燃油加油機(jī)檢定中溫度對(duì)示值誤差的影響

陳瀛 陳斌

【摘要】燃油加油機(jī)是為各類運(yùn)輸車輛供油的一種裝置，是一種用于計(jì)算、計(jì)量燃料和液體的計(jì)量?jī)x器，同時(shí)也是國(guó)家強(qiáng)制性檢定的計(jì)量?jī)x器。本文以燃油加油機(jī)為實(shí)例，基于JJG 443—2015《燃油加油機(jī)》，介紹了在不同溫度條件下，燃油加油機(jī)的示值受溫度變化的影響，從而得出其工作狀態(tài)下的測(cè)量工作，并解釋了加油的工作機(jī)理，指出了降低溫度對(duì)其影響的原因。

【關(guān)鍵詞】燃油加油機(jī)；檢定；溫度；示值誤差

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.025

Influence of Temperature on Indication Error in Fuel Dispensers Verification

CHEN Ying， CHEN Bin

（Hunan Yiyang Yuanjiang Metrological Verification Institute， Yiyang 413100， China）

Abstract： The fuel tanker is a device for supplying oil to various transport vehicles， a measuring instrument for calculating and measuring fuel and liquid， and a national compulsory verification measuring instrument. Taking the fuel tanker as an example， based on JJG 443—2015 Fuel Tanker， this paper introduces that the indicated value of the fuel tanker is affected by the temperature change under different temperature conditions， thus obtaining the measurement work in its working state， explaining the working mechanism of refueling， and pointing out the reasons for the influence of lowering the temperature.

Key words： fuel dispensers； verification； temperature； indication error

0引言

燃料加油機(jī)是一種國(guó)家強(qiáng)制性檢定的計(jì)量器具。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，物質(zhì)生活越來(lái)越豐富，對(duì)汽車的需求量也越來(lái)越大，而石油的供應(yīng)也越來(lái)越緊張，石油價(jià)格也越來(lái)越高。在這樣的大環(huán)境下，如何正確地計(jì)量加油機(jī)的加油量已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。加油機(jī)計(jì)量的準(zhǔn)確性將直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及用戶的權(quán)益。

1加油機(jī)的工作原理和示值的檢定原理

加油機(jī)工作時(shí)，必須先把加油機(jī)的引擎和開關(guān)打開，在加油機(jī)屏幕上按下“加油/單位”按鈕，再把油槍插入汽車油箱里。加油機(jī)將汽油輸送到汽車油箱的過(guò)程是加油機(jī)將加油站油罐中的燃料吸入泵中，在泵內(nèi)壓力的作用下，油泵中的油和氣就會(huì)被分離出來(lái)，這樣汽油就被抽走。計(jì)量表中的四個(gè)活塞，在燃料進(jìn)入計(jì)量表后會(huì)重復(fù)工作，從而使燃料通過(guò)活塞的推動(dòng)流入油管，進(jìn)入油槍，并最終進(jìn)入汽車油箱。同時(shí)，計(jì)量?jī)x上的刻度盤也會(huì)旋轉(zhuǎn)，在加油機(jī)的主板上會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算出油量和價(jià)格。當(dāng)油量達(dá)到一定的程度之后，將油槍掛在加油機(jī)上，按下“關(guān)機(jī)”按鈕，發(fā)動(dòng)機(jī)和電磁閥就會(huì)自動(dòng)停止工作，加油也就完成了。

2加油機(jī)示值誤差公式的理論分析

JJG 443—2015對(duì)相關(guān)溫度參量以及標(biāo)準(zhǔn)量器標(biāo)尺讀數(shù)作了如下規(guī)定：檢定溫度為-25℃至55℃，檢測(cè)期間環(huán)境溫度不得高于5℃。周圍的溫度應(yīng)該是在靠近加油機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的金屬量具的地方進(jìn)行。在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)，介質(zhì)與外界溫度之間的最大差值應(yīng)小于10℃。若溫度高于10℃，則采用標(biāo)準(zhǔn)的金屬計(jì)量器具進(jìn)行隔熱保護(hù)。當(dāng)測(cè)量裝置內(nèi)的油沫、氣泡消失后，應(yīng)按照規(guī)定的讀數(shù)，并測(cè)量其油溫。

要測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的溫度，直接測(cè)量是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。紅外測(cè)溫儀僅能測(cè)固體表面溫度，如果采用溫度對(duì)金屬電阻率的影響進(jìn)行間接測(cè)量，電阻測(cè)試儀會(huì)引入新的不確定度分量，且標(biāo)準(zhǔn)金屬量器電阻值很小，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度難以保證。所以，我們利用油品在溫度變化時(shí)體積等于原體積加膨脹修正值的原理，采用參考條件下實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得VJ、VB等參數(shù)，推導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的溫度。為了使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)盡量準(zhǔn)確可靠，消除同一標(biāo)準(zhǔn)量器的相關(guān)性，我們采用2套4件同準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)金屬量器甲和乙（每套均為100 L和20 L），分別放置于預(yù)先設(shè)定好溫度的A（16℃），B（26℃）兩恒溫實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟同本文驗(yàn)證過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)量器、溫度計(jì)詳細(xì)參數(shù)如表1所示。

利用Excel公式考查4組（n+t）與t數(shù)據(jù)的線性回歸，擬合線性方程的斜率，我們可以發(fā)現(xiàn)（n+t）接近于n的2倍。檢定實(shí)踐中，我們可以取t作為標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的溫度n的值。

3產(chǎn)生誤差的原因及溫度對(duì)加油機(jī)計(jì)量檢定誤差的影響

3.1產(chǎn)生誤差的原因

經(jīng)過(guò)調(diào)研和分析，發(fā)現(xiàn)在加油機(jī)檢定期間，若存在計(jì)量超差現(xiàn)象，其原因主要如下：

1）加油機(jī)內(nèi)部的測(cè)量誤差所限定的上限和下限由于全國(guó)各地的加油機(jī)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不相同，各地的控制標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。根據(jù)加油機(jī)檢定規(guī)程的要求最大允許誤差控制在±0.3%以內(nèi)，即每100升汽油允許增加或減少0.3 L，而有些加油機(jī)采用的是正差0.3%，即每100升汽油會(huì)多出0.3 L，而有些加油機(jī)則是將偏差控制在0以下。這些誤差均在國(guó)家有關(guān)法規(guī)的容許誤差范圍內(nèi)，但可控制的容許誤差最小值與最大值不同，而某些加油機(jī)的誤差在最小及最大容許偏差附近，則未達(dá)誤差檢定時(shí)間[1]。

2）油品儲(chǔ)存環(huán)境和管線設(shè)備的影響。油品儲(chǔ)存受到溫度、濕度、振動(dòng)、壓力、漏氣、底閥漏氣等多種因素的影響。眾所周知，加油站在進(jìn)油時(shí)一般都是用標(biāo)準(zhǔn)燃料容積（20℃）乘以標(biāo)準(zhǔn)密度（20℃）得出的質(zhì)量作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，而加油站在向外銷售汽油時(shí)，一般都會(huì)根據(jù)未達(dá)標(biāo)時(shí)的容積來(lái)計(jì)算，而忽視了溫度。

3.2溫度對(duì)加油機(jī)計(jì)量檢定誤差的影響

在檢定示值誤差時(shí)，由于測(cè)量手段的限制，導(dǎo)致了測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。根據(jù)國(guó)家關(guān)于加油機(jī)檢定規(guī)程的規(guī)定，檢定時(shí)溫度必須嚴(yán)格控制在-25～55℃之間。在加油機(jī)上進(jìn)行檢測(cè)的關(guān)鍵是對(duì)油管內(nèi)的油溫和油表內(nèi)的油溫進(jìn)行檢測(cè)[2]。

1）忽略溫度測(cè)量對(duì)燃油加油機(jī)示值誤差的影響

在方程式E=（V1-V2）/V1中，V2并非直接從標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量表中讀出，而是通過(guò)測(cè)量裝置所測(cè)量到的實(shí)際溫度下的實(shí)際體積計(jì)算得出。其相對(duì)誤差已超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。相對(duì)誤差為負(fù)值，說(shuō)明加油機(jī)油費(fèi)較多，在此狀況下，油品經(jīng)營(yíng)單位有虧損的危險(xiǎn)。根據(jù)這兩個(gè)數(shù)據(jù)的對(duì)比可以看出，在夏季對(duì)加油機(jī)進(jìn)行檢定時(shí)，地下油庫(kù)的溫度低于外部環(huán)境。在不考慮溫度的情況下，加油量低于檢測(cè)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量，超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這時(shí)檢定結(jié)果往往對(duì)加油的用戶不利。

2）溫度測(cè)量不準(zhǔn)對(duì)檢定誤差的影響

在加油機(jī)的計(jì)量檢定中，利用量具對(duì)油管出口和油液通過(guò)加油機(jī)的流量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量?jī)x器的溫度更易于測(cè)量[3]。在流量測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)換器的溫度不易測(cè)定。所以，從測(cè)量位置來(lái)看，用油槍出口的溫度來(lái)代替流量，這個(gè)距離取決于管道長(zhǎng)度，通常是3 m，而且有一定的溫差。按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)，用油槍出口的溫度代替流量，在0.2℃到0.3℃之間，因溫度不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差為E=0.03%。

4溫度影響的緣由及減少影響的方案

4.1選擇測(cè)量誤差小的溫度計(jì)

目前我國(guó)大部分的計(jì)量檢定技術(shù)單位都采用了玻璃溫度表，但是它的缺點(diǎn)如下：1）玻璃溫度表容易破碎；2）在使用玻璃溫度計(jì)測(cè)量時(shí)，要有1.5 cm以上的汞柱暴露在外，否則必須進(jìn)行校正；3）用玻璃溫度表來(lái)測(cè)量?jī)x表內(nèi)部的油溫是不方便的，而且溫度計(jì)不透明，用溫度計(jì)測(cè)量油溫不準(zhǔn)確；4）用玻璃溫度計(jì)測(cè)量的反應(yīng)速率是緩慢的。故推薦選用精確的數(shù)碼溫度表，分度值為0.1℃，測(cè)量范圍-30℃至60℃，不容易損壞，顯示清晰，測(cè)量迅速、精確，可讀出最優(yōu)的參數(shù)，并可有效降低儀器的誤差[4]。

4.2提高檢定工作人員的素質(zhì)

檢測(cè)時(shí)人為因素也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。在開展檢定工作前，必須對(duì)檢定員的專業(yè)技術(shù)和應(yīng)對(duì)異常狀況的能力進(jìn)行評(píng)估，要求檢定人員充分理解有關(guān)國(guó)家有關(guān)規(guī)范，熟練掌握檢定工作程序，將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，防止反復(fù)犯錯(cuò)。同時(shí)，還要對(duì)計(jì)量人員的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，以防止其因個(gè)人因素而影響計(jì)量檢定工作，進(jìn)而影響到計(jì)量單位的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

4.3檢定過(guò)程控制油溫和環(huán)境溫度的差值

按照國(guó)家關(guān)于加油機(jī)檢定規(guī)程的規(guī)定，需要在加油機(jī)和金屬儀表附近進(jìn)行測(cè)試，并在規(guī)定的范圍內(nèi)控制油與外部的溫差，如果超過(guò)規(guī)定的范圍，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)母魺岽胧?/p>

4.4準(zhǔn)確測(cè)量加油機(jī)槍口和金屬量器中的油溫

在加油機(jī)的槍管和金屬計(jì)量裝置中，測(cè)量油溫是檢定工作的重要環(huán)節(jié)。所以，在對(duì)加油機(jī)的槍管溫度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要保證其精度，必須保證油流入到金屬流量計(jì)的測(cè)溫點(diǎn)，同時(shí)要隨時(shí)測(cè)量其溫度，通常將溫度表的測(cè)溫區(qū)與加油機(jī)的槍管之間間隔1 cm。油液經(jīng)過(guò)時(shí)，溫度計(jì)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)溫度達(dá)到某個(gè)穩(wěn)定值時(shí)，要迅速讀出讀數(shù)并記錄下來(lái)。按照以上所提的方法，如果使用數(shù)碼式溫度計(jì)，則只要把感溫感應(yīng)器置于一個(gè)金屬測(cè)溫儀內(nèi)，每隔3～5 min就可進(jìn)行測(cè)溫。

5結(jié)束語(yǔ)

在汽車保有量逐漸增大的今天，汽車的用油量也在逐年提高，人們也對(duì)加油機(jī)的付油量的準(zhǔn)確性越來(lái)越關(guān)注。隨著油價(jià)的不斷攀升，加油設(shè)備的有效檢定勢(shì)在必行。本文介紹了燃油注油機(jī)的檢定時(shí)測(cè)量與示值誤差、加油機(jī)工作原理，并對(duì)其在示值誤差中的作用進(jìn)行了分析。希望通過(guò)上述資料，能為加油站的有關(guān)檢定工作提供一定的參考，并能將加油站周圍環(huán)境的溫度控制在一個(gè)合理的區(qū)間，降低加油站的安全隱患，提高檢定質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]連鵬翔.論環(huán)境溫度對(duì)加油機(jī)檢定示值誤差的影響[J].工業(yè)計(jì)量，2014，24（5）：70-71.

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【作者簡(jiǎn)介】

陳瀛，男，1982年出生，工程師，研究方向?yàn)槔砘愑?jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)。

陳斌，男，1983年出生，工程師，研究方向?yàn)槔砘愑?jì)量器具的檢定、校準(zhǔn)。

（編輯：李加鵬）