11液体流量标准装置的不确定度

流量计在线校准结果的不确定度分析摘要：很多安装在工作现场的大口径流量计，由于常年运行介质的浸泡和安装环境的影响，使得这些精密仪器难以拆装，针对工作在工况时流现场难以拆卸、无法送检的流量计在进行在线校准时，对可能影响校准结果准确度的各项参数展开不确定度分析，确保在线校准结果的可靠性。

关键词：流量计，在线校准，不确定度分析，工况时流1.前言目前对于周期检定的流量计，需要厂商将流量计从安装现场拆卸下来，并且拆卸的表由于水质腐蚀后还需要清洗后方能送到检验机构检验，以防止污染破坏检测机构的检定装置。

另外拆卸工作过于繁重同时拆卸过程中极易对表进行损坏，所以种种原因都无意间给厂商或者开发商增加了人力、物力、和经济的负担，因此部分难以拆卸的流量计，需要采用在线检测或校准的方法保证它量值传递的准确度。

2.流量计在线检测方法首先需要将测量点的管道清理干净，如有防锈层将防锈层去除，漏出管道材质，并进行打磨，直到表面光滑为止。

接下来，需要确认主要参数，包括管道材质、外径D、壁厚t、介质和测量方式等参数，将所有参数确定好之后，输入到积算仪中，算出上下游探头的应有距离，然后用耦合剂将探头和被测表管道进行固定后，给出信号，开始校准检测。

3.流量计在线检测的不确定度分析本方法采用便携式超声波流量计（准确度等级为0.5级）为流量测量标准器，对一台DN400的流量测量系统进行校准，比较其流量测量的相对示值误差。

该系统管道外径为420mm，壁厚10mm，无衬里，流量传感器为Siemens电磁流量计，流量点为1100m3/h，流速为2.43m/s。

累计流量单位为m3,分辨力为0.01 m3。

3.1数学模型不确定度传播率灵敏系数：3.2不确定度分量[1],[2]3.2.1被测表流量累积量Q引入的不确定度被检对象的分辨力带来的不确定度被检表的累计流量分辨力为0.01 m3，按均匀分布，3.2.2标准流量累计量引入的不确定度数学模型传播率灵敏系数3.2.2.1管道外周长测量引入的标准不确定度为由,得3.2.2.1.1管道外周长L测量引入的标准不确定度管道为周长采用分度值为1mm的钢卷尺测量，测量次数为2次，测得值为：420mm，422mm平均值为421mm。

电磁流量计测量结果不确定度评定电磁流量计具有测量范围大,可选流量范围宽,可应用于腐蚀性流体等优点,因此得到广泛的应用。

然而在实际生产中,大多数生产厂家仅给出仪表的最大允差或准确度等级,而未对其不确定度作相应的说明。

本文依据《JJG 1033-2007电磁流量计检定规程》,采用质量法对电磁流量计进行测量,对电磁流量计测量结果进行不确定度分析,具体分析各个分量引入的不确定度。

电磁流量计质量法不确定度1 概述电磁流量计是20世纪50～60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。

它是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电液体体积流量的仪表[1]。

在封闭管道中，设置一个与流动方向相垂直的磁场，通过测量导电液体在磁场中运动所产生的感应电动势推算出流量[2]。

电磁流量计的生产厂家大多仅给出仪表的最大允许误差或准确度等级，未对流量计测量结果的不确定度作相应说明，此时直接用流量计进行测量时，可能会出现较大的偏差，得不到理想的结果。

本文详细阐明了电磁流量计测量结果的不确定度评定方法，分析各个影响量引入的不确定度分量，为用户合理使用电磁流量计提供参考。

2 不确定度评定本文中电磁流量计的测量是依据《JJG 1033-2007电磁流量计检定规程》进行的，采用规程中的质量法，利用介质通过电磁流量计流入水流量标准装置的称量衡器内，测出流入衡器内水的质量(然后换算成体积)和采集到电磁流量计的脉冲数，计算出流量计的K系数作为测量结果。

测量结果的不确定度评定采用GUM 法。

2.1 测量准备测量条件满足：温度(5～35)℃；相对湿度(15～85)%RH；大气压(86～106)kPa；电磁场和振动干扰不影响测量结果。

测量标准：静态质量法水流量标准装置，装置不确定度为：U=0.05%，k=2。

被测对象：DN32的电磁流量计，流量范围为(1.4～28)m3/h，准确度等级0.5级。

测量过程：以100L/min的流量为测量点，在规定条件下，比较电磁流量计输出脉冲与标准流量累积值，计算出流量计K系数。

1 w t2 ti i20 9 C w C t2 Vi wV20 Vi 1 1 ti 202 20 t2 w tl t2 , 体V V 2 V1O二等金属量器测量结果的不确定度评定1 概述1. 1测量依据：JJG 164-2000《液体流量标准装置》。

1.2测量环境条件：气温在（15〜35）C 范围内；相对湿度在45%〜75%范 围内；大气压在（86〜108） kPa 范围内。

1.3测量标准：二等金属量器标准装置，其测量范围为 10I/500L 。

1.4被测对象：水表试验装置。

1.5测量方法：用二等金属量器检定水表试验装置采用比较法。

即以水 为介质，用二等金属量器标准装置与水表试验装置的容积进行比 较，经温度修正，由此求出被检水表试验装置的容量值。

2数学模型标准金属量器测得的被检工作量器在试验温度匕下的实际 体积量兀的计算公式如下：式中：Vi —标准金属量器在tj 下给岀的实际体积值（L ）；V/—标准金属量器在20C 下标准容积（L ）; 1— 标准金属量器材料的体积膨胀系数（C?）; 2— 被检量器材料的体积膨胀系数（C t ）；被测介质的体积膨胀系数（C “）；ti, t2 —分别在标准量器材料和被检量器材料的温度（C ）；V2—被检量器在tj 下指示的体积值（L ） O式中各参数的灵敏度系数：C v 2 i , C Vi3 标准不确定度评定设定检定介质为水(尸12 io7C),标准金属量器材料为不锈钢G二50 1O6/C), 12=20C. ti=2「c,标准不确定度计算如下：3. 1被测量器在h下体积值的标准不确定度u(Vj的评定(1)测量重复性不确定度分量Ux (V2)测量重复性不确定度分量Ui(V2)是以10次分度标准金属量器的示值Vi (t)计算的实验标准偏差s (Vi)量0. 05L评定，实际值为10次测平均值：u1 v2—0.0158Lo10 5(2)估读误差不确定度分量U2 (V2)估读误差以L为单位，取小数点后两位，被检量器分度值0. 02L,以刻度间隔的15作为估读误差0.004L,按均匀分布0, 0040. 0023Lo因此，被检量器在t j下体积的标准不确定度为：u V2 . 0 . 0 1 582 0 . 00 2 32 0 . 0 1 6。

质量流量计使用中产生偏差的因素分析发布时间：2022-10-21T02:09:34.744Z 来源：《中国科技信息》2022年第12期作者：杨灵[导读] 我国经济水平和科技水平发展都十分快速，杨灵国家管网西南管道昆明输油气分公司云南昆明 650000摘要：我国经济水平和科技水平发展都十分快速，质量流量计使用越来越普遍。

质量流量计测量精度较高，近年来在各行业被广泛推广和应用，从测量液体，推广到测量气体，再到测量高温高粘度流体。

任何原理研制的流量计在测量中都会产生偏差，将偏差最小化成为计量行业的重中之重，本文根据质量流量计在本单位多年的广泛应用，分析质量流量计在测量不同介质时，产生偏差的原因及解决办法，以及由于质量流量计本身的性能，提出有待改进的问题，供同行参考。

关键词:质量流量计;偏差;流场;实验验证;不确定度引言要加强药剂筛选和试验，严格执行加药制度，消除水型不配伍产生的硫酸根结垢。

装卸油站因来油复杂且油质变化大，发现含水率异常和压损超过额定值时，要及时检查传感器内壁是否结垢或卡堵并按照上述方法解除。

做好不同区块原油密度修正，降低系统计量误差。

加强CMF在安装调试的监督验收，避免因偏离应力产生的错误测量。

要结合单位实际制订相关CMF使用管理制度，按期检定校准与维护。

在数字化石油建设中，运用网络信息化手段实现CMF数据采集与传输，发现并预警运行中产生的含气和结垢问题，及时采取措施消除计量隐患。

1产生偏差的可控因素及解决办法最初质量流量计在工业上投入使用时，认为温度和压力变化对其测量没有影响，实际并非如此，温度影响以本单位冬季油品装船为例，油罐出口油温在40℃左右，经过几千米管线，油品出口位置油温下降到10℃左右，这两个位置分别安装检定合格的质量流量计测量，测量结果相差达到千分之一以上;远程输油管线，输出和接收位置管线内压力相差1MPa以上，同样引起两端测量结果不一致。

可见，即使原理上温度和压力对其测量没影响，但在工况下温度和压力变化对震动管的材质有一定影响从而使振动状态发生变化引起了偏差，技术上材质是做不到100%理想的。

标准表法液体流量标准装置标准表法液体流量标准装置主要由液体源、试验管路、标准液体流量计、计时器和控制设备组成。

标准表法液体流量标准装置对管路设计、控制系统和稳压措施的要求与静态容积法液体流量标准装置的相同。

标准液体流量计可以按检定流量点给出标准流量，也可以按检定流量范围给出标准流量。

标准液体流量计可以单台与试验管路串连，也可以多台并联后再与试验管路串连。

标准液体流量计可以是各种液体流量计，本章主要介绍液体流量计是电磁流量计的标准表法水流量标准装置(本章简称标准表法水流量标准装置)。

第一节标准表法水流量标准装置的结构标准表法水流量标准装置的典型结构如图8-1，由水泵、稳压罐、开关阀、管路、电磁流量计、试验管路(包括开关阀、调节阀、被检流量计及其管段等)、计时器及控制系统等组成。

电磁流量计的工作原理是导电流体在磁场中流动所产生的感应电动势与流量成正比。

电磁流量计无机械部件，所以，量程范围宽，无机械惯性，反应灵敏，流体通过时不产生压损，不会引起磨损、堵塞等问题。

因此，电磁流量计做标准表是标准表法水流量标准装置的典型装置。

图8-1是将5台电磁流量计并联后，再与试验管路串连的标准表法水流量标准装置。

工作时，电磁流量计可以全部接通，也可以部分接通，选择电磁流量计的不同组合，可以得到较宽的流量范围，提高标准表法水流量标准装置的工作能力。

电磁流量计的前后直管段应满足安装要求。

-1中3条试验管路，工作时只能接通一条管路。

流量调节阀安装在被测流量计的下图8游。

2个压力传感器应分别安装在电磁流量计和被测流量计的上游，2个温度传感器分别安装在电磁流量计和被测流量计的下游。

电磁流量计一般在同样流体条件的上一级水流量标准装置上被检定。

第二节标准表法水流量标准装置的工作原理标准表法水流量标准装置的工作原理，是基于流体力学的连续性方程。

以h个电磁流量计为标准器，使水在某个流量连续通过电磁流量计和试验管路，此时标准表法水流量标准装置给出的瞬时体积流量按式(8-1)计算。

超声流量计测量误差不确定度的评定1. 概述1.1 测量依据：JJG1030-2007《超声流量计》。

1.2 测量环境条件：温度：（5~45）℃，相对湿度：（35~95）%RH ，大气压力：（86~106）kPa 。

1.3 计量标准：液体流量标准装置。

1.4 被测对象：超声流量计。

1.5 测量方法：超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，流速乘以截面积就是流量。

由于管道公称直径不是外径，也不是内径，而是近似钢管内径的一个名义尺寸，每一公称直径对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。

每次必须测量管道外径d 和管道厚度b ，由流量计测出流体流速，输入管道外径d 和管道厚度b ，由函数关系式计算出流体的流量。

2.数学模型由分度值为0.1mm 的超声波测厚仪重复10次测量厚度b ，由分度值为1mm的钢卷尺重复10次测量管道外径d ，由分度值为0.0001m/s 的超声波流量计重由测得数据计算管道外径d 、厚度b 和流体流速v 的测量平均值：d 均=111.0mm ，b 均=5.1mm ，v 均=4.1555m/s ，则流量Q 的测量结果的估计值为：232119.32/2d b Q v m h π-⎧⎫=⨯⨯=⎨⎬⎩⎭3.标准不确定度的评定分析测量方法可知，对流量Q 的测量不确定度影响显著的因素主要有：管道外径d ，管道壁厚b ，流体流速v 的测量重复性引起的不确定度u 1、u 2、u 3；钢卷尺示值误差引起的不确定度u 4；测厚仪示值误差引起的不确定度u 5；超声波流量计示值误差引起的不确定度u 6。

分析这些不确定度特点可知，不确定度u 1、u 2、u 3应采用A 类评定方法，不确定度u 4、u 5、u 6应采用B 类评定方法。

测量结果受多种因素影响形成了若干个不确定度分量，测量结果的标准不确定度用各标准不确定度分量合成后，得到合成标准不确定度用u c 表示。

为了求得u c ，首先需分析各种影响因素与测量结果的关系，以便准确评定各不确定度分量，然后才能进行合成标准不确定度的计算。

水表检定装置测量不确定度的分析摘要水表检定装置的检定对象是转子速度型和容积式冷水表，指示单位是容积（m3）。

水表验证装置的标准装置为工作水表，因此，水表验证装置的标准装置通过容量比较法由二等标准金属水表进行验证。

根据工作测量设备的标称体积，选择具有适当测量极限的标准测量设备进行验证。

验证结果反映在工作测量设备上固定的刻度上，即液位高度值。

关键词：水表检定装置；测量不确定度；水表检定装置测量不确定度1、水表检定装置现阶段，对于水表的检测装置检测方式主要有两种，一个是启停量法、另一个是启停质量法，也可以手动或通过相机读取其值。

对于信息的采集，这两种感应系统也能够收集一个是红外感应，另一个是脉冲信号。

同时对于自动的识别的相机系统是安全有效的，不过唯一的缺点是会因为外界因素的影响信息收集。

如果水表验证设备的指针被部分遮挡，则无法使用相机自动读取方法。

红外传感器在读取数据时很稳定，性能很差，但是对不同类型的水表验证具有很强的适应性。

脉冲信号只能读取几个脉冲水表的数据，并且对水表数据的读取有很大的限制。

当前，大多数城市自来水验证使用体积法，即起停体积法。

其工作原理是根据工作要求将水表安装在自来水管道中，然后打开开关以释放水流。

当水流流经水表验证装置时，压力表将记录水流的压力值，浮子流量计将计算数据，然后最终值将显示在水表上，并且摄像机还将记录当前值。

2、数学模型考虑验证过程中温度的影响，以水为验证介质，在20°C下的工作体积为：（1）式(1)中：V标准量注入工作量的水量的值，L；β-温度为θ3时液体的体积膨胀系数，1 /℃；α1，α2和α3-分别是工作量表刻度尺，工作量表材料和标准量规材料的线性膨胀系数，1 /℃；θ1，θ2，θ3-分别是测量室温，工作表和标准表的温度，℃。

当工作容积为20℃时，其在验证容积下的相应液位高度为h0，如果测量颈部分度能力为I，则V的相应液位高度h为：因此，对应于工作量规的测量颈中任何给定高度H的容量为：如果在测量颈部的分度能力验证中使用的体积为VF，则将相应的液位高度差ΔH注入到测量颈部中，将式(1)代入式(3)中可得：由于检查的容器，标准容器和尺子都是不锈钢制成的。

标准表法气体/液体流量检定装置方案说明一、概述标准表法（也称为比较法）流量检定装置可以节省大量投资和提高标定效率，如建立同等能力的流量装置，标准表法比原始基准法可节省投资约一半，建设周期可缩短一半，而检测效率可提高50％~80％。

在国内外，这种方法的理论基础和技术实践都已日趋成熟。

本装置主要用于速度式流量计的出厂检定。

二、主要技术指标I、标准表法气体流量检定装置——建议使用0.5级气体涡轮流量计作为标准表！1、工作介质：空气2、工作方式：标准表法+引风3、工作压力：略低于大气压4、标准表口径：DN50，DN80，DN100，DN150，DN200，DN400被校表口径：DN50，DN80，DN100，DN150，DN200，DN4005、卡表方式：DN400，DN200，DN150，DN100，N80，DN50各占一条管线，法兰连接（水平）。

当需要标定与上述不同口径仪表时，采用内插管方式（如被校表口径为DN65时，可换在DN80管路卡表位置的前后直插入DN65的直管段）。

6、控制方式：计算机自动采集数据+变频调速调节流量，手动蝶阀或球阀调节为辅。

II、标准表法液体流量检定装置——建议使用0.2级液体涡轮流量计或电磁流量计作为标准表！1、工作介质：水2、工作方式：标准表法+水泵3、工作压力：视水泵功率及扬程而定4、标准表口径：DN25，DN50，DN80，DN100，DN150，DN200被校表口径：DN25，DN50，DN80，DN100，DN150，DN2005、卡表方式：DN200，DN150，DN100，N80，DN50，DN25各占一条管线，法兰连接（水平）或快卡卡箍。

当需要标定与上述不同口径仪表时，采用内插管方式（如被校表口径为DN40时，可换在DN50管路卡表位置的前后直插入DN40的直管段）。

6、控制方式：计算机自动采集数据+变频调速调节流量，手动蝶阀或球阀调节为辅。

三、示意简图温变标准表法气体流量检定装置示意图说明：1、设计为引风方式，可节省上游稳压装置；2、中间DN100口径的管路省略未画出；3、每路标准表和被校表需各配置一个压力变送器，整套装置配一个温度变送器；4、为便于卡装不同长度的被校表，建议最上游(即示意图最左端)的直管段设计为活动式；5、图中所给尺寸以DN200管道为例，尺寸设计的原则是：仪表上游直管段保证在10D(D为管道通径)以上，下游直管段保证在5D以上，压变安装在仪表上游2D左右处。

计量标准考核技术报告
计量标准名称：标准表法水流量标准装置
计量标准负责人：
建标单位名称：
填写日期：2020
目录
一、建立计量标准的目的 (1)
二、计量标准的工作原理及组成 (1)
三、计量标准器及主要配套设备 (2)
四、计量标准的主要技术指标 (4)
五、环境条件 (4)
六、计量标准的量值溯源和传递框图 (5)
七、计量标准的重复性试验 (6)
八、计量标准的稳定性考核 (7)
九、检定或校准结果的测量不确定度评定 (8)
十、检定或校准结果的验证 (11)
十一、结论 (12)
选一台性能稳定的DN100、0.5级涡街流量计，测量介质为水，以流量106 m3/h为测量点，标准值为5300L，测得流量计示值值见下：表:
对于5300L标准器，其最大允许误差为5300L×0.2%=10.6L，该标准的稳定性小于计量标准最大允许误差的绝对值，则该标准器的稳定性考核合格。

电磁流量计示值误差测量结果不确定度评定1.概述1.测量依据: JJG 1033-2007 《电磁流量计检定规程》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。

2.测量环境条件：环境温度：5℃~35℃,相对湿度：45%~75%,大气压力：86kPa~106kPa3.测量标准:是基于静态质量法测量原理的液体流量标准装置,型号为 LJY-03，测量范围(1～1800)m3/h，准确度为0.05％。

由电子台秤、测量管道、标准表、压力变送器、温度变送器等部分组成。

工作时通过离心水泵将地下水池的水抽到稳压罐中，通过相连接的测量管道流经被检流量计，流入称重容器并通过电子台秤进行称重，将被检流量计和电子台秤测得的质量流量进行比对计算得出示值误差，本文主要是对该示值误差测量结果进行不确定度分析。

4.被测对象:电磁流量是基于法拉第电磁感应定律工作的，在封闭管道中，设置一个与流动方向相垂直的磁场，通过测量导电液体在磁场中运动所产生的感应电动势推算出流量。

本次选用的被测流量计是由横河电机（苏州）有限公司生产，型号为ADMAG AXF系列一体型电磁流量计。

5测量方法:将被测流量计按照流量计表体上标注的箭头方向装夹在对应的管线上.管道内的流体介质为水，测量工况下水温为18.1℃，粘度为 1.0681Pa·s，使水流经被测流量计和流量标准装置。

根据电磁流量计的工作原理，在测量过程中，通过采集被测流量计发出的累积脉冲数，输入计算机系统，利用计算机进行数据处理，从而确定被检流量计的计量性能。

二、数学模型2.1 由于该装置为质量法装置，检定介质为液体，则流量计算公式为式中：——第i流量点第j次检定时标准器给出的累积流量，L；——第i检定点第j次检定时称重装置指示质量，kg；——检定使用液体的密度，kg/m3；——空气的密度，kg/m32.2 流量计K系数计算公式第i流量点第j次检定流量计的K系数为式中：——第i流量点第j次检定时被检流量计在检定时间内的累积脉冲数；——第i流量点第j次检定时流过被检流量计的实际累积流量，L。

液体金属浮子流量计示值误差的测量不确定度评定发布时间：2022-07-04T00:46:28.848Z 来源：《中国建设信息化》2022年3月5期作者：王小鹏张晶[导读] 浮子流量计作为一种流量仪表，能够准确测量变面积，其优点众多王小鹏张晶浙江精衡检测服务有限公司321000［摘要］浮子流量计作为一种流量仪表，能够准确测量变面积，其优点众多，不仅构造简单，便于后期维修，同时耗费的压力小。

目前，在工业中运用最广泛的流量计就是气体金属浮子流量计，此外，在实验室中其也得到了广泛的运用。

目前，《浮子流量计》已经颁布，新规程的要求越来越严格，在工业中，使用气体金属浮子流量必须要将其送检，关于其示值的误差必须进行测量，确保其在可控范围内，因此研究其不确定度的评定显得十分重要。

［关键词］气体金属浮子流量计音速喷嘴气体流量标准装置标准表法1.绪论1.1液体金属浮子流量计金属管浮子流量计的优点众多，将其运用在工业中，安装十分便捷，此外，在使用过程中运行准确可靠，可以使用在众多地方，可使用的范围甚广。

和玻璃转子流量计相比，该流量计具有更加明显独特的优点，其被公认的优点有以下几点，耐高温性能强，读数简单快速，耐高压性能强，使用范围广泛，不仅能够测量不透明介质，同时也能测量腐蚀性介质。

1.2结构原理金属浮子流量计最核心的部分就是流量检测元件，该元件产生的作用十分强大，其由两部分组成，一部分是垂直锥形管，另一部分是浮子组，这两者相结合共同构成了流量检测元件。

其工作原理主要变现为，需要进行测量的流体会流过锥管和浮子，其经过的方向是自下而上，当流体流过浮子后，此时浮子的上下两段会发生作用，产生向上的力，这种力会产生作用，将浮子不断上升，面积也会随着浮子不断上升不断增大，当面积增大后，经过环隙处的流体流速会不断下降，此时浮子上下端产生的压力会不断降低，因此上升力也会不断降低，进而对浮子产生的影响也会不断降低，随着压力的不断降低，浮子更加稳定，最终浮在固定的高度上。