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液體渦輪流量計示值誤差的不確定度
發布時間:2021-11-9 09:11:15

摘要:為了提高液體渦輪流量計示值誤差的準確性和合理性,本文根據JFI059-1999<測量不確定度評定與表示》和JJGI037-2008《渦輪流量計》檢定規程,對多種規格的液體渦輪流量計的示值誤差進行了不確定度評定。
1概述
1.1測量依據
  JJG1037-2008<渦輪流量計>檢定規程。
1.2環境條件
  大氣溫度為(23.5±1)℃;大氣相對濕度為(38±1)%RH;大氣壓為(93.2±0.5)kPa,檢定用介質溫度(18.5±O.2)℃;電源電壓應為(220±22)V,電源頻率應為(50±2.5)H;外界磁場、機械振動小到對流量計的影響可以忽略不計。
1.3測量標準
  標準表法水流量標準裝置,測量范圍:(0~900)m³/h、DN(15~250)mm,準確度等級:0.2級,檢定介質:循環水。
1.4被測對象
  依據JJGl037-2008《渦輪流量計》>檢定規程,上述標準表法水流量標準裝置能夠開展的液體渦輪流量計準確度等級為1.0級。因此,根據口徑和流量范圍的不同分別選取以下10類渦輪流量計作為被測對象,見表1。
 
1.5測量過程
  在規定的環境條件下,按JJG1037-2008《<渦輪流量計>檢定規程,將渦輪流量計安裝在標準表法水流量標準裝置上,保證流量計與前后直管段同軸安裝。以循環水為檢定介質,調節流量點至最大流量的70%流量點,運行5min,等待介質溫度、壓力和流量穩定后進行正式檢定。
  依據檢定規程,1.0級的渦輪流量計檢定流量點分別為:Qmin、qt、0.40max和qmax。對于量程比≤20:1的流量計,其分界流量qt=0.2qmax。每個檢定流量點檢定3次,取其平均值作為該流量點的示值誤差。
  把流量調到規定的流量值,穩定后,啟動裝置的記錄功能和被檢流量計的輸出功能,記錄兩者的初始示值,按裝置操作要求運行一段時間后,同時停止標準裝置的記錄功能和被檢流量計的輸出功能。記錄兩者的最終示值。分別計算標準裝置和被檢流量計的累積流量值,最終計算出渦輪流量計的示值誤差。
1.6評定結果的使用
  符合.上述條件的測量結果,可直接使用本不確定度的評定結果。
2建立數學模型
2.1數學模型
 
  式中:E--被測渦輪流量計的示值誤差,%;EL--標準裝置測量被測流量計所得到的示值誤差,%;Es--標準裝置對測量結果的影響,%。
2.2靈敏系數
  對上式中各參量求偏導得到靈敏系數如下:
 
2.3傳播率公式
  根據_上述數學模型,建立傳播率公式為:
 
3各輸入量的標準不確定度評定
3.1輸入量EL的標準不確定度u(EL)的評定
  輸入量EL的標準不確定度來源主要是被測流量計測量的重復性,可以通過連續測量得到測量列E1、E2
Eln的方法計算得出,采用A類方法進行評定。
  取一臺口徑DN25mm、流量范圍(0.5~5.0)m³/h的屬于第1類的液體渦輪流量計,流量點選擇為qmx,即5m³/h。用標準裝置測量流量計,連續測量8次,得到--組示值誤差的測量列,見表2:
 
3.2輸入量Es標準不確定度u(Es)的評定
  輸入量Es,標準不確定度u(Es)主要來源于標準裝置的最大允許誤差,采用B類方法評定。
  標準表法水流量標準裝置的最大允許誤差為0.2級,視為均勻分布,k=3,則其標準不確定度為:
1(Es)=0.2%/3=0.115%。
4標準不確定度匯總表
 
5合成標準不確定度的計算
  根據公式(3),計算合成標準不確定度為:
 
6擴展不確定度的評定
  取包含因子k=2,則擴展不確定度為:
Urel=kXuc(E)=0.26%
7其他各檢定流量點測量不確定度的評定
 
  依據檢定規程,本臺渦輪流量計檢定流量點分別為:qmin.qt.0.40.qmax和qmax,即0.5m³/h.1.0m³/h.2.0m³/h、5.0m³/h。其不確定度見表4。
8其他規格渦輪流量計示值誤差不確定度評估
8.1第2類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN32mm、流量范圍(1.0~10.0)m³/h 的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表5:
 
8.2第3類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN50mm、流量范圍(5.0~50.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表6:
 
8.3第4類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN65mm、流量范圍(5.0~80.0)m³/h.的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表7:
 
8.4第5類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN80mm、流量范圍(8.0~100.0)m³/h.的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表8:
 
8.5第6類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN100mm、流量范圍(10.0~200.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表9:
 
8.6第7類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN125mm、流量范圍(15.0~300.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表10:
 
8.7第8類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN150mm、流量范圍(50.0~500.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表11:
 
8.8第9類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN200mm、流量范圍(100.0~600.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表12:
 
8.9第10類渦輪流量計示值誤差不確定度評估
  選取一臺口徑DN250mm、流量范圍(150.0~900.0)m³/h的渦輪流量計,其示值誤差不確定度見表13:
9測量不確定度的報告與表示
  對于以上液體渦輪流量計,其測量不確定度表示見表14:
 

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