汽車油罐車容量測量不確定度分析

吳　宇　吳　媚

（廣西壯族自治區計量檢測研究院，廣西 南寧 530007）

汽車油罐車容量測量不確定度分析

吳宇吳媚

（廣西壯族自治區計量檢測研究院，廣西 南寧 530007）

文章依據JJG133-2005《汽車油罐車容量》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》對汽車油罐車容量測量不確定度進行分析與評定。

汽車油罐車；容量；不確定度

汽車油罐車是裝運輕質油的重要工具。經檢定后的油罐可作為計量器具用于油品交接、貿易結算［1］。 油罐車的檢定是根據JJG133-2005《汽車油罐車容量》檢定規程進行。使用二等金屬量器加水注入到汽車油罐，記錄量器的容量升數，并使用石油專用丁字尺測量空高。將測得的容量和空高值輸入專用軟件中，通過插值算法編制出容量表。汽車油罐車的油品交接和貿易結算通過使用石油專用丁字尺測量空高值，查詢容量表進行。

1　概述

1.1測量依據

JJG133-2005《汽車油罐車容量》。

1.2環境條件

環境溫度：（5～35）℃，水溫變化：不超過2℃。

1.3計量標準

標準金屬量器，石油專用丁字尺，測深鋼卷尺，溫度計，秒表和鋼直尺。

1.4被測對象

裝運輕質燃油汽車罐車以及裝載其他在測量溫度下粘度不超過17mpa.s液體的汽車罐車。

1.5測量過程

1.5.1標稱容量75%容量值的測量

①選用標準金屬量器，按其使用要求，向油罐車注入標稱容量75%的水。

②在標稱容量75%以內測量時，標準金屬量器每注入一次水都要測量并記錄其水溫tb。

③在油罐內的水達到75%的標稱容量時，等油罐內水溫與壁溫平衡后，測量并記錄油罐內水溫tg。

④待油罐內水面平穩后，用專用丁字尺測量液面空高。空高測量應進行兩次，兩次讀數差大于1mm時需重測，取算術平均值為該點容量對應的空高。

如果油罐車為雙進油口應分別測量液面空高，并取其測量平均值為該點容量的空高。

1.5.2在標稱容量75%～100%范圍內容量值的測量

①油罐標稱容量在10000L以下（10000L），在標稱容量為75%～100%范圍內測量點不得少于10個；油罐標稱容量在10000L以上測量點不得少于12個。

②在測量標稱容量75%～100%范圍內各測量點時，每次容量測定都要及時測量標準金屬量器內水溫tb和油罐內水溫tg，并記錄。按1.5.1之④的要求測量空高值并記錄。

重復1.5.2之②步驟直到完成測量容量的100%的測量點，容量表的編制采用分段線性內插法，給出相應的空高（mm）所對應的容量值（L）。

2　測量模型

在檢定汽車油罐車的標稱容量時，20℃時容積計算：

式中：V20——注入油罐內的容積值，L；

Vb——標準金屬量器20℃時容量值，L；

tb——標準金屬量器內測的水溫，℃；

β1——標準金屬量器的體脹系數，為50×10-6℃-1；

βw——水在tb～tg范圍內體脹系數，為2×10-4℃-1；

tg—— 油罐內測的水溫，℃；

β2——油罐材料的線脹系數，為33×10-6℃-1。

3　不確定度來源分析

式中，靈敏系數分別為

4　測量不確定度評定

4.1空高測量引入的標準不確定度分量

使用石油專用丁字尺測量汽車油罐車罐空高，量程為1500mm，檢定用丁字尺的讀數誤差限為±1mm，矩形分布，估計其不可靠性為10%，自由度為V=50。故不確定度為，同時規程要求測量兩次取平均值，并且兩者差不得大于1mm，估計其近似于正態分布，可利用極差法計算單次測量標準不確定度，極差系數C=1.13，自由度為V=50，兩次測量平均值的不確定度為，由于重復性分量包含了人員測量、讀數引入的不確定度分量，為避免重復計算，只計算影響量大的2su，舍棄1su。對于標稱容量為14000L罐車，在12000L位置處液面為8.0L/mm，則得

4.2標準金屬量器引入的標準不確定度分量

標準金屬量器檢定證書給出其擴展不確定度Ur=2.5× 10-4，正態分布，k=3，自由度為v=∞，則

4.3標準金屬量器體脹系數引入的標準不確定度

標準金屬量器體脹系數β1=50×10-6℃-1，矩形分布，估計其不可靠性為10%，自由度為v=50，則

4.4被檢汽車油罐車體脹系數引入的標準不確定度

被檢汽車油罐車體脹系數為β2=33×10-6℃-1，矩形分布，估計其不可靠性為10%，自由度為v=50，則

4.5水體脹系數引入的標準不確定度

水體脹系數的擴展不確定度為βw=2×10-4℃-1，矩形分布，估計其不可靠性為10%，自由度為v=50，則

4.6標準金屬量器水溫測量引入的標準不確定度

標準金屬量器水溫測量的溫度計讀數分辨率為tb=0.1℃，則不確定度區間半寬0.1℃，為矩形分布，自由度為v=50，則

4.7被檢汽車油罐車水溫測量的不確定度

被檢汽車油罐車水溫測量的溫度計讀數分辨率為tg=0.1℃，則不確定度區間半寬0.1℃，矩形分布，自由度為v=50，則

5　不確定度分量匯總

各標準不確定度分量匯總如表1所示：

表1　各標準不確定度分量匯總

6　合成標準不確定度

6.1合成標準不確定度

6.2合成標準不確定度自由度計算

Uncertainty analysis of tank cars capacity measurement

This paper analyzes and evaluates the measurement uncertainty of oil trunk volume measurement according to tank cars capacity （JJG133-2005） and evaluation and expression of uncertainty measurement （JJF1059.1-2012）.

Tank cars； capacity； uncertainty

TB9

A

1008-1151（2016）03-0055-02

2016-02-10

吳宇（1984-），男，廣西壯族自治區計量檢測研究院工程師，碩士，從事流量容量計量檢測研究。