摘要:为了提高液体涡轮流量计示值误差的正确率和合理性,本文根据JFI059-1999<测量不确定度评定与表示》和JJGI037-2008《涡轮流量计》检定规程,对多种规格的液体涡轮流量计的示值误差进行了不确定度评定。
1概述
1.1测量依据
JJG1037-2008<涡轮流量计>检定规程。
1.2环境条件
大气温度为(23.5±1)℃;大气相对湿度为(38±1)%RH;大气压为(93.2±0.5)kPa,检定用介质温度(18.5±O.2)℃;电源电压应为(220±22)V,电源频率应为(50±2.5)H;外界磁场、机械振动小到对流量计的影响可以忽略不计。
1.3测量标准
标准表法水流量标准装置,测量范围:(0~900)m³/h、DN(15~250)mm,准确度等级:0.2级,检定介质:循环水。
1.4被测对象
依据JJGl037-2008《涡轮流量计》>检定规程,上述标准表法水流量标准装置能够开展的液体涡轮流量计准确度等级为1.0级。因此,根据口径和流量范围的不同分别选取以下10类涡轮流量计作为被测对象,见表1。
1.5测量过程
在规定的环境条件下,按JJG1037-2008《<涡轮流量计>检定规程,将涡轮流量计安装在标准表法水流量标准装置上,保证流量计与前后直管段同轴安装。以循环水为检定介质,调节流量点至最大流量的70%流量点,运行5min,等待介质温度、压力和流量稳定后进行正式检定。
依据检定规程,1.0级的涡轮流量计检定流量点分别为:Qmin、qt、0.40max和qmax。对于量程比≤20:1的流量计,其分界流量qt=0.2qmax。每个检定流量点检定3次,取其平均值作为该流量点的示值误差。
把流量调到规定的流量值,稳定后,启动装置的记录功能和被检流量计的输出功能,记录两者的初始示值,按装置操作要求运行一段时间后,同时停止标准装置的记录功能和被检流量计的输出功能。记录两者的最终示值。分别计算标准装置和被检流量计的累积流量值,最终计算出涡轮流量计的示值误差。
1.6评定结果的使用
符合.上述条件的测量结果,可直接使用本不确定度的评定结果。
2建立数学模型
2.1数学模型
式中:E--被测涡轮流量计的示值误差，%;EL--标准装置测量被测流量计所得到的示值误差,%;Es--标准装置对测量结果的影响,%。
2.2灵敏系数
对上式中各参量求偏导得到灵敏系数如下:
2.3传播率公式
根据_上述数学模型，建立传播率公式为:
3各输入量的标准不确定度评定
3.1输入量EL的标准不确定度u(EL)的评定
输入量EL的标准不确定度来源主要是被测流量计测量的重复性,可以通过连续测量得到测量列E1、E2
Eln的方法计算得出，采用A类方法进行评定。
取一台口径DN25mm、流量范围(0.5~5.0)m³/h的属于第1类的液体涡轮流量计,流量点选择为qmx,即5m³/h。用标准装置测量流量计,连续测量8次,得到--组示值误差的测量列，见表2:
3.2输入量Es标准不确定度u(Es)的评定
输入量Es,标准不确定度u(Es)主要来源于标准装置的最大允许误差,采用B类方法评定。
标准表法水流量标准装置的最大允许误差为0.2级,视为均匀分布,k=3，则其标准不确定度为:
1(Es)=0.2%/3=0.115%。
4标准不确定度汇总表
5合成标准不确定度的计算
根据公式(3),计算合成标准不确定度为:
6扩展不确定度的评定
取包含因子k=2,则扩展不确定度为:
Urel=kXuc(E)=0.26%
7其他各检定流量点测量不确定度的评定
依据检定规程,本台涡轮流量计检定流量点分别为:qmin.qt.0.40.qmax和qmax,即0.5m³/h.1.0m³/h.2.0m³/h、5.0m³/h。其不确定度见表4。
8其他规格涡轮流量计示值误差不确定度评估
8.1第2类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN32mm、流量范围(1.0~10.0)m³/h 的涡轮流量计，其示值误差不确定度见表5:
8.2第3类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN50mm、流量范围(5.0~50.0)m³/h的涡轮流量计，其示值误差不确定度见表6:
8.3第4类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN65mm、流量范围(5.0~80.0)m³/h.的涡轮流量计，其示值误差不确定度见表7:
8.4第5类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN80mm、流量范围(8.0~100.0)m³/h.的涡轮流量计,其示值误差不确定度见表8:
8.5第6类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN100mm、流量范围(10.0~200.0)m³/h的涡轮流量计，其示值误差不确定度见表9:
8.6第7类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN125mm、流量范围(15.0~300.0)m³/h的涡轮流量计,其示值误差不确定度见表10:
8.7第8类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN150mm、流量范围(50.0~500.0)m³/h的涡轮流量计,其示值误差不确定度见表11:
8.8第9类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN200mm、流量范围(100.0~600.0)m³/h的涡轮流量计,其示值误差不确定度见表12:
8.9第10类涡轮流量计示值误差不确定度评估
选取一台口径DN250mm、流量范围(150.0~900.0)m³/h的涡轮流量计，其示值误差不确定度见表13:
9测量不确定度的报告与表示
对于以上液体涡轮流量计，其测量不确定度表示见表14:
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