摘要:文章依據jjg1029--2007《
渦(wō)街(jiē)流量(liàng)計
》檢定規(guī)程對(duì)流量(liàng)範圍(wéi)爲150~1000m3/h的(de)渦街(jiē)流(liú)量(liàng)計的(de)k系數(shù)進行測量,詳細分(fèn)析了壓(yā)力、溫度(dù)等因素(sù)對測量結果的影響(xiǎng),對測(cè)量結(jié)果的(de)不确定度(dù)進(jìn)行綜合(hé)評定(dìng)。
氣體(tǐ)渦(wō)街流量(liàng)計
無可(kě)拆(chāi)部件(jiàn)、結構簡單穩定(dìng)、易于維護(hù),廣泛應用于市政供(gòng)暖、石(shí)化、冶金等行業(yè),保障渦街(jiē)流量計流量量(liàng)值的(de)正(zhèng)确可靠(kào),對維護貿易公(gōng)平有着重要意(yì)義。本文對渦街(jiē)流量(liàng)計(jì)的檢定方法進行分析(xī),對渦(wō)街流量計(jì)k系數的測(cè)量結果進(jìn)行不确定分析(xī)、評(píng)定。
1測量方法
本文依據(jù)jjg1029--2007《渦街(jiē)流(liú)量計》提(tí)供的方法(fǎ)開展(zhǎn)檢定(dìng)工作(zuò),按照(zhào)jjf1059.1--2012《測量(liàng)不确定度評定與表示》關(guān)于(yú)測量結(jié)果不(bú)确定(dìng)度的評定方法做不(bú)确定(dìng)度分析。
測量标(biāo)準:音(yīn)速噴嘴法(fǎ)氣體流量(liàng)标準裝置(zhì),測量範圍:1~6000m3/h;不确(què)定度(dù):urel=0.25%,k=2。
環境(jìng)條件(jiàn):溫度20.06℃,濕度(dù)43.13%rh。
被測對象(xiàng):氣體渦(wō)街流(liú)量計(橫(héng)河電(diàn)機),測量範圍:150~1000m3/h。
2測量程序
将被檢流量計與(yǔ)音速(sù)噴嘴法氣(qì)體流量标準裝(zhuāng)置(以下簡(jiǎn)稱标(biāo)準裝置)串(chuàn)聯起(qǐ)來,通(tōng)過被檢流(liú)量計可達(dá)到的(de)最大(dà)檢定流量(liàng)的70%~100%範圍内運(yùn)行(háng)10min,待氣(qì)體溫度、壓(yā)力和流(liú)量穩定(dìng)後開(kāi)始(shǐ)檢定。測(cè)量(liàng)流量點爲qmax、0.4qmax、0.2qmaxqmin,每(měi)個流量點重(zhòng)複(fú)測量6次。将(jiāng)流量(liàng)調整至(zhì)規定的流量值,讀(dú)取被檢流(liú)量計和标(biāo)準裝置的初始(shǐ)示值,到(dào)達(dá)規定(dìng)檢定時間(jiān)後讀取被(bèi)檢流量計(jì)和标.準(zhǔn)裝(zhuāng)置的(de)最終示值,并(bìng)測(cè)出被檢流量計處和标(biāo)準裝置(zhì)處的(de)氣體壓力、溫度等參數,按(àn)規定的計算公(gōng)式計算得到被(bèi)檢流量(liàng)計和标準裝(zhuāng)置的(de)累積(jī)脈(mò)沖(chòng)數、累(lèi)積流(liú)量值、流量計的(de)k系數(shù)、示值誤差及重複性(xìng)。
3數學(xué)模型建立
渦街(jiē)流量計(jì)的儀表(biǎo)k系數的測量模(mó)型:
式(shì)中:kv爲(wèi)渦街(jiē)流量計的(de)儀表系數,m-3;n爲流量計發(fā)出的脈沖數(shù);vs爲由裝置(zhì)測得(dé)的修正到(dào)渦街流量計(jì)處的實(shí)際氣體體(tǐ)積值(zhí),m3。
式中:q爲(wèi)經(jīng)過溫(wēn)度、壓力修(xiū)正後(hòu)的通過渦(wō)街流(liú)量計處的實際氣體(tǐ)體積(jī)值,m3;ps、pm分别爲标準裝置(zhì)處和流量(liàng)計處(chù)的氣體表(biǎo)壓力,pa;ts、tm分别(bié)爲(wèi)标準裝(zhuāng)置處和(hé)流量計處的(de)氣體熱力(lì)學溫度,k;zs、zm分别爲(wèi)标準(zhǔn)裝置處和(hé)流量計處(chù)的氣(qì)體壓(yā)縮因子。
得(dé)到(dào):
4方差
由于渦街流量計(jì)k系數(shù)的數學模型中(zhōng)輸入量間(jiān)完全是乘(chéng)積(jī)關系,且(qiě)各輸人量間不(bú)相關,根(gēn)據jjf1059.1--2012中關于合(hé)成标準不(bú)确定度的公式(shì),k系數(shù)的相對合(hé)成标準不确定度按式(5)計算。
5各(gè)輸入量的(de)标準(zhǔn)不确定(dìng)度分量(liàng)的評(píng)定(dìng)
5.1被(bèi)測流(liú)量計測量(liàng)重複(fú)性引入的相對(duì)标準不确定度(dù)urel(n)
采用a類方(fāng)法進(jìn)行評(píng)定。按照檢(jiǎn)定(dìng)規程要求,流(liú)量計(jì)分别在qmax、0.4qmax、0.2qmax、qmin各(gè)流量點進行6次重複測(cè)量,如表(biǎo)1所示(shì)。一般在測量次(cì)數較少時(shí),可采用極差法(fǎ)獲得實驗标準(zhǔn)差[2]口(kǒu)流(liú)量計脈(mò)沖數的測量值(zhí)滿足正(zhèng)态(tài)分布(bù),本次(cì)測(cè)量次數(shù)爲6次,不大于9次(cì),采用極(jí)差法得(dé)到實(shí)驗标準.差(chà)s(n)。
式中(zhōng):r爲極差,即(jí)6次測量的最大(dà)值與(yǔ)最小(xiǎo)值之差;c爲(wèi)極(jí)差(chà)系數,n=6時c=2.53。
脈沖數測量(liàng)重複性帶來的(de)相對标準不确(què)定度:
按(àn)式(shì)(7)計算(suàn)得到渦街流量(liàng)計,累積脈沖數(shù)測量重複(fú)性帶(dài)來的不确(què)定度(dù)urel(n)分别爲:0.12%、0.18%、0.16%、0.15%。
5.2标準裝(zhuāng)置示(shì)值引(yǐn)入的(de)标準(zhǔn)不确定度(dù)urel(q)
音速(sù)噴嘴氣體(tǐ)流量(liàng)标準裝(zhuāng)置(zhì)的測量不(bú)确定度
由校準證書(shū)給出(chū),u=0.25%,k=2,則:.
urel(q)=0.25%/2=0.125%
5.3标準裝置處(chù)、被檢流量(liàng)計處壓力測量(liàng)引入(rù)的标(biāo)準不(bú)确定度urel(ps)、urrl(pm)
标(biāo)準裝(zhuāng)置處(chù)與被(bèi)檢流(liú)量計處的(de)壓力值,分别由安(ān)裝(zhuāng)在噴嘴處及被(bèi)檢流量計(jì)處的壓力(lì)變(biàn)送(sòng)器測量(liàng)得到,因兩台(tái)壓力變(biàn)送器的(de)安裝位置不同(tóng),測量結果(guǒ)互不相關(guān),相互(hù)獨立(lì)。兩(liǎng)台壓力變送(sòng)器經.檢定(dìng)後合格,由(yóu)檢定(dìng)證書(shū)得到其最大允(yǔn)許誤差爲±0.1%,因此相對标準不确(què)定度按均勻分布計算,k=√3,則(zé)壓力(lì)測量引(yǐn)人(rén)的标(biāo)準不确(què)定度爲(wèi):标準(zhǔn)裝置(zhì)處:
urel(ps)=0.1%1√3=0.0577%
被(bèi)檢流量計處:
urel(pm)=0.1%1√3=0.0577%
5.4标(biāo)準裝置處、被檢(jiǎn)流量(liàng)計處(chù)溫度(dù)測量引入的标(biāo)準不确定(dìng)度urel(ts)、urel(tm)
安(ān)裝在噴嘴處及(jí)被檢(jiǎn)流量(liàng)計處(chù)的pt100熱(rè)電(diàn)阻rs、rm分别測得(dé)标準裝置(zhì)處(chù)與被(bèi)檢(jiǎn)流量計處(chù)的溫.度值(zhí)爲:20.83℃、20.57℃。根據(jù)檢定證書給出.的信息(xī),pt100熱電(diàn)阻的精度(dù)等級爲(wèi)a級,量程(chéng)爲0~50℃,rs、rm的(de)最(zuì)大允許誤差mpe通過公.式(shì)±(0.150℃+0.002|t|)計算得到(dào):±0.1917℃;±0.1917℃、±0.1912℃,因r、rm的安裝位(wèi)置不同(tóng),獨(dú)立測量(liàng),因此(cǐ)測量(liàng)結果互不(bú)相關(guān),相互獨立,按照均(jun1)勻分布(bù)計算,h=√3,則(zé)溫度測量引人的相對(duì)标準不(bú)确(què)定度(dù)爲:
标(biāo)準裝置處:
6标準不(bú)确(què)定度(dù)一覽(lǎn)表(表(biǎo)2)
表2合(hé)成(chéng)标準不确定(dìng)度和擴(kuò)展(zhǎn)不确(què)定度一(yī)覽(lǎn)表
檢定流(liú)量(liàng)點
|
urel(n)
|
urel(q)
|
urel(ps)
|
urel(pm)
|
urel(ts)
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urel(tm)
|
ucrel(kv)
|
qmax
0.4max
0.2max
qmin
|
0.12%
0.18%
0.16%
0.15%
|
0.125%
|
0.057%
|
0.057%
|
0.0343%
|
0.0342%
|
0.20%
0.24%
0.23%
0.22%
|
7.結束(shù)語
本(běn)文通(tōng)過描(miáo)述渦街流量計(jì)k系數測量(liàng)結(jié)果(guǒ)的不确定度分(fèn)析與評定過程(chéng),得到了不确定(dìng)度(dù)評定的報告(gào),其評(píng)定的方法對于氣體速度(dù)式流量計(jì)k系數(shù)的檢定(dìng)結(jié)果不(bú)确定度評定具(jù)有參考價(jià)值。
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