一種流量計在線校準(zhǔn)方式的研究

黃愛輝 劉增啟 劉志超 趙興亮 陳寶有

摘? 要：介紹了一種關(guān)于質(zhì)量流量計在線校準(zhǔn)的新方式，通過將高精度質(zhì)量流量計與被檢流量計串接后實現(xiàn)流量計的在線校準(zhǔn)，通過實驗室校準(zhǔn)和在線校準(zhǔn)方式的數(shù)據(jù)比對及試驗結(jié)果分析，說明該種流量計在線校準(zhǔn)方式有很好的準(zhǔn)確性和可實施性。

關(guān)鍵詞：流量計;在線;免拆卸

中圖分類號：TH814? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

0引言

在工業(yè)現(xiàn)場，測量流體流量的儀表統(tǒng)稱為流量計或流量表，它是工業(yè)測量中非常重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，為了適應(yīng)多種用途，各種類型的流量計相繼問世，廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當(dāng)今時代，流量計在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用更加明顯[1]。但是，液體流量計的在線校準(zhǔn)問題一直是困擾供水企業(yè)的一個難題。計量是工業(yè)生產(chǎn)的眼睛，流量計量是計量科學(xué)技術(shù)的組成部分之一，與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、科學(xué)研究有密切的關(guān)系。做好這一工作，對保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展都具有重要的作用。

現(xiàn)有一臺為某型號設(shè)備添加燃油的油罐車，車上有一臺流量計，使用介質(zhì)為航空專用煤油，傳統(tǒng)拆卸送檢方式費(fèi)時費(fèi)力，且油管路中容易進(jìn)入多余物，對設(shè)備產(chǎn)生影響;為實現(xiàn)流量計免拆卸校準(zhǔn)，現(xiàn)我公司設(shè)計了一臺流量小車，通過該流量小車直接與燃油加注車流量計實現(xiàn)串聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)燃油流量計的在線校準(zhǔn)并能達(dá)到很高的精度。

1裝置工作原理與特點(diǎn)

1.1工作原理

在連接兩輛油罐小車中增加一段管路，中間串聯(lián)一個標(biāo)準(zhǔn)流量計。由于流體的流動性，封閉管路中流量大小是一致的。使用流量小車校準(zhǔn)時，把裝有標(biāo)準(zhǔn)流量計的流量小車兩端連上被校準(zhǔn)油罐車的管路，使用專用連接管，使整個管路系統(tǒng)循環(huán)起來，最終使標(biāo)準(zhǔn)流量計與被校準(zhǔn)流量計處于聯(lián)通狀態(tài)，實現(xiàn)不用拆卸即完成計量校準(zhǔn)工作。工作原理見圖1。

該流量計采用0.1級高精度流量計作為標(biāo)準(zhǔn)流量計，能夠達(dá)到流量計校準(zhǔn)的使用要求。并且該流量計兩端采用航空專用接頭，能夠完美匹配油罐車用流量計的接口，保證流量與壓力零損失。

2試驗分析

將燃油車上的流量計拆卸送至某計量機(jī)構(gòu)流量實驗室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)，得到一組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。利用本文研究的在線校準(zhǔn)方法，將標(biāo)準(zhǔn)流量計與被檢流量計實現(xiàn)在線串聯(lián)后進(jìn)行校準(zhǔn)，得到另一組數(shù)據(jù)，兩組數(shù)據(jù)見表2，因現(xiàn)場實際使用流量點(diǎn)較為固定，僅選取一個校準(zhǔn)點(diǎn)作比對。

3不確定度評定

3.1 測量模型

被檢流量計的示值誤差由下面方程得到：

式中：

：流量計校準(zhǔn)點(diǎn)示值誤差（kg/h）;

：被檢流量計校準(zhǔn)點(diǎn)示值（kg/h）;

：標(biāo)準(zhǔn)流量計校準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)值（kg/h）。

3.2 靈敏度系數(shù)

3.3 不確定度評定

3.3.1 流量計示值重復(fù)性引入的不確定度分量 u（qR1）

流量計示值重復(fù)性的不確定度u（qR1），屬A類評定，正態(tài)分布。

以30000kg/h流量點(diǎn)為例，被檢流量計流量設(shè)定在30000kg/h流量點(diǎn)后，待流量基本穩(wěn)定后，對標(biāo)準(zhǔn)流量計讀取10次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為30054kg/h、30057kg/h、30082kg/h、30063kg/h、30077kg/h、30056kg/h、30062kg/h、30071kg/h、30069kg/h、30060kg/h。

利用貝塞爾公式計算其實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差：

采用A類不確定度評定方法，則由流量計示值重復(fù)性引入的不確定度分量u（qR）

3.3.2被檢流量計分辨力引入的不確定度分量u（R2）

被檢流量計的分辨力為1kg/h，服從均勻分布，包含因子k取，則

則由公式u（R） （kg/h）

3.3.3 標(biāo)準(zhǔn)流量計引入不確定度分量u（s）

本次校準(zhǔn)采用的標(biāo)準(zhǔn)流量計，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可直接引用證書中30000 kg/h時的擴(kuò)展不確定度90 kg/h，（k=2），則

3.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.5 擴(kuò)展不確定度

取k=2，則擴(kuò)展不確定度[3]：

3.6相對擴(kuò)展不確定度

4結(jié)語

本文介紹了一種流量計在線校準(zhǔn)裝置，通過改進(jìn)可以對燃油車流量計進(jìn)行免拆卸的在線校準(zhǔn)，能夠避免流量計拆卸對油路造成多余物侵?jǐn)_并且節(jié)約時間，通過實驗數(shù)據(jù)分析比對，有很好的準(zhǔn)確性和可實施性。

參考文獻(xiàn)

[1] 任曉燕，胡博.液體流量計在線校準(zhǔn)方法的探討[J].河南科技學(xué)院學(xué)報，2009，37（4）：61-63.

[2] JJG1038-2008 科里奧利質(zhì)量流量計檢定規(guī)程[S].北京：中國計量出版社出版，2008.

[3] 劉勝林.誤差分析與測量不確定度評定[M].北京：中國計量出版社，2013.

收稿日期：2019-10-26

作者簡介：黃愛輝（1990—），男，河北唐山人，本科，工程師，研究方向：熱學(xué)、力學(xué)計量校準(zhǔn)及檢測。

Research on Online Calibration Method of The Flowmeter

HUANG Ai-hui， LIU Zeng-qi， LIU Zhi-chao， ZHAO Xing-liang， CHEN Bao-you

（Am Incorporation for Metrology and Testing Technology Services， Tianjin? 300308）

Abstract： This paper introduces a new method of online calibration of mass flowmeter， which realizes the online calibration of flowmeter by connecting the high-precision mass flowmeter and the inspected flowmeter in series. Through the data comparison between the laboratory calibration and online calibration and the analysis of the test results， it shows that the online calibration method of the flowmeter has good accuracy and feasibility.

Key words： Flowmeter;Online;Free dismantling