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液体涡轮流量计K系数测量结果不确定度评定
更新时间:2019-5-13 10:01:43 浏览:213 关闭窗口 打印此页
 1、概述
 
  涡轮流量计的检测依据JJG 1037- 2008 《涡轮流量计》进行。以静态容积法水流量标准装置为标准器,使流体在相同的时间间隔内连续流过被检流量计和标准器,比较两者的输出值,从而确定被检流量计的 K 系数。
 
  2、建立数学模型,列出不确定度传播率
 
  (1)建立数学模型
 
  涡轮流量计第i 流量点第 j 次检定的仪表系数 Kij为:
 
 
 
  式中:NIj———第 i 流量点第 j 次检定时被检流量计在检定时间内发出的累积脉冲数,P;Vij———第 i 流量点第 j 次检定时流过被检流量计的实际体积流量,m3。
 
  每个流量点检定 n 次,第 i 流量点的仪表系数 Ki为:
 
 
 
  将 Vij= (Vs)ij{1+β [(θm)ij- (θs)ij]}·{1- k [(pm)ij- (ps)ij]}代入公式(1)并整理,忽略高阶无穷小,将水看做是不可压缩液体后得到:
 
 
 
  式中:(Vs)ij———第 i 流量点第 j 次检定时金属量器给出的实际体积流量,m3;β———检定用液体的体膨胀系数,1/ ℃;(θm)ij———第 i 流量点第 j 次检定时被检流量计处液体的温度,℃;(θs)ij———第 i 流量点第 j 次检定时金属量器中液体的温度,℃。
 
  (2)不确定度传播率
 
 
 
  3、标准不确定度来源及评定
 
  用静态容积法水流量标准装置对一台频率输出的DN100 涡轮流量计进行检定,介质温度12.5℃ ,最大为0.3℃ ,,介质压力0.15MPa。每个流量点检定3 次,以3 次仪表系数的平均值作为该点的仪表系数,重复性用贝塞尔公式计算,检定数据见表 1。
 
 
 
  (1)标准装置的不确定度 ur(Vs)
 
  检定证书给出静态容积法水流量标准装置的扩展不确定度 Ur(Vs)=0.05%,k=2,则其标准不确定度 ur(Vs)及相对灵敏系数 cr(Vs)分别为:
 
 
 
  (2)被检流量计脉冲计数的不确定度 ur(N )
 
  脉冲计数误差为±1 个脉冲,一般一次检定的累积脉冲数不少于 5000 个,即脉冲计数的误差不大于0.02%,按矩形分布考虑,则其标准不确定度 ur(N )及相对灵敏系数 cr(N )分别为:
 
 
 
  (3)检定用液体体膨胀系数的不确定度 ur(β)
 
  估计 Ur(β)=25%,按矩形分布考虑,则其标准不确定度 ur(β)及相对灵敏系数 cr(β)分别为:
 
 
 
 
 
 
 
  (4)被检流量计处液体温度测量的不确定度 ur(θm)
 
  使用的温度变送器的最大误差为 0.2℃,水温为12.5℃,则 .按矩形分布考虑,其标准不确定度 ur(θm)及相对灵敏系数 cr(θm)分别为:
 
 
 
  (5)金属量器中液体温度测量的不确定度 ur(θs)
 
  同上,ur(θs)=0.924%,cr(θs)=βθs=0.0025。
 
  (6)各流量点仪表系数重复性的不确定度 ur(Er)
 
  检定点分别为161.8m3/ h,110.4m3/ h,60.1m3/ h,30.1m3/ h,18.1m3/ h,每点测量 3 次,K 取 3 次测量结果的平均值,重复性分别为0.06%,0.09%,0.06%,0.10%,0.07%,则 ur(Er)最大为:
 
 
 
  (7)仪表系数误差的不确定度
 
  流量计的仪表系数 K=7627.8P/m3,仪表系数的误差E=0.33%,按正态分布考虑,则:
 
  4、标准不确定度分量表
 
 
 
  5、合成标准不确定度的评定
 
  标准不确定度分量表各标准不确定度分量彼此独立,代入公式(6)得到:uC(K)=0.177%。
 
  6、扩展不确定度的评定
 
  取 k=2,则 Ur=kuc(K)=0.36%。
 
  7、不确定度报告
 
  涡轮流量计 K 系数的测量结果为 K=7627.8P/m3,扩展不确定度 Ur=0.36%,k=2。
 
  (作者:杨祖光 刘汉权 李昌霖 辽宁省计量科学研究院,沈阳输油气分公司抚顺计量站)
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