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      現場校準橢圓齒輪流量計示值誤差測量不確定度評定


         現場校準橢圓齒輪流量計示值誤差測量不確定度評定,本文應用一種便攜式油流量校準裝置對橢圓齒輪流量計進行現場校準,通過對其示值誤差測量不確定度的評定來驗證該校準裝置的可行性。 

      作為用于流體測量及控制的儀器,流量計現廣泛用于石化、制藥、環保等多個領域生產中。在液體流量計的標定方面,一般是實驗室標定,標定采用的主要介質是清潔水,但由于大多數流量計測量的介質與標定的介質不同,會影響流量計的測量精度,特別是測量油的流量計,如果使用水標定的話還會影響其機械構件的使用壽命。為了實現標定介質的一致性,提高流量計的現場使用精度,需要用一種高精度油流量校準裝置,通過與被檢表串聯,使用軟件進行控制和數據采集,從而實現校準溯源的目的。

      1油流量校準裝置的工作原理
          油流量校準裝置(下面簡稱校準裝置)主要采用DN50mm艾默生質量流量計(0.15級)作為主標準器,加裝防爆型溫度變送器和壓力變送器用于溫度和壓力的數據采集,通過PLC系統裝置,實現工藝過程中標準流量計、被檢裝置(或被檢流量計)、溫度、壓力等測量數據的自動采集和計算處理,完成計量校準的計算,結果的顯示、存儲和查詢等功能;同時可以實時顯示工藝流程的流動狀態和測量數據,便于控制流量范圍,選擇合適的測量流量點。
      2橢圓齒輪流量計示值誤差測量不確定度評定
      2.1測量方法
          參照JJG667-2010《液體容積式流量計檢定規程》,在規定的測量環境條件下(現場環境條件溫度7℃,相對濕度80%,大氣壓力101.3kPa),將被測的橢圓齒輪流量計所在輸油管線(DN50mm)與校準裝置連接,在約定流量點上對被檢流量計進行校準,在校準過程中同時測出校準裝置質量流量計進出口管段內介質的溫度與壓力。通過測量被校準流量計輸出脈沖數,換算出被測表的流量值;將質量流量計的標準值換算到被檢表處狀態下的流量值,比較這二者,得出被檢流量計的示值誤差。
      2.2測量模型
      流量計相對示值誤差:
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          ts、tm—檢測時標準器和流量計處的介質溫度,℃;
          k—檢測用介質在檢測狀態下的壓縮系數,Pa-1;
          ps、pm—檢測時標準器和流量計處的介質壓力,Pa。
          標準流量Qs的標準不確定度主要來源于校準裝置中質量流量計示值誤差引入的不確定度u(Q's),其余參數介質體膨脹系數、壓縮系數、測量溫度的鉑電阻溫度計的示值誤差和測量壓力的壓力變送器示值誤差引起的不確定度影響量很小,可忽略不計。
          校準過程中由于質量流量計前后介質溫度、壓力變化很小,因此公式(2)可以簡化為:
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      式中:N—脈沖數;
          k—被檢流量計脈沖當量,10000脈沖/m3;
          ρ—校準介質密度,823.8kg/m3。
          輸入量Q的標準不確定度u(Q)主要來源于被檢流量計示值重復性和密度測量誤差。
          (1)測量重復性引入的不確定度u1(Q)在流量點13m3/h處,在重復性條件下連續校準6次,得到脈沖數測量結果:1145(N)、1144(N)、1143(N)、1144(N)、1143(N)、1145(N)
      20190517112745.jpg
          (2)密度值誤差引入的不確定度u2(Q)測量過程中介質密度值由質量流量計測量得出,根據流量計技術參數得知測量準確度等級為0.15級的質量流量計密度測量誤差為±1.0kg/m3,按均勻分布考慮。
      20190517112800.jpg
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      3結束語
          根據上述分析,采用便攜式油流量校準裝置在現場校準橢圓齒輪流量計時,校準裝置與流量計現場工況一致,避免了由于介質不同、流速變化以及現場環境變化引起測量偏差,能更準確地反映出橢圓齒輪流量計實際工作狀況,其示值誤差的擴展不確定度為0.24%,基本能滿足加油船、油氣收發平臺等領域流量計現場校準的需要,方法值得推廣。
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