浅论标准体积管检定流量计不确定度来源

浅论标准体积管检定流量计不确定度来源

油气储运公司交油队雨兵

论文提要：

标准体积管是为了保证流量计在长时间运转下的准确性，用以检定流量计的标准计量器具。标准体积管在流量计检定的整个过程中有许多引起测量不确定度的来源，本文对标准体积管检定流量计过程中，会引起结果不确定度的来源进行了较为深入的分析。

关键字：标准体积管检定流量计不确定度

正文：

一、标准体积管

标准体积管是为了保证流量计在长时间运转下的准确性，用以检定流量计的标准计量器具。这种标准体积管分为固定式和车载式，如果大的石油输转站流量计台数多，检定次数频繁，一般采用固定式标准体积管。例如新疆油田油气储运公司克石化交油点采用的就是固定式标准体积管。

二、标准体积管对流量计的在线检定

1、检定原理

用标准体积管检测开关之间标准管段的标准容差值V20，与

被检流量计同时所记录的流量计容积值V m（换算到20℃）相比较，两者之差再除以标准容积值V20，乘以100%，就测得被检定流量计误差E，用公式表示：

E=（V m-V20）÷V20×100%

2、检定时标准体积管需具备的条件

①标准体积管的准确度必须优于被检定流量计基本误差的1/3；

②流量计前必须安装消气器，将油品气体分离并排空；

③标准体积管入口、出口安装流量调节阀门，可以随意调节检定点的流量并保持稳定；

④把标准体积管和被检流量计串接到输油管道中，打开阀门，让油品流过标准体积管和被检流量计，预热30分钟。

3、检定方法

对流量计进行在线检定，具体步骤依照规程GB9109.4-88。首先将流量计所在的工艺管线和标准体积管通过阀门切换串接到总的输油管道中，在不停输油情况下就可以进行检定。在流量计检定前，应利用体积管的出口调节阀调节检定点的流量，使标准体积管出口端的压力始终保持高于坚定油品在线工作温度下的饱和蒸汽压，待检定油品流过体积管的温度、压力、流量稳定后，方可进行检定。由控制台操作投球，当球触动第一个检测开关时，自动开始记录流量计发出的脉冲数。当球触动第二个检测开关时，自动停止流量计脉冲计数，读取脉冲计数器的示值N。被检流量计至少在最大流量、常用流量和最小流量三个点进行检

定，每点重复检定不少于三次，若某次检定的不确定度超出规定围则剔除，重新检定。

用标准体积管检定流量计工艺流程示意图

1.流量计进口阀

2.消气器

3.过滤器

4.流量计

5.8.流量计调节阀

6.流量计出口阀

7.标准体积管进口阀9.标准体积管出口阀10.标准体积管标准管段

11.标定球12.检测开关13.流量计检定阀

三、体积管检定流量计结果存在的不确定度来源分析

不确定度是一个不常用的计量术语，ISO9001标准及ISO10012－1标准要求测量设备的不确定度要已知，同时技术监督部门要求企业计量检测、检定（校准）作业中要给出不确定度。

测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性，是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。其本质是将测量结果或测量误差做为随机变量，研究分析其统计规律，并计算其围的一项活动。

标准体积管在流量计检定的整个过程中有许多引起测量不确定度的来源，它们大致来自以下几个方面：

1、由于检定时现场体积管和流量计上的温度测量仪表、压力测量仪表实际上本身存在一定的不确定度，因此使检定结果中引入了不确定度。

2、用体积管检定流量计的过程中，常常采用在线的原油进行检定，而原油的体积会随着温度、密度的不同随时发生变化，这样由于检定介质的随机变化，就会给最后的检定结果带来不确定度。

3、检定过程受环境影响，或对环境条件的测量与控制不完善。

在整个检定流量计的过程中，不仅温度和压力影响其结果，实际上，体积管间的环境温度变化也对结果有明显影响。由于检定过程中前后环境温差变化较大，对体积管管壁的膨胀造成影响，会给检定结果带来一定的不确定度。

4、对读数存在人为偏差

模拟式仪器在读取其示值时，由于观测者的位置和观测者个人习惯不同等原因，可能对同一状态下的显示值会有不同的估读值，现场对压力表、温度计等模拟仪表读数时，手工输入的数值会随不同的观测者有所不同，这种差异将会对结果产生不确定度。

5、测量仪器的分辨力或鉴别力不够

数字式测量仪器的不确定度来源之一，是其指示装置的分辨力。即使指示为理想重复，这种重复性所贡献的测量不确定度仍然不为零，这是因为，当输入信号在一个已知的区间变动时，该仪器却给出了同样的指示，因此，这也是检定结果不确定度的来源之一。

6、赋予测量标准和标准物质的值不准

通常的测量是通过被测量与测量标准的给定值进行比较实现的，因此，该测量标准的不确定度将直接引入测量结果。如：用标准体积管进行检定作业时，测得流量计的不确定度中包括了标准体积管本身的不确定度。

7、用于数据计算的常量和其他参量不准

例如：在测量体积管钢板随温度变化时，要用到钢板的热膨胀系数。查有关数据手册可以找到所需的值，与此同时，也可从手册上查出或计算出该值的不确定度，它同样是检定结果不确定度的一个来源。

8、在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化

在实际工作中我们经常发现，无论怎样控制环境条件以及各类对测量结果可能产生影响的因素，而最终的测量结果总会存在一定的分散性，即多次测量的结果并不完全相同，比较常见的例子是流量计检定时每个流量点都要测量3次，而每次的测量结果却并不一定相同。这种现象是一种客观存在，是由一些随机效应造成的。

上述不确定度的来源不一定是独立的，例如，第8项可能与前面各项都有关，正是由于以上一些不确定度的来源，造成了标准体积管检定流量计的结果具有不可避免的不确定度。但是，如果标准体积管检定流量计的结果不确定度在规定区间以，我们则认为，该检定结果是可靠的。

雨兵，男，1976年2月出生、综合计量高级技师，毕业于西南石油大学石油工程专业，本科学历，现在新疆油田油气储运公司交油队从事综合计量工作。