郭曉微 宋捷(南充市計(jì)量測(cè)試研究所,四川 南充637000)
壓縮天然氣(簡(jiǎn)稱CNG)是將天然氣加壓并以氣態(tài)儲(chǔ)存在容器中的氣態(tài)產(chǎn)品,縮天然氣主要成分是甲烷(CH4),可作為汽車燃料替代汽油、柴油。壓縮天然氣作為汽車燃料,具有低污染、低成本等優(yōu)點(diǎn),尤其適合于城市公共交通和出租汽車使用。目前已在世界得到廣泛應(yīng)用。壓縮天然氣加氣機(jī)是帶有計(jì)量計(jì)價(jià)功能可提供壓縮天然氣燃料充裝的專用設(shè)備,由于壓縮天然氣具有貿(mào)易結(jié)算性,所以壓縮天然氣加氣機(jī)被列入我國(guó)強(qiáng)制檢定類計(jì)量器具目錄,其生產(chǎn)和使用必需符合相關(guān)法制計(jì)量管理要求。
JJG 996-2012《壓縮天然氣加氣機(jī)》
溫度:(-20~50)℃,濕度:(35~95)%RH,大氣壓:(86~
106)kPa。
名稱:質(zhì)量流量計(jì)(加氣機(jī)檢定裝置)、型號(hào):JJB-25,測(cè)量范圍:(1~80)kg/min,準(zhǔn)確度:0.2級(jí)
名稱:壓縮天然氣加氣機(jī)、型號(hào):HQHP-JQJ-IC-II、最大允許誤差:±1%
本次實(shí)驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)表法;將儲(chǔ)氣罐、被檢加氣機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)串聯(lián)起來(lái),比較被檢加氣機(jī)示值與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)示值,取六次示值誤差的平均值作為該被檢加氣機(jī)的示值誤差。
本次測(cè)量采用常規(guī)試驗(yàn)方法。檢定前,先檢查現(xiàn)場(chǎng)配套是否齊全,啟動(dòng)是否正常,被檢加氣機(jī)是否正常工作。核驗(yàn)加氣機(jī)機(jī)身氣質(zhì)密度和加氣站最近氣質(zhì)報(bào)告密度是否一致,若不一致,則先要調(diào)整加氣機(jī)機(jī)身密度,再進(jìn)行下一步檢定操作。
將加氣機(jī)加氣槍打開,先用被檢加氣機(jī)對(duì)整個(gè)加氣機(jī)檢定裝置加氣,觀察檢定裝置上精密壓力計(jì)示值,計(jì)算壓降。將檢定裝置上的加氣槍插入汽車氣罐的加氣口,點(diǎn)擊電腦上“連續(xù)顯示”,打開加氣機(jī)加氣鍵,開始加氣檢定。待加氣結(jié)束后,點(diǎn)擊電腦上“停止顯示”,此時(shí)電腦啟動(dòng)計(jì)算加氣機(jī)的示值誤差,將此時(shí)的示值誤差計(jì)入記錄。檢定結(jié)束后,關(guān)閉被檢裝置加氣槍,將檢定裝置的加氣槍對(duì)天排放掉檢定裝置中的氣體,待氣體放空后,取出連接在檢定裝置上的加氣槍,關(guān)閉檢定裝置和電腦電源,將連線去下收回,檢定工作結(jié)束。
依據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程JJG996-2012《壓縮天然氣加氣機(jī)》,用標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定壓縮天然氣加氣機(jī),根據(jù)規(guī)程,其示值誤差如下:
式中:ΔV—被檢加氣機(jī)的示值誤差 ΔVJ—被檢加氣機(jī)的示值ΔVB—加氣機(jī)檢定裝置的示值
根據(jù)公式(1),被檢加氣機(jī)的示值誤差ΔV的方差和靈敏度系數(shù)如下:
式中靈敏系數(shù):C(VJ)=1;C(VB)=-1。
準(zhǔn)確度引入的不確定度選擇B類評(píng)定方法,查詢標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢定證書,加氣機(jī)檢定裝置的準(zhǔn)確度為±0.2%,按照正態(tài)分布計(jì)算,取包含因子k=2,所以由標(biāo)準(zhǔn)裝置引入的不確定度u1
估計(jì)其比較可靠,取自由度v1=50
加氣機(jī)檢定裝置的分辨率引起的不確定度用B類評(píng)定,不確定度區(qū)間±0.007m3,按均勻分布,所以由加氣機(jī)檢定裝置的分辨率所引入的不確定度分量u2
u2=0.0040m3
估計(jì)其可靠性約為10%,依據(jù)公式,自由度為:v2=50
由分辨率引入的不確定度用B類評(píng)定,由于可燃?xì)饧託鈾C(jī)的最小分度值為0.01m3,因此每一個(gè)讀數(shù)值可能包含的誤差在±0.005m3范圍內(nèi),假設(shè)按均勻分布計(jì),所以有:
估計(jì)其可靠性為10%,依據(jù)公式,自由度為:v3=50
測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度可用A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定。為了獲得測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,采用標(biāo)準(zhǔn)表法,將加氣機(jī)檢定裝置重復(fù)測(cè)量10m3點(diǎn)記錄數(shù)值,測(cè)得數(shù)據(jù)如下:
單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差s按貝塞爾公式計(jì)算得到:
序號(hào)v2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 Xˉ測(cè)量值Xi(m3)10.03 10.02 10.02 10.03 10.03 10.04 10.02 10.03 10.02 10.04 10.028 v=Xi -Xˉ 0.002-0.008-0.008 0.002 0.002 0.012-0.008 0.002-0.008 0.012 0.00004 0.00064 0.00064 0.00004 0.00004 0.00144 0.00064 0.00004 0.00064 0.00144∑0.0056
實(shí)際檢定以6次測(cè)量值最為測(cè)量結(jié)果,則
有效自由度v4=6×(10-1)=54
綜上分析所得,可燃?xì)饧託鈾C(jī)的各個(gè)不確定度分量匯總表如下:
不確定度分量匯總表
自由度v 50 50 50 54標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1 u2 u3 u4標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源標(biāo)準(zhǔn)裝置準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)裝置分辨率加氣機(jī)分辨率加氣機(jī)重復(fù)性標(biāo)注不確定度值0.01 0.0040 0.0029 0.0102
根據(jù)公式u=u21+u22+u23+u24(3)
將上面計(jì)算所得數(shù)據(jù)代入公式(3),經(jīng)計(jì)算得:u=0.0151m3
將上面計(jì)算所得數(shù)據(jù)代入公式(4),經(jīng)計(jì)算自由度得:v=125
取置信概率p=95%,有效自由度veff=125,查t分布表得:
取k=2
計(jì)算擴(kuò)展不確定度
u95(ΔV)=k95×uc(ΔV)=2×0.0153=0.03m3
壓縮天然氣加氣機(jī)的本次測(cè)量示值誤差的擴(kuò)展不確定度
U=0.03m3,k=2
通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果表明,壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)量技術(shù)規(guī)范的要求,可用于壓縮天然氣加氣機(jī)的計(jì)量檢定。