王龍
【關(guān)鍵詞】油氣回收;瞬時(shí)流量;示值誤差;不確定度
1 概述
油氣回收檢測(cè)儀是用于檢測(cè)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(mén)、環(huán)境檢測(cè)機(jī)構(gòu)等用其檢測(cè)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(dá)標(biāo)情況等。因此,準(zhǔn)確地測(cè)量和控制好油氣回收系統(tǒng)的回收效率,對(duì)于控制大氣污染物排放等具有重要意義,同時(shí)汽油揮發(fā)掉的輕質(zhì)部分是最有經(jīng)濟(jì)價(jià)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(jì)效益。
近年來(lái),我國(guó)油氣回收行業(yè)迅速發(fā)展,隨著國(guó)家相關(guān)部門(mén)陸續(xù)公布了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,對(duì)油氣回收裝置制造、檢測(cè)的要求日趨完善。但目前還沒(méi)有針對(duì)油氣回收檢測(cè)儀的國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范,給計(jì)量部門(mén)的檢測(cè)工作帶來(lái)一定困難,因此,急需制定相應(yīng)的計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范對(duì)技術(shù)參數(shù)及檢測(cè)方法進(jìn)行規(guī)范,完善檢測(cè)手段,達(dá)到溯源一致,保證量值準(zhǔn)確可靠,為油氣回收檢測(cè)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施提供技術(shù)支撐。
對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)銷售的油氣回收檢測(cè)儀使用及送檢情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)油氣回收檢測(cè)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(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心、機(jī)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(cè)儀流量測(cè)量部分主要有差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)兩種,而壓力測(cè)量部件均為數(shù)字壓力計(jì)。所以,將檢測(cè)適用范圍定為流量測(cè)量原理為差壓式、容積式,壓力測(cè)量為數(shù)字壓力計(jì)的油氣回收檢測(cè)儀。通過(guò)大量的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累,按照J(rèn)JF 1948—2021《油氣回收檢測(cè)儀校準(zhǔn)規(guī)范》中瞬時(shí)流量示值誤差的校準(zhǔn)方法,對(duì)其不確定度進(jìn)行評(píng)定。
1.1 校準(zhǔn)方法
流量校準(zhǔn)開(kāi)始前,被校檢測(cè)儀應(yīng)通氣預(yù)運(yùn)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(diǎn)。穩(wěn)定后記錄流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和被校檢測(cè)儀的瞬時(shí)流量、溫度、壓力。
1.2 被校對(duì)象
流量測(cè)量原理為容積式的油氣回收檢測(cè)儀,流量范圍為10~150 L/min。
1.3 校準(zhǔn)環(huán)境條件
校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境溫度為20.6 ℃,相對(duì)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(jí),測(cè)量范圍為10~260 L/min。
2 測(cè)量模型
校準(zhǔn)時(shí)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(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)裝置入口的氣體溫度與被校檢測(cè)儀流量計(jì)入口的氣體溫度一致,即氣體流動(dòng)過(guò)程可視為等溫過(guò)程。由于壓力損失,標(biāo)準(zhǔn)裝置入口與被校檢測(cè)儀入口的壓力不同,被校檢測(cè)儀示值誤差按式(1)進(jìn)行計(jì)算。
式中:E為檢測(cè)儀流量示值誤差,%;qm 為被校檢測(cè)儀的瞬時(shí)流量值,L/min;q 為標(biāo)準(zhǔn)裝置瞬時(shí)流量值換算被校檢測(cè)儀流量計(jì)入口狀態(tài)的瞬時(shí)流量值,L/min;ps、pm 分別為標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和被校檢測(cè)儀的氣體絕對(duì)壓力,Pa;Ts、Tm 分別為標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)和被校檢測(cè)儀的氣體絕對(duì)溫度,K。
3 測(cè)量不確定度來(lái)源和傳播公式
從公式(1)和(2)可以看出,影響測(cè)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(cè)儀分辨力引入的不確定度和時(shí)間測(cè)量引入的不確定度,各不確定度分量相互獨(dú)立。
4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)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(cè)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(cè)得的表壓,校準(zhǔn)時(shí)大氣壓值為100730 Pa,標(biāo)準(zhǔn)表的表壓1400 Pa,被校檢測(cè)儀的表壓1150Pa。大氣壓力測(cè)量選用空盒氣壓表,MPE為±2.5 hPa;表壓測(cè)量采用數(shù)字壓力計(jì),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(diǎn)選擇18 L/min,標(biāo)準(zhǔn)裝置為0.5 級(jí),服從均勻分布,取k = 3,則有:
4.2 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度ur1 ( qm )
在重復(fù)性條件下進(jìn)行10 次測(cè)量,數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
4.3 被校檢測(cè)儀分辨力引入的不確定度ur2 ( qm )
校準(zhǔn)點(diǎn)選擇18 L/min,被校檢測(cè)儀分辨力為0.1 L/min,服從均勻分布,取k = 3,則有:
被校檢測(cè)儀分辨力引入的不確定度小于測(cè)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(jiàn)表2。
6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
7 擴(kuò)展不確定度
取包含因子為k=2,檢測(cè)儀瞬時(shí)流量示值誤差測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為: