壓縮天然氣加氣機(jī)示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度評定

曲龍梅

摘要：通過分析影響壓縮天然氣加氣機(jī)示值誤差的不確定度分量，并進(jìn)行計算合并，算出標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)示值誤差測量結(jié)果的不確定度。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)表法 壓縮天然氣加氣機(jī) 不確定度

Measurement Results of the Indicated Error of Gas Booster for Compressed Natural Gas Extended Uncertainty Assessment

Qu Longmei

（Changzhi City Quality Technology Supervision and Inspection Institute）

Abstract： Through the analysis of the uncertainty component that affects the indication error of the compressed natural gas pump， and the calculation and merger， the uncertainty of the measurement result of the indication error of the standard table method is calculated.

Key words： Standard table methad， compressed natural gas pump， uncertainty

根據(jù)JJG 996—2012《壓縮天然氣加氣機(jī)》，用高壓氣體在相同的時間間隔連續(xù)通過標(biāo)準(zhǔn)裝置和被檢加氣機(jī)，將加氣機(jī)示值與標(biāo)準(zhǔn)表示值比較，計算示值相對誤差。正確開展標(biāo)準(zhǔn)表法測量壓縮天然氣加氣機(jī)測量結(jié)果示值誤差的不確定度評定，對于測量加氣機(jī)有非常重要的意義。

1 測量依據(jù)：JJG 996—2012《壓縮天然氣加氣機(jī)》

1.1 測量的環(huán)境條件：溫度（-20～50）℃;相對濕度35%～95%;大氣壓力（86～106 ）kPa。

1.2 測量標(biāo)準(zhǔn)：CNG加氣機(jī)檢定裝置

總不確定度：U=0.08%，k =2

測量范圍：（0～100）kg/min

1.3 被測對象：CNG加氣機(jī)型號為JQJ-C-Ⅱ、編號為：CFL0418，最大允許誤差：±1.0%。

1.4 測量過程：在規(guī)定的測量環(huán)境條件下，用CNG加氣機(jī)檢定裝置在規(guī)定的流量區(qū)對加氣機(jī)進(jìn)行示值測量，將標(biāo)準(zhǔn)裝置顯示值和加氣機(jī)顯示值按公式計算測量示值誤差。

1.5 評定結(jié)果的使用：在符合上述條件下的測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評定結(jié)果。

2 數(shù)學(xué)模型

示值誤差計算公式：

Em=（mj-ms）/ ms×100%

式中：Em ——被檢加氣機(jī)示值誤差，%，

mj? ——加氣機(jī)顯示的質(zhì)量值，kg，

ms? ——檢定裝置顯示的質(zhì)量值，kg。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

3.1 流量小于30 kg/min時，檢定介質(zhì)采用壓縮空氣。

（1）標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度 u1（Em）

由設(shè)備信息及上級校準(zhǔn)證書，本裝置準(zhǔn)確度為0.1級，按均勻分布考慮，因此u1（Em）= 0.1% /? 3=0.058 %

（2）重復(fù)性引入的不確定度? u2（Em）

在重復(fù)性條件下測量10次，測量結(jié)果如下：

平均值Em=0.515%

s（Em）=? ? ∑（Em-Em） = 0.070%

由于在實際測量中選三次測量的平均值作為測量結(jié)果，因此：

u2（ Em）=s（ Em）/? 3? =0.070%/? ?3 =0.040%

（3）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

各分量互不相關(guān)，則：

uc=? ?u12（ Em）+u22（Em）=0.070%

3.2 流量范圍大于30 kg/min時，檢定介質(zhì)采用水，與實際檢定時介質(zhì)為壓縮天然氣不一致。

（1）標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度u1（Em）

由設(shè)備信息及上級校準(zhǔn)證書，本裝置準(zhǔn)確度為0.1級，按均勻分布考慮，因此u1（Em）= 0.1/? 3=0.058%

（2）該裝置在校準(zhǔn)過程中流量超過30 kg/min的區(qū)域用水作為介質(zhì)，這與實際檢定過程中介質(zhì)為壓縮天然氣不一致，由經(jīng)驗知，由于介質(zhì)不一致引入的相對誤差為0.2%，按均勻分布，因此u2（Em）= 0.2/? 3=0.115% 。

（3）重復(fù)性引入的不確定度u3（Em）

在重復(fù)性條件下測量10次，測量結(jié)果如下：

平均值Em=0.396%

s（Em）=? ? ∑（Em-Em）2 = 0.083%

由于在實際測量中選三次測量的平均值作為測量結(jié)果，因此：

u3（ Em）= s（ Em）/? 3? =0.083%/? 3 =0.048%

（4）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

各分量互不相關(guān)，則

uc=? u12（ Em）+u22（Em）+u32（Em）=0.137%

4 擴(kuò)展不確定度U

取k=2，則流量小于30 kg/min時，U=0.14%

流量大于30 kg/min時，U=0.27%

5 測量不確定度的報告與表示

通過以上分析和計算，得出加氣機(jī)示值誤差的擴(kuò)展不確定度為：

U=0.14%，k=2（流量小于30 kg/min時）;

U=0.27%，k=2（流量大于30 kg/min時）。

6 結(jié)論

測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度小于加氣機(jī)最大允許誤差的1/3。

參考文獻(xiàn)

[1] 王碩， 張澤宏， 戚寧武.? 壓縮天然氣加氣機(jī)[M]. 北京：中國質(zhì)檢出版社 ， 2013.

[2] 全國流量容量計量技術(shù)委員會. 壓縮天然氣加氣機(jī)：JJG 996—2012[S]. 北京：中國質(zhì)檢出版社，2013