鐘罩式氣體標(biāo)準(zhǔn)裝置技術(shù)報告

1、目 錄一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的 (1)二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成(1)三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備(2)四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)(3)五、環(huán)境條件(3)六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖(4)七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)(5)八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核(6)九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定(7)十、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證(11)十一、結(jié)論(12)十二、附加說明(12)一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的天然氣流量計(jì)是油田天然氣計(jì)量的直接手段，目前，中原油田在用的氣流量計(jì)大約有700余臺，其中每年需要送檢氣流量計(jì)接近700臺件。為使油田使用氣流量計(jì)的檢定方便，控制外送檢定成本，特建立鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置，確保

2、天然氣流量計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益。為油田開發(fā)提供第一手可靠的的材料。二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成工作原理：鐘罩內(nèi)定容定壓的氣體，經(jīng)實(shí)驗(yàn)管線流經(jīng)被檢流量計(jì)，以鐘罩流出的氣體容積值與被檢流量計(jì)的指示值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)對被檢流量計(jì)的檢定。組成：1、鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置； 2、被檢流量計(jì)實(shí)驗(yàn)管線； 3、控制系統(tǒng)。三、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備計(jì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 器名 稱型 號測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差制造廠及出廠編號檢定或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)檢定周期或復(fù)校間隔鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置LJQ-2000(3120) m3/h準(zhǔn)確度等級：0.5級丹東科泰儀器儀表有限公司2021河南省計(jì)量科學(xué)研究院

3、3年主 要 配 套 設(shè) 備數(shù)字式無汞氣壓表BQY-1B（95105）kPaMPE:±40Pa常州禮河試驗(yàn)儀器廠870030中國計(jì)量科學(xué)研究院2年鉑電阻溫度傳感器Pt100(0.150) 準(zhǔn)確度等級：A級遼寧錦州溫度儀表廠17中原油田分公司技術(shù)檢測中心1年壓力變送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa準(zhǔn)確度等級：±0.1北京羅斯蒙特儀表有限公司河南省計(jì)量科學(xué)研究院1年壓力變送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa準(zhǔn)確度等級：±0.1北京羅斯蒙特儀表有限公司河南省計(jì)量科學(xué)研究院1年壓力變送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa準(zhǔn)確度等級：

4、±0.1北京羅斯蒙特儀表有限公司河南省計(jì)量科學(xué)研究院1年四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)1、鐘罩式氣體標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量范圍：（3120）m3/h2、不確定度：U =0.5% (k=2)。3、 檢定管線口徑：DN20、DN25、DN32、DN50；五、環(huán)境條件序號項(xiàng) 目要 求實(shí)際情況結(jié) 論1溫 度（20±5）（20±5）合 格2相對濕度（3080）%（3080）%合 格3大氣壓力（86106）kPa（86106）kPa合 格六、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖上一級計(jì)量器具計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱：鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置鋼圍尺準(zhǔn)確度等級：2級保存機(jī)構(gòu)：河南省計(jì)量研究科學(xué)院尺寸測量法本級計(jì)量

5、器具計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱：鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置測量范圍：（3.0120）m3/h準(zhǔn)確度等級：0.2級比較法下一級計(jì)量器具計(jì)量器具名稱：氣體流量計(jì)測量范圍：（3.0120）m3/h準(zhǔn)確度等級：1.0級及以下 七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測量重復(fù)性考核 在50mm、32mm、25 mm、20 mm的試驗(yàn)管道上分別安裝一被檢流量計(jì)，分別在大流量和小流量點(diǎn)進(jìn)行10次以上流量重復(fù)測量，算出各點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，計(jì)算出各流量點(diǎn)的重復(fù)性。選擇其中大流量點(diǎn)的最大值與小流量點(diǎn)最大值做為該裝置的重復(fù)性, 鐘罩重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表1。表1 重復(fù)性試驗(yàn)數(shù)據(jù) 序號DN50管線DN32管線DN25管線DN20管線小流量m3/h大流量m3/h小流

6、量m3/h大流量m3/h小流量m3/h大流量m3/h小流量m3/h大流量m3/h110.279120.439 4.643 44.650 2.578 24.754 1.58612.781 210.286120.528 4.646 44.637 2.579 24.730 1.58712.783 310.281120.571 4.646 44.616 2.582 24.736 1.58712.778 410.281120.616 4.644 44.670 2.581 24.742 1.5912.777 510.286120.692 4.641 44.627 2.580 24.742 1.58912.

7、781 610.290 120.723 4.637 44.643 2.584 24.728 1.5912.771 710.295121.738 4.640 44.647 2.584 24.743 1.58912.774 810.296122.794 4.642 44.639 2.585 24.742 1.58712.787 910.296123.707 4.638 44.655 2.587 24.743 1.58812.780 1010.297124.764 4.649 44.667 2.588 24.731 1.58712.785 平均值10.289125.766 4.642 44.645

8、2.583 24.739 1.58812.780 標(biāo)準(zhǔn)差S0.0070.1140.0040.017 0.0030.007 0.0010.005重復(fù)性0.07%0.09%0.08%0.04%0.12%0.03%0.08%0.04%平均值計(jì)算公式：標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式：重復(fù)性計(jì)算公式： 因此，本標(biāo)準(zhǔn)裝置的重復(fù)性：大流量點(diǎn)（125.766 m3/h）：0.09%；小流量點(diǎn)（2.578 m3/h）：0.12% 。八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核 在25 mm試驗(yàn)管道上裝一被檢流量計(jì)，在大流量（24m3/h）和小流量（2.6m3/h）點(diǎn)進(jìn)行10次流量測量，算出各點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。連續(xù)進(jìn)行4個月相同的測量，選擇其中的最大值

9、與最小值之差做為該裝置的穩(wěn)定性, 其結(jié)果見表2。表2 穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)序號試驗(yàn)時間流量 m3/h結(jié)果 %12012年7月240.03 2.60.09 22012年8月240.04 2.60.09 32012年9月240.07 2.60.16 42012年10月240.03 2.60.05 1、 各測量結(jié)果的最大值與最小值之差： 24m3/h流量點(diǎn)： 0.07% - 0.03% = 0.04% 2.6m3/h流量點(diǎn): 0.16% - 0.05% = 0.11%2、 本裝置的最大允許誤差為±0.2% 3、穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果： 0.11% 0.2%根據(jù)以上分析結(jié)果得出：本裝置的穩(wěn)定性為0.11%

10、。九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定一 測量原理 旋進(jìn)旋渦流量計(jì)由旋進(jìn)旋渦流量傳感器和顯示儀表組成。顯示儀表接收流量傳感器發(fā)出的脈沖信號，經(jīng)過整形、放大并記錄下來，通過測量其旋渦頻率而實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量的目的。二 數(shù)學(xué)模型 1、單次測量的儀表系數(shù) 根據(jù)JJG19894速度式流量計(jì)檢定規(guī)程的要求，對于單次測量，流量計(jì)的儀表系數(shù)定義為： （1）式中 第檢定點(diǎn)第次檢定的儀表系數(shù)，（m3）1；第檢定點(diǎn)第次檢定時流量計(jì)顯示儀表測得的脈沖數(shù)；第檢定點(diǎn)第次檢定時測得的標(biāo)準(zhǔn)器處流體實(shí)際體積，m3；，分別為第檢定點(diǎn)第次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處和流量計(jì)處的流體絕對壓力，Pa；，分別為第檢定點(diǎn)第次檢定時標(biāo)準(zhǔn)器處和流量計(jì)處的流體溫

11、度，。1，2，m；m為檢定點(diǎn)數(shù)，m3；1，2，n；n為每點(diǎn)檢定次數(shù)，n3。每個流量點(diǎn)儀表系數(shù) （2）流量計(jì)儀表系數(shù) （3）三 、不確定度分析及計(jì)算由數(shù)學(xué)模型和計(jì)量檢定規(guī)程可知，鐘罩體積影響因素主要有：上一級檢定機(jī)構(gòu)對鐘罩檢定的流量不確定度、鐘罩的測量重復(fù)性、鐘罩內(nèi)壓力變化、壓力變送器不確定度、溫度變送器不確定度、線膨脹系數(shù)等方面，現(xiàn)就這些方面進(jìn)行分析。1、 鐘罩標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度分量u1;上一級檢定機(jī)構(gòu)對鐘罩進(jìn)行了檢定，鐘罩標(biāo)準(zhǔn)器的流量擴(kuò)展相對不確定度（k=2）為0.2%，由此引入的不確定度分量為 2、 鐘罩的重復(fù)性引入的不確定度分量u2； u2 = 0.12% 3、 鐘罩內(nèi)壓力的變化引入的

12、不確定度分量為u3；由檢定證書中得到，鐘罩內(nèi)壓的波動為20Pa;標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為101325Pa,轉(zhuǎn)換為相對誤差為P: 置信概率為95%，估計(jì)為正態(tài)分布，包含因子k=2，對流量的影響系數(shù)為1，引入的不確定度分量為：4、壓力變送器引入的不確定度分量為u4；由壓力變送器檢定證書中得到，壓力變送器準(zhǔn)確度等級為0.1%，由其引入的不確定度分量為：;5、溫度變送器引入的不確定度分量為u5；由溫度變送器檢定證書中得到，溫度變送器準(zhǔn)確度等級為0.2%，由其引入的不確定度分量為：6、線膨脹系數(shù)引入的不確定度分量為u6； 標(biāo)尺、鐘罩的線膨脹系數(shù)，由于在允許使用環(huán)境范圍內(nèi)變化量很小，由其引入的不確定度分量也很小，故可忽略不計(jì)。四、合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度四 測量不確定度報告相對擴(kuò)展不確定度為，檢定結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度為0.38%，k=2。十、檢定結(jié)果的驗(yàn)證 選取一臺浙江天信儀表有限公司生產(chǎn)的LUX-25B旋進(jìn)旋渦流量計(jì)，用本套裝置進(jìn)行檢定，與送河南省計(jì)量科學(xué)研究院檢定數(shù)據(jù)對比，結(jié)