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        科里奧利質(zhì)量流量計(jì)示值誤差測量不確定度分析

        2022-12-09 10:31:34胡永良
        大眾標(biāo)準(zhǔn)化 2022年22期
        關(guān)鍵詞:科里奧利水流量

        胡永良,葉 楊

        (太原太航德克森自控工程股份有限公司,山西 太原 030012)

        1 概述

        (1)測量依據(jù):JJG 1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計(jì)》。

        (2)測量標(biāo)準(zhǔn):主要標(biāo)準(zhǔn)測量設(shè)備為靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,如表1。

        表1 標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)量性能指標(biāo)

        (3)被測對象:型號為LZL,口徑為DN80 mm,準(zhǔn)確度等級為0.15級的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。

        (4)測量方法:依據(jù)JJG 1038-2008《科里奧利質(zhì)量流量計(jì)》對科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。以靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置為標(biāo)準(zhǔn)器,使流體在相同的時間間隔內(nèi)連續(xù)流過被測流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器,比較兩者的輸出值,從而確定被測流量計(jì)的示值誤差。

        2 建立數(shù)學(xué)模型,列出不確定度傳播律

        2.1 建立數(shù)學(xué)模型

        頻率輸出時,科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的示值誤差E為

        式中E:被測流量計(jì)在測量時間內(nèi)的累積質(zhì)量流量,kg;

        ms——標(biāo)準(zhǔn)器在測量時間內(nèi)的累積質(zhì)量流量,kg。

        式中:N——被測流量計(jì)在測量時間內(nèi)發(fā)出的累積脈沖數(shù),P;

        Km——被測流量計(jì)的儀表系數(shù),P/kg;

        m——電子秤的示值,即稱重質(zhì)量,kg;

        ρ——校準(zhǔn)用液體的密度,kg/m3;

        ρa(bǔ)——空氣的實(shí)際密度,kg/m3。

        2.2 不確定度傳播律

        3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源及評定

        用靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對一臺頻率輸出的DN80 mm科里奧利質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn),介質(zhì)溫度21.5 ℃,介質(zhì)壓力0.15 MPa。對120 t/h流量點(diǎn)測量10次,重復(fù)性用貝塞爾公式計(jì)算,測量數(shù)據(jù)見表2:

        表2 流量計(jì)測量數(shù)據(jù)

        3.1 標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度 urel(ms)

        上級檢定機(jī)構(gòu)檢定證書給出靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為Urel=0.05%(k=2),則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(ms )及相對靈敏系數(shù) crel(ms)分別為:

        3.2 換向器時間差引入的不確定度 urel(Δt)

        換向器在120 t/h流量點(diǎn)換入和換出的時間差Δt為0.11 s,時間差Δt引入的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量變化為0.06%。按矩形分布考慮,則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(Δt)及相對靈敏系數(shù)crel(Δt)分別為:

        3.3 重復(fù)性的不確定度l(mb)

        使用靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在120 t/h流量點(diǎn)重復(fù)測量10次,取10次測量誤差的平均值作為該流量點(diǎn)的示值誤差。被測流量計(jì)的重復(fù)性為0.02%,則:

        4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總,見表3

        表3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

        5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

        以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量互不相關(guān),代入公式(3),得到合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

        6 擴(kuò)展不確定度評定

        取k=2,則擴(kuò)展不確定度為:

        7 不確定度報(bào)告

        使用靜態(tài)質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置對DN80 mm科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的120 t/h流量點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn),其測量結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度為Urel=0.09%(k=2)。

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