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蒸汽流量计示值误差校准


随着自动化工业的不断发展,蒸汽流量计应用不断扩展。蒸汽流量计是测量蒸汽累计质量流量的专用仪表,具有机械式和智能式两种结构形式;通过指示器表盘(机械式)或液晶显示屏(智能式)现场显示,精确地读出流过该表的全部蒸汽的质量,也可输出脉冲信号,同时具有手动压力补偿或自动温度补偿功能。在各项工业系统(system)中,它是过程控制或贸易结算中极为重要的仪器。因此,蒸汽流量计校验必须在经法定计量部门检定认可的水流量标定装置上实流标定。其校验误差是在相对特定标定装置上测得的,所以确定仪表标准误差的不确定度(对被测量值的不能肯定的程度)应是首先考虑的问题。
   目前,不少蒸汽流量(单位:立方米每秒)计生产厂家在其选型资料上标明了自家生产仪表的精度,即允许的最大误差或准确度等级,而校准误差的不确定度未作说明。当将仪表换台到其他台位上校验,将出现较大的偏差,这就是没有考虑流量标定装置不确定度因素(当然蒸汽流量计的稳定性和重复性也是关键重要的因素)导致的结果。
   本文详细阐述(expound)了蒸汽流量计示值偏差不确定度评定的计算方法,并通过与中国计量科学研究院和上海市计量测试院进行比对试验,最终论证了计算方法的准确性。流量计有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
   1 校准不确定度评定
   本文主要介绍依据《蒸汽流量(单位:立方米每秒)计检定规程》JJG1033-2007,对蒸汽流量计示值误差的测量结果的不确定度进行评定,通过严谨的标定实验以确保产品的精确度和可靠性。
   1.1 标定实验要求
   依据《蒸汽流量(单位:立方米每秒)计检定规程》JJG1033-2007,在校准的环境条件下,以最大流量为100m3/
  H、准确度等级为0.5%的DN80mm蒸汽流量计为被测对象。测量标准与主要配套仪器设备(shèbèi)为经上一级检测(检查并测试)机构校准的DN40mm~DN150mm水流量标定装置,不确定度为0.041%(k=2)。
   符合上述条件的测量结果,一般可以直接使用本不确定度评定结果。超声波流量计蒸汽主要用孔板、涡街流量计等来测量,其中以涡街流量计更为常见,其主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。
   1.2 标定方法和数学模型
   在规定的环境条件下,按《蒸汽流量计检定规程》JJG1033-2007检定,以检定规程给出的示值误差表示式作为不确定度评定的数学模型,以循环水为介质(起决定作用的物质),用静态质量法测量,将蒸汽流量计显示的累积流量值与标准装置的容积值(换算到蒸汽流量计处状态的累积流量值)比较,计算得出蒸汽流量计相对示值误差如式(1)所示。
       (1)
   式中:Eij为第i检定点第j次检定被检蒸汽流量计的相对示值误差,%;Qij为第i检定点第j次检定时蒸汽流量计显示的累积流量值,m3;(Qs)tf为第i检定点第j次检定时标准器换算到蒸汽流量计处状态的累积流量值,m3。
   灵敏系数C的表达式为:
       (2)
   传播率计算公式为:
       (3)
   由于所有输入量Qi
  J、(Qs)ij彼此独立且不相关,故传播率公式简化后如式(4)所示。
 
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