溫度計讀數(shù)修正對液體容積式流量計檢定結(jié)果的影響

一、引言

在體積管檢定流量計過程中，需要用玻璃溫度計讀取流量計和體積管處的溫度，根據(jù)JJG667-2010《液體容積式流量計檢定規(guī)程》“所用溫度計的***大允許誤差對檢定結(jié)果造成的影響不超過流量計***大允許誤差的1/10”這一要求，現(xiàn)場使用的溫度計大部分都能滿足，所以檢定過程中直接將現(xiàn)場讀取到的溫度代入計算公式中得出流量計的誤差，沒有考慮溫度的修正問題。 但筆者在現(xiàn)場檢定過程中發(fā)現(xiàn)，部分玻璃溫度計往往在檢定溫度處的修正值較大，且修正值有正有負(fù)，如果不對該溫度進(jìn)行修正，就會對后續(xù)流量計的檢定結(jié)果帶來一定的影響。 本文針對此問題進(jìn)行探討分析。

二、體積管檢定流量計的模型

體積管檢定流量計的過程主要為將被檢定流量計與標(biāo)準(zhǔn)體積管串聯(lián)，則經(jīng)過流量計的流體會全部通過體積管，從而推動體積管內(nèi)的置換器沿著流體流動的方向運(yùn)動，觸發(fā)兩個檢測開關(guān)分別發(fā)出起、停信號，

記錄這期間被檢流量計發(fā)出的脈沖數(shù)。 此脈沖數(shù)經(jīng)過簡單換算可得檢定過程中流過流量計的流體體積，將此量與體積管經(jīng)過溫度和壓力修正過的容積值比較，即可得出被檢流量計的示值誤差，所采用的測量模型

如下所示。

計算檢定時測得的體積管處液體的實際體積，計算公式為

式中：Vs—體積管的標(biāo)準(zhǔn)體積，L；Ps—體積管內(nèi)液體表壓力平均值，Pa；D—體積管內(nèi)徑，mm；e—體積管壁厚 ，mm；Es—體積管材料的彈性模

-1

量，Pa；βs—體積管的體膨脹系數(shù)，℃ ；ts—體積管

內(nèi)液體的平均溫度，℃。

把體積管的體積修正到流量計條件下的累積流量實際值的計算公式為

式中：（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)；k—液體的壓縮系數(shù)，Pa-1。

***后計算流量計的示值誤差Em，即Em=（Q-Qs）/Qs×100%通過式（1）~式（3）可以看出，溫度直接影響著流量計的示值誤差，由于溫度的變化會引起式（2）中原油體積修正系數(shù)的變化，且體積修正系數(shù)的計算比較繁瑣，在此沒有給出定量分析。 假設(shè)溫度計讀取的溫度存在一個較大的修正值而沒參與到后續(xù)的計算，則會出現(xiàn)一個誤差傳遞到流量計上，從而導(dǎo)致原油交接雙方不能公平交易。

三、溫度修正對流量計檢定結(jié)果的影響

目前，流量計現(xiàn)場檢定過程中使用的溫度計基本分度值為0.1℃，測量范圍為0～70℃的普通石油焦化產(chǎn)品用玻璃液體溫度計，根據(jù)JJG130-2011《工作用玻璃液體溫度計檢定規(guī)程》中的規(guī)定，該系列的溫度計***大允許誤差不超過±0.2℃，所以在不考慮溫度計讀數(shù)修正的情況下， 單支溫度計***大引入誤差為±0.2℃。

體積管檢定流量計中需讀取流量計處、體積管進(jìn)出口三處的溫度， 從而導(dǎo)致流量計與體積管***大溫差為0.4℃。 JJG667-2010中規(guī)定“一次檢定過程中，檢定介質(zhì)的溫度變化不超過±0.5℃”， 所以流量計與體積管***大溫差為0.4℃也是滿足檢定規(guī)程的。 以實例說明，假設(shè)某輸油站的實際輸油溫度為25℃，即流量計、體積管進(jìn)出口處的實際溫度都為25℃， 而在讀數(shù)不修正的情況下， 體積管和流量計處的溫度可能會出現(xiàn)以下幾種情況， 結(jié)果如表1所示。 所用體積管的標(biāo)準(zhǔn)容積值為4019.4090，體積管溫度為進(jìn)口和出口溫度的平均值。

從表1可看出，不對溫度計讀數(shù)進(jìn)行修正時，溫度的失真導(dǎo)致流量計的示值誤差發(fā)生偏移。 當(dāng)流量計處讀取的溫度比實際溫度高時，流量計的示值誤差向負(fù)方向偏移，即流量計顯示的誤差比實際誤差要小。 流量計處和體積管處的溫差越大，示值誤差向負(fù)方向偏移越大。 當(dāng)體積管處讀取到的平均溫度比實際溫度也高時，流量計示值誤差偏移較小為0.0007%；當(dāng)體積管處讀取到的平均溫度比實際溫度小時，流量計示值誤差偏移較大，***大可為0.027%；如果流量計的準(zhǔn)確度為0.2級， 這時由溫度修正引入的誤差已經(jīng)超出檢定規(guī)程的要求，則必須對溫度進(jìn)行修正，該點在現(xiàn)場檢定過程中沒有得到足夠重視，建議廣大檢定人員在后續(xù)的檢定中注意該問題。 假設(shè)一個輸油站年輸油量為1000萬立方米原油，則會由于未修正溫度而導(dǎo)致收油方年損失原油***小為70m3，***大可達(dá)2700m3。

由于流量計處的溫度一般高于體積管處的溫度，所以體積管處溫度高于流量計處溫度這種情況，在此不予討論。 從表1可知，當(dāng)流量計處讀取的溫度比實際溫度低時，流量計的示值向正方向偏移，即流量計顯示的示值誤差要比實際值偏大， 偏移的程度較小為0.0007%。

通過上述分析，在現(xiàn)場檢定流量計時，為減少溫度計讀數(shù)修正對流量計示值誤差的影響，當(dāng)所用溫度計的修正值較大時，可根據(jù)溫度計的檢定證書對溫度進(jìn)行修正；當(dāng)溫度計的修正值較小時，可挑選修正值在同一方向上的溫度計使用以減少溫度的影響，保證交接計量的準(zhǔn)確。

四、小結(jié)

為保證原油交接雙方的利益，確保流量計的準(zhǔn)確可靠，在現(xiàn)場檢定流量計過程中，首先根據(jù)溫度計的檢定證書確認(rèn)所用玻璃溫度計的修正值是否較大，如果溫度計修正值較大，則需對讀取的溫度進(jìn)行修正后

參與流量計的誤差計算。 若溫度修正值較小，可選用溫度計修正值在同一方向上的玻璃溫度計，則無需修正可直接參與流量計的誤差計算。