大口徑水流量標準裝置的研制與不確定度評定

【摘要】本文介紹了DN25～DN300口徑的靜態(tài)質量法水流量標準裝置，裝置的等級為0.1級。通過分析，該裝置的不確定度主要來源于計時器、電子秤質量測量、換向器的同步性、標準砝碼及分辨力。該裝置不確定度的評定對流量計量值傳遞的準確性有重要意義。

【關鍵詞】大口徑；水流量；不確定度；質量法

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.04.081

Development and Uncertainty Evaluation of A Large-diameter Water Flow Standard Device

TAN Jikai， ZHU Jing， YU Haigang

（Weifang Institute of Metrology Technology， Weifang 261061， China）

Abstract： This article introduces a static mass method water flow standard device with a diameter of DN25～DN300， with a rating of 0.1. Through analysis， the uncertainty of the device mainly comes from the timer， electronic scale mass measurement， synchronicity of the commutator， standard weight， and resolution. The evaluation of the uncertainty of the device is of great significance for the accuracy of flow measurement value transmission.

Keywords： large caliber； water flow rate； uncertainty； quality methods

1質量法水流量標準裝置設計

靜態(tài)質量法水流量標準裝置的基本原理是通過調(diào)節(jié)變頻器與控制閥實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。檢定流量計時，啟動換向器將水由旁路切換到稱量容器內(nèi)，同時觸發(fā)計時器與被檢流量計脈沖；當檢定完成時，啟動換向器將水由稱量容器切回到旁路，同時停止流量計脈沖與計時器信號的采集，通過計算稱量容器的標準值與被檢流量計的輸出值，評定流量計的計量性能。該質量法水流量標準裝置的結構如圖1所示。

2標準裝置不確定度評定

靜態(tài)質量法水流量標準裝置不確定度的引入主要包括以下幾個方面：計時器、衡器（電子秤）、換向器、標準砝碼及分辨力。

2.1計時器檢定引入的不確定度

依據(jù)檢定規(guī)程JJG 643—2003《標準表法流量標準裝置》，最短測量時間為30.0000 s，測量10次的數(shù)值如表1所示。

2.2稱量裝置（電子衡器）引入的不確定度

依據(jù)檢定規(guī)程JJG 539—2016《數(shù)字指示秤》，600 kg，3 t，20 t臺位電子秤的檢定點與各點不確定度如表2所示。

2.3換向器引入的不確定度

依據(jù)檢定規(guī)程JJG 164—2000《液體流量標準裝置》，換向器檢定采用行程差法，最短測試時間tmin = 30 s，各工作臺位的實驗結果如表3所示。

2.4檢定用標準砝碼及分辨力引入的不確定度

標準砝碼及分辨力引入的B類不確定度由中國計量科學研究院檢定證書可得到（如表4所示）。

3不確定度來源匯總

綜合以上不確定度引入條件分析，匯總情況如表5所示。

綜上所述，該裝置的擴展不確定度Urel = 0.074%（ k = 2），符合0.1級質量法的要求。

4結束語

本文對設計研制的0.1級DN300口徑靜態(tài)質量法水流量標準裝置不確定度的主要來源進行分析并評定，其目的是能夠精確傳遞大口徑水流量的量值，提高水流量的檢定能力與質量，更好地為企業(yè)提供液體流量計的檢定、校準服務。

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【作者簡介】

譚繼凱，男，1982年出生，工程師，研究方向為流量計量、電磁計量、壓力計量等。

（編輯：李加鵬）