车载式付油流量计示值误差测量结果不确定度评定

邹海波　刘尚玉

【摘要】 成品油交接计量的准确度直接影响油品贸易流通环节的计量准确性，近年来车载式付油系统因其方便灵活的优点被广泛使用，所以车载式付油流量计的准确计量至关重要，本文基于付油计量装置检定装置对车载式付油流量计进行校准，并给出了不确定度分析。

【关键词】 在线计量;示值误差;不确定度

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2020.04.026

The Measurement Error Analysis of an Atypical Mass Flowmeter

Abstract： The measurement accuracy of finished oil transfer directly affects the measurement accuracy of oil trade circulation. In recent years，vehicle fuel payment system is widely used because of its convenience and flexibility，so the accurate measurement of the truck oil paying flowmeter is very important. In this paper，the truck oil flowmeter is calibrated based on the verification device of oil metering device，and the uncertainty analysis is given.

Key words： online measurement;error of indication;uncertainty

ZHOU Hai-bo，LIU Shang-yu

（Liaoning Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

車载式付油流量计的检测依据JJG（辽） 58-2018《付油计量装置》，车载成品油通过流量计流入标准器（即付油计量装置检定装置），经过密度、稳定修正后得到被测累计流量标准值，与被检测车载式付油流量计的累计流量进行比较，通过运算即可得出被检的车载式付油流量计的示值误差。

检测时通过专用接头将车载式付油系统的出油口与付油计量装置检定装置相连接，将流量调节到正常工作状态，确保被测油品不渗漏。将付油计量装置检定装置下支腿支好，确保水平状态，并确保工作容器接地，对付油计量装置检定装置进行自行校准。检测时排除设备工艺上可以对检测结果产生影响的因素。依据JJG（辽） 58-2018《付油计量装置》及付油计量装置检定装置说明书要求对标准器预热，确保管路中不存气。对付油计量装置检定装置付油，使标准器与被测车载式付油流量计中的油品温度相同。付到标准器中的油品停留一段时间，确保付油计量装置检定装置的电子天平工作在最佳状态。即可对车载式付油流量计进行校准，测量其示值误差。

车载式付油流量计的流量范围与口径有关，不同生产厂家生产的相同口径的流量计，其流量范围并不完全相同。付油计量装置检定装置可对最小口径为DN10，最大口径为DN150;最小流量为4 t/h，最大流量为100 t/h的车载式付油流量计进行检测，不同口径车载式付油流量计的测量方法完全相同。

付油计量装置检定装置可对DN10～DN150的车载式付油流量计进行校准，本文选取口径为DN100的容积式流量计为主标准器的车载式付油系统为对象，在流量为80 m3/h进行校准，并进行不确定度评定。

1 建立数学模型，列出不确定度传播律

1.1 数学模型

[E=Q-QSQS]

式中：[E]——车载式付油流量计示值误差;

[Q]——付油量示值;

[QS]——付油量的实际值。

1.2 不确定度传播率

根据数学模型，得不确定度传播律为：

[u2=c12u（MS）2+c22u（M）2]

式中：[u]——测量结果标准不确定度;

[u（MS）]——标准装置带来的标准不确定度;

[u（M）]——被检车载式付油流量计带来的标准不确定度。

1.3 计算灵敏系数

根据数学模型得：

[c1=EMS]，[c2=EM]

2 标准不确定度的评定

本文选用车载式付油流量计为校准对象，分辨率为0.01 L，对800 L的付油量进行评定。

2.1 付油计量装置检定装置带来的标准不确定度[u（MS）]

2.1.1 标准器的标准不确定度[u1（MS）]

标准装置的标准不确定度属于B类标准不确定度，因此标准装置标准输入不确定度U=0.04%（由检定证书提供），[k=2]。

标准器的标准不确定度为：

[u1（MS）=U2=0.04%2=0.02%]

2.1.2 付油计量装置检定装置分辨率带来的标准不确定度[u2（MS）]

付油计量装置检定装置显示分辨率带来的标准不确定度为：

[u2（MS）=0.0128003=0.00361%]

2.1.3 标准装置带来的标准不确定度[u（MS）]

由于输入量的分项彼此独立不相关，因此

[u（MS）=u12（MS）+u22（MS）             =0.02%2+0.00361%2=0.02032%]

2.2 被测车载式付油流量计的标准不确定度

2.2.1 车载式付油流量计测量重复性带来的标准不确定度[u1（Q）]

用付油计量装置检定装置在重复条件下对车载式付油流量计进行3次连续测量，得到测量误差分别为0.31%、0.23%，0.20%，连续3次测量实验标准偏差为：

[Sm=0.31%-0.20%1.69=0.065%]

车载式付油流量计测量误差的不确定度为：

[u1（Q）=Sm=0.065%]（n=3）

2.2.2 密度测量带来的标准不确定度[u2（Q）]

采用的是二等标准石油密度计对车载式付油流量计进行密度检测，其分度值为[±]0.2 kg/[m3]，检测成品油的最小密度为720.0 kg/[m3]，符合均匀分布;则密度测量带来的标准不确定度为：

[u2（Q）=0.2720×3×100%=0.01604%]

2.2.3 温度测量带来的标准不确定度[u3Q]

测量过程中，温度测量产生0.1 ℃的误差（校准过程温度为20 ℃），则温度测量带来的标准不确定度为：

[u3（Q）=0.1（273.15+20）×3×100%=0.0197%]

2.2.4 付油过程中管线残留量带来的标准不确定度[u4（Q）]

通过计算，管道残留量為0.2 L，则：

[u4（Q）=0.21000×3×100%=0.0115%]

2.2.5 被检车载式付油流量计分辨率带来的标准不确定度[u5（Q）]

被检表显示分辨率引起的误差为0.01 L，则：

[u5（Q）=0.012800×3×100%=0.000361%]

2.2.6 被检车载式付油流量计的标准不确定度[u（Q）]

由于各输入量分项彼此独立不相关，因有

[u（Q）=u12（Q）+u22（Q）+u32（Q）+u42（Q）+u52（Q）          =0.07073%]

3 标准不确定度分量表（见表1）

4 合成标准不确定度[uc]的评定

输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：

[uc=u2（Ms）+u2（Q）    =0.02032%2+0.07073%2=0.07359%]

5 扩展不确定度的确定

取包含因子k=2，因此，

车载式付油流量计付油量示值误差测量结果的扩展不确定度为

[Urel=0.07359%×2=0.15%]

6 不确定度的报告

通过付油计量装置检定装置对车载式付油流量计进行校准，校准流量为80 m3/h，示值误差为0.25%，测量结果的相对扩展不确定度为：

Urel=0.15%，k=2

7 结语

本文利用付油计量装置检定装置对车载式付油流量计进行校准，并对其测量结果的不确定度进行了分析评定，为在线油品计量不确定度分析提供了方法依据，也为成品油贸易计量的精度提升提供了技术支持。

【参考文献】

[1]    通用计量术语及定义：JJF 1001-2011[S].

[2]    测量不确定度评定与表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3]    付油计量装置：JJG（辽） 58-2018[S].

【作者简介】

邹海波（1984-），男，高级工程师，硕士，研究方向为流量计量、容量计量。

刘尚玉（1962-），男，高级工程师，学士，研究方向为流量计量。