油罐車容量檢測方法的探討與實(shí)踐

滿李寧，石理碧

（杭州市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測院，浙江 杭州 310019）

汽車油罐車是裝運(yùn)輕質(zhì)油品的重要工具。經(jīng)檢定后的油罐，可以作為計(jì)量器具用于油品交接、貿(mào)易結(jié)算。近年來，隨著汽車數(shù)量增加，用油量持續(xù)增長，油罐車數(shù)量和噸位越來越大。由于油品本身的特性，加上高油價(jià)，油罐車計(jì)量越來越被人重視。依據(jù)JJG133-2005《汽車油罐車容量》標(biāo)準(zhǔn)，汽車油罐車的檢測方法被分為2種：容量比較法和流量計(jì)法。

筆者多年從事汽車油罐車檢定工作，為了驗(yàn)證兩種檢測方法的利弊，使用容量比較法和流量計(jì)法分別對(duì)同一輛油罐車做了檢測試驗(yàn)，將得出的結(jié)果和數(shù)據(jù)，供廣大同行參考及探討。

1 概述

1.1 檢測試驗(yàn)條件

此次汽車油罐車檢測試驗(yàn)，于筆者所在檢測機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。室內(nèi)地面堅(jiān)實(shí)平整，氣溫18.5℃，檢測介質(zhì)為儲(chǔ)存水，溫度恒定。檢測試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)器為二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器一組（含 2 000 L、1 000 L、500 L、100 L、50 L），口徑為40 mm的LJX型流量檢定裝置1臺(tái)（含0.1級(jí)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)），分度值為1 mm量油尺一把，鋼直尺、溫度計(jì)等配套設(shè)備若干。汽車油罐車標(biāo)稱容量為13 500 L。

1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

汽車油罐車檢定的計(jì)量性能，要求為擴(kuò)展不確定度不大于0.25%，流量計(jì)法則追加定流量點(diǎn)使用時(shí)重復(fù)性不低于0.05%。油罐20℃時(shí)的各檢測點(diǎn)容積Vdi為

式中，Vb0為油罐車標(biāo)稱75%容積檢定點(diǎn)20℃時(shí)的容量。

除溫度等環(huán)境條件引入的不確定度外，在檢測過程中引入的不確定度主要還有：

（1）每次注水過程中累加的標(biāo)準(zhǔn)器溯源不確定度u（Vb累加值）；

（2）每次讀取空高值時(shí)，肉眼分辨力引入的高度處理值的不確定度u（Vg空高），分辨力固定為1 mm，成矩形分布，則

（3）流量計(jì)法中，還需加入密度計(jì)對(duì)每次注水引入的不確定度。則容量比較法和流量計(jì)法各檢測點(diǎn)容積的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度各為

2 采用容量比較法的試驗(yàn)

2.1 檢測試驗(yàn)步驟

首先采用傳統(tǒng)的容量比較法，對(duì)汽車油罐車進(jìn)進(jìn)行檢測，控制標(biāo)準(zhǔn)金屬量器向罐車罐內(nèi)注入標(biāo)稱容量75%的水，取10 000 L為第一個(gè)測量點(diǎn)。在標(biāo)稱容量75%～100%范圍內(nèi)容量值的測量，按罐體梯度變化，取了12個(gè)測量點(diǎn)，對(duì)每個(gè)測量點(diǎn)讀取2次空高值，并取其平均值為該點(diǎn)空高值。檢測試驗(yàn)進(jìn)行2次。

2.2 數(shù)據(jù)處理

（1）每次（各容量點(diǎn)）注入油罐內(nèi)的水20℃時(shí)，容積值Vgi按下式計(jì)算

式中，

β1為標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的體脹系數(shù)，β1=50×10-6℃-1；

β2為油罐的體脹系數(shù)，β2=33×10-6℃-1；

βw為水在tgi-tbi范圍內(nèi)的體脹系數(shù)，

（2）測量使用的玻璃溫度計(jì)分度值為0.1℃，準(zhǔn)確度為0.2℃，則

（3）標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的不確定度為2.5×10-4，包含因子k=2。

由以上公式和數(shù)據(jù)代入式（3），可得出各容量點(diǎn)Vgi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，然后再代入式（1）與u（Vb累加值）、u（Vg空高）合成，即可得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與擴(kuò)展不確定度。

（4）兩次測量的數(shù)據(jù)如表1所列。

表1 容量比較法兩次測量的數(shù)據(jù)表

第二次試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表中，

tbi為標(biāo)準(zhǔn)金屬量器中水溫；

tgi為油罐內(nèi)水溫；

Vdi為20℃時(shí)各測量點(diǎn)容量值；

U為擴(kuò)展不確定度；

Ur為相對(duì)擴(kuò)展不確定度且均小于0.25%。

3 采用流量計(jì)法的試驗(yàn)

3.1 檢測試驗(yàn)步驟

流量計(jì)法作為動(dòng)態(tài)計(jì)量，在日常檢定工作中使用較少，其檢測試驗(yàn)步驟與容量比較法基本相同，但需使用密度計(jì)測量液體密度，來轉(zhuǎn)換為體積值。為了保證液體滿管狀態(tài)，試驗(yàn)流量選用16 m3/h且標(biāo)準(zhǔn)裝置上必須包含換向器控制注水的啟停。流量計(jì)法的便捷之處，在于無須標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的蓄水和注水過程，尤其是75%標(biāo)稱容量的一次性完成，節(jié)省了大量時(shí)間和人力。

3.2 數(shù)據(jù)處理

（1）每次（各容量點(diǎn)）注入油罐內(nèi)的水，20℃時(shí)容積值Vgi按下式計(jì)算

式中，

β2為油罐的體脹系數(shù)，β2=33×10-6℃-1；

βw為水在tgi-tbi范圍內(nèi)的體脹系數(shù)，

（2）流量計(jì)的不確定度為1×10-3，包含因子k=2。

（3）二等標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)的不確定度為1.5×10-4，包含因子k=2。

溫度、累加的溯源不確定度與空高估讀值引入的不確定度，與容量比較法相同。

（4）兩次測量的數(shù)據(jù)如表2所列。

表2 流量計(jì)法兩次測量的數(shù)據(jù)表

第二次試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表中，

tBi為流量計(jì)處水溫；

tgi為油罐內(nèi)水溫；

Vdi為20℃時(shí)各測量點(diǎn)容量值；

U為擴(kuò)展不確定度；

Ur為相對(duì)擴(kuò)展不確定度且均小于0.25%，重復(fù)性小于0.05%。

4 結(jié)束語

由以上試驗(yàn)不難看出，容量比較法與流量計(jì)法，用于油罐車容量檢測的擴(kuò)展不確定度與重復(fù)性，均滿足檢定規(guī)程要求。

容量比較法的優(yōu)勢在于標(biāo)準(zhǔn)器準(zhǔn)確度高，數(shù)據(jù)精確可靠，重復(fù)性穩(wěn)定；不足在于勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率較低。

流量計(jì)法的優(yōu)勢在于節(jié)約大量人力物力，去除場地限制，省時(shí)，高效；不足在于準(zhǔn)確度劣于標(biāo)準(zhǔn)金屬量器，定點(diǎn)測量方面稍有遜色。

[1]JJG133-2005，汽車油罐車容量[S].

[2]JJF1059-1999，測量不確定度評(píng)定與表示[S].

[3]鄭黨兒.汽車油罐車容量檢定的不確定度評(píng)定[J].工業(yè)計(jì)量，2008，18（1）：41-45.