影响浓(nóng)硫酸电磁流量计误差的因素及(jí)不确(què)定度分析(xī)
摘要:针对目前浓硫酸电磁流量计的(de)广泛应用,简要(yào)介绍影响浓硫酸电磁流量计示值误差的不利因素以(yǐ)及对其不确定度的分析。
1、引言
随着工业自动(dòng)化的迅速发展,越来越多的流量计被用于工业生产和贸易结(jié)算,因此流量计的计量检(jiǎn)定校准占据着(zhe)越来越重要的地位,在众多种类的流量计(jì)中,浓(nóng)硫酸电磁流量计以其传感器结构简单、测量管(guǎn)径无压(yā)损、准确度高、性能优良等诸多(duō)优点,被应用在各个领域。浓硫酸电磁流量计有许多优点,但若(ruò)选型不合(hé)理(lǐ)、现场安装不妥、使用不当(dāng),都将(jiāng)会引起误差的增大,示(shì)值不稳定,甚至(zhì)表体损坏。针对大庆地区各大采油厂的实际情(qíng)况,正确的(de)安装方法成了流量计准确计量的关键。
如果在实验室进行检(jiǎn)定校准,以上这些不(bú)利因素就可以有效地减(jiǎn)轻甚(shèn)至避(bì)免,下面将在实验室环境下和模拟现(xiàn)场环境下对同一浓硫酸电磁流量计进行不确定度的分析。
2、实验室条件下的不确定度分析(xī)
2.1 实验要(yào)求
依据JJG1033-2007《浓硫酸电磁流量(liàng)计检定规程》,选定一台DN100mm浓硫酸电磁流量计作为校准对象,测量标准和主要配套仪器设备为DN(80-250)mm水流量标准装置,不确定度为0.066%(k=2)。
2.2 数学模型
2.2.1 体积流量计算
由于水(shuǐ)的体积压缩系数很(hěn)小,当压力变化不是(shì)很大时,可将水看做是不可压缩(suō)的流体,因此由(yóu)标准(zhǔn)装置得到的水的体积流量为:
2.2 流量(liàng)计误差
浓硫酸电磁流量计准确度的表示方法有(yǒu)三种:相(xiàng)对示值(zhí)误(wù)差(chà)、满量(liàng)程引用误差、相对示值误差与(yǔ)满量(liàng)程引用误差相(xiàng)结合。因为针(zhēn)对一个(gè)固定的流量点误差总可以用任一种方式表述,而流(liú)量(liàng)计量中,相对示(shì)值误差应用场合较多,所(suǒ)以下面的分析均采用相对(duì)示值(zhí)误差的表示方法。
2.3 灵敏系数
灵敏系数(shù)C的表达式为:
2.4 各分量标准不确定度评定
标准不(bú)确定(dìng)度的来源主要有两个方(fāng)面:由被校流量计测量重复性引入的不确定度分(fèn)量u(Er)和标准(zhǔn)装置引入的不确定度分量u(Qs)。
2.4.1 被校流量计测量重(chóng)复性引(yǐn)入的不确定度分量u(Er)的评定DN100mm浓硫酸电磁流量计,其流量范围为(4~45)m3/h,各测量点测量(liàng)重复性按下式计算:
从表中已得出(chū)各测量点的(de)Eri值。为此每个流量点由测量(liàng)重复性引入的不确定(dìng)度为:
2.4.2 标(biāo)准(zhǔn)装置引入的不确定度分量u(Qs)的评定
本分量主(zhǔ)要由标准装置引入的,其不确定度来源主要有计时器频率稳定度、标准工作(zuò)量器的不确定度、换向器的累计时间、温(wēn)度变送器(qì)的误差、压力变送器的误差等引入的。黑龙江省计量检定测试院检定该装置时已将(jiāng)上述(shù)各项不确定因素考虑在内,在检定**上已给出扩展不确(què)定度为U=0.066%(k=2)。则标准装置引入的(de)不确定度分量为:
2.5 合成相对标准不确(què)定度Uc的评定合成相对标准(zhǔn)不确定度Uc的评定
2.6 扩展不确定度的评定
取包含(hán)因子k=2时,则扩展不确定度结果如表1:
通过在实验室条件(jiàn)下对(duì)该流量(liàng)计的检定,符(fú)合流量计的等级标准,下面将模拟现场安装条件来对该流量计进行检定。
3、实验室条件下的不确定(dìng)度分析
为了模拟现场管道中流(liú)量不稳的情况,将该流量计上游处安装一个同口径的涡街流量计,因为涡街流量计表体中有可产生旋涡的阻流件,可以模拟现场的流体不稳定情况。其测量(liàng)后的具体数据如表2:
4、结论
实验(yàn)室条件下和模拟现场条件下的(de)不确定度比较(表3)两次结果可以看出(chū),两次实验各个流量点的(de)不确定度差距非常大。可见(jiàn),浓硫酸电磁流量(liàng)计对安装条件还是比较苛刻(kè)的(de)。
5、结束语
通过对流量计在不同环境下不确定(dìng)度的评定,可以看出(chū)现场安装条件(jiàn)对流量计误差和不确(què)定度的影响。如果流量计在现场使用时没有正确安装,例如直管段(duàn)长度不够、管径内液体不是理想液体、环境温度超出流量计正常使用(yòng)范围,都有可能对流量计的测量结果造成*大的影响,可是现场条件未必能像实验室(shì)的安装(zhuāng)条(tiáo)件一(yī)样理想,这就需要使用(yòng)单位对(duì)流量计(jì)的性(xìng)能作必要的了解和对现场安装条件的严格把关。
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