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  發(fā)布時間:2017-04-10

大口徑電磁流量計在線校準(zhǔn)不確定度分析

電磁流置計在線校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度分析
  由于在線校準(zhǔn)采用的方法是標(biāo)準(zhǔn)表法,且標(biāo)準(zhǔn)表串聯(lián)在被檢大口徑電磁流量計的管道上,因此,影響校準(zhǔn)結(jié)果的因素與標(biāo)準(zhǔn)表及換能器安裝位置、安裝方式和管道參數(shù)等因素有關(guān)。以雙聲道流量計為例,其原理是以超聲波在流體內(nèi)順逆兩個傳播方向,利用傳播時間差與流體流速之間的關(guān)系得到流體流量的,原理圖見圖1所示。
本次分析被測對象為i.o級的電磁流量計,標(biāo)準(zhǔn)表為雙聲道超聲流量計,測量管徑為600mm,管內(nèi)介質(zhì)為凈水,水溫為常溫。
2.1數(shù)學(xué)模型
△=Q-QS
式中, △為絕對示值誤差;Q為在檢定時間內(nèi)被檢流量計測得的累計流量值; QS為在檢定時間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)流量計測得的實際累計流量值。
2.2不確定度來源分析
1)被校流量計測量重復(fù)性帶來的不確定度分量,其中在線校準(zhǔn)流體狀況復(fù)雜,連接管道、閥門和流體不穩(wěn)定等影響因素都包含在了重復(fù)性中。
2) 由標(biāo)準(zhǔn)表帶來的不確定度分量:
a. 由標(biāo)準(zhǔn)表(超聲流量計)自身測量不準(zhǔn)確帶來的不確定度分量。
b.管道內(nèi)徑測量引入的不確定度分量:從時3可以看出聲道長度和管道內(nèi)徑有直接關(guān)系,因此管道內(nèi)徑測量不準(zhǔn)確是影響流量精度測量的一個影響量。
c.標(biāo)準(zhǔn)表其他影響量的分析:超聲波流量計安裝換能器時,安裝距離可由定距棒固定,因此,官能器安裝位置的偏差對校準(zhǔn)結(jié)果的影響可以忽略不計;換能器安裝方式一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)超聲流量計對不同介質(zhì)的選擇是固定的,在此不考慮該影響量;液體介質(zhì)中的聲速與溫度有關(guān),關(guān)系式為υt=υ0+α(t+t0),其中:υt表示溫度為t時的聲速,t0為表格中指出的溫度,υ0表示溫度為t0時聲速,α為溫度系數(shù)。
?? 由于本次分析的介質(zhì)為常溫水,溫度對標(biāo)準(zhǔn)表的影響可以忽略。在測量熱水管道時應(yīng)考慮溫度的影響。
?? 綜上所述,除被測表重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)表自身帶來的不確定度,其它影響量還有1個。數(shù)學(xué)模型可以表示為:

式中,δ1為管道內(nèi)徑測量不準(zhǔn)對測量結(jié)果的影響。
2.3方差和靈敏系數(shù)
根據(jù)誤差傳播定律,由式:(5)得

2.4各不確定度分量
  以下不確定度分量重,測量重復(fù)性引入的不確定度采用A類評定,其余分量采用B類評定。
1. 現(xiàn)場選擇一個流量點在盡可能的重復(fù)條件下測量6詞,得到一個相對誤差測量列,1.16%,1.44%,1.93%,2.35%,1.82%,2.54%用極差法得到

3)測量管道內(nèi)徑帶來的不確定度
  管道內(nèi)徑測量是通過測量外徑和管道壁厚而得,由于現(xiàn)場校準(zhǔn)條件一般都不理想,通常管道外徑采用了II級鋼卷尺測量管道周長得到,壁厚通過超聲波測厚儀測量得到。n級鋼卷尺使用中的最大允許誤差為:±(0.6+0.4t)mm(l為管道周長)=±1.4mm,所用超聲波測厚儀的最大誤差為: ±0.02mm,相比鋼卷尺可以忽略。那么測量管道內(nèi)徑誤差為±1.4/π≈±0.5mm。
?? 根據(jù)多次試驗,內(nèi)徑測量誤差為±0. 5mm時引起流量的影響量得到一個經(jīng)驗值,約為0.50%,按均勻分布考慮,則測量管道內(nèi)徑帶來的不確定度為:


3.結(jié)語
  在線校準(zhǔn)是大口徑電磁流量計校準(zhǔn)的發(fā)展方向,已越來越得到人們的重視。從應(yīng)用情況來看,在線校準(zhǔn)具有以下優(yōu)點:

  1. 符合了儀表在使用中的計量管理要求;
  2. 校準(zhǔn)時不斷水,保證了生產(chǎn)和供應(yīng)的連續(xù)性;
  3. 減少了工作量,省卻了儀表送校拆裝等大量費用。對保護(hù)珍貴的水資源、節(jié)約用水、保證水資源不流失以及維護(hù)和保障能源交易市場秩序有著極其重要的意義。但是,由于現(xiàn)場條件惡劣,環(huán)境復(fù)雜,影響因素較多,大口徑流量計在線校準(zhǔn)的測量不確定分析方法還需進(jìn)一步研究,它的科學(xué)性和標(biāo)準(zhǔn)性有待提高。

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