燃油加油机容量检定计量比对En值分析

郭 良 王立汉

(1.杭州市萧山区质量计量监测中心，杭州 311202；2.杭州市质量技术监督检测院，杭州 310019)



燃油加油机容量检定计量比对En值分析

郭 良1王立汉2

(1.杭州市萧山区质量计量监测中心，杭州 311202；2.杭州市质量技术监督检测院，杭州 310019)

介绍了以杭州市质量技术监督检测院为主导实验室，组织实施的全市燃油加油机容量检定装置县级技术机构计量比对。发现参比实验室的En值均在合理范围，但有两家参比单位的En值偏高。其中一家是由介质、环境温度变化造成的；另一家是由检测方法不当造成的。

燃油加油机；计量比对；En值；介质和环境温度；检测方法

0 引言

燃油加油机计量准确性一直备受社会关注，它涉及机动车用户的利益，关系交易公平和消费者的合法权益。计量比对能够检验地区内加油机容量检定法定机构技术能力及其检测结果的准确性。本文通过对本地区8家燃油加油机容量检定实验室比对结果的分析，发现所有参比实验室的En值在合理范围，但有两家参比单位的En值偏高。通过与参比实验室交流讨论，发现了En值偏高的原因。

1 比对的技术方案

1.1 比对样品

选用一台稳定性和重复性较好的THD2244B2型托肯恒山科技双枪加油机于加油站现场进行，选定一枪作为比对样机，另一枪备用。

对选定的加油站的加油机和油品全程进行监测和监控。具体的措施是对比对的加油机进行封闭，除了检测前的预热试机外，在比对期间停止使用，不对外加油。检定介质油池进油一律在检测后输入，以保持12h以上地下油温的稳定。跟踪记录表明，整个检测期间介质温度的波动变化为1.5℃，比较稳定。

1.2 现场比对测量方法和结果判定方法说明

考虑传统检测设备条件、环境的不确定性和比对技术要求的严格，本次比对在参照计量检定规程规定的方法基础上，对JJG 443—2006《燃油加油机》计量检定规程的规定作了裁剪，选择Qmax流量点测量6次，计算出每次测量的示值误差，以平均值作为测量结果，现场出具模拟证书，并给出相应示值误差测量结果的不确定度评定。现场上交模拟证书、原始记录、不确定度评定。所有结果采用JJF 1117—2010《计量比对》新规范归一化偏差值En作为比对结果是否合理的判定依据。

1.3 比对路线

本次计量比对采用花瓣形路线。首先由主导实验室对所选比对样品按照比对实施细则的规定进行测量，然后各参比实验室按约定顺序依次进行，在约过半数的参比实验室完成后，由主导实验室做一次核查性的测量，确认比对样品的量值未发生不可接受的漂移后，剩余的参比实验室依次完成，最后主导实验室又进行一次核查性测量，确认比对样品的量值未发生不可接受的漂移后，才结束比对的现场测量工作，主导实验室完成花瓣形比对路线的头、中、尾三次(序号①、⑤、⑩)测量。其中序号①为比对测量，⑤、⑩为核查性测量。

2 比对实施基本信息

主导实验室和参比实验室按照比对路线进行比对，各参加比对实验室的主要测量设备、比对样品和测试条件详见表1。

表1 参加比对实验室的主要测量设备、比对样品、测试条件汇总表

注：主导实验室比对序号为①、⑤、⑩，比对序号⑤、⑥在同一时段进行，⑨、⑩在同一时段进行，⑤、⑩比对样品和测试条件参照⑥、⑨的比对样品和测试条件。

3 比对测量结果与分析

对全部检测结果经过格拉布斯计算分析，本次参比实验室的所有数据均在合理范围，未出现异常值，各参比实验室检测结果所有数据均有效。

各参加比对实验室比对结果如表2所示。初步分析，D参比实验室比对当日，D参比实验室和主导实验室在同一时段进行独立检测。两实验室的检测结果数值相近，但与其他测量结果比较可发现：1)两测量结果有一个明显的同方向阶跃；2)两测量结果明显偏离前后两参比实验室的数据，也明显偏离主导实验室①、⑩两次检测的数据；3)两测量结果偏离总体平均值。D参比实验室的测量结果与介质、环境温度变化关联度极大。此外，尚无足够的数据证明传递标准存在不稳定性对测量结果的影响，因此，式(1)ui的第三项uei可暂不作考虑。

(1)

按JJF 1117—2010《计量比对》规范，本次比对Qmax流量点示值误差测量结果按式(2)进行计算。En≤1为合理；En>1为不合理。

(2)

式中：En为比对结果的归一化偏差评价值；Yji为参加比对实验室的测量结果；Yri为参考值，所有参加比对实验室测量结果的算术平均值；uji为参加比对实验室测量结果的不确定度；uri为测量点参考值的标准不确定度。

表2 各参加比对实验室比对结果与En值汇总表

经对全部检测结果的格拉布斯计算分析，各参比实验室检测结果所有数据均有效。各参加比对实验室的比对测量结果见图1。图1中，包含因子k=2;Yji-Yri的标准不确定度：

主导实验室A参比实验室B参比实验室C参比实验室D参比实验室E参比实验室F参比实验室G参比实验室相对示值误差0.020.000.040.03-0.040.04-0.0480.00kui值0.04940.05880.05130.05130.04750.04570.05500.0684

图1Qmax下的燃油加油机示值误差及其kui分布图谱

图1中横坐标表示各参加比对实验室，纵坐标表示相对示值误差。水平轴线为所有参加比对实验测量结果的平均值，圆粗点表示各参加比对实验室的测量结果，通过小点的短线的半宽为各实验室kui值的大小。

图1表示，凡是参比实验室的纵向直线与横向平均线相交的值均为合理，否则为不合理。一般的，参比纵线中心圆点越靠近平均线，表明测量结果越接近理想参考值。图1表明八家参比单位没有一家脱线，但D、F两家参比实验室的En值分别为0.95和1.00，已处于十分临界的状态。

4 计量比对En值偏高产生原因分析

4.1 D参比实验室En值偏高产生原因分析

D参比实验室在比对的前一日和比对当日，经历了一次从30℃左右到18℃左右的环境温度突变。在D参比实验室比对当日同一时段，主导实验室(比对序号⑤)和D参比实验室两个实验室独立测量,Qmax流量点测量结果的示值误差平均值分别是-0.05%和-0.04%，且两个实验室的6次测量重复性分别是0.02%和0.05%。再比较D参比实验室在比对前后各个实验室的数据，我们可以发现两实验室的测量结果发生了幅值相近且同方向阶跃的现象,以及明显偏离前后参比实验室数据、主导实验室①、⑩两次检测的数据和总体平均值。另外，从加油机磨损规律、比对期间示值误差及其kui分布图谱来看，除了重复性波动和不同装置不确定度等影响以外，尚无足够的数据证明样品存在单向线性或其他规律的不稳定性变化。

由此可推断：这次主导实验室(比对序号⑤)和D参比实验室在Qmax流量点的测量结果,与介质、环境温度变化关联度极大。D参比实验室En值偏高应该是由介质、环境温度变化造成的。此外，笔者猜想，燃油加油机自身有一个对温度敏感的系统误差会直接影响燃油加油机容量检定结果的示值误差。这需要我们选取一台稳定的燃油加油机，在气温变化较大前后作多次测量来确定这一猜想。

4.2 F参比实验室En值偏高产生原因分析

在F参比实验室比对当日，笔者观察其比对过程，发现F参比实验室参比人员在测量标准金属量器内的油温时，他们用线将温度计浸入标准金属量器内a点，如图2所示，一段时间后提起读数。在读数过程中发现要么温度计水银液面看不到，要么温度计离开被测油品。不管怎么操作，都无法准确地读取标准金属量器内的油温。于是他们被迫将温度计放入标准金属量器的液位管内进行观测，即c点。E参比实验室与F参比实验室的比对在同一天进行，比对样品和测试条件相近，他们用线将温度计浸入标准金属量器内a点，一段时间后提起读数，温度计水银头在b点。

比较两个实验室的温度测量结果(详见表3)，我们发现：

1)标准金属量器示值和枪口处平均油温值。E、F两家参比实验室的读数相近，且没有明显偏离总体平均值。在相同比对样品、相近的测试条件下，重复性波动和不同装置的不确定度等影响都足已造成两家参比实验室在上述两个量值上的偏差。

图2 燃油加油机检定中标准金属量器内的油温测量点分布图

VBt=VB[1+βY(tJ-tB)+βB(tB-20)]

(3)

表3 E、F参比实验室比对数据一览表

之后笔者在不同的环境温度和液位仪显示的介质温度下，对图2所示a、b、c三个检测点检测，发现c检测点最容易受环境温度影响，b检测点其次，a检测点最不易受环境温度影响。当液位仪显示介质温度和环境温度相差较大时，a检测点和c检测点之间温差较大。在同一组操作中，笔者测得a检测点和c检测点最大温差在1.5℃。

基于以上分析，我们可推断F参比实验室En值偏高应该是由标准金属量器内油温tB的检测方法不当造成的。

部分实验室的标准金属量器颈部细长，用玻璃温度计做温度测量确实不易，笔者建议各实验室还是采用铂金属温度计。有人建议可用细绳系住温度计上端，将温度计放入标准金属量器的液位管内，直至玻璃温度计的感温泡进入液位管下面标准金属量器，并尽可能地让玻璃温度计的感温泡处于标准金属量器中间，温度计读数可在液位管内读取。笔者认为，此操作可较准确地测得油温tB值，但操作难度较大，容易造成玻璃温度计的损坏。

5 小结

纵观整个比对过程，无论是平时的燃油加油机检定还是这次比对，加油机油枪出口温度和标准器内的油温测量结果对整个测量结果的影响都比较大，是重点也是难点。 在相近介质温度、 相近环境条件下，检测温度数据差异较大，有测量方法和标准器具本身的原因，但同时也有人员操作的原因，这有待于技术改进和操作的进一步规范提高。此外，笔者还猜想，燃油加油机自身有一个对温度敏感的系统误差会直接影响燃油加油机容量检定结果的示值误差，希望能与大家一起交流学习。

本次比对主导实验室杭州市质量技术监督检测院研制的容量检定装置的标准金属量器注油口和标准金属量器内部分别安装了一个铂电阻温度计，改进了测量方法，避免了人员与操作对检定结果的影响。

[1] JJG 443—2006燃油加油机.中国计量出版社，2006

[2] JJF 1059.1—2012测量不确定度评定与表示.中国计量出版社，2012

[3] JJF 1117—2010计量比对.中国计量出版社，2010

[4] 高进.燃油加油机检定示值误差的测量不确定度评定.计量技术,2011(6)

[5] 郭良,郭思聪.Pt100油温监测系统在燃油加油机检定中的应用.计量技术,2013(9)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.11.17