摘要:通過(guò)對(duì)特定實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，以不確定度的方式評(píng)價(jià)在線校準(zhǔn)的正確率。得到結(jié)果為U=0.62%(k=2),略大于電磁流量計(jì)本身的最大允許誤差±0.5%,疊加后的示值誤差的可靠性區(qū)間為(-1.12%~1.12%)。由此說(shuō)明,在線校準(zhǔn)的方式基本滿足其常規(guī)使用時(shí)的土2%誤差限要求,具備較強(qiáng)正確率。
引言
電磁流量計(jì)以其無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)阻流件、計(jì)量性能高、量程比寬和耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于污水、氟化工、生產(chǎn)用水、自來(lái)水行業(yè)以及醫(yī)藥,鋼鐵等等諸多行業(yè)”。受限于計(jì)量過(guò)程的連續(xù)性,電磁流量計(jì)拆卸送檢的溯源方式逐漸被在線校準(zhǔn)的方式所替代2-3。但在線校準(zhǔn)的結(jié)果受主標(biāo)準(zhǔn)器計(jì)量性能和測(cè)量過(guò)程的影響較大，有待研究和確認(rèn)。本文采用一-臺(tái)0.5級(jí)便攜式超聲流量計(jì)對(duì)--臺(tái)DN100mm電磁流量計(jì)的常規(guī)流量點(diǎn)進(jìn)行在線校準(zhǔn)測(cè)試,并以不確定度的方式評(píng)價(jià)和分析其測(cè)量結(jié)果的可靠性41。
1實(shí)驗(yàn)方法.
主標(biāo)準(zhǔn)器選用0.5級(jí)便攜式超聲波流量計(jì),測(cè)量范圍DN(15~3000)mm。被測(cè)對(duì)象選用--臺(tái)DN100mm的電磁流量計(jì)，其流量范圍(50~500)m3/h;精度等級(jí)0.5級(jí)。
將電磁流量計(jì)安裝在符合要求的管道上，保證流量計(jì)與前后直管段同軸安裝。將便攜式超聲流量計(jì)用夾具固定在相應(yīng)的管道上，以循環(huán)水為檢測(cè)介質(zhì),調(diào)節(jié)流量點(diǎn)至最大流量的70%流量點(diǎn),運(yùn)行5min,等待介質(zhì)溫度、壓力和流量穩(wěn)定后進(jìn)行正式檢測(cè)5]測(cè)試過(guò)程中通過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表的瞬時(shí)流量,獲得對(duì)應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的示值誤差,流量點(diǎn)取100m'/h,每個(gè)流量點(diǎn)檢測(cè)6次，取其平均值作為該流量點(diǎn)的示值誤差。
2建立數(shù)學(xué)模型
2.1數(shù)學(xué)模型
式中:δ為電磁流量計(jì)的流量示值誤差，%;Qi為電磁流量計(jì)的工作點(diǎn)流量值,m3/h;Qs為標(biāo)準(zhǔn)表便攜式超聲流量計(jì)顯示的流量值,m'/h。
2.2靈敏系數(shù)
式中,c1、C2為靈敏系數(shù);
2.3傳播律公式
由于各項(xiàng)彼此獨(dú)立不相關(guān),故:
式中:uc為合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,%;u(Qi)、u(Qs)為電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)表超聲流量計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,m3h;ur(Qi)、u,(Qs)為電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)表超聲流量計(jì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,%。
3分量評(píng)價(jià)
3.1輸入量Qi
輸人量Qi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是由被測(cè)電磁流量計(jì)重復(fù)性弓|起的6,可通過(guò)連續(xù)測(cè)量得到,采用A類評(píng)定方法評(píng)定。在100m3/h的檢測(cè)點(diǎn)在重復(fù)性條件下測(cè)量6次,結(jié)果見(jiàn)表1。
單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差用貝塞爾公式進(jìn)行計(jì)算:
式中,u為單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差,m3/h;n為測(cè)量次數(shù)。
以算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果，則測(cè)量結(jié)果重復(fù)性引人的不確定度分量為:
3.2輸入量Qs
輸入量Qs的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來(lái)源主要是便攜式超聲流量計(jì)本身測(cè)量誤差,采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。其精度等級(jí)為0.5級(jí),按均勻分布考慮,則有
4合成評(píng)價(jià)
4.1分量匯總
以上標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見(jiàn)表2所示:
4.2分量合成.
根據(jù)公式(3),計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為:
5結(jié)論分析
上述數(shù)據(jù)得到在線校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度為U=0.62%(k=2)，由于電磁流量計(jì)的精度等級(jí)為0.5級(jí),即其最大允許誤差為±0.5%,兩者疊加后,本次在線校準(zhǔn)結(jié)果的區(qū)間為-1.12%~1.12%。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)使用的電磁流量計(jì),受介質(zhì)、環(huán)境、管道等多種工況條件的限制，很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定時(shí)的計(jì)量能力。-般來(lái)說(shuō),其計(jì)量誤差保持在土2%誤差限之內(nèi)即為符合要求。本次在線校準(zhǔn)結(jié)果的可靠性區(qū)間在±2%范圍內(nèi),由此說(shuō)明校準(zhǔn)結(jié)果具備較強(qiáng)的正確率。
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