0引言
差壓式流量計廣泛用于石油、化工、冶金和供暖等領域,其測量值的準確性和可靠性對于能源、環保等行業至關重要,且與人民群眾的利益密切相關。流量計的正確性穩定性、可靠性以及適用性，直接影響交易雙方的切身利益。
差壓式流量計主要由節流裝置、引壓導管、三閥組、差壓變送器和顯示儀表組成。其中節流裝置由標準孔板、ISA1932噴嘴、長徑噴嘴等標準節流件以及取壓裝置構成。差壓變送器是差壓式流量計中的重要組成部分,它能將節流裝置的差壓信號轉變成電流信號。顯示儀表將差壓變送器產生的標準電流信號及其他裝置產生的補償信號進行計算,顯示瞬間流量、累計流量及其他流量。
差壓式流量計的工作原理為:充滿管道的流體流經管道內的節流裝置,在節流件附近造成局部收縮使流速增加,在其上下游兩側產生靜壓差。在已知有關參數的條件下,根據流動連續原理和伯努利方程可以推導出差壓與流量的關系而求得流量。目前，常用的檢定標準節流裝置的方法分為幾何檢測法、系數檢測法、示值誤差檢測法。根據JJG640--2016《差壓式流量計》中幾何檢測法的要求可知,影響節流件檢定的因素主要包括:平面度,工作條件下節流孔直徑,工作條件下上下游管道內徑厚度,噴嘴總長度和喉部長度等。
1測量方法
依據檢定規程JJG640--2016,利用幾何檢測法對標準差壓式流量計的各個參數進行檢測。本次以一臺精度等級為1.5級、規格為DN200的標準孔板為例進行評定。
2建立測量模型
2.1數學模型
計算差壓式流量計(標準孔板)質量流量的數學模型為:
式中,qm為流體的質量流量,kg/h;C為所測流體的流出系數;β為節流裝置測量管道內徑D和標準孔板開孔直徑d的比值，β=d/D;ε1為所測流體的可膨脹系數;d為標準孔板的開孔直徑,mm;△P為所測流體流經節流件(標準孔板)前后的壓力差,Pa;ρ為所測流體的密度值,kg/m3。
假定ε1、△P和ρ1是常數。因此,包括在
的實用數學模型中的不確定度應是Cβ、d、D這些分量的不確定度。
2.2方差和傳播系數
2.3流出系數的合成標準不確定度
根據傳播律計算公式可得:
uc(δ)=[c2(C)u2(C)+c2(d)u2(d)+c2(D)u2(D)+c2(β)u2(β)1/2.
3標準不確定度分析
不確定度的主要來源有:1)管道內徑測量重復性引人的不確定度;2)孔板開孔直徑重復測量引人的不確定度;3)流體流出系數C引人的不確定度;4)β值引人的不確定度。
4標準不確定度分量的計算
4.1管道內徑D的不確定度評定
用尺寸測量法分別對管道內徑D進行測量,在不同徑向測量6次得到下列數據:200.94、201.30、201.30、201.66、200.74、201.95mm。管道內徑D的不確定度為:
4.2孔板開孔直徑d的不確定度評定
分別對孔板開孔直徑d進行測量,在不同的徑向測量6次，得到下列數據:96.788、96.792、96.784、96.788、96.789、96.781mm。板開孔直徑d的不確定度為:
內測千分尺的誤差為0.01mm,其分布為均勻分布,k=/3,自由度v2=∞。內側千分尺分辨力引人的標準不確定.度為:
4.3流體流出系數C的不確定度評定
根據規程GB/T2624--93《流量測量節流裝置用孔板噴嘴和文丘里管測量充滿圓管的流體流量》規定,流出系數C值的相對標準不確定度為:
4.4β的不確定度評定
根據節流裝置設計計算書可知,20℃時節流件開孔直徑d的誤差為0.05mm,設計的管道內徑D為200mm,因此:
5合成標準不確定度及擴展不確定度的評定
合成標準不確定度為:
擴展標準不確定度為:
Urel=kuc=6.00x10-3,k=2
6結束語
本文以精度等級1.5級、規格DN200的標準孔板流量計為例,在特定的溫度、大氣壓力條件下進行了流量計測量不確定度評定。通過本次評定可以得出，除去差壓式流量計檢定裝置自身的影響,生產廠家提供計算書中流出系數的分量對整個差壓式流量計測量不確定度的影響較大。因此,在日常的檢定校準工作中,應保證生產廠家使用正確的材質及較高的生產工藝，確保管道內徑、開孔直徑等參數的準確性,盡可能減小標準節流件本身引人的流出系數分量,從而保證整個不確定度評定的正確性。
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