热量表量值比对结果报告

热量表量值比对结果报告比对组织者：山东省质量技术监督局主导实验室：山东省计量科学研究院报告编制人：谷祖康、朱江目录1. 前言 (3)2. 本次比对的特点 (3)2.1开展本次比对的目的和意义 (3)2.2 参加实验室的情况 (4)2.3 比对项目 (4)2.4 比对方法 (4)2.5 传递标准描述 (4)2.6 日程安排 (5)2.7 完成情况 (6)3. 统计分析的设计及结果评价准则 (6)3.1 结果评价方法 (6)3.2 评价准则 (8)3.3 结果图示 (8)4. 统计处理结果 (8)4.1 参考值及其测量结果不确定度的确定 (8)4.2评价结果 (10)5. 技术分析和技术建议 (22)5.1 技术分析 (22)5.2技术建议 (23)附录A 主导实验室测量不确定度分析 (24)热量表量值比对结果报告1.前言本报告是对山东省质量技术监督局组织的“关于法定计量检定机构中开展检定能力比对工作的通知”的总结，由山东省计量科学研究院负责起草，山东省技术监督局计量处审核并批准发布。

“热量表量值比对”由山东省质量技术监督局计量处组织，山东省计量科学研究院负责协调及实施。

山东省计量科学研究院依据JJF1117-2010《计量比对》国家计量技术规范的要求运作整个比对。

《计量比对》指出：比对能考察实验室测量量值和出具测量结果的准确一致的程度；考核计量基准、计量标准、环境条件、人员水平、检测方法、数据处理、管理能力、材料供应等方面的实际水平和能力；加强对国家计量基准、计量标准的监督管理；保持我国计量基准、标准的水平；确保测量量之准确、一致、可靠。

比对的结果可作为各种认证、认可和考核的评审依据及实验室能力的有效证明。

山东省内所有热量表检定装置标准的计量技术机构必须通过参加相关活动证明其技术能力。

2.本次比对的特点2.1开展本次比对的目的和意义热量表为国家重点管理的计量器具，必须进行首次检定。

国家自2000年推行供热计量以来，热量表的使用安装正在向健康方向发展。

计量技术机构在安装使用前把好最后一道关，责任重大，其设备能力、人员技术状况直接影响到工作质量，甚至影响到质监系统的形象。

通过比对，促进计量技术机构检定能力的提高，处理检定中遇到的问题，进一步提高检定人员工作能力，发现计量设备、人员存在的问题，为热量表强制检定工作奠定坚实的技术基础。

2.2 参加实验室的情况本次比对共有27家实验室参加，为具备热量表检定能力的市、县级法定计量检定机构。

2.3 比对项目本次比对要求各参比实验室按照2012年度《热量表量值比对实施方案》，对主导实验室给出的传递标准进行计量比对。

2.4 比对方法本次比对的校准方法依据JJG225-2001《热能表》计量检定规程、JJF1117-2010《计量比对》计量技术规范。

2.5 传递标准描述本次比对的传递标准由主导实验室提供。

主导实验室根据目前热量表检定装置及热量表的工作原理在大量试验的基础上并选取了准确度、重复性、稳定性满足要求的德国荷德鲁美特公司生产的DN20超声波热量表和丹麦卡姆鲁普公司生产的DN20超声波流量传感器作为传递标准。

为防止运输对样品稳定性的影响，主导实验室提供了专用包装箱及整个比对实施过程中的交接记录单，最终测试稳定性满足要求。

2.6 日程安排本次参加比对的实验室分为2个组，采取环式比对路线，每个参比实验室应在3天内完成，并将比对样品传递至下一个参比实验室。

2012年9月17日开始，参比实验室分组情况和比对路线安排参见省局文件。

比对日程安排见表1。

2.7 完成情况比对按照“主导实验室--比对单位--主导实验室”的方式进行。

全部实验工作在2012年12月5日全部完成。

从各参比实验室提供报告中能够反映比对环境条件符合要求。

所有参比实验室的试验报告数据已经收集齐全，它们被汇总在表3-6中。

3.统计分析的设计及结果评价准则3.1 结果评价方法对参比实验室提交的结果，由单个参比实验室的测量结果与主导实验室给出参考值的差值即等效度D ji和各参比实验室比对结果与其不确定度U 的一致性即归一化偏差E n 来表征，以此主导实验室对比对结果进行评价。

按照下式计算D ji 值：D ji =(Y ji -Y ri ) （1）式中：Y ji —主导实验室的在第i 个测量点上的测量结果。

Y ri —第j 个实验室上报的在第i 个测量点上的测量结果。

按照下式计算U 值：ei ri ji u u u k U 222++•= （2）式中：riu —第i 个测量点的参考值的标准不确定度；jiu —第j 个实验室宣称的在第i 个测量点上测量结果的标准不确定度；ei u —传递标准在第i 个测量点上在比对期间的不稳定性对测量结果的影响； k —覆盖因子，取2。

按照下式计算E n 值： UD E ji n =（3）本次比对采用E n 值对结果进行评定，体现各参比实验室能力。

但E n 值大小并不表明实验室结果与参考值的接近程度，它只表明其结果是否符合实验室提供的测量结果不确定度。

3.2 评价准则比对结果一致性的评判原则：E，参加实验室的测量结果与参考值之差在合理的预期之内，1≤n比对结果满意。

1>E，参加实验室的测量结果与参考值之差没有达到合理的预n期，不满意。

应分析原因，需要进行整改。

3.3 结果图示为了清晰地表示各参加实验室结果，将每一个参比实验室的等效度即D和不确定度U用图形表示，图中参比实验室等效度用◆表示，i j等效度向上向下延伸的线段代表实验室校准结果的测量结果不确定度。

从图上可直观看各个参比实验室的结果。

需要注意的是，数据分布图只是客观的比较所有参比实验室的结果及其不确定不度，并不代表对一个结果的最终评定，结果的评定由E n值来确定。

4.统计处理结果4.1 参考值及其测量结果不确定度的确定参考值计算是本次比对数据处理的关键。

主导实验室在比对开始前（ 9月5 日～15日）和比对结束后（12月6 日～10日）对传递标准进行了测试，本次比对以主导实验室所测传递标准热量表误差的算术平均值作为各参考值，其测量不确定度是两次测量中的最大值。

在进行比对技术方案准备时，为考核各比对实验室的试验能力，在比对方案中尝试提出了3K温差点的计算器+配对温度传感器的热量量值试验。

但从试验结果来看，确因目前热量表技术所限其稳定性较差，所以本次比对不将此试验点参数作为考核指标。

传递标准的参考值及其不确定度汇总见表2。

主导实验室设备主导实验室不确定度分析见附录表A。

4.2评价结果4.2.1 比对结果汇总、计算及评价表3 至表6给出参比实验室全部试验数据及比对计算结果。

表表示各参比实验室报告的测量值，u ji（%）表示这个测量值中Yji（%）的标准不确定度，Dji表示等效度，E n表示归一化偏差。

等效度和归一化偏差按公式（1）～（3）计算得出。

表3 第一组流量传感器比对结果表4 第一组计算器+配对温度传感器比对结果表5 第二组流量传感器比对结果表6 第二组计算器+配对温度传感器比对结果4.2.2 结果图示图1-4给出每一个参比实验室的等效度D和不确定度U的图形表示，图中参比实验室等效度用◆表示，等效度向上向下延伸的线段代表实验室校准结果的测量结果不确定度。

竖轴单位为%，横轴数值为参比单位序号。

4.2.3 结果评价结果表明，第一组13个参比实验室，流量传感器比对1≤n E 有10家结果满意，满意率77%；1>n E 有3家，结果为不满意;计算器+配对温度传感器比对13家全部结果满意，满意率100%。

第二组14个参比实验室，流量传感器和计算器+配对温度传感器比对1≤n E 均有13家结果满意，满意率93%；1>n E 有1家，结果为不满意。

综上，泰安市计量所、临沂市计量所、新泰市计量所和寿光市计量所本次比对不满意。

应当引起重视的是，尽管评定的E n 值小于1得出满意的结果，但并不表示该实验室具有较高的测量水平。

只有D 值小，且不确定度评定合理的情况下得到的E n 值小于1才是具有较高测量能力的实验室。

5.技术分析和技术建议5.1 技术分析从表3-表6数据上看，此次计量比对的结果表明参比实验室检定存在很多问题。

因热量表检定装置构成复杂，为此很难定量地找出问题之所在。

现对可能出现的原因进行说明：5.1.1热水流量标准装置：1）装置计算软件存在缺陷主要表现在没有即时、准确地测量介质温度，从而无法进行正确的密度修正；标准体积计算时没有考虑诸如浮力等修正因素。

2）装置结构不合理主要表现在循环管路中无法完全将空气排出，导致测量结果重复性较差；试验管路内壁加工粗糙、热量表装夹表处密封圈有问题等导致流场不稳定。

3）标准器使用不当主要表现在电子秤没有调整水平、称量量器与外界相连等因素导致标准器不能正常工作。

4）装置控制阀门关闭不严，导致测量结果偏正误差。

5.1.2温度传感器标准装置：1）装置计算软件功能不全，无分量组合检定模式。

2）标准器使用不当，如恒温槽温度稳定时间不够、多用数字表功能选择不正确。

5.1.3 人员能力不足1）受日常检定表固定方式所限，对比对表检定方式不熟知;2）不确定度评定不合理;3）对检定装置操作不熟练;4）热量表知识水平尚需提高;5）工作态度不认真。

5.2技术建议：1）进一步加强检定人员培训管理，使检定人员熟知标准装置工作原理和其操作方法，能够对标准器的异常测量值能做出合理判断; 2）进一步完善热量表检定装置软、硬件。

附录A 主导实验室测量不确定度分析一 热量表流量传感器测量结果不确定度分析 1 热水流量检测系统（质量法） 1.1 数学模型：C K tw W N K K MV ⋅=)(ρ(1)式中：V N —流过水体积。

M —水体积称量值。

)(tw W ρ—测量过程中在t W 温度下热量表处水密度。

WAB mA K K ρρρρ--=11 (2)式中：K K —空气浮力修正系数；ρA —称量容器外空气密度，(kg/m 3)； ρA —称量容器中空气密度，（kg/m 3）； ρW —水密度，（kg/m 3）； ρm —标准砝码密度，（kg/m 3）。

K C —插入称量容器中管道修正系数。

考虑系统的其它部分可能影响测量结果，将数学模型修正为：Q Z G C K tw W N V V V K K MV δδδρ+++⋅=)( (3)式中：V G —中间管道温度变化引起的误差。

V Z —蒸发引起的水体积变化。

V Q —水中气泡引起的误差。

1.2 主要影响量 1.2.1 称量值衡器的测量不确定度。

1.2.2 水密度纯水的密度ρW 可通过下式计算：)1)(1)((),(pw w tw w w Wde w w W K p t δχδγρρρ+-+= (4)式中：ρWde —密度查表值，(kg/L)；K ρW —密度修正系数(实际使用水的密度的变化)，(kg/L)； γW —水的热系数，(℃-1)；δtw —被测表处温度的误差(℃)χW —水的压缩系数（MPa -1） 水的密度的相对标准不确定度为：)()()()(222pw w tw w ww ww u u K u u δχδγρρρρ++=(5)1.2.3 换向器或启停效应的测量不确定度 1.2.4 空气浮力空气浮力对称量值的影响。