摘要:為了提高液體渦輪流量計(jì)示值誤差的正確率和合理性,本文根據(jù)JFI059-1999<測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》和JJGI037-2008《渦輪流量計(jì)》檢定規(guī)程,對(duì)多種規(guī)格的液體渦輪流量計(jì)的示值誤差進(jìn)行了不確定度評(píng)定。
1概述
1.1測(cè)量依據(jù)
JJG1037-2008<渦輪流量計(jì)>檢定規(guī)程。
1.2環(huán)境條件
大氣溫度為(23.5±1)℃;大氣相對(duì)濕度為(38±1)%RH;大氣壓為(93.2±0.5)kPa,檢定用介質(zhì)溫度(18.5±O.2)℃;電源電壓應(yīng)為(220±22)V,電源頻率應(yīng)為(50±2.5)H;外界磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)小到對(duì)流量計(jì)的影響可以忽略不計(jì)。
1.3測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置,測(cè)量范圍:(0~900)m³/h、DN(15~250)mm,準(zhǔn)確度等級(jí):0.2級(jí),檢定介質(zhì):循環(huán)水。
1.4被測(cè)對(duì)象
依據(jù)JJGl037-2008《渦輪流量計(jì)》>檢定規(guī)程,上述標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置能夠開(kāi)展的液體渦輪流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)。因此,根據(jù)口徑和流量范圍的不同分別選取以下10類渦輪流量計(jì)作為被測(cè)對(duì)象,見(jiàn)表1。
1.5測(cè)量過(guò)程
在規(guī)定的環(huán)境條件下,按JJG1037-2008《<渦輪流量計(jì)>檢定規(guī)程,將渦輪流量計(jì)安裝在標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上,保證流量計(jì)與前后直管段同軸安裝。以循環(huán)水為檢定介質(zhì),調(diào)節(jié)流量點(diǎn)至最大流量的70%流量點(diǎn),運(yùn)行5min,等待介質(zhì)溫度、壓力和流量穩(wěn)定后進(jìn)行正式檢定。
依據(jù)檢定規(guī)程,1.0級(jí)的渦輪流量計(jì)檢定流量點(diǎn)分別為:Qmin、qt、0.40max和qmax。對(duì)于量程比≤20:1的流量計(jì),其分界流量qt=0.2qmax。每個(gè)檢定流量點(diǎn)檢定3次,取其平均值作為該流量點(diǎn)的示值誤差。
把流量調(diào)到規(guī)定的流量值,穩(wěn)定后,啟動(dòng)裝置的記錄功能和被檢流量計(jì)的輸出功能,記錄兩者的初始示值,按裝置操作要求運(yùn)行一段時(shí)間后,同時(shí)停止標(biāo)準(zhǔn)裝置的記錄功能和被檢流量計(jì)的輸出功能。記錄兩者的最終示值。分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)裝置和被檢流量計(jì)的累積流量值,最終計(jì)算出渦輪流量計(jì)的示值誤差。
1.6評(píng)定結(jié)果的使用
符合.上述條件的測(cè)量結(jié)果,可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。
2建立數(shù)學(xué)模型
2.1數(shù)學(xué)模型
式中:E--被測(cè)渦輪流量計(jì)的示值誤差，%;EL--標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量被測(cè)流量計(jì)所得到的示值誤差,%;Es--標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,%。
2.2靈敏系數(shù)
對(duì)上式中各參量求偏導(dǎo)得到靈敏系數(shù)如下:
2.3傳播率公式
根據(jù)_上述數(shù)學(xué)模型，建立傳播率公式為:
3各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定
3.1輸入量EL的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(EL)的評(píng)定
輸入量EL的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是被測(cè)流量計(jì)測(cè)量的重復(fù)性,可以通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到測(cè)量列E1、E2
Eln的方法計(jì)算得出，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。
取一臺(tái)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(jì),流量點(diǎn)選擇為qmx,即5m³/h。用標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量流量計(jì),連續(xù)測(cè)量8次,得到--組示值誤差的測(cè)量列，見(jiàn)表2:
3.2輸入量Es標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Es)的評(píng)定
輸入量Es,標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Es)主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)裝置的最大允許誤差,采用B類方法評(píng)定。
標(biāo)準(zhǔn)表法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的最大允許誤差為0.2級(jí),視為均勻分布,k=3，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
1(Es)=0.2%/3=0.115%。
4標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表
5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算
根據(jù)公式(3),計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
6擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為:
Urel=kXuc(E)=0.26%
7其他各檢定流量點(diǎn)測(cè)量不確定度的評(píng)定
依據(jù)檢定規(guī)程,本臺(tái)渦輪流量計(jì)檢定流量點(diǎn)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(jiàn)表4。
8其他規(guī)格渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
8.1第2類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN32mm、流量范圍(1.0~10.0)m³/h 的渦輪流量計(jì)，其示值誤差不確定度見(jiàn)表5:
8.2第3類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN50mm、流量范圍(5.0~50.0)m³/h的渦輪流量計(jì)，其示值誤差不確定度見(jiàn)表6:
8.3第4類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN65mm、流量范圍(5.0~80.0)m³/h.的渦輪流量計(jì)，其示值誤差不確定度見(jiàn)表7:
8.4第5類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN80mm、流量范圍(8.0~100.0)m³/h.的渦輪流量計(jì),其示值誤差不確定度見(jiàn)表8:
8.5第6類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN100mm、流量范圍(10.0~200.0)m³/h的渦輪流量計(jì)，其示值誤差不確定度見(jiàn)表9:
8.6第7類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN125mm、流量范圍(15.0~300.0)m³/h的渦輪流量計(jì),其示值誤差不確定度見(jiàn)表10:
8.7第8類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN150mm、流量范圍(50.0~500.0)m³/h的渦輪流量計(jì),其示值誤差不確定度見(jiàn)表11:
8.8第9類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN200mm、流量范圍(100.0~600.0)m³/h的渦輪流量計(jì),其示值誤差不確定度見(jiàn)表12:
8.9第10類渦輪流量計(jì)示值誤差不確定度評(píng)估
選取一臺(tái)口徑DN250mm、流量范圍(150.0~900.0)m³/h的渦輪流量計(jì)，其示值誤差不確定度見(jiàn)表13:
9測(cè)量不確定度的報(bào)告與表示
對(duì)于以上液體渦輪流量計(jì)，其測(cè)量不確定度表示見(jiàn)表14:
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