電磁流置計(jì)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(jì)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(jì)為例，其原理是以超聲波在流體內(nèi)順逆兩個(gè)傳播方向，利用傳播時(shí)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(cè)對(duì)象為i.o級(jí)的電磁流量計(jì),標(biāo)準(zhǔn)表為雙聲道超聲流量計(jì),測(cè)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(duì)示值誤差；Q為在檢定時(shí)間內(nèi)被檢流量計(jì)測(cè)得的累計(jì)流量值; QS為在檢定時(shí)間內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)測(cè)得的實(shí)際累計(jì)流量值。
2.2不確定度來(lái)源分析
1)被校流量計(jì)測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)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(lái)的不確定度分量:
a. 由標(biāo)準(zhǔn)表(超聲流量計(jì))自身測(cè)量不準(zhǔn)確帶來(lái)的不確定度分量。
b.管道內(nèi)徑測(cè)量引入的不確定度分量：從時(shí)3可以看出聲道長(zhǎng)度和管道內(nèi)徑有直接關(guān)系，因此管道內(nèi)徑測(cè)量不準(zhǔn)確是影響流量精度測(cè)量的一個(gè)影響量。
c.標(biāo)準(zhǔn)表其他影響量的分析：超聲波流量計(jì)安裝換能器時(shí)，安裝距離可由定距棒固定，因此，官能器安裝位置的偏差對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)；換能器安裝方式一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)超聲流量計(jì)對(duì)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(shí)的聲速，t0為表格中指出的溫度，υ0表示溫度為t0時(shí)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的影響可以忽略。在測(cè)量熱水管道時(shí)應(yīng)考慮溫度的影響。
?? 綜上所述，除被測(cè)表重復(fù)性和標(biāo)準(zhǔn)表自身帶來(lái)的不確定度，其它影響量還有1個(gè)。數(shù)學(xué)模型可以表示為:
式中,δ1為管道內(nèi)徑測(cè)量不準(zhǔn)對(duì)測(cè)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(cè)量重復(fù)性引入的不確定度采用A類評(píng)定，其余分量采用B類評(píng)定。
１．
現(xiàn)場(chǎng)選擇一個(gè)流量點(diǎn)在盡可能的重復(fù)條件下測(cè)量6詞，得到一個(gè)相對(duì)誤差測(cè)量列，1.16％，1.44％，1.93％，2.35％，1.82％，2.54％用極差法得到
3)測(cè)量管道內(nèi)徑帶來(lái)的不確定度
管道內(nèi)徑測(cè)量是通過(guò)測(cè)量外徑和管道壁厚而得,由于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)條件一般都不理想,通常管道外徑采用了II級(jí)鋼卷尺測(cè)量管道周長(zhǎng)得到,壁厚通過(guò)超聲波測(cè)厚儀測(cè)量得到。n級(jí)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(zhǎng))=±1.4mm,所用超聲波測(cè)厚儀的最大誤差為: ±0.02mm，相比鋼卷尺可以忽略。那么測(cè)量管道內(nèi)徑誤差為±1.4/π≈±0.5mm。
?? 根據(jù)多次試驗(yàn),內(nèi)徑測(cè)量誤差為±0. 5mm時(shí)引起流量的影響量得到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，約為0.50％，按均勻分布考慮，則測(cè)量管道內(nèi)徑帶來(lái)的不確定度為：
3.結(jié)語(yǔ)
在線校準(zhǔn)是大口徑電磁流量計(jì)校準(zhǔn)的發(fā)展方向，已越來(lái)越得到人們的重視。從應(yīng)用情況來(lái)看，在線校準(zhǔn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
- 符合了儀表在使用中的計(jì)量管理要求；
- 校準(zhǔn)時(shí)不斷水，保證了生產(chǎn)和供應(yīng)的連續(xù)性；
- 減少了工作量，省卻了儀表送校拆裝等大量費(fèi)用。對(duì)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(chǎng)秩序有著極其重要的意義。但是，由于現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，環(huán)境復(fù)雜，影響因素較多，大口徑流量計(jì)在線校準(zhǔn)的測(cè)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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