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影響（xiǎng）井水流量計誤差的因素及不（bú）確定度分析
點擊次數：2182 發（fā）布時間：2021-09-08 00:51:09
摘要：針對目（mù）前井水流（liú）量計的廣泛應用，簡要介紹影響井水流（liú）量計示值誤差的（de）不利因（yīn）素以及對其（qí）不確定度（dù）的（de）分析。
1、引言（yán）
隨著工（gōng）業自動化的迅速發展，越（yuè）來越（yuè）多（duō）的流量計被用於工業生（shēng）產和貿易（yì）結算，因此流量計（jì）的計量檢定校準占據（jù）著越來越重要的地位，在眾多種類的流（liú）量計中，井水流量（liàng）計以其（qí）傳感器結構簡單（dān）、測量管徑無壓損、準確度高、性（xìng）能優良等諸多優點，被應用在各個領域。井水流量（liàng）計有許多優（yōu）點，但若選型不（bú）合理、現（xiàn）場安裝不（bú）妥、使用不當，都將會（huì）引（yǐn）起誤差的增大，示值不穩定，甚至表體損壞。針對大慶地區各大采油廠（chǎng）的實際情況，正確的安裝方法成了流量計準確計量的關鍵。
如果在實驗室進行檢定校準，以上這些不利因素就可以有效地減輕甚至避免（miǎn），下麵將在實驗室環境下和（hé）模（mó）擬現場環境下對同一井（jǐng）水流量計進行不確定度的分析。
2、實驗室條件下的不確定度分析（xī）
2.1 實驗要求（qiú）
依據（jù）JJG1033-2007《井水流量（liàng）計檢定規程》，選定一台DN100mm井（jǐng）水流量計作為校準對象，測量標準和主要配套儀器設備為DN(80-250)mm水流量標準裝（zhuāng）置，不確定度（dù）為0.066%(k=2)。
2.2 數學模型
2.2.1 體積流量計算
由於水的體（tǐ）積壓縮係數很小，當壓力變化不是很大時，可將水看做是不可壓縮（suō）的流體，因此由標準裝置得到的水（shuǐ）的（de）體積（jī）流量為（wéi）：
2.2 流量計誤差
井水（shuǐ）流量（liàng）計準確度的表示（shì）方法有三種：相對示值誤差、滿量（liàng）程引用誤差、相對示值誤差與滿量程引用誤差相結合。因為針對一個固定的流量點（diǎn）誤差總（zǒng）可以用任一種方式表述，而流量計量（liàng）中（zhōng），相對示值誤差應用場合較多，所以下麵的分析（xī）均采用相對（duì）示（shì）值誤差的（de）表示方法。
2.3 靈敏係數
靈敏係數C的表（biǎo）達式為：
2.4 各分量標準不確定度評定（dìng）
標準不（bú）確定（dìng）度的來源主要有兩個方麵：由被校流量計（jì）測量（liàng）重複性引入的不確（què）定度分（fèn）量u（Er）和標準裝置引入的不確定度分（fèn）量u（Qs）。
2.4.1 被校流量計測量重複性引（yǐn）入的不確定度分量u（Er）的評定（dìng）DN100mm井水流量計（jì），其流量範圍為（4～45）m3/h，各測量點測量重複性按（àn）下式計算：
從表中已（yǐ）得出各測量點的Eri值。為此每個流量點由測量重複性引入的不確定度為（wéi）：
2.4.2 標準裝置引入的不確定度分量u（Qs）的評定
本分量主要由標準裝置引入的，其不確定度來源主要有計時器頻率穩定度、標準工作量器的（de）不確定度、換向器的累計時間、溫度變送器的誤差（chà）、壓力變送器的誤差（chà）等引入的。黑龍江（jiāng）省（shěng）計量檢定測（cè）試院檢定（dìng）該裝置時已將上述各項不確定因素考慮在內，在檢定**上已給出擴展不確定度為U=0.066%（k=2）。則標準裝置引入的不確定度分量為：
2.5 合成相對標準不確定度Uc的評定合成相對標準不確定度Uc的（de）評定
2.6 擴展不確定度的評定
取包含因子k=2時，則擴展不確定度結果如表1：
通（tōng）過在實驗（yàn）室條件下對該流（liú）量計的檢定，符合流量（liàng）計的等級標準，下麵將模擬現場安裝條件來（lái）對該流（liú）量計進（jìn）行檢定。
3、實驗室條件下的不確定度分析
為了模擬現場管道中流量不穩的情況，將該流量計上遊處安裝一個同口徑的渦街流量計，因為渦街（jiē）流量計表體中有可產生旋（xuán）渦的阻流件，可以模（mó）擬現場的流體不穩定情況（kuàng）。其測量（liàng）後的（de）具體數據如（rú）表2：
4、結論
實驗室條件下和模擬現場條件下的不確定度比較（表3）兩（liǎng）次結果可以看（kàn）出，兩次實驗各個（gè）流量點的不確（què）定度差距非常大。可見（jiàn），井水流量計對安裝條件還是比較苛刻的。
5、結束語
通過對流（liú）量計在不同環境下（xià）不確定度的評定，可以（yǐ）看出現（xiàn）場安裝條件對流量計誤差和不確（què）定度的影響。如果流量計在現場使用時沒有正確安裝，例如直管（guǎn）段長度不夠（gòu）、管徑內液體不是理（lǐ）想液體、環境溫度超（chāo）出流量計正常使用範圍（wéi），都有可能對（duì）流量計的測量結（jié）果（guǒ）造成*大的影響，可是現場（chǎng）條件未（wèi）必能（néng）像實驗室的安裝（zhuāng）條（tiáo）件一樣理想，這就需要（yào）使用單位對（duì）流量計的性能作必要的了解和對（duì）現場安裝條件的（de）嚴格把關。
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1、引言（yán）
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如果在實驗室進行檢定校準，以上這些不利因素就可以有效地減輕甚至避免（miǎn），下麵將在實驗室環境下和（hé）模（mó）擬現場環境下對同一井（jǐng）水流量計進行不確定度的分析。
2、實驗室條件下的不確定度分析（xī）
2.1 實驗要求（qiú）
依據（jù）JJG1033-2007《井水流量（liàng）計檢定規程》，選定一台DN100mm井（jǐng）水流量計作為校準對象，測量標準和主要配套儀器設備為DN(80-250)mm水流量標準裝（zhuāng）置，不確定度（dù）為0.066%(k=2)。
2.2 數學模型
2.2.1 體積流量計算
由於水的體（tǐ）積壓縮係數很小，當壓力變化不是很大時，可將水看做是不可壓縮（suō）的流體，因此由標準裝置得到的水（shuǐ）的（de）體積（jī）流量為（wéi）：
2.2 流量計誤差
井水（shuǐ）流量（liàng）計準確度的表示（shì）方法有三種：相對示值誤差、滿量（liàng）程引用誤差、相對示值誤差與滿量程引用誤差相結合。因為針對一個固定的流量點（diǎn）誤差總（zǒng）可以用任一種方式表述，而流量計量（liàng）中（zhōng），相對示值誤差應用場合較多，所以下麵的分析（xī）均采用相對（duì）示（shì）值誤差的（de）表示方法。
2.3 靈敏係數
靈敏係數C的表（biǎo）達式為：
2.4 各分量標準不確定度評定（dìng）
標準不（bú）確定（dìng）度的來源主要有兩個方麵：由被校流量計（jì）測量（liàng）重複性引入的不確（què）定度分（fèn）量u（Er）和標準裝置引入的不確定度分（fèn）量u（Qs）。
2.4.1 被校流量計測量重複性引（yǐn）入的不確定度分量u（Er）的評定（dìng）DN100mm井水流量計（jì），其流量範圍為（4～45）m3/h，各測量點測量重複性按（àn）下式計算：
從表中已（yǐ）得出各測量點的Eri值。為此每個流量點由測量重複性引入的不確定度為（wéi）：
2.4.2 標準裝置引入的不確定度分量u（Qs）的評定
本分量主要由標準裝置引入的，其不確定度來源主要有計時器頻率穩定度、標準工作量器的（de）不確定度、換向器的累計時間、溫度變送器的誤差（chà）、壓力變送器的誤差（chà）等引入的。黑龍江（jiāng）省（shěng）計量檢定測（cè）試院檢定（dìng）該裝置時已將上述各項不確定因素考慮在內，在檢定**上已給出擴展不確定度為U=0.066%（k=2）。則標準裝置引入的不確定度分量為：
2.5 合成相對標準不確定度Uc的評定合成相對標準不確定度Uc的（de）評定
2.6 擴展不確定度的評定
取包含因子k=2時，則擴展不確定度結果如表1：
通（tōng）過在實驗（yàn）室條件下對該流（liú）量計的檢定，符合流量（liàng）計的等級標準，下麵將模擬現場安裝條件來（lái）對該流（liú）量計進（jìn）行檢定。
3、實驗室條件下的不確定度分析
為了模擬現場管道中流量不穩的情況，將該流量計上遊處安裝一個同口徑的渦街流量計，因為渦街（jiē）流量計表體中有可產生旋（xuán）渦的阻流件，可以模（mó）擬現場的流體不穩定情況（kuàng）。其測量（liàng）後的（de）具體數據如（rú）表2：
4、結論
實驗室條件下和模擬現場條件下的不確定度比較（表3）兩（liǎng）次結果可以看（kàn）出，兩次實驗各個（gè）流量點的不確（què）定度差距非常大。可見（jiàn），井水流量計對安裝條件還是比較苛刻的。
5、結束語
通過對流（liú）量計在不同環境下（xià）不確定度的評定，可以（yǐ）看出現（xiàn）場安裝條件對流量計誤差和不確（què）定度的影響。如果流量計在現場使用時沒有正確安裝，例如直管（guǎn）段長度不夠（gòu）、管徑內液體不是理（lǐ）想液體、環境溫度超（chāo）出流量計正常使用範圍（wéi），都有可能對（duì）流量計的測量結（jié）果（guǒ）造成*大的影響，可是現場（chǎng）條件未（wèi）必能（néng）像實驗室的安裝（zhuāng）條（tiáo）件一樣理想，這就需要（yào）使用單位對（duì）流量計的性能作必要的了解和對（duì）現場安裝條件的（de）嚴格把關。
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