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液體渦輪流量計K系數測量結果不確定度評定
Updated:2019-5-13 10:01:43 Browse:2069 Close window Print this page
 1、概述
 
  渦輪流量計的檢測依據JJG 1037- 2008 《渦輪流量計》進行。以靜態容積法水流量標準裝置為標準器,使流體在相同的時間間隔內連續流過被檢流量計和標準器,比較兩者的輸出值,從而確定被檢流量計的 K 系數。
 
  2、建立數學模型,列出不確定度傳播率
 
  (1)建立數學模型
 
  渦輪流量計第i 流量點第 j 次檢定的儀表系數 Kij為:
 
 
 
  式中:NIj———第 i 流量點第 j 次檢定時被檢流量計在檢定時間內發出的累積脈沖數,P;Vij———第 i 流量點第 j 次檢定時流過被檢流量計的實際體積流量,m3。
 
  每個流量點檢定 n 次,第 i 流量點的儀表系數 Ki為:
 
 
 
  將 Vij= (Vs)ij{1+β [(θm)ij- (θs)ij]}·{1- k [(pm)ij- (ps)ij]}代入公式(1)并整理,忽略高階無窮小,將水看做是不可壓縮液體后得到:
 
 
 
  式中:(Vs)ij———第 i 流量點第 j 次檢定時金屬量器給出的實際體積流量,m3;β———檢定用液體的體膨脹系數,1/ ℃;(θm)ij———第 i 流量點第 j 次檢定時被檢流量計處液體的溫度,℃;(θs)ij———第 i 流量點第 j 次檢定時金屬量器中液體的溫度,℃。
 
  (2)不確定度傳播率
 
 
 
  3、標準不確定度來源及評定
 
  用靜態容積法水流量標準裝置對一臺頻率輸出的DN100 渦輪流量計進行檢定,介質溫度12.5℃ ,最大為0.3℃ ,,介質壓力0.15MPa。每個流量點檢定3 次,以3 次儀表系數的平均值作為該點的儀表系數,重復性用貝塞爾公式計算,檢定數據見表 1。
 
 
 
  (1)標準裝置的不確定度 ur(Vs)
 
  檢定證書給出靜態容積法水流量標準裝置的擴展不確定度 Ur(Vs)=0.05%,k=2,則其標準不確定度 ur(Vs)及相對靈敏系數 cr(Vs)分別為:
 
 
 
  (2)被檢流量計脈沖計數的不確定度 ur(N )
 
  脈沖計數誤差為±1 個脈沖,一般一次檢定的累積脈沖數不少于 5000 個,即脈沖計數的誤差不大于0.02%,按矩形分布考慮,則其標準不確定度 ur(N )及相對靈敏系數 cr(N )分別為:
 
 
 
  (3)檢定用液體體膨脹系數的不確定度 ur(β)
 
  估計 Ur(β)=25%,按矩形分布考慮,則其標準不確定度 ur(β)及相對靈敏系數 cr(β)分別為:
 
 
 
 
 
 
 
  (4)被檢流量計處液體溫度測量的不確定度 ur(θm)
 
  使用的溫度變送器的最大誤差為 0.2℃,水溫為12.5℃,則 .按矩形分布考慮,其標準不確定度 ur(θm)及相對靈敏系數 cr(θm)分別為:
 
 
 
  (5)金屬量器中液體溫度測量的不確定度 ur(θs)
 
  同上,ur(θs)=0.924%,cr(θs)=βθs=0.0025。
 
  (6)各流量點儀表系數重復性的不確定度 ur(Er)
 
  檢定點分別為161.8m3/ h,110.4m3/ h,60.1m3/ h,30.1m3/ h,18.1m3/ h,每點測量 3 次,K 取 3 次測量結果的平均值,重復性分別為0.06%,0.09%,0.06%,0.10%,0.07%,則 ur(Er)最大為:
 
 
 
  (7)儀表系數誤差的不確定度
 
  流量計的儀表系數 K=7627.8P/m3,儀表系數的誤差E=0.33%,按正態分布考慮,則:
 
  4、標準不確定度分量表
 
 
 
  5、合成標準不確定度的評定
 
  標準不確定度分量表各標準不確定度分量彼此獨立,代入公式(6)得到:uC(K)=0.177%。
 
  6、擴展不確定度的評定
 
  取 k=2,則 Ur=kuc(K)=0.36%。
 
  7、不確定度報告
 
  渦輪流量計 K 系數的測量結果為 K=7627.8P/m3,擴展不確定度 Ur=0.36%,k=2。
 
  (作者:楊祖光 劉漢權 李昌霖 遼寧省計量科學研究院,沈陽輸油氣分公司撫順計量站)
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