車載式付油流量計示值誤差測量結(jié)果不確定度評定

鄒海波　劉尚玉

【摘要】 成品油交接計量的準(zhǔn)確度直接影響油品貿(mào)易流通環(huán)節(jié)的計量準(zhǔn)確性，近年來車載式付油系統(tǒng)因其方便靈活的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，所以車載式付油流量計的準(zhǔn)確計量至關(guān)重要，本文基于付油計量裝置檢定裝置對車載式付油流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，并給出了不確定度分析。

【關(guān)鍵詞】 在線計量;示值誤差;不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.026

The Measurement Error Analysis of an Atypical Mass Flowmeter

Abstract： The measurement accuracy of finished oil transfer directly affects the measurement accuracy of oil trade circulation. In recent years，vehicle fuel payment system is widely used because of its convenience and flexibility，so the accurate measurement of the truck oil paying flowmeter is very important. In this paper，the truck oil flowmeter is calibrated based on the verification device of oil metering device，and the uncertainty analysis is given.

Key words： online measurement;error of indication;uncertainty

ZHOU Hai-bo，LIU Shang-yu

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

車載式付油流量計的檢測依據(jù)JJG（遼） 58-2018《付油計量裝置》，車載成品油通過流量計流入標(biāo)準(zhǔn)器（即付油計量裝置檢定裝置），經(jīng)過密度、穩(wěn)定修正后得到被測累計流量標(biāo)準(zhǔn)值，與被檢測車載式付油流量計的累計流量進(jìn)行比較，通過運(yùn)算即可得出被檢的車載式付油流量計的示值誤差。

檢測時通過專用接頭將車載式付油系統(tǒng)的出油口與付油計量裝置檢定裝置相連接，將流量調(diào)節(jié)到正常工作狀態(tài)，確保被測油品不滲漏。將付油計量裝置檢定裝置下支腿支好，確保水平狀態(tài)，并確保工作容器接地，對付油計量裝置檢定裝置進(jìn)行自行校準(zhǔn)。檢測時排除設(shè)備工藝上可以對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響的因素。依據(jù)JJG（遼） 58-2018《付油計量裝置》及付油計量裝置檢定裝置說明書要求對標(biāo)準(zhǔn)器預(yù)熱，確保管路中不存氣。對付油計量裝置檢定裝置付油，使標(biāo)準(zhǔn)器與被測車載式付油流量計中的油品溫度相同。付到標(biāo)準(zhǔn)器中的油品停留一段時間，確保付油計量裝置檢定裝置的電子天平工作在最佳狀態(tài)。即可對車載式付油流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，測量其示值誤差。

車載式付油流量計的流量范圍與口徑有關(guān)，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的相同口徑的流量計，其流量范圍并不完全相同。付油計量裝置檢定裝置可對最小口徑為DN10，最大口徑為DN150;最小流量為4 t/h，最大流量為100 t/h的車載式付油流量計進(jìn)行檢測，不同口徑車載式付油流量計的測量方法完全相同。

付油計量裝置檢定裝置可對DN10～DN150的車載式付油流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，本文選取口徑為DN100的容積式流量計為主標(biāo)準(zhǔn)器的車載式付油系統(tǒng)為對象，在流量為80 m3/h進(jìn)行校準(zhǔn)，并進(jìn)行不確定度評定。

1 建立數(shù)學(xué)模型，列出不確定度傳播律

1.1 數(shù)學(xué)模型

[E=Q-QSQS]

式中：[E]——車載式付油流量計示值誤差;

[Q]——付油量示值;

[QS]——付油量的實(shí)際值。

1.2 不確定度傳播率

根據(jù)數(shù)學(xué)模型，得不確定度傳播律為：

[u2=c12u（MS）2+c22u（M）2]

式中：[u]——測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

[u（MS）]——標(biāo)準(zhǔn)裝置帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

[u（M）]——被檢車載式付油流量計帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

1.3 計算靈敏系數(shù)

根據(jù)數(shù)學(xué)模型得：

[c1=EMS]，[c2=EM]

2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

本文選用車載式付油流量計為校準(zhǔn)對象，分辨率為0.01 L，對800 L的付油量進(jìn)行評定。

2.1 付油計量裝置檢定裝置帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（MS）]

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u1（MS）]

標(biāo)準(zhǔn)裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度屬于B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度，因此標(biāo)準(zhǔn)裝置標(biāo)準(zhǔn)輸入不確定度U=0.04%（由檢定證書提供），[k=2]。

標(biāo)準(zhǔn)器的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u1（MS）=U2=0.04%2=0.02%]

2.1.2 付油計量裝置檢定裝置分辨率帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u2（MS）]

付油計量裝置檢定裝置顯示分辨率帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u2（MS）=0.0128003=0.00361%]

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)裝置帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（MS）]

由于輸入量的分項(xiàng)彼此獨(dú)立不相關(guān)，因此

[u（MS）=u12（MS）+u22（MS）???????????? =0.02%2+0.00361%2=0.02032%]

2.2 被測車載式付油流量計的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.2.1 車載式付油流量計測量重復(fù)性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u1（Q）]

用付油計量裝置檢定裝置在重復(fù)條件下對車載式付油流量計進(jìn)行3次連續(xù)測量，得到測量誤差分別為0.31%、0.23%，0.20%，連續(xù)3次測量實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

[Sm=0.31%-0.20%1.69=0.065%]

車載式付油流量計測量誤差的不確定度為：

[u1（Q）=Sm=0.065%]（n=3）

2.2.2 密度測量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u2（Q）]

采用的是二等標(biāo)準(zhǔn)石油密度計對車載式付油流量計進(jìn)行密度檢測，其分度值為[±]0.2 kg/[m3]，檢測成品油的最小密度為720.0 kg/[m3]，符合均勻分布;則密度測量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u2（Q）=0.2720×3×100%=0.01604%]

2.2.3 溫度測量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u3Q]

測量過程中，溫度測量產(chǎn)生0.1 ℃的誤差（校準(zhǔn)過程溫度為20 ℃），則溫度測量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

[u3（Q）=0.1（273.15+20）×3×100%=0.0197%]

2.2.4 付油過程中管線殘留量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u4（Q）]

通過計算，管道殘留量為0.2 L，則：

[u4（Q）=0.21000×3×100%=0.0115%]

2.2.5 被檢車載式付油流量計分辨率帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u5（Q）]

被檢表顯示分辨率引起的誤差為0.01 L，則：

[u5（Q）=0.012800×3×100%=0.000361%]

2.2.6 被檢車載式付油流量計的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（Q）]

由于各輸入量分項(xiàng)彼此獨(dú)立不相關(guān)，因有

[u（Q）=u12（Q）+u22（Q）+u32（Q）+u42（Q）+u52（Q）????????? =0.07073%]

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量表（見表1）

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度[uc]的評定

輸入量彼此獨(dú)立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

[uc=u2（Ms）+u2（Q）??? =0.02032%2+0.07073%2=0.07359%]

5 擴(kuò)展不確定度的確定

取包含因子k=2，因此，

車載式付油流量計付油量示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為

[Urel=0.07359%×2=0.15%]

6 不確定度的報告

通過付油計量裝置檢定裝置對車載式付油流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)流量為80 m3/h，示值誤差為0.25%，測量結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度為：

Urel=0.15%，k=2

7 結(jié)語

本文利用付油計量裝置檢定裝置對車載式付油流量計進(jìn)行校準(zhǔn)，并對其測量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析評定，為在線油品計量不確定度分析提供了方法依據(jù)，也為成品油貿(mào)易計量的精度提升提供了技術(shù)支持。

【參考文獻(xiàn)】

[1]??? 通用計量術(shù)語及定義：JJF 1001-2011[S].

[2]??? 測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3]??? 付油計量裝置：JJG（遼） 58-2018[S].

【作者簡介】

鄒海波（1984-），男，高級工程師，碩士，研究方向?yàn)榱髁坑嬃?、容量計量?/p>

劉尚玉（1962-），男，高級工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)榱髁坑嬃俊?/p>