影響皮革廠(chǎng)污水管道流量計誤差的因素及不確定度分析

摘要：針對目前皮革廠(chǎng)污水管道流量計的廣泛應用，簡(jiǎn)要介紹影響皮革廠(chǎng)污水管道流量計示值誤差的不利因素以及對其不確定度的分析。
1、引言
隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的流量計被用于工業(yè)生產(chǎn)和貿易結算，因此流量計的計量檢定校準占據著(zhù)越來(lái)越重要的地位，在眾多種類(lèi)的流量計中，皮革廠(chǎng)污水管道流量計以其傳感器結構簡(jiǎn)單、測量管徑無(wú)壓損、準確度高、性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)，被應用在各個(gè)領(lǐng)域。皮革廠(chǎng)污水管道流量計有許多優(yōu)點(diǎn)，但若選型不合理、現場(chǎng)安裝不妥、使用不當，都將會(huì )引起誤差的增大，示值不穩定，甚至表體損壞。針對大慶地區各大采油廠(chǎng)的實(shí)際情況，正確的安裝方法成了流量計準確計量的關(guān)鍵。
如果在實(shí)驗室進(jìn)行檢定校準，以上這些不利因素就可以有效地減輕甚至避免，下面將在實(shí)驗室環(huán)境下和模擬現場(chǎng)環(huán)境下對同一皮革廠(chǎng)污水管道流量計進(jìn)行不確定度的分析。
2、實(shí)驗室條件下的不確定度分析
2.1 實(shí)驗要求
依據JJG1033-2007《皮革廠(chǎng)污水管道流量計檢定規程》，選定一臺DN100mm皮革廠(chǎng)污水管道流量計作為校準對象，測量標準和主要配套儀器設備為DN(80-250)mm水流量標準裝置，不確定度為0.066%(k=2)。
2.2 數學(xué)模型
2.2.1 體積流量計算
由于水的體積壓縮系數很小，當壓力變化不是很大時(shí)，可將水看做是不可壓縮的流體，因此由標準裝置得到的水的體積流量為：

2.2 流量計誤差
皮革廠(chǎng)污水管道流量計準確度的表示方法有三種：相對示值誤差、滿(mǎn)量程引用誤差、相對示值誤差與滿(mǎn)量程引用誤差相結合。因為針對一個(gè)固定的流量點(diǎn)誤差總可以用任一種方式表述，而流量計量中，相對示值誤差應用場(chǎng)合較多，所以下面的分析均采用相對示值誤差的表示方法。

2.3 靈敏系數
靈敏系數C的表達式為：

2.4 各分量標準不確定度評定
標準不確定度的來(lái)源主要有兩個(gè)方面：由被校流量計測量重復性引入的不確定度分量u（Er）和標準裝置引入的不確定度分量u（Qs）。
2.4.1 被校流量計測量重復性引入的不確定度分量u（Er）的評定DN100mm皮革廠(chǎng)污水管道流量計，其流量范圍為（4～45）m3/h，各測量點(diǎn)測量重復性按下式計算：

從表中已得出各測量點(diǎn)的Eri值。為此每個(gè)流量點(diǎn)由測量重復性引入的不確定度為：

2.4.2 標準裝置引入的不確定度分量u（Qs）的評定
本分量主要由標準裝置引入的，其不確定度來(lái)源主要有計時(shí)器頻率穩定度、標準工作量器的不確定度、換向器的累計時(shí)間、溫度變送器的誤差、壓力變送器的誤差等引入的。黑龍江省計量檢定測試院檢定該裝置時(shí)已將上述各項不確定因素考慮在內，在檢定證書(shū)上已給出擴展不確定度為U=0.066%（k=2）。則標準裝置引入的不確定度分量為：

2.5 合成相對標準不確定度Uc的評定合成相對標準不確定度Uc的評定

2.6 擴展不確定度的評定
取包含因子k=2時(shí)，則擴展不確定度結果如表1：

通過(guò)在實(shí)驗室條件下對該流量計的檢定，符合流量計的等級標準，下面將模擬現場(chǎng)安裝條件來(lái)對該流量計進(jìn)行檢定。
3、實(shí)驗室條件下的不確定度分析
為了模擬現場(chǎng)管道中流量不穩的情況，將該流量計上游處安裝一個(gè)同口徑的渦街流量計，因為渦街流量計表體中有可產(chǎn)生旋渦的阻流件，可以模擬現場(chǎng)的流體不穩定情況。其測量后的具體數據如表2：

4、結論
實(shí)驗室條件下和模擬現場(chǎng)條件下的不確定度比較（表3）兩次結果可以看出，兩次實(shí)驗各個(gè)流量點(diǎn)的不確定度差距非常大?？梢?jiàn)，皮革廠(chǎng)污水管道流量計對安裝條件還是比較苛刻的。

5、結束語(yǔ)
通過(guò)對流量計在不同環(huán)境下不確定度的評定，可以看出現場(chǎng)安裝條件對流量計誤差和不確定度的影響。如果流量計在現場(chǎng)使用時(shí)沒(méi)有正確安裝，例如直管段長(cháng)度不夠、管徑內液體不是理想液體、環(huán)境溫度超出流量計正常使用范圍，都有可能對流量計的測量結果造成極大的影響，可是現場(chǎng)條件未必能像實(shí)驗室的安裝條件一樣理想，這就需要使用單位對流量計的性能作必要的了解和對現場(chǎng)安裝條件的嚴格把關(guān)。

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