液体腰轮流量计示值误差测量结果的不确定度评定

宏 岩 袁少辉 刘 平 董桃李

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

液体腰轮流量计示值误差测量结果的不确定度评定

宏 岩 袁少辉 刘 平 董桃李

中国石油长庆油田分公司 技术监测中心 （陕西 西安 710021）

结合中国石油长庆油田分公司原油流量计量的实际，利用测量不确定度评定的知识，通过建立数学模型、分析各输入量的标准不确定度、合成标准不确定度及扩展不确定度、给出测量不确定度报告，以达到对液体腰轮流量计示值误差测量结果的不确定度评定的目的。

腰轮流量计 测量不确定度 评定

1 测量过程简述

（1）测量依据：JJG667-2010《液体容积式流量计》。

（2）测量环境条件：温度5～35℃；相对湿度35%～85%；大气压力86～106kPa。

（3）测量标准：JHYG-200活塞式标准体积管。

（4）被测对象：液体腰轮流量计，0.2级，测量范围20～100m3/h。

（5）测量介质：原油。

（6）测量方法：将被测流量计与活塞式体积管以串联的方式联接，使规定量的原油通过流量计排出，分别记录下体积管与流量计的示值，按流量计的基本误差计算公式计算示值误差。分别选取最大流量100m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3个检定点进行测量。

2 数学模型

流量计各点的基本误差计算按下式：

式中 E─流量计的示值误差；

Qm─被测流量计的累积流量值；

Qs─与Qm同一温度和压力状态下的体积管累积流量值。

3 各输入量的标准不确定度评定

3.1 输入量Qm的标准不确定度u(Qm)的评定

输入量Qm的标准不确定度来源主要是流量计重复性测量及仪表分辩力引入的不确定度。

（1）重复性测量引入的标准不确定度u(Qm1)的评定

u(Qm1)可通过在某一流量点上，重复性条件下重复测量得到，采用A类方法进行评定。

在60m3/h流量点上进行10次连续测量,通过体积管的原油累计量为:199.189 6L,得到被测流量计的累计测量值为:199.229 3L,199.227 9L,199.220 5L, 199.220 6L，199.228 1L，199.220 9L，199.222 3L, 199.226 0L，199.224 2L，199.229 2L。

其单次实验标准偏差为：

任选3台同类流量计分别在最大流量100 m3/h、最小流量20m3/h及60m3/h 3个检定点进行重复性条件下连续测量10次，共得到9组测量列。每组测量列分别按上述方法计算，得到单次实验标准偏差如表1所示。

表1 9组实验标准差计算结果

实际情况下是在重复性条件下连续测量3次，以3次测量的平均值为测量结果，则其平均值的实验标准差，即标准不确定度为：

（2）仪表分辩力导致的标准不确定度u(Qm2)的评定

由仪表分辨力b导致的示值误差区间半宽a= b/2=10mL/2=5mL，按均匀分布k= √ 3,其标准不确定度为：

（3）输入量Qm带来的标准不确定度u(Qm)的计算

3.2 输入量Qs的标准不确定度u(Qs)的评定

在测量时，由于体积管与流量计串联，原油通过体积管与流量计时的温度与压力等参数变化甚微，故假设原油通过体积管与流量计时的状态参数一致，不考虑参数变化带来的不确定度分量。则Qs的不确定度主要来自体积管的不确定度，由体积管的检定证书得到，其扩展不确定度为U=0.028%(k=2)，则Qs的相对标准不确定度为：

体积管的标称量值为200L，则Qs的绝对标准不确定度为：

4 合成标准不确定度及扩展不确定度的评定

4.1 灵敏系数

4.2 各标准不确定度分量汇总及计算表

各标准不确定度分量汇总及计算值见表2。

4.3 合成标准不确定度

4.4 合成标准不确定度的有效自由度

表2 标准不确定度汇总表

取有效自由度νeff=∞

4.5 扩展不确定度的评定

取置信概率p=95%,有效自由度νeff=∞，查t分布表得k95=t95(∞)=1.96，则：

5 测量不确定度报告

液体腰轮流量计在60m3/h测量点示值误差测量结果的不确定度为：

[1]JJG667-2010液体容积式流量计计量检定规程[S].

[2]宣安东.实用测量不确定度评定及案例[M].北京:中国计量出版社, 2007.

Combined with the practice of crude oil flow measurement in Changqing Oilfield Company of CNPC,and by utilizing the knowledge of measuring uncertainty evaluation,the mathematic model is established so as to analyze the standard uncertainty,compound standard uncertainty and expanding uncertainty of every input quantity,followed by the presentation about the report of measuring uncertainty.Finally,this research has reached the aim of uncertainty evaluation on the measuring result of indication error of liquid root flowmeter.

root flowmeter;measuring uncertainty；evaluation

宏岩（1970-）,男，工程师，现主要从事计量技术与计量管理工作。

尉立岗

2011-08-26