本文針對體積管校準原油容積式流量計的示值誤差的測量結(jié)果, 進行不確定度的分析及評定。

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

2.計量標準:體積管流量標準裝置。

3.被測對象:一臺DN80mm的刮板流量計。

4.測量方法:通過體積管對刮板流量計進行校準, 對每個流量點重復(fù)測量3次, 體積管的累積流量與流量計的累積流量進行對比, 得出流量計的平均示值誤差和重復(fù)性。

  式中:E——流量計的示值誤差;N——一次檢定過程流量計得到的脈沖數(shù);K——傳感器系數(shù), 1/L;Qs——將標準器處的液體體積值換算到流量計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——檢定時標準裝置處液體的溫度, ℃;ps——檢定時標準器處的壓力, MPa;pm——檢定時流量計處液體的壓力, MPa;βs——體積管膨脹系數(shù), ℃-1;Vs——體積管標準值, 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——流量計處溫度下原油的體積修正系數(shù)。

  取一臺DN80的刮板流量計, 對其進行校準, 以24m3/h為例進行不確定度評定, 校準數(shù)據(jù)如表1所示。

因為, 所以, 在忽略合成方差u2 (Qs) 表示式中高階項的情況下, 可得:

1.標準器給出的體積值Vs引入的不確定度分量

體積管的不確定度U=0.05% (k=2) , 則標準不確定度

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, 于是標準不確定度為

靈敏系數(shù):

則u2=丨c2丨u (VCF20) s=0.02958L。

3.流量計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, 則其標準不確定度為

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, 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, 則其標準不確定度為

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

因為溫度變送器為0.2級, 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, 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, 于是標準不確定度

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

因為壓力變送器為0.1級, 按矩形分布考慮, 則

靈敏系數(shù):

則u7=丨c7丨u (ps) =0.0003117L。

8.流量計處壓力pm引入的不確定度分量

因為壓力變送器為0.1級, 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, 于是標準不確定度為-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, 于是標準不確定度

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, 于是標準不確定度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***大允許誤差由校準證書得到, 1000個標準脈沖誤差為±3個脈沖, 其相對誤差為±0.03%, 估計為矩形分布, 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量不確定度為

  流量計重復(fù)性由極差法計算, 單次測量的重復(fù)性為0.041%, 其平均值的實驗標準偏差為

  將單次測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行合成, 得到流量計平均示值誤差的合成標準不確定度為

擴展不確定度為

  該刮板流量計在24m3/h流量點上測量結(jié)果示值誤差為0.21%, 相對擴展不確定度為Urel=0.078%, k=2。
 

一、原油流量計概述：
    AK-LC系列橢圓齒輪流量計（原油流量計）是計量流經(jīng)管道內(nèi)液體流量總和的容積式流量計,該儀表具有測量精度高,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)的累積流量測量。

二、測量原理

在儀表測量室進出兩端液體壓差的在作用下，一對橢圓齒輪在軸承上不停地轉(zhuǎn)動并排出液體，測出橢圓齒輪的轉(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，單位時間橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)次數(shù)為N，則在該時間內(nèi)流過的液體體積量為NQ。

三、產(chǎn)品特點

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

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

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

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: 普通型0.5級，高精度0.2級

★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)動部件: 鋁合金、不銹鋼等

五、測量范圍及工作壓力

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