加油機計量檢定中溫度對測量誤差產生的影響分析

文 燕　

加油機計量檢定中溫度對測量誤差產生的影響分析

文 燕

（恭城瑤族自治縣計量檢定測試所，廣西 桂林 542500）

隨著經濟和社會以及各種產業的發展，人們對能源的需求也在不斷增加。尤其是近幾年，我國能源緊缺問題日益突出，油價不斷攀升。在此過程中，為達到節約燃油的目的，人們對加油機的測量與校準工作給予了更多的關注。在加油機計量校準工作中，影響檢定效率的因素有很多，而溫度是影響最大的因素，因此需要對其進行有效的檢驗。

加油機計量檢定；溫度；測量誤差

引言

對加油機進行必要的計量檢驗，是確保其運行的真實質量的基礎。然而，因為測量檢驗工作中的溫度變化會對測量結果產生影響，所以要對測量中的溫度變化進行充分的考慮，并對其產生的各種影響進行分析。檢驗結果的準確性與有關單位的工作能否順利進行有著密切的聯系，因此必須綜合考慮各種因素，進行合理的分析，要確保計量的準確性。

1 加油機的結構與工作原理

1.1 加油機基本結構

加油機的結構較為簡單，主要包括流量表、輔助裝置和其他附屬裝置。流量計是加油機的關鍵部分，它包括計量轉換和計數顯示兩部分。計量轉換器又稱為流量傳感或流量傳輸器，是儀表的次級部件。與經過燃料的流動信號有關的機械變量（轉動或移動）或其他物理量被轉換為電子信號（數字或模擬），傳送到計數器并進行計數，由一個指示設備來顯示具體數據。

1.2 加油機基本工作原理

1.2.1 自吸泵燃油加油機的工作原理

在計算機上輸入一個切換信號，同時打開馬達和電磁閥，將油吸入泵內，經過增壓后，油從電機中分離出來，然后排出，這樣油就會流過流量計驅動活塞，通過傳感器上的分度盤將電子信號傳輸到計算機上。每一次驅動流量計的活塞都會積累一定的油量，將其輸入到計算機中，用計算機進行計算和顯示，測量出油量，然后用靜電油管將油輸送到容器中[1]。

1.2.2 潛油泵燃油加油機的工作原理

在計算機設備中輸入切換信號，通過計算機進行操作，開啟電磁閥，同時向電子控制設備潛油泵發送燃油供給信號，從而使其能夠被驅動。在過濾之后，高壓的機油會通過流量傳感器，推動活塞的往復運動。通過測試儀來控制轉換器上，就可以得到一個脈沖信號，然后再輸入到計算機上。在流量計的每個工作周期里，都會積累一些油，這些油會被輸送到一個電子設備上，由計算機進行計算和顯示，再由電泵輸送到管道中。

1.2.3 計量加油機的示值檢定原理

根據《燃油加油機檢定規程》（JC 443—2015）規定，在-25℃～55℃的范圍內對加油機進行檢測，其環境溫度不得超過規定的溫度范圍，否則將無法進行檢定。通過對加油機工作原理的分析，使用體積比較法進行標定，并將其與標準型金屬計量儀進行比較，得出了與之對應的誤差[2]。

1.3 加油機的檢定原理

根據《燃油加油機檢定規程》（JJG 443—2006），以“升”為計量單位的加油機，采用“容積法”進行計量。將一定流量下的加油機輸出燃料的測量結果與標準計量裝置上的測量結果進行對比，得出了測量結果的相對誤差，該測量精度為0.025%，相對濕度為30%～90%，氣壓為86～106 kPa。根據加油機的工作原理可知，加油機所顯示的容積量是由測量換能器輸出的脈沖數量決定的，所以當測量換能器上的油溫為5℃時，燃料的的體積是不規范的。由于液體分子之間的間隔非常小，其內部的分子壓力非常大，當非高氣壓改變時，液體的體積變化非常小，可以把液體視為不可壓縮物質，其體積僅隨溫度而變化。由此可以假定，通過測量變換器、視油器、油槍等排除燃料時，僅與溫度有關，而與壓力無關。

2 加油機計量檢定中溫度對誤差的影響

眾所周知，許多因素會對儲存產生影響。在這些因素中，溫度是導致原油產品超差的最大原因。目前市場上的加油機，有的不注重溫度測量的準確性，而且有些加油機并未對容積溫度進行補償，這會影響到加油機的測量精度，從而影響到計量的準確性。我國加油站在進油時，一般都是用燃油指數的容積乘以指標密度為計算依據。

由于溫度的差別，油的質量也會有很大的差別，不過加油站的銷售大多選擇非指標的容積作為計算依據，因此在不同的環境溫度條件下，加油站的出油量會隨著環境溫度的變化而上下浮動，如果外部環境的溫度變化很大，則其運行效率就會比國內的標準更高。不同的氣溫會導致利潤的波動，從而影響到石油銷售者和消費者的利益[3]。

2.1 檢定介質及周邊環境溫度對檢定誤差的影響

在加油機的計量校準工作中，計量單位的計量精度直接影響到計量工作的精度，在進行計量的時候，溫度是一個很重要的影響因素，因為溫度的改變會導致計量單位的改變，從而影響到計量的精度。《燃油加油機檢定規程》（JJG 443—2015）中，明確指出，在使用加油機時，必須對周圍環境的溫度進行嚴格的控制，檢定過程中環境溫度的變化應不超過5℃。另外要注意的是，一般情況下環境溫度應該在-25℃～55℃，并且要確保在檢測的時候，加油機的介質溫度和周圍環境的溫度相差不能太大，應不超過10℃，這樣就可以將檢測誤差降到最低。在實際的檢測過程中，如果出現了異常的溫度波動，就必須要采取相應的保溫措施，將溫度對測量結果的影響降到最低。

2.2 環境溫度對測量的影響

在測試期間，最大的溫差應小于10℃。溫差在10℃以上時，必須進行絕緣防護。夏季、冬季對加油機進行檢查時，油槍出口油溫與標準表中的油溫有很大的差異，若忽視溫度對測量的影響，將很容易產生誤差。在夏季對加油機進行檢定時，因地下油罐的溫度低于外部環境，如果不考慮溫度的影響，油品的實際裝油量會低于檢測時間的標尺，有可能會超過檢定規范的規定，給用戶造成損害；冬季計量加油時，地下埋設的油罐的溫度通常高于外部環境，如果不考慮溫度的影響，實際裝油量會超過檢定規程的規定，尤其是在冬季工作數據中，存在著很大的差別，有著從+0.12%到-0.33%的相對誤差，會造成很大的損失。

2.3 油品溫度對測量的影響

檢定時應檢測油管內的油溫和油槍的出油溫，但在實踐中，部分檢定員不能按照要求對油管和油管的出口溫度進行檢測，甚至不對油溫進行檢測。在測量中，部分人也沒有注意采用正確的測量方式。在測量油溫時，若溫差過大，極易造成計量結果不準確。檢定員在對油溫進行測試時，應采用符合規范規定的溫度計。根據多年的油加機檢定工作經驗，每一次都會有不同程度的偏差，造成這種偏差的原因并不統一[4]。

2.4 溫度測量結果對檢定誤差的影響

在加油機的計量檢定中，當燃油通過加油機的流量測量轉換器時，測量溫度是在加油槍的出口進行的，而計量裝置內部的溫度則由量具來測定。在此，測量油槍出口的溫度代替流量測量轉換器內部的溫度，由于測量轉換器與油嘴之間有一根軟管，它的長度會引起溫度的變化。通過對實驗數據的分析，發現流量傳感器和噴嘴出口溫度的變化范圍在0.2℃～0.3℃之間。在實際的計量校準工作中，由于噴管出口的溫度不同，負責檢定的工作人員必須嚴格地根據燃料加料機的規定，對環境溫度、標準器內溫度和槍口溫度進行精確的檢測。如果溫度的測量精度不夠，需根據所得到的錯誤數據來修正[5]。

3 減少溫度誤差的主要對策

3.1 注重對示值誤差的調節和檢定周期的確定

《燃油加油機檢定規程》（JJG 443—2015）于2015年正式發布。但實際操作中，要確保市場的公平性，就需要將偏差控制在±0.1%的范圍內，使測量結果的準確性受到的影響最小，避免發生差錯。在測定測試周期時，應在油罐內溫度與周邊環境溫度相差不大的情況下，設定容易準確地測定油槍、金屬器的內溫。例如，在我國的南方，每年的4、5、10、11月份，加油站的儲油罐的溫度與周邊的環境溫度基本相同，并且每日的溫度也不會發生明顯的改變。在實際檢驗中，操作人員要按照國家有關的規范和標準，進行各項檢驗，以提高檢驗的精確度。

3.2 采用精度較高的數字溫度計

在實際的測量和校準中，溫度計是不可或缺的，如果選用不當，將會對測量結果產生很大的影響。所以，在實際使用過程中，需要選擇高精度的數字溫度計。在實踐中，一般采用水銀玻璃溫度計，但水銀玻璃溫度計與水銀玻璃溫度表存在著較大的誤差。尤其是在金屬標準儀器的油溫測試中，因其測量頸的不透明性，使其不能被準確地讀取，而一旦將其從計量頸中取出，則會改變顯示的數據。尤其當檢測介質為汽油時，溫度計的性能會有很大的改變。在此情況下，為了保證測量精度，需要采用精密的數碼溫度表。它的測量范圍和最小分度值均達到了國家規定的標準，響應速度快，讀數方便，因此在今后的校準工作中，必須推廣使用這種溫度計[5]。

在計量校準中，溫度計的應用在校準規范中有非常清楚的規定。實例分析：最小的分度參數應為0.2℃，檢測環節的溫度應為-25℃～55℃。與傳統的玻璃溫度儀相比，精密溫度儀具有明顯的優越性。本文介紹了玻璃溫度表的基本特點，認為它不適合在加油機的測量和校準中使用。參數顯示點溫表選用了鉑電阻式溫度傳感器，其長度在60厘米以上，主要結構是不銹鋼管，在外部對該傳感器進行保護。該溫度傳感器不僅可以快速地測量溫度，而且不容易損壞，是一種很好的檢測方法。

3.3 對油槍出口處油溫和金屬量器里面的油溫進行測量

油溫之所以會產生測量誤差，主要是因為在沒有按照相關規定測量有槍口處的溫度，只有正確測量才能夠降低誤差，在測量時,應該保證數字溫度計必須在傳感器的位置上通過，直到溫度計中的數據穩定時進行記錄；除此之外，產生誤差還主要是因為沒有正確的測量金屬器內油溫，其正確的測量方法應該是將溫度計防止在量器的中間位置，大約需要5分鐘左右，等到溫度計數據完全停止不動時，再讀取[6]。

3.4 提高操作人員專業素質的水平

提升加油機相關人員的專業素質，可以有效地防止因操作失誤而導致的誤差增大、測量結果不精確等問題的發生，從而極大地提高了加油機的檢測工作效率。定期對有關部門的員工進行培訓，使其能夠及時掌握行業發展動態，不斷提升自己的業務能力。此外，還可以定期舉辦工作經驗交流會，鼓勵員工們互相分享工作中的經驗，從而促進全體員工的技術水平。

3.5 減小誤差

根據《燃油加油機檢定規程》（JJG 443—2006），最大允許偏差為1.5%，但由于溫度的影響，其偏差可能會達到1.5%±0.34%，從而導致加油機的檢定精度出現偏差。通常情況下，檢定加油機需要耗費大量的時間和精力，工作繁雜，檢定效率低下，效果不佳。如果不能及時調整校驗的時間，不僅會導致校驗的結果不精確，而且會造成很多問題。基于上述理由，為了使加油機檢驗結果與有關規定相符，在進行“溫度因子對檢定效果的影響”試驗時，應考慮到溫度對檢定結果的影響，采取科學的方法，同時加強對檢定工作人員的培訓，提高檢定技術水平，從多個角度降低外部環境和人為因素對檢定誤差的影響[7]。

（1）選擇溫度表：本規程規定的油溫測量采用的是玻璃液溫儀，其分度值為0.2℃，-22℃～55℃。由于加油機是在野外野外進行的，所以它具有易碎、響應慢、測溫條件高、讀數困難等缺點。現在大多采用精密的玻璃液溫儀進行測量，玻璃液溫儀不僅能測出計量器具內部的油溫，還能感應到溫度，并且具有很高的靈敏度和準確度，便于操作。（2）測量轉換器上的油溫：規定用槍口油溫代替。根據以往的經驗，40 L以上的槍口溫度不會有太大的波動。因此，在對加油機進行檢查時，先將油注入100 L的標尺中，不能馬上測量油溫，要等40 L油溫穩定后，再進行測量。

3.6 采取射線測量方式

射線測量為高靈敏的閃光探頭，并配以弱反應的輻射源。輻射源是封存在輻射源盒子里的。這些線沿著一條狹長的光路前行，光路通過一根固定的管子和里面的液體朝著另一端的光路發射。激光照射在閃光燈上，閃光燈會被光電倍增器轉化為電脈沖，再經過放大后，根據脈沖率（每秒的脈沖個數），就可以獲得輻射源的強度。因為介質吸收的射線量和被測介質的密度成指數趨勢變化，所以在已經知道了核輻射源射出的射線強度和介質吸收系數的情況下，只要檢測出探棒接收到的射線強度，再利用與探棒連接的變送器內置的吸收系數與密度之間的關系曲線，就可以檢測出流過管道的漿液密度。

利用密度曲線可以測量出油井和泥漿補償的變化。由于光線的測量方法不需要考慮管道材料，因此測量時不會受到壓力的影響，從而可以有效地提高測量數據的準確性。

4 結束語

在實際計量檢定工作進行過程中，由于環境條件、人員工作情況和儀器設備測量因素的存在，使被測量值不能用有限位數的數值來表示的問題，在測量獲得的數據與測量目標真值之間將會存在一定的差異，也就是通常所說的誤差。在造成誤差的這部分因素中，溫度的影響很大，是影響概率較大的一項因素。在實際工作中，檢定人員必須高度關注溫度因素所造成的相對誤差，通過對溫度造成誤差的原因進行全面的分析，并采取科學的措施，最大限度地減少誤差。

[1] 婁旭輝. 淺析加油機計量檢定中溫度對測量誤差產生的影響[J]. 科技創新導報，2022，19(2): 183-185.

[2] 朱鳳陽. 加油機計量檢定中溫度對測量誤差的影響及減少誤差的方法[J]. 中國石油和化工標準與質量，2021，41(19): 117-118.

[3] 張義富. 加油機計量檢定中溫度對測量誤差的影響及對策[J]. 廣東科技，2013(16): 224，250.

[4] 陳志煒. 淺析加油機計量檢定中溫度對誤差的影響及對策[J]. 中國科技縱橫，2016(14): 54.

[5] 陳英亮. 試析加油機計量檢定過程的溫度對測量誤差影響[J]. 計量與測試技術，2013，40(10): 80-81.

[6] 戚娟娟. 加油機計量檢定中溫度與示值的影響[J]. 數碼設計(下)，2020，9(1): 133.

[7] 高欽年. 試論加油機檢定中的油溫測量問題思考[J]. 科學技術創新，2019(6): 33-34.

Analysis of the Influence of Temperature on Measurement Error in the Metrological Verification of Tanker

With the development of the economy, society, and various industries, people's demand for energy is also increasing. Especially in recent years, the problem of energy shortage in China has become increasingly prominent, and oil prices continue to rise. In this process, in order to achieve the goal of fuel conservation, people have paid more attention to the measurement and calibration work of fuel dispensers. In the measurement and calibration of tanker, there are many factors that affect the verification efficiency, and temperature is the most important factor, so it is necessary to conduct effective verification.

metrological verification of tanker; temperature; measurement error

U473

A

1008-1151(2023)09-0034-03

2022-11-22

文燕（1981－），女，桂林市恭城人，恭城瑤族自治縣計量檢定測試所工程師，二級注冊計量師，從事計量檢定測試工作。