油品温度密度曲线在油流量计量中的应用

杨红梅

（长治市综合检验检测中心，山西 长治 046000）

0 引言

目前对于成品油来说，其主要依靠管道运输的方式，油品计量依靠容积式或质量式流量计实现，对流动态的油品实现，连续性，动态性计量，各种类型油流量计实现准确计量，对于交易双方利益是十分重要的。同时，也能够确保能源降耗和能源的有效利用。质量式流量计，其是在质量法流量标准装置进行复现，质量流量是合理的，相对来说，容积式流量计，其采用的是容积式标准器进行标定，其获取的数据也较为合理。但事实上，大多数计量机构所采用的装置为单一标准，其装置对于采用不同原理进行设计的流量计检定中，介质密度准确测定是十分重要的。对于高精准在线密度计，其能够从一定程度上解决密度实时测量问题，但其成本较高，无法实现推广应用。本研究能够结合物质密度、温度两者之间的关系，通过测定不同温度条件下，成品油介质密度，利用最小二乘法拟合温度和密度两者之间的变化曲线，能够找到经测量被检表处介质的实时温度，获得介质密度在质量流量和体积流量换算中的方法，进而实现成品油流量计准确计量。

1 质量流量计原理

质量流量计是结合克里奥利效应，针对位于转动参考系中质点相对运动，这种情况下会产生惯性力，沿一定速度会使流体介质在固定角速度中进行旋转，此时，在轴向中管道内留置体会保持相应角速度进行运动，由于受到倾向测量因素的影响，在旋转管道中管力克视力流体会形成可视力测量及流体质量，在具体应用中。测量管道一般会开展结节，振动通过振动代替旋转，可通过光电检测器或者采用电磁进行测试力的检测分析及对于震动形成的影响以实现对管道流量的检测[1]。

2 成品油温度密度对油流量计量影响

当成品油温度和密度发生显著变化时，会使质量流量计产生零点飘移，而对于流量计判断重复性的重要因素是零点漂移，如果流量计出现零点漂移，也会从一定程度上影响最终测量结果。对科氏力质量流量计来说精确度。是十分重要的。检测器密封件和可动部件，由于无密度，压力，温度等相关参数，因此在理论上不会产生较大的影响，而被检测成品油的工艺条件会对流量计数据测量精确度形成影响。除此之外，外界环境，振动，量程比等相关参数也会使最终结果形成误差，因此利用质量流量计测定成品油时会受温度因素的影响，而科氏力质量流量计具体测量公式中，WM是指质量流量，N是指传感管扭转弹性模量，△t是指两侧传感管的时间差，R是指两侧呈钢管半径。在保持弹性模量与半径一致的基础上，质量流量是与两侧传感管时间差具有一定联系的，且成正比例关系。杨氏弹性模量与金属弹性变化具有一定联系，其与温度呈函数关系，在温度发生变化之后，传感管钢性也会发生显著变化，此时，传感管扭转弹性模量并不是固定值，因此，对于成品油流量计检测会产生偏差，在温度变化时，可能会使传感器出现不均衡几何结构变化，进而影响零点稳定性。针对不同类型质量油量计来说，其准确性受到的影响存在差异，对于较大流量在测定的过程中，温度对于流量计计量准确性产生影响是比较大的，如果流量保持稳定状态，每发生一度，此时流量计的准确度将会产生0.000 1 %的偏差，对于较小流量，在测定过程中温度对其质量流量计产生的影响基本可忽略不计[2]。

3 拟合温度密度变化曲线

本研究依据国家标准《原油和液体石油产品密度实验测定方法》来测定柴油介质密度，在具体实验过程中，需要将柴油利用热水浴加温到48℃，同时进入玻璃密度计和温度计，之后自然降温，能够确保温度计感温泡于玻璃密度计中间，密度范围为828.0～850 kg/m3，逐渐降低温度，此时，每隔0.5 kg/m3密度值，需准确记录数值，读取此时温度计的数值，将所获得的45组数据，利用计算机软件进行温度密度曲线拟合，同时，获得曲线方程即，Y=-0.7 082 X+86 0.49，其中柴油介质示密度和温度，分别用y、x进行表示，相关系数为R。

4 比较在线密度计温度密度曲线

为进一步验证本研究实验数据的准确度，可参考过去实验记录的温度密度数据，共计21组，可将该数据作为在线密度计的重要实验数据，将两组数据进行曲线拟合，可以发现两组数据所拟合的温度密度曲线是呈现良好的线性关系的，并且两条曲线彼此接近，表明采用两种方法进行测定，其结果一致性较好。除此之外，根据上述数据，利用贝塞尔公式计算其标准差，以分析实验数据的分散性。由于本次数据拟合所获得的曲线为线性关系，其误差极大值位于曲线两个端点中。选取温度范围15～35 ℃，此时也有两种方法，其获得的最大测量差值集中于15和35 ℃，这两个温度点中计算最大差值，比较实验数据在处于15～35 ℃范围内，相同温度点，其密度最大差值可达到0.044 kg/m3，其显著低于采用在线密度计，以及二等标准石油密度计所测定数据的不确定度。根据该结果可以发现，采用温度测量获得密度值的方法，是满足现有测量需求的。

5 容积式流量计测量中温度密度曲线的具体应用

结合液体容积流量计进行检定过程中，其主要参考的是静态质量法油流量标准装置，进行容积式流量计测量。比如对于0.5级别、直径为25 mm腰轮流量计作为研究对象，同时，实验介质选取柴油，采用静态质量法油流量标准装置进行测定，在具体检定中，要求选取5个以上检定点，并且实现5个检定点均匀分布，包含最大和最小两个流量点，各检定点需开展三次以上检定，时间高于2.5 h，在检定时还有温度会升高，其温度升高的大小是与环境温度以及流速、储油灌容积具有显著关系的。如果静态质量法油流量标准装置未选择合适的密度修正法，那么每升高1℃，则会导致0.1%的偏差产生，进而影响测定准确性。利用温度密度曲线进行测定之后，能够测定被检流量计温度值，以在短时间内获得密度值，能够参与体积质量换算。为分析温度密度曲线，确定密度对装置整套的影响，当前，可在计时器、换向器和电子天平这三个方面，针对静态质量法油流量标准装置，引入不确定度分量开展数据分析，Up表示采用该装置进行体积流量测量时，密度修正不确定度分量，柴油介质的密度选取840 kg/m3，假设所拟合的温度密度曲线密度修正不确定度为Up1，采用在线密度计进行密度修正，其不确定分量为Up2，根据上述数据可以发现，二等标准石油密度计拓展存在的不确定度为U，根据所拟合的温度密度数据标准差 S和由膨胀系数，以及读数等因素导致的标准不确定度分量数值为0.04 kg/m3。

6 油流量计量准确度解决措施

计量交接具有较广的应用，比如引入质量流量进行测量时，需要尽可能消除或者减少，由于流量计所引发的多种因素提高，最终测定的准确性，第一，消除减少有温度变化，导致测定的不确定度。比如传感管高度可设置温度校正系数来解决测量偏差设备在出厂过程中，厂家会提供流量计的温度调整系数，同时可在相应配套表格中设定预先数值。在具体使用过程中，需按照相关的规范手册来进行温度校正系数的设定，则能够显著消除或降低，由于温度导致传感管刚度产生的测量标准偏差。对于成品油来说，其温度会影响质量流量计的测定，出现零点漂移。

7 结语

总而言之，通过研究发现，在采用流油流量计量时，对于柴油等相关成品油介质，其温度会随时间开展逐渐升高，由于温度变化会导致密度发生相应的变化，其对于整个装置有机流量计量时，会产生不确定度偏差当前。基于静态质量法油流量标准装置，其不确定度高于0.05%，因此应当重视，由于温度导致装置计量产生的影响。采用再见莫得实时测量油介质密度及具有良好的可靠性和高进步每一秒能够采集一次数据，可实现连续性和实时性数值测量，该装置具有广泛应用。根据实验数据拟合温度密度曲线即可用于无密度修正的油流量标准装置，可以在介质温度密度模型中引入，同时利用该装置软件采集温度数据，将其转为密度值进行计算，同时对该数据进行密度修正，该方法能够用于静态质量法标准装置进行容积式流量计测量，或者也可实现体积管法标准装置容积式，速度式，质量式流量计的测量。通过在多个计量院中对油流量标准装置的实际应用，其能够针对实验介质密度进行实施准确性计量且计量结果符合相关要求，其具有较广的使用意义。此外，需要分析影响油流量计准确性的因素，并采取消措施以实现成品油计量中的重要性，需不断进行参数结构优化，以降低多种因素对由流量计计量产生的偏差。在选择油流量型号时，应当选择减少人为错误和防止油流量计产生不必要误差，提高其计量准确度，使其在成品油计量中提高准确性和可靠性。