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當(dāng)前位置:江蘇思派儀表有限公司>>技術(shù)文章>>天然氣孔板流量計(jì)在線標(biāo)定方法
以標(biāo)準(zhǔn)孔板做為節(jié)流件的節(jié)流裝置,被廣泛應(yīng)用于各種介質(zhì)的流量測(cè)量。特別是對(duì)于高壓頭,大流量的氣體(天然氣、煤氣、過熱蒸汽等)的流量測(cè)量。這種計(jì)量器幾乎是的選擇。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2624-93規(guī)范了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、安裝和使用條件及其在該條件下流量測(cè)量總不確定度的估算方法。只要節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、制造使用符合國(guó)際的規(guī)范要求,則流量測(cè)量的不確定度,便可以一定的置信度予以估算。這在裝置符合標(biāo)準(zhǔn)文件(國(guó)標(biāo))要求的條件下無疑是可行的。但孔板的實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)偏離“要求",這時(shí)為消除偏離“要求"而產(chǎn)生的附加誤差,則需要對(duì)流量系數(shù)α(或流出系數(shù)C)、管道直徑D和孔板開孔直徑d、膨脹系數(shù)ε及流體密度進(jìn)行一系列補(bǔ)償或修正。但這種修正是有限度的,且又過于繁瑣而不足取。這時(shí)若采用標(biāo)準(zhǔn)孔板的在線標(biāo)定,則不失為一種可行之方法。
1 現(xiàn)行離線標(biāo)定方法及特點(diǎn)
目前,依據(jù)JJG26-94國(guó)家檢定規(guī)程的標(biāo)定方法是:
(1)使用對(duì)構(gòu)成孔板裝置的節(jié)流件、取壓裝置和測(cè)量管道的所有幾何參數(shù)進(jìn)行檢定。確定出D和d的誤差。
(2)單獨(dú)對(duì)差壓計(jì)(或差壓變送器)進(jìn)行檢定確定其準(zhǔn)確。
(3)分別標(biāo)定或依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算出流量系數(shù)(α)或流出系數(shù)(C);流速膨脹系數(shù)ε和孔板上游側(cè)流體密度ρ 的誤差。
在按間接測(cè)量誤差的傳播定律,求出質(zhì)量流量測(cè)量誤差(或不確定度),可以看出上述方法有兩個(gè)顯著特點(diǎn)。
(1)是把流量測(cè)量系統(tǒng)分離成幾部分。在離線條件下單獨(dú)標(biāo)定(或給出)的各獨(dú)立變量的誤差是在該條件下確定的。
(2)在計(jì)算流量測(cè)量總誤差(函數(shù)誤差)時(shí),各獨(dú)立變量的誤差都是按服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律的隨機(jī)誤差考慮的,而未能考慮流量測(cè)量系統(tǒng)中可能存在的系統(tǒng)誤差。
2 流量測(cè)量系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差的可能性
(1)流量方程中流量系數(shù)(或流出系數(shù))的確定方法有兩種。一種方法是在流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上,實(shí)測(cè)其系數(shù)α,然后確定出其標(biāo)準(zhǔn)偏差σn,但所有流量裝置可能存在的系統(tǒng)誤差,必然會(huì)傳給流量系數(shù)α。另一種方法是使用ISO標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出α及其標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,這些公式是在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的回歸方法求得。在孔板裝置的加工、安裝和使用符合標(biāo)準(zhǔn)文件技術(shù)要求的情況下,可以認(rèn)為流量系數(shù)α不存在系統(tǒng)誤差,但在孔板裝置各部分不符合技術(shù)要求,或在孔板裝置離線檢定過程中,不自覺使用了不準(zhǔn)確的計(jì)量器具,而表面上符合要求而實(shí)際不符各要求的情況下,也必然會(huì)產(chǎn)生附加的系統(tǒng)誤差。
(2)檢測(cè)孔板裝置的幾何參數(shù)D和d時(shí),通常是把D和d作為一個(gè)等精度直接測(cè)量的隨機(jī)變量,得到一列測(cè)量數(shù)據(jù)后,取其算術(shù)平均值作為測(cè)量值。
其單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差與所選用的量具本身誤差三分之一的平方和的平方根便為σd(或σD)值,這里把“誤差"按服從正態(tài)分布的隨機(jī)誤差對(duì)待的。而量具的誤差不可避免的會(huì)有上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞時(shí)系統(tǒng)誤差成份,則用它測(cè)量D或d的測(cè)量結(jié)果,造成系統(tǒng)誤差也是必然的。
(3)差壓△P值的誤差,由差壓計(jì)(或差壓變送器)的準(zhǔn)確度為前提條件進(jìn)行估算,而其準(zhǔn)確度是用引用誤差表示的。引用誤差的定義為差壓計(jì)(或差壓變送器)的示值誤差與差壓計(jì)(或差壓變送器)測(cè)量上限之比的百分?jǐn)?shù)。其示值誤差(△P示—△P示)為即有大小,又有方向的恒定系統(tǒng)誤差。而△P示是由標(biāo)準(zhǔn)器傳遞時(shí)所復(fù)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)差壓值。該差壓值在由上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)傳遞時(shí),也不可避免存在系統(tǒng)誤差。至于流體密度ρ 的誤差主要取決于壓力P的溫度t的測(cè)量誤差。而壓力P和溫度測(cè)量存在系統(tǒng)誤差的可能性就大了,這是容易理解的。再者經(jīng)分離標(biāo)定合格的各部分組裝后,是否真正符合安裝要求,也常不被人們所重視。這種安裝與設(shè)計(jì)的偏離也會(huì)造成系統(tǒng)誤差,即使分離標(biāo)定合格,安裝符合要求,但是使用時(shí),介質(zhì)通過安置后,由于介質(zhì)的各種物理、化學(xué)作用也將會(huì)改變裝置的技術(shù)狀態(tài)。因此在孔板裝置的應(yīng)用中,系統(tǒng)誤差是不可避免的。應(yīng)探求一種即能估算不確定度,又能發(fā)現(xiàn)和消除系統(tǒng)誤差的新方法。
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