不同介质对三等标准金属量器标定结果差异性分析*

陈国宇 刘宜仔 赖法全 陈房勇 钟伟达 陈立玲

不同介质对三等标准金属量器标定结果差异性分析*

陈国宇 刘宜仔 赖法全 陈房勇 钟伟达 陈立玲

（广州能源检测研究院，广东 广州 510000）

针对不同介质对三等标准金属量器标定的结果差异问题，提出一种不同介质的三等标准金属量器标称容量标定补偿方法。首先，制定水、油2种介质标定三等标准金属量器的试验方案；然后，根据试验结果计算介质分别为水、油时的计量颈分度容积、三等标准金属量器标称容积液位刻度；最后，对比分析不同介质的标定结果差异性。试验结果表明：对标称容积为20 L的三等标准金属量器，采用油标定得到的标称容积液位刻度比采用水标定得到的刻度低2.77 mm，相应的介质体积少了约5.18 mL。

标准金属量器；介质变化；标定；容量

0　引言

标准金属量器以液位刻度线标识标称容量，是检定或校准与容量相关器具的重要设备[1-3]。根据标准金属量器的准确度，通常可分为一等标准金属量器、二等标准金属量器和三等标准金属量器[4]。其中，一等、二等标准金属量器一般作为标准器具给下一个等级的金属量器进行量值溯源；而三等标准金属量器一般在加油站、企业物料配比等场合用作工作量器，完成液货贸易公平计量或物料定量配比[5-7]。可见，三等标准金属量器的标称容量准确性直接关系民生计费的公平性与生产产品的有效性[8-9]。

根据JJG 259—2005《标准金属量器检定规程》[10]，三等标准金属量器的标定介质为循环水或自来水。但在实际使用中，三等标准金属量器衡量介质往往是油品。由于介质不同，引起三等金属量器标定结果与实际使用的标称容量不相符，造成容量测量不准确。

针对介质变化引起的三等标准金属量器标称容量差异问题，本文对标定介质分别为水和油时的标定结果进行对比分析，提出介质变化时的三等标准金属量器标称容量补偿方法。

1　试验原理

三等标准金属量器通过液位刻度线标识标称容量，当往三等标准金属量器注入的液体刚好达到液位刻度线时，认为金属量器内的液体体积等于标称容量。对三等标准金属量器标定，就是通过测量确认液位刻度线。若二等标准金属量器20 ℃时的容积为BL，体胀系数为1℃-1；三等标准金属量器的体胀系数为2℃-1；介质在二等标准金属量器中的温度为1℃，在三等标准金属量器中的温度为2℃；介质在范围内的平均体胀系数为w℃-1，则三等标准金属量器20 ℃的容积为

若1=2，则

若测量得到三等标准金属量器的液位刻度为mm；三等标准金属量器计量颈的分度容积为(mL/mm)，则将换算到标称容量下的液位高度为

2　试验方案设计

依据JJG 259—2005《标准金属量器检定规程》，分别以水、油为标定介质，对金属量器容量进行测量，试验方案如图1所示。

图1 试验方案

主要试验步骤包括：

1）记录环境温度、湿度；

2）对二等标准金属量器、三等标准金属量器润壁，测量标定介质的温度；

3）将标定介质注入二等标准金属量器刚好达到其标称容量；

4）打开二等标准金属量器阀门，标定介质从二等标准金属量器注入三等标准金属量器；

5）按照规程静置2 min后，记录三等标准金属量器刻度；

6）打开三等标准金属量器阀门，放出少量标定介质，再倒入150 mL标定介质，记录刻度的变化量；

7）重复步骤3）~步骤6）3次，得到3组测量数据。

试验装置如图2所示，主要包括二等标准金属量器、三等标准金属量器。这2个标准金属量器的标称容积均为20.00 L，材质均为不锈钢，故1=2= 50×10-6℃-1。标定介质为水时，w= 0.0002℃-1；标定介质为油时，w= 0.0007 ℃-1。由于介质在二等标准金属量器、三等标准金属量器内的温度基本不变，故1=2。根据式(1)~式(3)，可得20=B，=。

图2 试验装置

3　试验结果分析

试验环境温度为21℃，湿度为54 %RH，油的密度为832.7（kg/m3）。

介质为水的试验结果如表1所示，二等标准金属量器容积B= 20.00 L，三等标准金属量器计量颈分度容积= 1.87 (mL/mm)，三等标准金属量器标称容积液位刻度= 65.60 (mm)。

介质为油的试验结果如表2所示，三等标准金属量器计量颈分度容积= 1.87 (mL/mm)，三等标准金属量器标称容积液位刻度= 62.83 (mm)。

表1 介质为水的试验结果

表2 介质为油的试验结果

4　结语

本文对采用水、油2种不同介质进行三等标准金属量器标定的结果差异进行定量分析。通过设计不同介质的标准金属量器容量标定试验方案，获取标称容积为20 L的三等标准金属量器分别以水、油为介质的标定结果。其中，以水、油为介质进行标定的计量颈分度容积基本相同。但以油为介质时，三等标准金属量器标称容积液位刻度比以水为介质的液位刻度低2.77 mm，相当于体积小了5.18 mL。因此，若用油进行三等金属量器标定，需对标定结果补偿5.18 mL。

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[2] 郑云桥.标准金属量器检定过程中影响因素分析及探讨[J].中国新技术新产品,2019(24):51-52.

[3] 陈晨,史想全,周洁,等.100 L二等标准金属量器检定结果的测量不确定度评定[J].中国计量,2019(3):112-113.

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[10] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.JJG 259-2005,标准金属量器[S].北京:中国计量出版社,2005.

Analysis on the Difference of Calibration Results of Third-Class Standard Metal Tank with Different Media

Chen Guoyu Liu Yizai Lai Faquan Chen Fangyong Zhong Weida Chen Liling

(Guangzhou Institute of Energy Testing, Guangzhou 510000, China)

Aiming at the difference in the results of the calibration of third-class metal tank by different media, a method for compensating the nominal capacity of the third-class metal tank when the medium changes is proposed. First, formulate the test plan for calibrating the third-class standard metal tank with water or oil, and then calculate the metering volume of the neck when the medium is water or oil, and the nominal volume level scale of the third-class standard metal tank according to the test results. Finally, the difference between the calibration results of different media is analyzed. The test results show that for the third-class standard metal tank with a nominal volume of 20 L, the nominal volume level scale obtained by oil calibration is 2.77 mm lower than the scale obtained by water calibration, and the corresponding medium volume is less about 5.18 mL.

standard metal tank; different media; calibration; capacity

陈国宇，男，1990年生，博士，工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: mechenguoyu@hotmail.com

刘宜仔，男，1989年生，硕士，工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: 2112661445@qq.com

赖法全，男，1987年生，学士，工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: 449388231@qq.com

陈房勇，男，1988年生，学士，助理工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: 839466185@qq.com

钟伟达，男，1992年生，学士，助理工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: 812740659@qq.com

陈立玲，女，1992年生，大专，助理工程师，主要研究方向：能源计量。E-mail: 229793922@qq.com

广州市市场监督管理局科技项目（2020kj33）；广东省基础与应用基础研究基金(2020A1515010947)；广州市科技计划项目(202002030439)。

TP393

A

1674-2605(2020)04-0007-04

10.3969/j.issn.1674-2605.2020.04.007