油氣回收檢測儀瞬時流量示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定

王龍

【關(guān)鍵詞】油氣回收；瞬時流量；示值誤差；不確定度

1 概述

油氣回收檢測儀是用于檢測油氣回收裝置的儀器。一般油品生產(chǎn)和銷售企業(yè)、環(huán)保部門、環(huán)境檢測機構(gòu)等用其檢測油氣回收系統(tǒng)的回收效率，判斷油氣回收系統(tǒng)是否合格，監(jiān)督油品企業(yè)大氣污染源的排放總量及排放達標(biāo)情況等。因此，準(zhǔn)確地測量和控制好油氣回收系統(tǒng)的回收效率，對于控制大氣污染物排放等具有重要意義，同時汽油揮發(fā)掉的輕質(zhì)部分是最有經(jīng)濟價值的，因此，控制油氣揮發(fā)排放，將油氣回收再利用，可以產(chǎn)生很好的經(jīng)濟效益。

近年來，我國油氣回收行業(yè)迅速發(fā)展，隨著國家相關(guān)部門陸續(xù)公布了多個標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對油氣回收裝置制造、檢測的要求日趨完善。但目前還沒有針對油氣回收檢測儀的國家計量校準(zhǔn)規(guī)范，給計量部門的檢測工作帶來一定困難，因此，急需制定相應(yīng)的計量校準(zhǔn)規(guī)范對技術(shù)參數(shù)及檢測方法進行規(guī)范，完善檢測手段，達到溯源一致，保證量值準(zhǔn)確可靠，為油氣回收檢測儀生產(chǎn)企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量提供技術(shù)保障，為環(huán)境檢測標(biāo)準(zhǔn)的有效實施提供技術(shù)支撐。

對當(dāng)前市場銷售的油氣回收檢測儀使用及送檢情況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)油氣回收檢測儀主要生產(chǎn)廠家有：北京今日易華科技有限公司、青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所、中機生產(chǎn)力促進中心、機械科學(xué)研究總院、北京恒奧德科技有限公司和北京亞歐德鵬科技有限公司等。檢測儀流量測量部分主要有差壓式流量計、容積式流量計兩種，而壓力測量部件均為數(shù)字壓力計。所以，將檢測適用范圍定為流量測量原理為差壓式、容積式，壓力測量為數(shù)字壓力計的油氣回收檢測儀。通過大量的試驗和數(shù)據(jù)積累，按照JJF 1948—2021《油氣回收檢測儀校準(zhǔn)規(guī)范》中瞬時流量示值誤差的校準(zhǔn)方法，對其不確定度進行評定。

1.1 校準(zhǔn)方法

流量校準(zhǔn)開始前，被校檢測儀應(yīng)通氣預(yù)運行，應(yīng)在明示的最大流量下通氣5 min，分別調(diào)節(jié)流量到選定的校準(zhǔn)點。穩(wěn)定后記錄流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和被校檢測儀的瞬時流量、溫度、壓力。

1.2 被校對象

流量測量原理為容積式的油氣回收檢測儀，流量范圍為10～150 L/min。

1.3 校準(zhǔn)環(huán)境條件

校準(zhǔn)時環(huán)境溫度為20.6 ℃，相對濕度為54%，大氣壓為100730 Pa。

1.4 校準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)裝置

流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為0.5 級，測量范圍為10～260 L/min。

2 測量模型

校準(zhǔn)時環(huán)境溫度控制在（20±2）℃，因流量穩(wěn)定后，一次校準(zhǔn)在10 min 內(nèi)可完成，可認為標(biāo)準(zhǔn)裝置入口的氣體溫度與被校檢測儀流量計入口的氣體溫度一致，即氣體流動過程可視為等溫過程。由于壓力損失，標(biāo)準(zhǔn)裝置入口與被校檢測儀入口的壓力不同，被校檢測儀示值誤差按式（1）進行計算。

式中：E為檢測儀流量示值誤差，%；qm 為被校檢測儀的瞬時流量值，L/min；q 為標(biāo)準(zhǔn)裝置瞬時流量值換算被校檢測儀流量計入口狀態(tài)的瞬時流量值，L/min；ps、pm 分別為標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和被校檢測儀的氣體絕對壓力，Pa；Ts、Tm 分別為標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和被校檢測儀的氣體絕對溫度，K。

3 測量不確定度來源和傳播公式

從公式（1）和（2）可以看出，影響測量不確定度的因素主要有：流量標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度，被校檢測儀分辨力引入的不確定度和時間測量引入的不確定度，各不確定度分量相互獨立。

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

4.1 流量標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度ur （ q ）

4.1.1 壓力測量引入的不確定度分量ur （ ps ）和ur （ pm ）

ps、pm 均為大氣壓和所測得的表壓，校準(zhǔn)時大氣壓值為100730 Pa，標(biāo)準(zhǔn)表的表壓1400 Pa，被校檢測儀的表壓1150Pa。大氣壓力測量選用空盒氣壓表，MPE為±2.5 hPa；表壓測量采用數(shù)字壓力計，MPE 為± 2.5 Pa。服從均勻分布，取k = 3。則ur （ ps ）、ur （ pm ）分別為：

4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度分量ur1 （ q ）

校準(zhǔn)流量點選擇18 L/min，標(biāo)準(zhǔn)裝置為0.5 級，服從均勻分布，取k = 3，則有：

4.2 測量重復(fù)性引入的不確定度ur1 （ qm ）

在重復(fù)性條件下進行10 次測量，數(shù)據(jù)見表1。

4.3 被校檢測儀分辨力引入的不確定度ur2 （ qm ）

校準(zhǔn)點選擇18 L/min，被校檢測儀分辨力為0.1 L/min，服從均勻分布，取k = 3，則有：

被校檢測儀分辨力引入的不確定度小于測量重復(fù)性所引入的不確定度，依據(jù)JJF 1033—2016 中1.4，不再考慮分辨力引入的不確定度分量。

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表2。

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

7 擴展不確定度

取包含因子為k=2，檢測儀瞬時流量示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為：