压缩天然气加气机示值误差测量结果的扩展不确定度评定

来源:用户上传      作者:曲龙梅

　　摘要：通过分析影响压缩天然气加气机示值误差的不确定度分量，并进行计算合并，算出标准表法压缩天然气加气机示值误差测量结果的不确定度。
　　关键词：标准表法 压缩天然气加气机 不确定度
　　Measurement Results of the Indicated Error of Gas Booster for Compressed Natural Gas Extended Uncertainty Assessment
　　Qu Longmei
　　（Changzhi City Quality Technology Supervision and Inspection Institute）
　　Abstract： Through the analysis of the uncertainty component that affects the indication error of the compressed natural gas pump， and the calculation and merger， the uncertainty of the measurement result of the indication error of the standard table method is calculated.
　　Key words： Standard table methad， compressed natural gas pump， uncertainty
　　根据JJG 996—2012《压缩天然气加气机》，用高压气体在相同的时间间隔连续通过标准装置和被检加气机，将加气机示值与标准表示值比较，计算示值相对误差。正确开展标准表法测量压缩天然气加气机测量结果示值误差的不确定度评定，对于测量加气机有非常重要的意义。
　　1 测量依据：JJG 996—2012《压缩天然气加气机》
　　1.1 测量的环境条件：温度（-20～50）℃;相对湿度35%～95%;大气压力（86～106 ）kPa。
　　1.2 测量标准：CNG加气机检定装置
　　总不确定度：U=0.08%，k =2
　　测量范围：（0～100）kg/min
　　1.3 被测对象：CNG加气机型号为JQJ-C-Ⅱ、编号为：CFL0418，最大允许误差：±1.0%。
　　1.4 测量过程：在规定的测量环境条件下，用CNG加气机检定装置在规定的流量区对加气机进行示值测量，将标准装置显示值和加气机显示值按公式计算测量示值误差。
　　1.5 评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
　　2 数学模型
　　示值误差计算公式：
　　Em=（mj-ms）/ ms×100%
　　式中：Em ——被检加气机示值误差，%，
　　 mj  ——加气机显示的质量值，kg，
　　 ms  ——检定装置显示的质量值，kg。
　　3 标准不确定度评定
　　3.1 流量小于30 kg/min时，检定介质采用压缩空气。
　　（1）标准装置引入的不确定度 u1（Em）
　　由设备信息及上级校准证书，本装置准确度为0.1级，按均匀分布考虑，因此u1（Em）= 0.1% /  3=0.058 %
　　（2）重复性引入的不确定度  u2（Em）
　　在重复性条件下测量10次，测量结果如下：
　　平均值Em=0.515%
　　s（Em）=    ∑（Em-Em） = 0.070%
　　由于在实际测量中选三次测量的平均值作为测量结果，因此：
　　u2（ Em）=s（ Em）/  3  =0.070%/   3 =0.040%
　　（3）合成标准不确定度uc
　　 各分量互不相关，则：
　　uc=   u12（ Em）+u22（Em）=0.070%
　　3.2 流量范围大于30 kg/min时，检定介质采用水，与实际检定时介质为压缩天然气不一致。
　　（1）标准装置引入的不确定度u1（Em）
　　由设备信息及上级校准证书，本装置准确度为0.1级，按均匀分布考虑，因此u1（Em）= 0.1/  3=0.058%
　　（2）该装置在校准过程中流量超过30 kg/min的区域用水作为介质，这与实际检定过程中介质为压缩天然气不一致，由经验知，由于介质不一致引入的相对误差为0.2%，按均匀分布，因此u2（Em）= 0.2/  3=0.115% 。
　　（3）重复性引入的不确定度u3（Em）
　　在重复性条件下测量10次，测量结果如下：
　　平均值Em=0.396%
　　 s（Em）=    ∑（Em-Em）2 = 0.083%
　　由于在實际测量中选三次测量的平均值作为测量结果，因此：
　　u3（ Em）= s（ Em）/  3  =0.083%/  3 =0.048%
　　（4）合成标准不确定度uc
　　 各分量互不相关，则
　　uc=  u12（ Em）+u22（Em）+u32（Em）=0.137%
　　4 扩展不确定度U
　　取k=2，则流量小于30 kg/min时，U=0.14%
　　流量大于30 kg/min时，U=0.27%
　　5 测量不确定度的报告与表示
　　通过以上分析和计算，得出加气机示值误差的扩展不确定度为：
　　U=0.14%，k=2（流量小于30 kg/min时）;
　　U=0.27%，k=2（流量大于30 kg/min时）。
　　6 结论
　　测量结果的扩展不确定度小于加气机最大允许误差的1/3。
　　参考文献
　　[1] 王硕， 张泽宏， 戚宁武.  压缩天然气加气机[M]. 北京：中国质检出版社 ， 2013.
　　[2] 全国流量容量计量技术委员会. 压缩天然气加气机：JJG 996—2012[S]. 北京：中国质检出版社，2013
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