陳榮

（鷹潭市市場(chǎng)監(jiān)督管理局，江西鷹潭 335000）

膜式燃?xì)獗韽V泛應(yīng)用于日常的生活生產(chǎn)中，是燃?xì)廨敵龇€(wěn)定和安全的必需設(shè)備。隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，為適應(yīng)智慧城市建設(shè)，對(duì)智能燃?xì)獗淼囊笠苍絹?lái)越高。燃?xì)獗砭鹊奶岣呖梢詭椭髽I(yè)降低生產(chǎn)成本，減少用戶(hù)開(kāi)支。目前市場(chǎng)上膜式燃?xì)獗硪?guī)格各異，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，如因天然氣燃?xì)獗碣|(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的爆炸事件也時(shí)有發(fā)生。因此，按照國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)膜式燃?xì)獗硎局嫡`差不確定度分析和評(píng)定至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)示值誤差不確定度的評(píng)定，驗(yàn)證其是否符合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程規(guī)定，有利于解決燃?xì)庥?jì)量失準(zhǔn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)貿(mào)易結(jié)算的公平，并有助于提高燃?xì)獗碣|(zhì)量。

本文以江西省鷹潭市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心燃?xì)獗頇z定裝置取得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)JJG 577-2012《膜式燃?xì)獗怼吠扑]的標(biāo)準(zhǔn)方法[1]，對(duì)膜式燃?xì)獗碓谂R界流音速?lài)娮鞖怏w流量裝置進(jìn)行檢定[2]。通過(guò)對(duì)測(cè)量所得數(shù)據(jù)的分析，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定，以驗(yàn)證被檢智能燃?xì)獗硎欠穹蠎?yīng)用要求。此外，檢定結(jié)果將對(duì)燃?xì)獗淼姆旨?jí)評(píng)定（如更高精度的）及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法改進(jìn)有一定的指導(dǎo)意義。

1 測(cè)試條件及方法

1.1 測(cè)試條件

測(cè)試在JJG 577-2012《膜式燃?xì)獗怼芬?guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行[3]：大氣壓力為（86～106）kPa；環(huán)境溫度為（20±2）℃；相對(duì)濕度為45%～75%。

1.2 被檢表及標(biāo)準(zhǔn)器信息

被檢表為某廠的物聯(lián)網(wǎng)智能燃?xì)獗恚吞?hào)：ZYCG-CN-G1.6；準(zhǔn)確度等級(jí)為1.5 級(jí)；流量范圍為（0.016～2.5）m3/h；回轉(zhuǎn)體積為1.2 dm3；編號(hào)：電信616210039013。所使用的檢定標(biāo)準(zhǔn)為音速?lài)娮鞖怏w流量裝置，型號(hào)：GNP-12；準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5 級(jí)，流量范圍（0.016～6）m3/h；不確定度Urel=0.50%，k=2。

1.3 測(cè)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(gè)檢定流量點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量所使用的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)的滯止溫度和壓力，計(jì)算從噴嘴處流過(guò)的氣體實(shí)際體積值，并將其和被檢膜式燃?xì)獗硭甘镜氖局迪啾容^，計(jì)算出膜式燃?xì)獗淼氖局嫡`差E 及其不確定度。

2 數(shù)學(xué)模型

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

式（1）中：

E -單次測(cè)量的示值誤差，單位%；

Vm-燃?xì)獗硎局?，單位dm3；

Vref-檢出的通過(guò)燃?xì)獗淼膶?shí)際值，單位dm3。

3 示值誤差E 不確定度預(yù)估和來(lái)源

3.1 測(cè)量重復(fù)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(jìn)行檢定，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)裝置與被檢表的溫度差不超過(guò)1℃，包括室溫、標(biāo)準(zhǔn)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(guò)多次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，采用A 類(lèi)評(píng)定方法求出燃?xì)獗頊y(cè)量重復(fù)性所引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。在各流量點(diǎn)測(cè)量3次，選用極差法，極差系數(shù)C=1.69，以均勻分布計(jì)算，取包含因子k=[5]。

測(cè)試流量點(diǎn)為0.016 m3/h 示值誤差為0.82%、-0.20%、0.54%，極差R為1.02%。

測(cè)量流量點(diǎn)為0.5 m3/h示值誤差為0.43%、0.57%、0.27%，極差R為0.30%。

測(cè)量流量點(diǎn)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?xì)獗矸侄戎狄氲牟淮_定度分量u2 (E)

在小流量點(diǎn)，如果燃?xì)獗矸侄戎灯?，?huì)對(duì)評(píng)定結(jié)果產(chǎn)生較大影響。因此，需要考慮分度值引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。被檢燃?xì)獗矸侄戎禐?.2 L，檢定裝置音速?lài)娮焓饺細(xì)獗碛霉怆娮詣?dòng)采樣器取樣。其引入的誤差為均勻分布，按B 類(lèi)方法評(píng)定，取包含因子k=，δ 為燃?xì)獗矸侄戎?，L為各流量點(diǎn)測(cè)試體積。

流量點(diǎn)為0.016 m3/h 誤差，測(cè)試體積10 L，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

流量點(diǎn)為0.5 m3/h 誤差，測(cè)試體積60 L，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

流量點(diǎn)為2.5 m3/h 誤差，測(cè)試體積100 L，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.3 噴嘴流出系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)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(shū)得知，噴嘴流出系數(shù)的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為Urel=0.20%，k=2，由此計(jì)算出u3(E)：

隨機(jī)附帶的檢定裝置（音速?lài)娮焓饺細(xì)獗恚┑男?zhǔn)證書(shū)內(nèi)，顯示其擴(kuò)展不確定度為Urel=0.50%，k=2，按B 類(lèi)方法評(píng)定：

3.4 絕對(duì)壓力引入的不確定度分量u5 (E)和u6 (E)

檢定裝置中標(biāo)準(zhǔn)器處絕對(duì)壓力變送器的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2級(jí)，氣體進(jìn)口端絕對(duì)壓力變送器的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5 級(jí)（以上均為隨機(jī)附帶的檢定證書(shū)內(nèi)指標(biāo)參數(shù)），采用B 類(lèi)評(píng)定方法，按均勻分布考慮，取包含因子k=。

由此分別計(jì)算出：

3.5 溫度引入的不確定度分量u7 (E)

在檢定過(guò)程中，室內(nèi)溫度嚴(yán)格控制在（20±2）℃內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)裝置中標(biāo)準(zhǔn)器處溫度和氣體進(jìn)口端溫度基本一致。按均勻分布考慮，取包含因子k=，通過(guò)計(jì)算得出的u7(E)值很微小，對(duì)結(jié)果的影響非常小，可以忽略[6]。

4 不確定度評(píng)定

4.1 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總

通過(guò)對(duì)以上不確定度來(lái)源分析和評(píng)定，對(duì)燃?xì)獗硎局嫡`差不確定度分量匯總，如表1 所示。由表1 可知，小流量點(diǎn)如0.016 m3/h 時(shí)，由測(cè)量重復(fù)性和燃?xì)獗矸侄戎狄氲牟淮_定度較高，分別為0.346%和0.577%。而流量點(diǎn)越高，產(chǎn)生的不確定度越小。此外，燃?xì)獗矸侄戎狄氲牟淮_定度在三個(gè)不同檢定流量點(diǎn)有顯著的差異。

表1 燃?xì)獗硎局嫡`差不確定度分量匯總

4.2 示值誤差E 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上評(píng)定和計(jì)算出的各輸入量互相獨(dú)立，互不相關(guān)。因此，示值誤差E 的合成標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算出各流量點(diǎn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，流量點(diǎn)為0.016 m3/h：u(E)=0.79%；流量點(diǎn)為0.5 m3/h：u(E)=0.44%；流量點(diǎn)為2.5 m3/h：u(E)=0.43%。

4.3 示值誤差E 擴(kuò)展不確定度U

擴(kuò)展不確定度U(E)=ku(E)，取包含因子k=2，得到：

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

流量點(diǎn)為0.5 m3/h：U(E0.5)=2×0.44%=0.88%；

流量點(diǎn)為2.5 m3/h：U(E2.5)=2×0.43%=0.86%。

5 結(jié)論

按照國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定出待檢膜式燃?xì)獗?.016 m3/h、0.5 m3/h、2.5 m3/h 三個(gè)流量點(diǎn)示值誤差不確定度分別為1.6%、0.88%和0.86%，符合使用標(biāo)準(zhǔn)。本次檢定結(jié)果中，燃?xì)獗矸侄戎祵?duì)小流量點(diǎn)的不確定度的影響較大。因此，對(duì)于精密度要求更高的燃?xì)獗砣缥⒘髁勘淼?，燃?xì)獗矸侄戎档脑O(shè)置及某些檢測(cè)參數(shù)的設(shè)定需要重點(diǎn)考慮。以上結(jié)果可以促使生產(chǎn)企業(yè)對(duì)其生產(chǎn)的燃?xì)獗碜龀稣_評(píng)價(jià)，采取有效措施減小誤差，提高燃?xì)獗碣|(zhì)量。