钟罩式气体标准装置技术报告

1、目 录一、建立计量标准的目的 (1)二、计量标准的工作原理及其组成(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(3)五、环境条件(3)六、计量标准的量值溯源和传递框图(4)七、计量标准的重复性试验(5)八、计量标准的稳定性考核(6)九、检定或校准结果的测量不确定度评定(7)十、检定或校准结果的验证(11)十一、结论(12)十二、附加说明(12)一、建立计量标准的目的天然气流量计是油田天然气计量的直接手段，目前，中原油田在用的气流量计大约有700余台，其中每年需要送检气流量计接近700台件。为使油田使用气流量计的检定方便，控制外送检定成本，特建立钟罩式气体流量标准装置，确保

2、天然气流量计计量数据准确、可靠，提高经济效益。为油田开发提供第一手可靠的的材料。二、计量标准的工作原理及其组成工作原理：钟罩内定容定压的气体，经实验管线流经被检流量计，以钟罩流出的气体容积值与被检流量计的指示值进行比较，实现对被检流量计的检定。组成：1、钟罩式气体流量标准装置； 2、被检流量计实验管线； 3、控制系统。三、计量标准器及主要配套设备计 量 标 准 器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复校间隔钟罩式气体流量标准装置LJQ-2000(3120) m3/h准确度等级：0.5级丹东科泰仪器仪表有限公司2021河南省计量科学研究院

3、3年主 要 配 套 设 备数字式无汞气压表BQY-1B（95105）kPaMPE:±40Pa常州礼河试验仪器厂870030中国计量科学研究院2年铂电阻温度传感器Pt100(0.150) 准确度等级：A级辽宁锦州温度仪表厂17中原油田分公司技术检测中心1年压力变送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa准确度等级：±0.1北京罗斯蒙特仪表有限公司河南省计量科学研究院1年压力变送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa准确度等级：±0.1北京罗斯蒙特仪表有限公司河南省计量科学研究院1年压力变送器3051CD2A22A1AB4（010）kPa准确度等级：

4、±0.1北京罗斯蒙特仪表有限公司河南省计量科学研究院1年四、计量标准的主要技术指标1、钟罩式气体标准装置的测量范围：（3120）m3/h2、不确定度：U =0.5% (k=2)。3、 检定管线口径：DN20、DN25、DN32、DN50；五、环境条件序号项 目要 求实际情况结 论1温 度（20±5）（20±5）合 格2相对湿度（3080）%（3080）%合 格3大气压力（86106）kPa（86106）kPa合 格六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具计量标准名称：钟罩式气体流量标准装置钢围尺准确度等级：2级保存机构：河南省计量研究科学院尺寸测量法本级计量

5、器具计量标准名称：钟罩式气体流量标准装置测量范围：（3.0120）m3/h准确度等级：0.2级比较法下一级计量器具计量器具名称：气体流量计测量范围：（3.0120）m3/h准确度等级：1.0级及以下 七、计量标准的测量重复性考核 在50mm、32mm、25 mm、20 mm的试验管道上分别安装一被检流量计，分别在大流量和小流量点进行10次以上流量重复测量，算出各点的标准偏差，计算出各流量点的重复性。选择其中大流量点的最大值与小流量点最大值做为该装置的重复性, 钟罩重复性试验数据记录见表1。表1 重复性试验数据 序号DN50管线DN32管线DN25管线DN20管线小流量m3/h大流量m3/h小流

6、量m3/h大流量m3/h小流量m3/h大流量m3/h小流量m3/h大流量m3/h110.279120.439 4.643 44.650 2.578 24.754 1.58612.781 210.286120.528 4.646 44.637 2.579 24.730 1.58712.783 310.281120.571 4.646 44.616 2.582 24.736 1.58712.778 410.281120.616 4.644 44.670 2.581 24.742 1.5912.777 510.286120.692 4.641 44.627 2.580 24.742 1.58912.

7、781 610.290 120.723 4.637 44.643 2.584 24.728 1.5912.771 710.295121.738 4.640 44.647 2.584 24.743 1.58912.774 810.296122.794 4.642 44.639 2.585 24.742 1.58712.787 910.296123.707 4.638 44.655 2.587 24.743 1.58812.780 1010.297124.764 4.649 44.667 2.588 24.731 1.58712.785 平均值10.289125.766 4.642 44.645

8、2.583 24.739 1.58812.780 标准差S0.0070.1140.0040.017 0.0030.007 0.0010.005重复性0.07%0.09%0.08%0.04%0.12%0.03%0.08%0.04%平均值计算公式：标准差计算公式：重复性计算公式： 因此，本标准装置的重复性：大流量点（125.766 m3/h）：0.09%；小流量点（2.578 m3/h）：0.12% 。八、计量标准的稳定性考核 在25 mm试验管道上装一被检流量计，在大流量（24m3/h）和小流量（2.6m3/h）点进行10次流量测量，算出各点的标准偏差。连续进行4个月相同的测量，选择其中的最大值

9、与最小值之差做为该装置的稳定性, 其结果见表2。表2 稳定性试验数据序号试验时间流量 m3/h结果 %12012年7月240.03 2.60.09 22012年8月240.04 2.60.09 32012年9月240.07 2.60.16 42012年10月240.03 2.60.05 1、 各测量结果的最大值与最小值之差： 24m3/h流量点： 0.07% - 0.03% = 0.04% 2.6m3/h流量点: 0.16% - 0.05% = 0.11%2、 本装置的最大允许误差为±0.2% 3、稳定性试验结果： 0.11% 0.2%根据以上分析结果得出：本装置的稳定性为0.11%

10、。九、检定或校准结果的测量不确定度评定一 测量原理 旋进旋涡流量计由旋进旋涡流量传感器和显示仪表组成。显示仪表接收流量传感器发出的脉冲信号，经过整形、放大并记录下来，通过测量其旋涡频率而实现流量计量的目的。二 数学模型 1、单次测量的仪表系数 根据JJG19894速度式流量计检定规程的要求，对于单次测量，流量计的仪表系数定义为： （1）式中 第检定点第次检定的仪表系数，（m3）1；第检定点第次检定时流量计显示仪表测得的脉冲数；第检定点第次检定时测得的标准器处流体实际体积，m3；，分别为第检定点第次检定时标准器处和流量计处的流体绝对压力，Pa；，分别为第检定点第次检定时标准器处和流量计处的流体温

11、度，。1，2，m；m为检定点数，m3；1，2，n；n为每点检定次数，n3。每个流量点仪表系数 （2）流量计仪表系数 （3）三 、不确定度分析及计算由数学模型和计量检定规程可知，钟罩体积影响因素主要有：上一级检定机构对钟罩检定的流量不确定度、钟罩的测量重复性、钟罩内压力变化、压力变送器不确定度、温度变送器不确定度、线膨胀系数等方面，现就这些方面进行分析。1、 钟罩标准器引入的不确定度分量u1;上一级检定机构对钟罩进行了检定，钟罩标准器的流量扩展相对不确定度（k=2）为0.2%，由此引入的不确定度分量为 2、 钟罩的重复性引入的不确定度分量u2； u2 = 0.12% 3、 钟罩内压力的变化引入的

12、不确定度分量为u3；由检定证书中得到，钟罩内压的波动为20Pa;标准大气压为101325Pa,转换为相对误差为P: 置信概率为95%，估计为正态分布，包含因子k=2，对流量的影响系数为1，引入的不确定度分量为：4、压力变送器引入的不确定度分量为u4；由压力变送器检定证书中得到，压力变送器准确度等级为0.1%，由其引入的不确定度分量为：;5、温度变送器引入的不确定度分量为u5；由温度变送器检定证书中得到，温度变送器准确度等级为0.2%，由其引入的不确定度分量为：6、线膨胀系数引入的不确定度分量为u6； 标尺、钟罩的线膨胀系数，由于在允许使用环境范围内变化量很小，由其引入的不确定度分量也很小，故可忽略不计。四、合成相对标准不确定度四 测量不确定度报告相对扩展不确定度为，检定结果的相对扩展不确定度为0.38%，k=2。十、检定结果的验证 选取一台浙江天信仪表有限公司生产的LUX-25B旋进旋涡流量计，用本套装置进行检定，与送河南省计量科学研究院检定数据对比，结