高階項(xiàng)的情況下, 可得:

1.標(biāo)準(zhǔn)器給出的體積值Vs引入的不確定度分量

體積管的不確定度U=0.05% (k=2) , 則標(biāo)準(zhǔn)不確定度

靈敏系數(shù):

則u1=丨c1丨u (Vs) =0.2499L。

2.體積管處溫度下原油的體積修正系數(shù) (VCF20) s引入的不確定度分量

由于該系數(shù)是通過查表運(yùn)算得出, 保留四位有效數(shù)字, 于是, 僅考慮數(shù)據(jù)修約引入的不確定度, 即其誤差限為0.5×10-4, 于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

靈敏系數(shù):

則u2=丨c2丨u (VCF20) s=0.02958L。

3.流量計(jì)處溫度下原油的體積修正系數(shù) (VCF20) m引入的不確定度分量

由于該系數(shù)是通過查表運(yùn)算得出, 于是, 僅考慮數(shù)據(jù)修約引入的不確定度, 即其誤差限為0.5×10-4, 則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

靈敏系數(shù):

則u3=丨c3丨u (VCF20) m=0.02958L。

4.體積管體膨脹系數(shù)βs引入的不確定度分量

體積管的體膨脹系數(shù)βs=0.000033℃-1, 取自資料手冊(cè), 為一常數(shù), 僅考慮由數(shù)字修約引入的不確定度分量, 即其誤差限為0.0000005℃-1, 假定滿足矩形分布, 則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

靈敏系數(shù):

則u4=丨c4丨u (βs) =0.008186L。

5.體積管處溫度ts引入的不確定度分量

因?yàn)闇囟茸兯推鳛?.2級(jí), 按矩形分布考慮, 則

靈敏系數(shù):

則u5=丨c5丨丨V (ts) 丨0.001842L。

6.體積管彈性模量Es引入的不確定度分量

體積管的彈性模量Es=210000MPa, 取自資料手冊(cè), 為一常數(shù), 僅考慮由數(shù)字修約引入的不確定度分量, 即其誤差限為±0.5Pa, 假定滿足矩形分布, 于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度

靈敏系數(shù):

則u6=丨c6丨u (Es) =0。

7.體積管處壓力ps引入的不確定度分量

因?yàn)閴毫ψ兯推鳛?.1級(jí), 按矩形分布考慮, 則

靈敏系數(shù):

則u7=丨c7丨u (ps) =0.0003117L。

8.流量計(jì)處壓力pm引入的不確定度分量

因?yàn)閴毫ψ兯推鳛?.1級(jí), 按矩形分布考慮, 則

靈敏系數(shù):

則u8=丨c8丨u (pm) =0.0002898L。

9.液體壓縮系數(shù)k引入的不確定度分量

由于該系數(shù)是通過查表運(yùn)算得出, 保留四位有效數(shù)字, 于是, 僅考慮數(shù)據(jù)修約引入的不確定度, 即其誤差限為0.5×10-7, 于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為-7

靈敏系數(shù):

則u9=丨c9丨u (k) ≈0。

10.體積管內(nèi)徑D引入的不確定度分量

體積管的內(nèi)徑D=200mm取自體積管的檢定證書, 為一常數(shù), 僅考慮由數(shù)字修約引入的不確定度分量, 即其誤差限為±0.5mm, 假定滿足矩形分布, 于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度

靈敏系數(shù):

則u10=丨c10丨u (D) =0.00009268L。

11.體積管壁厚e引入的不確定度分量

體積管的內(nèi)徑e=8mm取自體積管的檢定證書, 為一常數(shù), 僅考慮由數(shù)字修約引入的不確定度分量, 即其誤差限為±0.5mm, 假定滿足矩形分布, 于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度u

靈敏系數(shù):

則u11=丨c11丨u (e) =0.00001158L。

累積流量Qs的不確定度為

式中:K——置入系數(shù), 為20, 1/L。

1.光電脈沖發(fā)訊器引入的不確定度分量

光電脈沖發(fā)訊器的***大允許誤差由校準(zhǔn)證書得到, 1000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)脈沖誤差為±3個(gè)脈沖, 其相對(duì)誤差為±0.03%, 估計(jì)為矩形分布, 則

則u12=丨c1丨u (N) =1.736×10-4。

2.由Qs引入的不確定度分量

則u13=丨c13丨uc (Qs) =2.543×10-4。

將u12和u13兩者合成后, 得到示值誤差的單次測(cè)量不確定度為

  流量計(jì)重復(fù)性由極差法計(jì)算, 單次測(cè)量的重復(fù)性為0.041%, 其平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為

  將單次測(cè)量示值誤差的不確定度分量與重復(fù)性引入的不確定度分量進(jìn)行合成, 得到流量計(jì)平均示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

擴(kuò)展不確定度為

  該刮板流量計(jì)在24m3/h流量點(diǎn)上測(cè)量結(jié)果示值誤差為0.21%, 相對(duì)擴(kuò)展不確定度為Urel=0.078%, k=2。
 

一、原油流量計(jì)概述：
    AK-LC系列橢圓齒輪流量計(jì)（原油流量計(jì)）是計(jì)量流經(jīng)管道內(nèi)液體流量總和的容積式流量計(jì),該儀表具有測(cè)量精度高,受液體粘度影響小,表前不需要安裝直管段, 廣泛用于石油、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等油類及高粘度介質(zhì)的累積流量測(cè)量。

二、測(cè)量原理

在儀表測(cè)量室進(jìn)出兩端液體壓差的在作用下，一對(duì)橢圓齒輪在軸承上不停地轉(zhuǎn)動(dòng)并排出液體，測(cè)出橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)即可知道流經(jīng)儀表液體的總值。設(shè)橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)一周排出的體積量Q，單位時(shí)間橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)次數(shù)為N，則在該時(shí)間內(nèi)流過的液體體積量為NQ。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)

◆ AK-LC-A型 鑄鐵橢圓齒輪流量計(jì)，廣泛用于各種油品及對(duì)鑄鐵不腐蝕液體介質(zhì)的計(jì)量。

◆  AK -LC-E型 鑄鋼橢圓齒輪流量計(jì)，用于高壓、低腐蝕性介質(zhì)的計(jì)量

◆  AK -LC-B型 不銹鋼橢圓齒輪流量計(jì)，廣泛用于有較強(qiáng)腐蝕性液體介質(zhì)，如酸、堿、鹽及有機(jī)化合 物等的計(jì)量

四、主要技術(shù)參數(shù)

★本安防爆: ExiaⅡCTSdⅡBT4

★連接方式: 法蘭連接:DN10～DN200

★安裝方式: 水平、垂直

★口徑系列: DN10，15，20，25，40，50，80，100

★壓力損失: ≤0.1MPa

★精度等級(jí): 普通型0.5級(jí)，高精度0.2級(jí)

★介質(zhì)壓力: 普通型1.6MPa,高壓型3.2MPa

★粘度范圍: 普通型:0.6～200mpa.s,

高粘度200～1000mpa.s

★介質(zhì)溫度: 普通型＜120℃，高壓型＜200℃

★表體材質(zhì): 鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等

★轉(zhuǎn)動(dòng)部件: 鋁合金、不銹鋼等

五、測(cè)量范圍及工作壓力

  通過上述不確定度分析過程, 可以看出影響原油流量計(jì)測(cè)量結(jié)果的不確定度因素主要來源于標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度和流量計(jì)的重復(fù)性。這就要求計(jì)量檢定人員在平時(shí)工作中, 要保證標(biāo)準(zhǔn)裝置計(jì)量性能的穩(wěn)定, 定期做計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性、穩(wěn)定性等考核工作以監(jiān)控其計(jì)量性能, 并且要定期對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行量值溯源, 使其對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度影響降到***小, 保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。