液体容积式流量计不确定度分析

液体容积式流量计不确定度分析 李旭王池 (中国计量科学研究院北京100013) 摘要：检定或校准液体容积式流量计时如何正确评价其不确定度 1概述 容积式流量计又称为定排量流量计，在流量仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中是准确度较高的一类。在容积式流量计内部具有 构成一定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 体积的空间，通常称其为容积式流量计的“计量空间”或“计量室”。这个空间由仪表壳的 内壁和流量计转动部件一起构成。当流体通过流量计时，由于在流量计进出El之间存在一定的压力差， 流量计的转动部件在这个压力差作用下将产生旋转，并将流体由流量计的入口排向出口。在这个过程中， 流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口。在给定流量计条件下，该计量空间 的体积是确定的，只要测得转动部件的转动次数，即“计量空问”的总数，就可以得到通过流量计的流 体体积的累计值。 2数学模型 容积式流量计的计量准确性决定于“计量空间”的准确性和得到的转动次数的准确性，后者不随工 作条件的变化而变化，因此只考虑“计量空间”的准确性。对于一台给定的容积式流量计其“计量空间” 随着工作条件(压力、温度等)的变化而变化，因此，流量计的指示值是随之而变的。下表列出工作条 件变化时流量计示值所带来的影响 表1 液体介质的压力、温度对“计量空间”的影响 I压力· 壳体 容积 形成的空间容积发生变化 小 ● 泄漏量 壳体与转动部件之间的间隙发生变化引起泄漏 小● ● 量改变 壳内液体 容积 液体介质的体积发生变化容积 较小 泄漏量 液体介质的泄漏量主要受差压影响 小 温度 壳体 容积 形成的空间容积发生变化 小 泄漏量 壳体与转动部件之间的间隙发生变化引起泄漏 小 量改变 壳内液体 容积 液体介质的体积发生变化容积 较大 泄漏量 温度的变化引起介质粘度的变化 小 表中所示压力、温度对“计量空间”内的液体影响较大。因此在容积式流量计被检定或校准时，必 须将流量计内的液体和标准器内的液体修正到同一条件下(一般为标准状态)才能进行比较。 2．1工作流体受压力、温度影响的修正公式 Q，=Qk·[1+ao(o一0，)】·Ⅱ一卢，(p—P，)J 式中：Q。——流过被检表的实际体积值，m3 Q。——标准器给出的实际体积值(已经过温度、压力等修iE)，n13 风——检定用液体在检定条件下的体胀系数，I／。C 8。——检定时标准装置处液体的温度，℃ 206 0——检定时流量计处液体的温度，℃； 卢。——检定用液体在检定条件下的体积压缩系数，1／Pa P，——检定时标准器处的压力，Pa； P——检定时流量计处液体的压力，Pa。 2．2流量计误差 一Q州一‰ ∑E口 E．=上L— m 式中：E——相对误差； 毛‰——被检表指示的体积值，m3； 脚标i表示第i个流量点，J表示第i个流量点的第J次检定，j=l，2，⋯，m。 3．不确定度分析 31不确定度分析 下面以流量范围为(30～200)m3m、介质为原油的液体容积式流量计为例进行分析。原油的体胀系数为 1．2×10。3℃～，体积压缩系数为8．3×104MPa～，原始记录及计算结果见表2。测量不确定度一览表见表3。 表2容积式流量计检定原始记录及计算表 流量 0。 pj pⅢ EF Ef H(E) 占 Q竹 瓯 0。 (m3／h) (L) (L) (℃) (℃) (kPa)(kPa) (％) (％) (％ ) 1004．61003．723．8 23．8 260 3印 ．0．085 200 1004．61003．523．9 23．8 260 360 _o．103 1004．61003．623．9 23．8 260 360 一0．093 ．0．083 O．006 1004．61004．O23．9 23．9 260 360 ．0．055 150 1004．61004．124．0 23．9 260 360 ．0．043 1004．61003．924．0 23．9 260 360 —0．063 ．0043O．013 1004．61004．124．0 23．9 260 360 ．O．043 100 1004．61004．324．0 23．9 260 360 ．0．023 1004．61004．224．1 23．9 260 360 ．0．031 ．0．016 O．013 l004．61004．324．2 24．O 260 360 ．O．02l 50 1004．61004．524．3 240260 360 O．00l l004．61004424．4 24．2 260 360 ．0．Oll 0．0160．019 10046 1004．024．5 24．3 260 360 ．0．051 30 1004．610043 24．6 24_3260 360 ．0．019 1004．61004．424．5 24．3 260 360 ．O．011 0．0000．025 E=-0．025％，“(E)=O．019％ 说 (1) (2) 表3容积式流量计测量不确定度一览表 Y的标准 灵敏系数 对总不确定度的 序 符 不确定度 输入不确 可能的 覆盖 定度 不确定度 c，(x。)贡献C，(玉)“，(玉) 号 号 来源 分布 因子 (％) H，(^)(％) (％) 1 Q， 标准器 O．1 正态 2 0．05％ 1 0．05 2 最 各流量点 0．025 1 0．025 测量重复性 3 风 体积膨胀系数 25 矩形 以 15 3．6×104 O．00l 4 卢。 压缩系数 10 矩形 历 5．8 8．3×10-5 。 0．00l 5 0。 标准器温度 0．83 矩形 压 0．48 0．029 0．014 6 以 被检器温度 O．83 矩形 以 0．48 a029 0．014 7 标准器压力 0．4 矩形 拈 0．23 3．3×10r4 0．000p。 8 p。 被检器压力 0．4 矩形 拈 0．23 3．3×10r4 0．000 各流量点示值误差的合成标准不确定度：“。=0．059％；扩展不确定度：U，=O．12％，k=2 9 E 误差的标准偏 0．019％ 1 0．016％ 差 流量计平均示值误差的合成标准不确定度：llcr--0．062％；扩展jK确定度：U．--0．12％，k=2 流量标准装置的不确定度为O．1％，k=2。 用极差法计算各流量点误差的重复性，按下式 s“)：iR：Ⅳ@) 式中： R2 Xi．^m—x1．^m C一极差系数 计算。表中以30mVh流量点为例代入。在表3中给出的扩展不确定度是分别将各流量点的误差的重复性 的值代入进行计算的。 (3)体积膨胀系数不确定度： Cr4=岛(日一吼)=1．2xlO-3×o．3=3．6xlO。4 设￡，，(岛)=25％ (4)压缩系数的不确定度： Cr5=卢，(P一只)=8．3x10。4xO．1=8．3xlO。5 设u，(卢。)--10％ (5)温度的不确定度： c，6=c，7=尾·0=1．2xlO—x24=0．029 姒阶等枷，％ 20S f6)压力的不确定度： c，8=c，9=卢。·P=8．3xlO-4xO．4=3．3x10。4 1 设ur(P)2高=04％ (7)平均相对误差的不确定度： 各流量点相对误差平均值的标准偏差用贝塞尔公式进行计算。 3．2测量结果表示 测量结果可以表示为以下两种形式： (1)给出各流量点的相对误差，如表4所示。 表4容积式流量计的测量结果 f流量点qv(m3／h) 200 150 100 50 30 l 相对误差Ei(％) ．0．083 ．O．043 ．0．016 0．016 0．ooO 『扩展不确定度U(女=2)(％)0．10 0．11 0．1l 0．11 0．12 (2)给出相对误差的平均值。 测量结果也可表示为如下形式：豆一0．025％，U=o．12％(女=2)。 液体容积式流量计不确定度分析 作者： 李旭， 王池 作者单位： 中国计量科学研究院(北京) 被引用次数： 1次 引证文献(1条) 1.赵海伦.李长武 液体容积式流量计在线校准方法浅析[期刊论文]-工业计量 2009(2) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_3508091.aspx