液體腰輪流量計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

宏 巖 袁少輝 劉 平 董桃李

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 （陜西 西安 710021）

液體腰輪流量計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

宏 巖 袁少輝 劉 平 董桃李

中國石油長慶油田分公司 技術(shù)監(jiān)測(cè)中心 （陜西 西安 710021）

結(jié)合中國石油長慶油田分公司原油流量計(jì)量的實(shí)際，利用測(cè)量不確定度評(píng)定的知識(shí)，通過建立數(shù)學(xué)模型、分析各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度、給出測(cè)量不確定度報(bào)告，以達(dá)到對(duì)液體腰輪流量計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定的目的。

腰輪流量計(jì) 測(cè)量不確定度 評(píng)定

1 測(cè)量過程簡述

（1）測(cè)量依據(jù)：JJG667-2010《液體容積式流量計(jì)》。

（2）測(cè)量環(huán)境條件：溫度5～35℃；相對(duì)濕度35%～85%；大氣壓力86～106kPa。

（3）測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：JHYG-200活塞式標(biāo)準(zhǔn)體積管。

（4）被測(cè)對(duì)象：液體腰輪流量計(jì)，0.2級(jí)，測(cè)量范圍20～100m3/h。

（5）測(cè)量介質(zhì)：原油。

（6）測(cè)量方法：將被測(cè)流量計(jì)與活塞式體積管以串聯(lián)的方式聯(lián)接，使規(guī)定量的原油通過流量計(jì)排出，分別記錄下體積管與流量計(jì)的示值，按流量計(jì)的基本誤差計(jì)算公式計(jì)算示值誤差。分別選取最大流量100m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3個(gè)檢定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

2 數(shù)學(xué)模型

流量計(jì)各點(diǎn)的基本誤差計(jì)算按下式：

式中 E─流量計(jì)的示值誤差；

Qm─被測(cè)流量計(jì)的累積流量值；

Qs─與Qm同一溫度和壓力狀態(tài)下的體積管累積流量值。

3 各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.1 輸入量Qm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qm)的評(píng)定

輸入量Qm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要是流量計(jì)重復(fù)性測(cè)量及儀表分辯力引入的不確定度。

（1）重復(fù)性測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qm1)的評(píng)定

u(Qm1)可通過在某一流量點(diǎn)上，重復(fù)性條件下重復(fù)測(cè)量得到，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。

在60m3/h流量點(diǎn)上進(jìn)行10次連續(xù)測(cè)量,通過體積管的原油累計(jì)量為:199.189 6L,得到被測(cè)流量計(jì)的累計(jì)測(cè)量值為:199.229 3L,199.227 9L,199.220 5L, 199.220 6L，199.228 1L，199.220 9L，199.222 3L, 199.226 0L，199.224 2L，199.229 2L。

其單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

任選3臺(tái)同類流量計(jì)分別在最大流量100 m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3個(gè)檢定點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量10次，共得到9組測(cè)量列。每組測(cè)量列分別按上述方法計(jì)算，得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差如表1所示。

表1 9組實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算結(jié)果

實(shí)際情況下是在重復(fù)性條件下連續(xù)測(cè)量3次，以3次測(cè)量的平均值為測(cè)量結(jié)果，則其平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，即標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）儀表分辯力導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qm2)的評(píng)定

由儀表分辨力b導(dǎo)致的示值誤差區(qū)間半寬a= b/2=10mL/2=5mL，按均勻分布k= √ 3,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）輸入量Qm帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qm)的計(jì)算

3.2 輸入量Qs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Qs)的評(píng)定

在測(cè)量時(shí)，由于體積管與流量計(jì)串聯(lián)，原油通過體積管與流量計(jì)時(shí)的溫度與壓力等參數(shù)變化甚微，故假設(shè)原油通過體積管與流量計(jì)時(shí)的狀態(tài)參數(shù)一致，不考慮參數(shù)變化帶來的不確定度分量。則Qs的不確定度主要來自體積管的不確定度，由體積管的檢定證書得到，其擴(kuò)展不確定度為U=0.028%(k=2)，則Qs的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

體積管的標(biāo)稱量值為200L，則Qs的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

4.1 靈敏系數(shù)

4.2 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總及計(jì)算表

各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總及計(jì)算值見表2。

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的有效自由度

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

取有效自由度νeff=∞

4.5 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取置信概率p=95%,有效自由度νeff=∞，查t分布表得k95=t95(∞)=1.96，則：

5 測(cè)量不確定度報(bào)告

液體腰輪流量計(jì)在60m3/h測(cè)量點(diǎn)示值誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度為：

[1]JJG667-2010液體容積式流量計(jì)計(jì)量檢定規(guī)程[S].

[2]宣安東.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定及案例[M].北京:中國計(jì)量出版社, 2007.

Combined with the practice of crude oil flow measurement in Changqing Oilfield Company of CNPC,and by utilizing the knowledge of measuring uncertainty evaluation,the mathematic model is established so as to analyze the standard uncertainty,compound standard uncertainty and expanding uncertainty of every input quantity,followed by the presentation about the report of measuring uncertainty.Finally,this research has reached the aim of uncertainty evaluation on the measuring result of indication error of liquid root flowmeter.

root flowmeter;measuring uncertainty；evaluation

宏巖（1970-）,男，工程師，現(xiàn)主要從事計(jì)量技術(shù)與計(jì)量管理工作。

尉立崗

2011-08-26