付油控制装置在线校准结算值误差的不确定度评定

付油控制装置在线校准结算值误差的不确定度评定

王波 1， 2

1 、 河北省计量监督检测研究院，河北 石家庄 050200； 2 、 国家热工流量仪表质量监督检验中心（河北），河北 石家庄 050200

一、概述

1.测量依据

JJF（冀）3017-2021《付油控制装置现场校准规范》。

2.测量环境

温度18.6℃，相对湿度42%。

3.测量标准

二等标准金属量器，主要计量特性：标准容量2000L，最大允许误差为±0.025%；

温度计，主要计量特性：最大允许误差：±0.2℃；

标准石油密度计，主要计量特性：二等。

3.测量对象

付油控制装置，准确度等级：0.2级，计量单元流量计种类：科里奥利质量流量计。

4.测量方法

校准前使付油控制装置通电预热至少30min，在常用流量下运行一段时间，保证管道内无气体，检查装置的参数设置，对流量计进行零点调整。将主标准器调整水平，并将其有效接地。将鹤管与标准器连接，按照付油装置操作流程发油，并测量出油口处温度，付油结束后，将鹤管移出标准装置，待稳定后，分别记录标准器示值、付油控制装置显示值、标准器处温度、出油口处温度、标准器处油品视密度等必要的数据。排出标准器内的油品，再次将其置于准备状态，完成一次校准。重复三次。

二、测量模型

付油结算值误差按式（1）计算。

（1）

其中：

（2）

式中：E ——结算值误差，%；M ——付油结算值，kg；V₀ ——主标准器示值，L；VCF₂₀ ——体积修正系数，无量纲；₂₀ ——标准密度，kg/m³；_s ——标准金属量器的体膨胀系数，℃^-1； ——油品的体膨胀系数，℃^-1；t_s ——标准金属量器处油品的温度，℃；t_m ——流量计处油品的温度（由出油口处油温代替），℃。

由于_s^℃^-1，^℃^-1， t_s、t_m的不确定度贡献量可忽略不计，并将K视为常数。

三、各输入分量的标准不确定度评定

1.被校付油控制装置的重复性引入的不确定度u(M)

采用A类评定方法，测量结果如表1所示。

表1 付油控制装置重复测量结果

被校付油控制装置的重复性引入的不确定度为：

（3）

2. 标准金属量器引入的不确定度u(V₀)

标准金属量器的准确度等级为二等，其最大允许误差为±0.025%，服从均匀分布，则有：

（4）

3. 介质标准密度引入的不确定度u(ρ₂₀)

由于介质标准密度是由标准器处油品计量温度(t_s)和视密度(ρ_s)查石油产品标准密度表获取的，因此介质标准密度引入的不确定度分量与计量温度、视密度有关。以第一次测量数据为例，由于温度计的最大允许误差为±0.2℃，二等标准石油密度计的最大允许误差为±0.3 kg/ m³，按照均匀分布考虑，t_s和ρ_s 的最佳估计值分别落在（17.1～17.5）℃和（742.2～742.8）kg/ m³的范围内，忽略标准密度表的不确定度，通过查表可得到在此计量温度和视密度区间内的所有标准密度值，获得

ρ₂₀的范围为（739.6～740.6）kg/ m³，假设其服从均匀分布，则有：

（5）

4. 体积修正系数引入的不确定度u(VCF₂₀)

体积修正系数由流量计处油品计量温度(t_m)和标准密度(ρ₂₀)查石油产品体积修正系数表获取。其标准不确定度评定方法与标准密度类似，仍以第一次测量数据为例，由于付油控制装置温度变送器的最大允许误差为±0.2℃，ρ₂₀的范围为（739.6～740.6）kg/ m³，通过查表可得到VCF₂₀在1.0037～1.0049的范围内，假设其服从均匀分布，则有：

（6）

四、合成标准不确定度（见表2）

表2 合成标准不确定度汇总表

由于各输入量之间相互独立，所以合成标准不确定度为

=0.056%

五、扩展不确定度

U_rel=ku_c(E)=0.11%（k=2）

六、结果报告

付油控制装置现场校准结果为：示值误差E=-0.19%；示值误差测量结果的扩展不确定度为U_rel = 0.11%，k=2。

参考文献：

[1]施鑫,安海骄,张璋.付油控制装置现场校准方法的研究[J].自动化与仪表,2020,35(12):90-93.

[2]王培信 ,赵翔 ,周文华.智能发油控制装置的设计与实现[J].黑龙江电子技术,1995(02):37-39.