LPG加气机检定仪的校准及不确定评定（修改稿）.docVIP

LPG加气机检定仪的校准及不确定度评定 马立强 金瑟 裴锐 (沈阳计量测试院，辽宁 沈阳 110179) 摘 要 本文论述了LPG加气机检定仪的校准依据、方法、设备和程序，并进行了测量不确度评定。实验结果表明：影响加气机检定仪校准结果的不确定因素主要包括LPG液体温度、压力、平衡蒸气压、瞬时流量、加气机检定仪的分辨力、温度补偿以及压力补偿。此外，通过测量结果的不确定度评定亦表明：基于称重法的LPG流量标准装置的设计原理正确，测量准确度高，完全可满足加气机检定仪的检定和校准要求。 关键词 LPG；加气机检定仪；校准；LPG流量标准装置 0 引言 目前，我国共有17台LPG(液化石油气)加气机检定仪用于加气机的现场检定。但在2009年11月之前，我国尚未正式开展加气机检定仪的检定和校准，亦无检定规程对加气机检定仪的技术要求、计量要求及计量控制予以规定。鉴于此，我院从澳大利亚引进LPG流量标准装置，并通过中国计量科学研究院的验收，完全具备开展加气机检定仪检定、校准和测试的工作条件和能力，现已开展工作。下面简要介绍一下加气机检定仪的校准及不确定度评定。 1 校准依据 加气机检定仪的校准主要依据下列标准和规程： OIML R117-1—2007 《非水液体的动态计量系统》； JJG 667—1997 《液体容积式流量计》； SH/T 0221—1992 《液化石油气密度或相对密度测定方法》。 2 校准方法和原理 采用静态质量法校准LPG加气机检定仪，其基本原理如图1所示。 图1 静态质量法校准加气机检定仪原理图 3 校准设备 采用LPG流量标准装置校准加气机检定仪。 3.1 LPG流量标准装置的组成 LPG流量标准装置主要包括标准器、密度计、测温系统、压力表、试验管路、储罐、称重罐、潜液泵、汲出泵、自动控制和数据采集分析系统等。 3.2 LPG流量标准装置的技术指标 LPG流量标准装置的技术指标为： 1) 流量范围(L/min) ：5～50； 2) 扩展不确定度：0.17%，k=2。 3.3 标准器及主要配套设备的技术参数 标准器及主要配套设备的技术参数见表1。 表1 标准器及主要配套设备的技术参数 标 准 器 名 称 型号规格 准确度等级 出厂编号 检定证书号 标准砝码 20kg M1等级 30207 M907210100 标准砝码 200g组 M1等级 99203A M909210041 电子天平 150kg 分度值：0.2g SRK5970045B E908310202 配 套 设 备 密度计 (0.500-0.580)g/cm3 ±0.00036 g/cm3 1506 RN070882 数字多用表 8840A U95=3×10-5 4787059 D908721004 PRT温度计 (0-40)℃ ±0.05℃ CL020 B907310205 压力表 (0-2.1)MPa 0.1级 759478 L907210115 4 校准程序 4.1 校准用介质 采用LPG作为检定介质，其指标应符合国标《车用液化石油气》的要求。 4.2 LPG液体15℃下密度的测定 (1) 系统循环至少30min，待储罐中LPG液体充分混合，且温度和压力读数稳定时，取出部分LPG液体到密度计量筒内，然后将量筒置于恒温室(15℃±0.5℃)内至少6h，待压力、温度和密度读数稳定后读取LPG液体温度t、密度ρ和平衡蒸气压pe。 (2) 根据《ASTM-IP-API 轻质碳氢化合物液体石油测量表格》中的表53，用t和ρ计算LPG液体15℃下的密度ρ15。 4.3 校准过程 (1) 确保试验装置处于循环模式，在25L/min流量下循环30min，运行至状态稳定。 (2) 用标准砝码检验电子天平的线性和重复性。 (3) 加气机检定仪回零，在规定流量点下进行试验。 (4) 记录加气机检定仪处LPG液体的平均温度和压力p。 (5) 结束试验，记录加气机检定仪的未补偿的体积示值Vi和电子天平示值mr。 (6) 查《ASTM-IP-API 轻质碳氢化合物液体石油测量表格》中的表54，确定温度补偿系数 Ctl。 (7) 依据《石油测量标准手册》11.2.2章，用ρ15、pe，p和确定压力补偿系数Cpl。 5 测量不确定度评定 5.1 数学模型 加气机检定仪的流量系数按式(1)计算： (1) 式中，mD为LPG液体的质量，kg；ρ15为LPG液体15℃下的密度，kg/m3；Vi为工况下加气机检定仪的显示体积，L；Ctl为温度补偿系数；Cpl为压力补偿系数。 5.2 灵敏系数 采用数值法求灵敏系数，输入量 mD、Vi、t、ρ15、p、pe、Ctl、Cpl的增量为0.0