陳榮

（鷹潭市市場監(jiān)督管理局，江西鷹潭 335000）

膜式燃氣表廣泛應用于日常的生活生產(chǎn)中，是燃氣輸出穩(wěn)定和安全的必需設備。隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，為適應智慧城市建設，對智能燃氣表的要求也越來越高。燃氣表精度的提高可以幫助企業(yè)降低生產(chǎn)成本，減少用戶開支。目前市場上膜式燃氣表規(guī)格各異，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，如因天然氣燃氣表質(zhì)量問題導致的爆炸事件也時有發(fā)生。因此，按照國家計量技術規(guī)范標準，對膜式燃氣表示值誤差不確定度分析和評定至關重要。通過對示值誤差不確定度的評定，驗證其是否符合國家計量檢定規(guī)程規(guī)定，有利于解決燃氣計量失準的問題，實現(xiàn)貿(mào)易結算的公平，并有助于提高燃氣表質(zhì)量。

本文以江西省鷹潭市綜合檢驗檢測中心燃氣表檢定裝置取得的數(shù)據(jù)為基礎，依據(jù)JJG 577-2012《膜式燃氣表》推薦的標準方法[1]，對膜式燃氣表在臨界流音速噴嘴氣體流量裝置進行檢定[2]。通過對測量所得數(shù)據(jù)的分析，對測量結果進行不確定度評定，以驗證被檢智能燃氣表是否符合應用要求。此外，檢定結果將對燃氣表的分級評定（如更高精度的）及檢測標準方法改進有一定的指導意義。

1 測試條件及方法

1.1 測試條件

測試在JJG 577-2012《膜式燃氣表》規(guī)定的環(huán)境條件下進行[3]：大氣壓力為（86～106）kPa；環(huán)境溫度為（20±2）℃；相對濕度為45%～75%。

1.2 被檢表及標準器信息

被檢表為某廠的物聯(lián)網(wǎng)智能燃氣表，型號：ZYCG-CN-G1.6；準確度等級為1.5 級；流量范圍為（0.016～2.5）m3/h；回轉體積為1.2 dm3；編號：電信616210039013。所使用的檢定標準為音速噴嘴氣體流量裝置，型號：GNP-12；準確度等級為0.5 級，流量范圍（0.016～6）m3/h；不確定度Urel=0.50%，k=2。

1.3 測量方法

在規(guī)程規(guī)定的檢定壓力、溫度和濕度下，選取3 個檢定流量點，通過測量所使用的標準流量計的滯止溫度和壓力，計算從噴嘴處流過的氣體實際體積值，并將其和被檢膜式燃氣表所指示的示值相比較，計算出膜式燃氣表的示值誤差E 及其不確定度。

2 數(shù)學模型

輸出量示值誤差E 值通過JJG 577-2012 要求的檢定規(guī)程公式計算：

式（1）中：

E -單次測量的示值誤差，單位%；

Vm-燃氣表示值，單位dm3；

Vref-檢出的通過燃氣表的實際值，單位dm3。

3 示值誤差E 不確定度預估和來源

3.1 測量重復性引入的不確定度分量u1 (E)

將被檢表置于檢定環(huán)境的溫度下穩(wěn)定4 h 以上進行檢定，此時標準裝置與被檢表的溫度差不超過1℃，包括室溫、標準裝置液溫和檢定介質(zhì)溫度等。空氣為檢定介質(zhì)，要求檢定壓力穩(wěn)定且低于被檢表最大工作壓力[4]。

通過多次獨立重復測量，采用A 類評定方法求出燃氣表測量重復性所引入的相對標準不確定度分量。在各流量點測量3次，選用極差法，極差系數(shù)C=1.69，以均勻分布計算，取包含因子k=[5]。

測試流量點為0.016 m3/h 示值誤差為0.82%、-0.20%、0.54%，極差R為1.02%。

測量流量點為0.5 m3/h示值誤差為0.43%、0.57%、0.27%，極差R為0.30%。

測量流量點為2.5 m3/h示值誤差為0.18%、0.30%、0.01%，極差R為0.29%。

3.2 燃氣表分度值引入的不確定度分量u2 (E)

在小流量點，如果燃氣表分度值偏大，會對評定結果產(chǎn)生較大影響。因此，需要考慮分度值引入的相對標準不確定度分量。被檢燃氣表分度值為0.2 L，檢定裝置音速噴嘴式燃氣表用光電自動采樣器取樣。其引入的誤差為均勻分布，按B 類方法評定，取包含因子k=，δ 為燃氣表分度值，L為各流量點測試體積。

流量點為0.016 m3/h 誤差，測試體積10 L，其相對標準不確定度。

流量點為0.5 m3/h 誤差，測試體積60 L，其相對標準不確定度。

流量點為2.5 m3/h 誤差，測試體積100 L，其相對標準不確定度。

3.3 噴嘴流出系數(shù)和標準裝置引入的不確定度分量u3 (E)和u4 (E)

由臨界流文丘里噴嘴的檢定證書得知，噴嘴流出系數(shù)的相對擴展不確定度為Urel=0.20%，k=2，由此計算出u3(E)：

隨機附帶的檢定裝置（音速噴嘴式燃氣表）的校準證書內(nèi)，顯示其擴展不確定度為Urel=0.50%，k=2，按B 類方法評定：

3.4 絕對壓力引入的不確定度分量u5 (E)和u6 (E)

檢定裝置中標準器處絕對壓力變送器的準確度等級為0.2級，氣體進口端絕對壓力變送器的準確度等級為0.5 級（以上均為隨機附帶的檢定證書內(nèi)指標參數(shù)），采用B 類評定方法，按均勻分布考慮，取包含因子k=。

由此分別計算出：

3.5 溫度引入的不確定度分量u7 (E)

在檢定過程中，室內(nèi)溫度嚴格控制在（20±2）℃內(nèi)，標準裝置中標準器處溫度和氣體進口端溫度基本一致。按均勻分布考慮，取包含因子k=，通過計算得出的u7(E)值很微小，對結果的影響非常小，可以忽略[6]。

4 不確定度評定

4.1 相對標準不確定度分量匯總

通過對以上不確定度來源分析和評定，對燃氣表示值誤差不確定度分量匯總，如表1 所示。由表1 可知，小流量點如0.016 m3/h 時，由測量重復性和燃氣表分度值引入的不確定度較高，分別為0.346%和0.577%。而流量點越高，產(chǎn)生的不確定度越小。此外，燃氣表分度值引入的不確定度在三個不同檢定流量點有顯著的差異。

表1 燃氣表示值誤差不確定度分量匯總

4.2 示值誤差E 合成標準不確定度

以上評定和計算出的各輸入量互相獨立，互不相關。因此，示值誤差E 的合成標準不確定度u(E)可采用方和根方法合成：

將表1 數(shù)據(jù)代入式（2），計算出各流量點合成標準不確定度，流量點為0.016 m3/h：u(E)=0.79%；流量點為0.5 m3/h：u(E)=0.44%；流量點為2.5 m3/h：u(E)=0.43%。

4.3 示值誤差E 擴展不確定度U

擴展不確定度U(E)=ku(E)，取包含因子k=2，得到：

流量點為0.016 m3/h：U(E0.016)=2×0.79%=1.6%；

流量點為0.5 m3/h：U(E0.5)=2×0.44%=0.88%；

流量點為2.5 m3/h：U(E2.5)=2×0.43%=0.86%。

5 結論

按照國家計量技術規(guī)范標準，測定出待檢膜式燃氣表0.016 m3/h、0.5 m3/h、2.5 m3/h 三個流量點示值誤差不確定度分別為1.6%、0.88%和0.86%，符合使用標準。本次檢定結果中，燃氣表分度值對小流量點的不確定度的影響較大。因此，對于精密度要求更高的燃氣表如微流量表等，燃氣表分度值的設置及某些檢測參數(shù)的設定需要重點考慮。以上結果可以促使生產(chǎn)企業(yè)對其生產(chǎn)的燃氣表做出正確評價，采取有效措施減小誤差，提高燃氣表質(zhì)量。