標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置校準(zhǔn)規(guī)范

1標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置校準(zhǔn)規(guī)范本規(guī)范適用于標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置的校準(zhǔn)。2引用文件JJG996—2012壓縮天然氣加氣機(jī)JJF1369—2012壓縮天然氣加氣機(jī)型式評價大綱GB18047車用壓縮天然氣OIMLR139:2007(E)車用壓縮氣體燃料測量系統(tǒng)(Compressedgaseousfuel凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3.1術(shù)語3.1.1標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置mastermetermethodverificationfacilityofcompressednaturalgasd采用標(biāo)準(zhǔn)表法原理，對壓縮天然氣加氣機(jī)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)的計量標(biāo)準(zhǔn)裝置(以下簡稱加氣機(jī)檢定裝置)。它包括標(biāo)準(zhǔn)表、計算機(jī)系統(tǒng)、壓力計、入口閥、出口閥等，標(biāo)準(zhǔn)表一般采用科里奧利質(zhì)量流量計。同時根據(jù)加氣機(jī)檢定裝置的測量范圍，劃分為大、中、小流量加氣機(jī)檢定裝置。3.1.2大流量加氣機(jī)檢定裝置highcapacityverificationfacilityofcompressednatural用于檢定大流量加氣機(jī)的加氣機(jī)檢定裝置，其最大流量大于70kg/min。3.1.3中流量加氣機(jī)檢定裝置mediumcapacityverificationfacilityofcompressed用于檢定中流量加氣機(jī)的加氣機(jī)檢定裝置，其最大流量大于30kg/min且不大于3.1.4小流量加氣機(jī)檢定裝置lowcapacityverificationfacilityofcompressednatural用于檢定小流量加氣機(jī)的加氣機(jī)檢定裝置，其最大流量不大于30kg/min。對加氣機(jī)檢定裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，并按校準(zhǔn)結(jié)果對加氣機(jī)檢定裝置示值進(jìn)行修正的數(shù)字2因子，其值為校準(zhǔn)用設(shè)備測量值與被校加氣機(jī)檢定裝置示值之比。本規(guī)范用F表示。3.2.1質(zhì)量：千克，符號kg。3.2.2流量：千克每分鐘，符號kg/min。加氣機(jī)檢定裝置主要由標(biāo)準(zhǔn)表(質(zhì)量流量計)、計算機(jī)系統(tǒng)、壓力計、入口閥、出4.2工作原理在加氣機(jī)檢定裝置中，使用標(biāo)準(zhǔn)表獲得通過裝置的壓縮天然氣的質(zhì)量。工作時，將壓縮天然氣加氣機(jī)上的加氣槍連接到裝置的入口處，裝置出口連接到儲氣容器，使裝置與加氣機(jī)組成一條串聯(lián)管路。壓縮天然氣依次經(jīng)過被檢加氣機(jī)、加氣機(jī)檢定裝置，然后注入儲氣容器。加氣機(jī)和加氣機(jī)檢定裝置同時測量天然氣流量(累積流量),比較加氣機(jī)檢定裝置測量值和加氣機(jī)的顯示值，即可獲得壓縮天然氣加氣機(jī)的示值誤差。圖1為加氣機(jī)檢定裝置工作原理示意圖。被檢加氣機(jī)加氣槍+入口閥質(zhì)量儲氣裝置出口閥在R(1)和R(2)流量區(qū)，加氣機(jī)檢定裝置修正因子的擴(kuò)展不確定度(包含因子k=2)應(yīng)不超過0.3%。注：以上指標(biāo)不是用于合格性判別，僅供參考。a)溫度：(-10～40)℃;b)相對濕度：35%～85%;c)其他影響量：電源、振動、大氣中水汽凝結(jié)和氣流及磁場等因素不得對校準(zhǔn)結(jié)36.2校準(zhǔn)用介質(zhì)校準(zhǔn)用介質(zhì)為壓縮空氣，其水露點和固體顆粒物符合GB18047的相關(guān)要求。6.3校準(zhǔn)用設(shè)備6.3.1主標(biāo)準(zhǔn)器在有效測量范圍內(nèi)，主標(biāo)準(zhǔn)器示值的擴(kuò)展不確定度應(yīng)不超過0.1%。一般選用高準(zhǔn)確度級的電子天平作為主標(biāo)準(zhǔn)器，應(yīng)按照最大稱重量的(1.2～2)倍選擇電子天平的最大稱量(Max),天平的最大稱重量由加氣量、儲氣容器、管路及支架等總質(zhì)量確定。電子天平的技術(shù)參數(shù)參考見表1。準(zhǔn)確度級別最大稱量(Max)實際分度(d)小流量加氣機(jī)檢定裝置?中流量加氣機(jī)檢定裝置??a)流量指示儀：準(zhǔn)確度等級不低于2.5級。b)儲氣容器：儲氣容器必須滿足最大工作壓力為25MPa的壓力容器要求，應(yīng)有有效期內(nèi)的特種設(shè)備合格證書，且容積大小需要滿足以下條件 校準(zhǔn)小流量加氣機(jī)檢定裝置時，儲氣容器的容積應(yīng)不小于90L; 校準(zhǔn)中流量加氣機(jī)檢定裝置時，儲氣容器的容積應(yīng)不小于300L 校準(zhǔn)大流量加氣機(jī)檢定裝置時，儲氣容器的容積應(yīng)不小于600L。c)精密壓力計：壓力范圍(0～40)MPa,準(zhǔn)確度等級不低于0.4級。d)標(biāo)準(zhǔn)砝碼：不低于F2等級，質(zhì)量在試驗氣量的(0.8～1.0)倍之間。6.3.3校準(zhǔn)用主標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備均應(yīng)有有效的檢定/校準(zhǔn)證書。7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目加氣機(jī)檢定裝置在R(1)和R(2)流量區(qū)的修正因子.7.2校準(zhǔn)方法7.2.1校準(zhǔn)前檢查7.2.1.1外觀檢查檢查加氣機(jī)檢定裝置的銘牌，銘牌應(yīng)注明制造廠名、產(chǎn)品名稱、型號規(guī)格、制造日期、出廠編號、流量范圍、不確定度、最大工作壓力、電源電壓、工作環(huán)境、防爆標(biāo)檢查加氣機(jī)檢定裝置的分辨力，其最小質(zhì)量變量應(yīng)不超過0.001kg。4a)將加氣機(jī)檢定裝置與高壓氣源以及校準(zhǔn)用設(shè)備相連接，如圖2所示。b)關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)裝置中的容器閥門，開啟加氣機(jī)檢定裝置出口閥，打開加氣機(jī)檢定裝c)觀察校準(zhǔn)用設(shè)備上精密壓力計示值，當(dāng)壓力值達(dá)到(21～25)MPa時，關(guān)閉加d)觀察校準(zhǔn)用設(shè)備上精密壓力計示值，并且保持壓力5min后，再次觀察精密壓e)壓力變化不得超過0.2MPa。7.2.2.1校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備a)將電子天平放置在一平整、穩(wěn)固的平臺或平板上，將電子b)將電子天平和加氣機(jī)檢定裝置接通電源，進(jìn)行電子部件的預(yù)熱，使之達(dá)到平d)對加氣機(jī)檢定裝置進(jìn)行調(diào)零，并將各個流量區(qū)的修正因子置1。按兩個流量區(qū)進(jìn)行校準(zhǔn)，分別是R(1)、R(2)。6次。R(1)的充裝壓力區(qū)間為(0～20)MPa,R(2)每個流量區(qū)試驗次數(shù)不低于的充裝壓力區(qū)間為(10~各流量區(qū)的充裝壓力控制范圍見表2。中流量或小流量加氣機(jī)檢定裝置分別進(jìn)行校準(zhǔn)。表2充裝壓力控制范圍流量區(qū)儲氣容器起始壓力儲氣容器終止壓力57.2.2.3校準(zhǔn)過程控制在每個流量區(qū)的校準(zhǔn)過程中，環(huán)境溫度變化應(yīng)不超過5℃,相對濕度變化應(yīng)不超在每次校準(zhǔn)試驗過程中，高壓氣源的壓力變化不超過1MPa。7.2.2.4校準(zhǔn)程序a)清除儲氣容器表面的霜和水。b)按圖2連接好加氣機(jī)檢定裝置和校準(zhǔn)用設(shè)備，并應(yīng)可靠接地。c)打開加氣機(jī)檢定裝置出口閥和容器閥門對儲氣容器進(jìn)行加氣，觀察校準(zhǔn)用設(shè)備上精密壓力計示值。當(dāng)儲氣容器上壓力達(dá)到流量區(qū)要求的儲氣容器起始壓力時，關(guān)閉容器閥門和出口閥，斷開接入點。d)將電子天平示值歸零(去皮)。e)連接接入點，打開出口閥，記錄精密壓力計上的初始管路壓力示值p?。f)將加氣機(jī)檢定裝置示值回零或記錄初始值。g)打開容器閥門對儲氣容器進(jìn)行充氣，觀察校準(zhǔn)用設(shè)備上精密壓力計示值。當(dāng)儲氣容器上壓力達(dá)到流量區(qū)要求的終止壓力時，停止加氣。關(guān)閉容器閥門，然后記錄精密壓力計上的終止管路壓力示值pz。h)關(guān)閉出口閥，斷開接入點。i)記錄電子天平示值和加氣機(jī)檢定裝置示值。7.2.2.5數(shù)據(jù)處理a)修正因子計算1)各流量區(qū)的修正因子加氣機(jī)檢定裝置的修正因子F,,按式(1)計算：F;——第i流量區(qū)第j M;;——第i流量點第j(M?)y——第i流量區(qū)第j次測量得到的加氣機(jī)檢定裝置修正因子；次測量得到的被校加氣機(jī)檢定裝置的示值，kg;次測量得到的校準(zhǔn)用設(shè)備測量值，kg。2)該流量區(qū)多次校準(zhǔn)后修正因子的平均值作為該流量區(qū)的修正因子，見式(2)。F:——第i流量區(qū)修正因子的平均值；n——該流量區(qū)的測量次數(shù)。b)重復(fù)性計算在i流量區(qū)，修正因子F;的重復(fù)性按式(3)計算。6式中：s:——在i流量區(qū)修正因子F;的重復(fù)性。7.2.3加氣機(jī)檢定裝置修正因子的擴(kuò)展不確定度7.2.3.1加氣機(jī)檢定裝置引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量a)計算加氣機(jī)檢定裝置修正因子測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，見式(4)。式中：s;——該流量區(qū)修正因子的測量重復(fù)性；n——測量次數(shù)；u:(M?)—-加氣機(jī)檢定裝置修正因子測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。b)計算加氣機(jī)檢定裝置最小質(zhì)量變量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，見式(5)。式中：òx—-加氣機(jī)檢定裝置的最小質(zhì)量變量，kg;M——試驗中最小用氣量，kg;u?(M?)—加氣機(jī)檢定裝置最小質(zhì)量變量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。c)計算被校裝置標(biāo)準(zhǔn)表后端容積變化引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，見式(6)。式中：△p——試驗前后管道壓力差的最大值，MPa;V—加氣機(jī)檢定裝置標(biāo)準(zhǔn)表后端管路容積(含鋼管及高壓軟管),m3;M——試驗中最小用氣量，kg;u?(M?)—-標(biāo)準(zhǔn)表后端管路容積變化引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。d)綜合以上各分量，得到加氣機(jī)檢定裝置引入的不確定度分量，見式(7)。u;(M)=√u:(M?)2+u;(M?)2+u;(M?)2式中：u,(M)—-加氣機(jī)檢定裝置引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。7.2.3.2相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度加氣機(jī)檢定裝置修正因子的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式(8)計算。7u:——加氣機(jī)檢定裝置修正因子的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u-(M?)—-校準(zhǔn)用設(shè)備引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。7.2.3.3擴(kuò)展不確定度加氣機(jī)檢定裝置修正因子的擴(kuò)展不確定度見式(9)。k——包含因子(k=2);U,——加氣機(jī)檢定裝置修正因子的擴(kuò)展不確定度。8校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)原始記錄和校準(zhǔn)證書格式見附錄A和附錄B。建議加氣機(jī)檢定裝置的復(fù)校時間間隔不超過1年。8校準(zhǔn)記錄的參考格式申請單位地址型號規(guī)格裝置編號不確定度校準(zhǔn)地點校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)人員核驗人員校準(zhǔn)依據(jù)測量范圍編號證書號壓力p壓力差重復(fù)性s,%93.加氣機(jī)檢定裝置的不確定度：流量區(qū)R不確定度來源(x;)相對標(biāo)準(zhǔn)不確加氣機(jī)檢定裝置引入的不確定度加氣機(jī)檢定裝置引入的不確定度附錄B校準(zhǔn)證書的(內(nèi)頁)參考格式名稱：B.4.1外觀檢查：B.4.2密封性檢查：(小流量/中流量/大流量；校準(zhǔn)介質(zhì)：:)附錄C測量不確定度評定示例名稱：標(biāo)準(zhǔn)表法壓縮天然氣加氣機(jī)檢定裝置(小流量)不確定度：0.3%(k=2)。不確定度：0.1%(k=2)。1)主標(biāo)準(zhǔn)器-—電子天平2)配套設(shè)備測量范圍：(1～30)kg/min準(zhǔn)確度等級：0.2級 容積：65L(3個)壓力范圍：(0～40)MPa準(zhǔn)確度等級：0.4級試驗數(shù)據(jù)見表C.1。表C.1試驗數(shù)據(jù)流量區(qū)R壓力p:壓力差示值M;%流量區(qū)R壓力差F%0C.2測量模型C.2.1數(shù)學(xué)公式根據(jù)修正因子定義，其測量模型見式(C.1):式中：F——加氣機(jī)檢定裝置修正因子；Ms——校準(zhǔn)用設(shè)備測量值，kg;M——加氣機(jī)檢定裝置的示值，kg。C.2.2相對靈敏系數(shù)由于M與M,不相關(guān)，則相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式(C.2):u?(F)=√c?(M?)u2(M?)+c;(M)u!(M)(C.2)根據(jù)測量模型，得到相對靈敏系數(shù)：c,(M)=1、c,(M)=-1。C.2.3不確定度分量由式(C.2)可見，加氣機(jī)檢定裝置修正因子F的不確定度來源主要有a)校準(zhǔn)用設(shè)備引入的不確定度分量u,(M。);b)加氣機(jī)檢定裝置引入的不確定度分量u,(M)。C.2.4不確定度評定C.2.4.1校準(zhǔn)用設(shè)備引入的不確定度分量u,(M?)質(zhì)量法氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度為0.1%(k=2);其相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.2.4.2加氣機(jī)檢定裝置引入的不確定度分量u;(M)1.計算加氣機(jī)檢定裝置重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量取加氣機(jī)檢定裝置在各流量區(qū)修正因子的重復(fù)性來計算不確定度分量對于流量區(qū)R(1),見式(C.4):對于流量區(qū)R(2),見式(C.5):2.計算加氣機(jī)檢定裝置最小質(zhì)量變量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量加氣機(jī)檢定裝置兩個流量區(qū)的最小質(zhì)量變量均為0.001kg,利用試驗最小用氣量來計算最小質(zhì)量變量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：對于流量區(qū)R(1),其最小用氣量為23.004kg,計算過程見式(C.6)對于流量區(qū)R(2),其最小用氣量為15.014kg,計算過程見式(C.7):3.計算加氣機(jī)檢定裝置標(biāo)準(zhǔn)表后端管路容積變化引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量加氣機(jī)檢定裝置標(biāo)準(zhǔn)表后端管路容積為0.0004m3,空氣介質(zhì)標(biāo)況下密度為對于流量區(qū)R(1),其最小用氣量為23.004kg。試驗中管道壓力差的最大值為0.4MPa,計算過程見式(C.8):對于流量區(qū)R(2),其最小用氣量為15.014kg。試驗中管道壓力差的最大值為0