音速噴嘴氣體流量標準裝置期間核查方法探討

周艷

湖南省計量檢測研究院 湖南長沙 410014

為了保證在用的計量標準裝置或測量設備在兩次相鄰的檢定/校準間隔內(nèi)的計量準確可靠，判定設備是否保持其檢定/校準時應當具備的準確度，ISO/IEC17025及JJF1069提出了計量標準裝置和測量設備的期間核查要求。

音速噴嘴氣體流量標準裝置的建立，有效地解決了區(qū)域范圍內(nèi)氣體流量的量值傳遞問題，保證天然氣等氣體能源計量量值的準確、可靠和統(tǒng)一。在本實驗室建立的幾年間，工作量逐年增大，裝置使用非常頻繁。為確保音速噴嘴氣體流量標準裝置在相鄰的兩個檢定周期間隔內(nèi)量值準確可靠，及時發(fā)現(xiàn)裝置漏氣、傳感器漂移等異常情況，對其進行期間核查以及定期維護、檢修是十分必要和關鍵的。

1 準備工作

1.1 核查標準的選擇

期間核查最主要的準備工作就是選擇一個計量性能相對穩(wěn)定的核查標準。核查標準的是用于對測量過程實施有效控制，目的是為了確保測量工作的正確進行[1]。

我們選取了一臺性能穩(wěn)定的氣體羅茨流量計作為核查標準，對音速噴嘴氣體流量標準裝置穩(wěn)定性進行考核，以判斷被核查標準的測量過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。

1.2 確定期間核查方法

音速噴嘴氣體流量標準裝置使用頻率比較高，因此結合我們實驗室的實際情況，在保證期間核查質(zhì)量的前提下，應優(yōu)先采取方法可靠、經(jīng)濟投入較少，不會占用過多檢定時間和易于操作的方法。

采用核查標準和統(tǒng)計技術對計量標準、測量設備、測量過程實施核查是一種比較有效的方法。在統(tǒng)計過程控制中，控制圖是核心工具。控制圖是對過程質(zhì)量加以測定、記錄并進行極值管理的一種用統(tǒng)計方法設計的圖。本人選用“均值-極差控制圖（-R 圖）”對期間核查結果進行判定。

均值控制圖主要用于觀察測量結果平均值的變化情況，極差控制圖主要用于觀察測量結果的分散情況，將二者聯(lián)合運用，可以觀察測量結果的變化。

在音速噴嘴氣體標準裝置相鄰的兩次檢定周期間隔內(nèi)進行期間核查，每年一次，一次八組，且每組試驗時間間隔大于一個月。選擇核查標準的0.2qmax流量點作為觀測點，在重復性條件下，進行一組連續(xù)五次的示值誤差值測量并記錄，取其算術平均值（）和極差值（R ）作為該次測量結果。每一年根據(jù)八次測量結果描繪出音速噴嘴氣體標準裝置的“均值-極差控制圖（-R 圖）”，并判定該裝置是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)[2]。

2 執(zhí)行期間核查

（1）選取一臺性能穩(wěn)定的氣體羅茨流量計作為核查標準，型號為G65-FCM-IC，口徑為DN50mm，流量范圍為（1-100）m3/h，生產(chǎn)廠家為浙江天信儀表有限公司。

（2）在重復性條件下，對該核查標準進行獨立重復測量，連續(xù)測量一年，共獲得八組數(shù)據(jù)，測量結果見表1。

（3）數(shù)據(jù)處理。根據(jù)GB/T4091-2001《常規(guī)控制圖》，已知n=5，有A2=0.577，D3=0.000，D4=2.114。采用平均值（X ）控制圖和極差（R ）控制圖對音速噴嘴氣體流量標準裝置進行連續(xù)一年的統(tǒng)計控制，現(xiàn)將每組的測量結果繪制出該計量標準裝置的“均值-極差控制圖（X -R 圖）”。

圖1 極差控制圖（R圖）

表1 核查標準測量示值誤差（%）

平均值控制圖如圖2所示。

圖2 平均值控制圖（X圖）

3 結果分析

根據(jù)平均值與極差控制圖，各測量點的分布均在控制極限區(qū)間內(nèi)，可見在測量期間音速噴嘴氣體流量標準裝置測量過程未出現(xiàn)異常，沒有出現(xiàn)不受控的系統(tǒng)效應的影響和不受控的隨機效應的影響，該計量標準處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。

如果核查結論不符合要求，應當認真對影響計量標準核查結論的各種因素進行分析，查找原因，并制定糾正措施。

另外，期間核查剛開始的時候，核查的頻率可以提高一點，即核查的間隔小一些，在測量過程取得了一定的置信度后，就可以適當降低頻率，即核查的間隔可以大一些[3]。為更好的開展計量標準期間核查工作，核查間隔應在相應的作業(yè)指導書或程序文件中給予規(guī)定。

4 結語

期間核查的目的是判定計量標準的技術狀態(tài)，判定方法的確定，關系到期間核查的結論。本文運用“均值-極差控制圖（-R圖）”對期間核查結果進行判定。處理并繪制控制圖，結合核查標準及核查時間的科學選擇，再合理運用過程判異準則對控制圖進行分析，過程控制法在音速噴嘴氣體標準裝置的期間核查中一定能夠取得理想的效果。