液體腰輪流量計示值誤差測量結果的不確定度評定

宏 巖 袁少輝 劉 平 董桃李

中國石油長慶油田分公司 技術監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

液體腰輪流量計示值誤差測量結果的不確定度評定

宏 巖 袁少輝 劉 平 董桃李

中國石油長慶油田分公司 技術監(jiān)測中心 （陜西 西安 710021）

結合中國石油長慶油田分公司原油流量計量的實際，利用測量不確定度評定的知識，通過建立數(shù)學模型、分析各輸入量的標準不確定度、合成標準不確定度及擴展不確定度、給出測量不確定度報告，以達到對液體腰輪流量計示值誤差測量結果的不確定度評定的目的。

腰輪流量計 測量不確定度 評定

1 測量過程簡述

（1）測量依據(jù)：JJG667-2010《液體容積式流量計》。

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

（3）測量標準：JHYG-200活塞式標準體積管。

（4）被測對象：液體腰輪流量計，0.2級，測量范圍20～100m3/h。

（5）測量介質：原油。

（6）測量方法：將被測流量計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排出，分別記錄下體積管與流量計的示值，按流量計的基本誤差計算公式計算示值誤差。分別選取最大流量100m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3個檢定點進行測量。

2 數(shù)學模型

流量計各點的基本誤差計算按下式：

式中 E─流量計的示值誤差；

Qm─被測流量計的累積流量值；

Qs─與Qm同一溫度和壓力狀態(tài)下的體積管累積流量值。

3 各輸入量的標準不確定度評定

3.1 輸入量Qm的標準不確定度u(Qm)的評定

輸入量Qm的標準不確定度來源主要是流量計重復性測量及儀表分辯力引入的不確定度。

（1）重復性測量引入的標準不確定度u(Qm1)的評定

u(Qm1)可通過在某一流量點上，重復性條件下重復測量得到，采用A類方法進行評定。

在60m3/h流量點上進行10次連續(xù)測量,通過體積管的原油累計量為:199.189 6L,得到被測流量計的累計測量值為: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。

其單次實驗標準偏差為：

任選3臺同類流量計分別在最大流量100 m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3個檢定點進行重復性條件下連續(xù)測量10次，共得到9組測量列。每組測量列分別按上述方法計算，得到單次實驗標準偏差如表1所示。

表1 9組實驗標準差計算結果

實際情況下是在重復性條件下連續(xù)測量3次，以3次測量的平均值為測量結果，則其平均值的實驗標準差，即標準不確定度為：

（2）儀表分辯力導致的標準不確定度u(Qm2)的評定

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

（3）輸入量Qm帶來的標準不確定度u(Qm)的計算

3.2 輸入量Qs的標準不確定度u(Qs)的評定

在測量時，由于體積管與流量計串聯(lián)，原油通過體積管與流量計時的溫度與壓力等參數(shù)變化甚微，故假設原油通過體積管與流量計時的狀態(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，其擴展不確定度為U=0.028%(k=2)，則Qs的相對標準不確定度為：

體積管的標稱量值為200L，則Qs的絕對標準不確定度為：

4 合成標準不確定度及擴展不確定度的評定

4.1 靈敏系數(shù)

4.2 各標準不確定度分量匯總及計算表

各標準不確定度分量匯總及計算值見表2。

4.3 合成標準不確定度

4.4 合成標準不確定度的有效自由度

表2 標準不確定度匯總表

取有效自由度νeff=∞

4.5 擴展不確定度的評定

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 測量不確定度報告

液體腰輪流量計在60m3/h測量點示值誤差測量結果的不確定度為：

[1]JJG667-2010液體容積式流量計計量檢定規(guī)程[S].

[2]宣安東.實用測量不確定度評定及案例[M].北京:中國計量出版社, 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)主要從事計量技術與計量管理工作。

尉立崗

2011-08-26