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蒸汽流量計示值誤差校準不確定度評定
發布日期:2020/6/3 18:33:37

 

隨著自動化工業的不斷發展,蒸汽流量計應用不斷擴展。蒸汽流量計是測量蒸汽累計質量流量的專用儀表,具有機械式和智能式兩種結構形式;通過指示器表盤(機械式)或液晶顯示屏(智能式)現場顯示,精確地讀出流過該表的全部蒸汽的質量,也可輸出脈沖信號,同時具有手動壓力補償或自動溫度補償功能。在各項工業系統(system)中,它是過程控制或貿易結算中極為重要的儀器。因此,蒸汽流量計校驗必須在經法定計量部門檢定認可的水流量標定裝置上實流標定。其校驗誤差是在相對特定標定裝置上測得的,所以確定儀表標準誤差的不確定度(對被測量值的不能肯定的程度)應是首先考慮的問題。
   目前,不少蒸汽流量(單位:立方米每秒)計生產廠家在其選型資料上標明了自家生產儀表的精度,即允許的最大誤差或準確度等級,而校準誤差的不確定度未作說明。當將儀表換臺到其他臺位上校驗,將出現較大的偏差,這就是沒有考慮流量標定裝置不確定度因素(當然蒸汽流量計的穩定性和重復性也是關鍵重要的因素)導致的結果。
   本文詳細闡述(expound)了蒸汽流量計示值偏差不確定度評定的計算方法,并通過與中國計量科學研究院和上海市計量測試院進行比對試驗,最終論證了計算方法的準確性。流量計有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較先進、理想的測量儀器。
   1 校準不確定度評定
   本文主要介紹依據《蒸汽流量(單位:立方米每秒)計檢定規程》JJG1033-2007,對蒸汽流量計示值誤差的測量結果的不確定度進行評定,通過嚴謹的標定實驗以確保產品的精確度和可靠性。
   1.1 標定實驗要求
   依據《蒸汽流量(單位:立方米每秒)計檢定規程》JJG1033-2007,在校準的環境條件下,以最大流量為100m3/
  H、準確度等級為0.5%的DN80mm蒸汽流量計為被測對象。測量標準與主要配套儀器設備(shèbèi)為經上一級檢測(檢查并測試)機構校準的DN40mm~DN150mm水流量標定裝置,不確定度為0.041%(k=2)。
   符合上述條件的測量結果,一般可以直接使用本不確定度評定結果。超聲波流量計蒸汽主要用孔板、渦街流量計等來測量,其中以渦街流量計更為常見,其主要用于工業管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。
   1.2 標定方法和數學模型
   在規定的環境條件下,按《蒸汽流量計檢定規程》JJG1033-2007檢定,以檢定規程給出的示值誤差表示式作為不確定度評定的數學模型,以循環水為介質(起決定作用的物質),用靜態質量法測量,將蒸汽流量計顯示的累積流量值與標準裝置的容積值(換算到蒸汽流量計處狀態的累積流量值)比較,計算得出蒸汽流量計相對示值誤差如式(1)所示。
       (1)
   式中:Eij為第i檢定點第j次檢定被檢蒸汽流量計的相對示值誤差,%;Qij為第i檢定點第j次檢定時蒸汽流量計顯示的累積流量值,m3;(Qs)tf為第i檢定點第j次檢定時標準器換算到蒸汽流量計處狀態的累積流量值,m3。
   靈敏系數C的表達式為:
       (2)
   傳播率計算公式為:
       (3)
   由于所有輸入量Qi
  J、(Qs)ij彼此獨立且不相關,故傳播率公式簡化后如式(4)所示。


 

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