容積式流量計處理基本誤差的方法

何立新 中國石化管道儲運公司濰坊輸油處

容積式流量計處理基本誤差的方法

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本文對容積式流量計基本誤差的兩種處理方法進行了分析，并對其科學(xué)性及可操作性進行了比較。在此基礎(chǔ)上，提出了一種新的處理方法。

流量計；誤差；修正

1、前言

所謂基本誤差，是指在規(guī)定的參比工作條件下確定的誤差。規(guī)定的參比工作條件，實際上是對測量將產(chǎn)生的各種因素做出限制，以確保測量的精度。對流量計來說，其出廠時考慮的工作環(huán)境是很復(fù)雜的，因而其基本誤差帶較寬，但對于一臺具體的流量計而言，其工作環(huán)境相對穩(wěn)定，其實際引用誤差要遠小于其基本誤差。因而，根據(jù)流量計的具體使用情況，對其基本誤差進行適當(dāng)?shù)奶幚恚梢蕴岣吡髁坑嫷臏蚀_性。

2、目前常用的兩種處理方法的分析

根據(jù)國標GB9109.1—88《原油動態(tài)計量一般原則》[1]的規(guī)定，原油計量用流量計，用于國際貿(mào)易結(jié)算計量時，應(yīng)使用流量計系數(shù)法；用于國內(nèi)貿(mào)易結(jié)算計量時，應(yīng)使用流量計系數(shù)方法或流量計基本誤差法。流量計系數(shù)法和基本誤差法是流量計基本誤差的兩種處理方法。

2.1 基本誤差法

誤差理論告訴我們，被測的量的真值是客觀存在的，但由于計量器具精度等原因，該真值是不可測知的，只能是在一定誤差范圍內(nèi)的近似，此范圍即是精度指標，在精度指標內(nèi)的測量值即被認為是真值。基本誤差法即是出自于此誤差理論。比如，對于一臺0.2級的流量計而言，經(jīng)檢定其相對誤差在±0.2%之內(nèi)，則流量計表頭示值即被認為是此臺流量計實際交接的體積量。此種處理方法即是基本誤差法。其測量誤差如圖1所示。

對于基本誤差法來說，其優(yōu)點主要有以下幾點：

(1)比較直觀，流量計示值即為實際交接量。

(2)不需要進行修正，油量結(jié)算簡單方便。

(3)由于對運行環(huán)境的要求較寬松，因而適用范圍較廣。

缺點：

(1)過于粗糙，重復(fù)計量誤差較大。比如，對于0.2級流量計而言，兩次計量的最大誤差可達±0.4%。

(2)在計量過程中，易加入人為因素，使交接雙方發(fā)生爭執(zhí)。比如，有兩臺流量計，流量計系數(shù)分別為0.9980、1.0020，對于買方來說，希望用系數(shù)為0.9980的流量計，而賣方則愿意用1.0020系數(shù)的流量計，因此，在流量計的選擇上容易發(fā)生矛盾。正是由于基本誤差法有以上不足，所以，人們在實際工作中逐漸摸索出了一種解決以上不足的方法，即流量計系數(shù)法。

2.2 流量計系數(shù)法

所謂流量計系數(shù)，即

式中： MF--流量計系數(shù)

Vb—經(jīng)修正后標準量器測得值

Vi—被檢流量計測得值。

流量計系數(shù)與其測量的相對誤差有如下關(guān)系：

式中： E—相對誤差

MF—流量計系數(shù)

流量計系數(shù)就是真值與流量計測得值之比，也就是說，流量計示值與流量計系數(shù)之積即為真值，也就是該臺流量計實際通過的油量。此種處理方法就是流量計系數(shù)法。其具體內(nèi)容為：在流量計的測量范圍內(nèi)，根據(jù)實際使用流量選數(shù)個檢測點，用標準裝置檢定出各點的流量計系數(shù)，在實際工作中，根據(jù)流量計流量及對應(yīng)系數(shù)，分段對流量計示值進行修正，把經(jīng)過修正的結(jié)果作為實際交接量。

計算公式如下：

式中： V—實際交接量

Vi—流量計測得值

MF—流量計系數(shù)

從理論上講，系數(shù)檢測點越多，段分得越細，則計量準確性就越高。但是，流量計檢定工作相應(yīng)就繁雜。一般來講，根據(jù)其排量范圍選三至五點即可。此種方法的計量誤差如圖2中陰影部分所示。

與基本誤差法相比，流量計系數(shù)法優(yōu)點有以下幾方面：

(1)提高了計量準確性。

(2)在一定程度上減少了人為選擇運行流量計的現(xiàn)象，使計量工作更公正合理。但是，此種方法仍有不足：

由于流量計系數(shù)是不連續(xù)的，因此其誤差曲線是不連續(xù)的(見圖2)，在斷點處，其計量誤差最大。因此，可以控制流量計的流量，使其運行在斷點附近，進而控制誤差的方向，使計量工作失以公正。比如對于斷點Q處，當(dāng)流量計排量大于Q時，根據(jù)規(guī)定要用流量計系數(shù)MFi+1，當(dāng)流量計排量稍小于Q時，要用流量計系數(shù)MFi，而有時MFi與MFi+1相差是比較大的。所以，通過控制流量，可達到控制輸差的目的。

3、誤差曲線修正法

下面介紹一種新的流量計基本誤差的處理方法：誤差曲線修正法。

容積式流量計的特性曲線如圖3所示。

從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，在小排量狀態(tài)下，漏流量大，誤差大，而在流量大到一定程度時，由于運行壓力增大，使漏流量增大，誤差也隨之增大。中間一段，特性曲線近似為一直線，此區(qū)段即為流量計的流量范圍。根據(jù)誤差理論，在已知其計量誤差的情況下，可以把流量計的測量誤差修正到零。在實際工作中，若流量計的工作環(huán)境變化不大，則可以通過一定的方法和手段，描繪出該臺流量計的誤差曲線，進而對其顯示值進行修正，提高計量準確性。此種方法稱之為誤差曲線修正法。其具體內(nèi)容如下：

首先，根據(jù)流量計的流量，選數(shù)個點，檢定出各點的流量計系數(shù)，然后，采用內(nèi)插法，計算出流量計運行排量點的流量計系數(shù)：

然后，根據(jù)下面公式進行修正：

式中：

MF-流量計運行排量處的流量計系數(shù)

MFi-第i檢測點流量計系數(shù)

MFi+1-第i+1檢測點流量計系數(shù)

Qi-第i檢測點流量

Qi+1-第i+1檢測點流量

Q-流量計實際運行流量

V-實際交接量

V1-流量計測得值

理想狀態(tài)下，此種方法可以把流量計的測量誤差修正到零，在實際工作中，其測量誤差呈帶狀，其寬窄與以下兩方面因素有關(guān)：

(1)根據(jù)檢定結(jié)果所繪的誤差曲線與該臺流量計的實際誤差曲線的一致程度。檢測點越多，一致程度越高。一致程度越高，誤差帶越窄。

(2)與該臺流量計的重復(fù)性有關(guān)。重復(fù)性是衡量流量計產(chǎn)品質(zhì)量和測量準確性的一個重要指標。所謂重復(fù)性是指在實際相同的測量條件下，對同一被測的量進行連續(xù)多次測量時，其測量結(jié)果間的一致程度。在流量計的檢定過程中，每個流量點一般要檢定三次以上，每次的檢定結(jié)果是不可能完全一樣的，其一致程度就是此臺流量計的重復(fù)性。重復(fù)性越好，則其誤差帶越窄，測量的結(jié)果就越準。

誤差曲線修正法的測量誤差如圖4陰影部分所示。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.026