摘要:文章依据JJG1029--2007《
涡街流量计》检定规程对流量范围为150~1000m3/h的涡街流量计的K系数进行测量，详细分析了压力、温度等因素对测量结果的影响，对测量结果的不确定度进行综合评定。
气体涡街流量计无可拆部件、结构简单稳定、易于维护，广泛应用于市政供暖、石化、冶金等行业，保障涡街流量计流量量值的正确可靠，对维护贸易公平有着重要意义。本文对涡街流量计的检定方法进行分析，对涡街流量计K系数的测量结果进行不确定分析、评定。
1测量方法
本文依据JJG1029--2007《涡街流量计》提供的方法开展检定工作，按照JJF1059.1--2012《测量不确定度评定与表示》关于测量结果不确定度的评定方法做不确定度分析。
测量标准:音速喷嘴法气体流量标准装置，测量范围:1~6000m3/h;不确定度:Urel=0.25%，k=2。
环境条件:温度20.06℃，湿度43.13%RH。
被测对象:气体涡街流量计(横河电机)，测量范围:150~1000m3/h。
2测量程序
将被检流量计与音速喷嘴法气体流量标准装置(以下简称标准装置)串联起来，通过被检流量计可达到的最大检定流量的70%~100%范围内运行10min,待气体温度、压力和流量稳定后开始检定。测量流量点为qmax、0.4qmax、0.2qmaxqmin，每个流量点重复测量6次。将流量调整至规定的流量值，读取被检流量计和标准装置的初始示值，到达规定检定时间后读取被检流量计和标.准装置的最终示值，并测出被检流量计处和标准装置处的气体压力、温度等参数，按规定的计算公式计算得到被检流量计和标准装置的累积脉冲数、累积流量值、流量计的K系数、示值误差及重复性。
3数学模型建立
涡街流量计的仪表K系数的测量模型:
式中:kv为涡街流量计的仪表系数，m-3；N为流量计发出的脉冲数;Vs为由装置测得的修正到涡街流量计处的实际气体体积值,m3。
式中:Q为经过温度、压力修正后的通过涡街流量计处的实际气体体积值，m3;Ps、Pm分别为标准装置处和流量计处的气体表压力，Pa;Ts、Tm分别为标准装置处和流量计处的气体热力学温度，K;Zs、Zm分别为标准装置处和流量计处的气体压缩因子。
得到:
4方差
由于涡街流量计K系数的数学模型中输入量间完全是乘积关系，且各输人量间不相关，根据JJF1059.1--2012中关于合成标准不确定度的公式，K系数的相对合成标准不确定度按式(5)计算。
5各输入量的标准不确定度分量的评定
5.1被测流量计测量重复性引入的相对标准不确定度urel(N)
采用A类方法进行评定。按照检定规程要求，流量计分别在qmax、0.4qmax、0.2qmax、qmin各流量点进行6次重复测量，如表1所示。一般在测量次数较少时，可采用极差法获得实验标准差[2]口流量计脉冲数的测量值满足正态分布，本次测量次数为6次，不大于9次，采用极差法得到实验标准.差s(N)。
式中:R为极差，即6次测量的最大值与最小值之差;C为极差系数，n=6时C=2.53。
脉冲数测量重复性带来的相对标准不确定度:
按式(7)计算得到涡街流量计，累积脉冲数测量重复性带来的不确定度urel(N)分别为:0.12%、0.18%、0.16%、0.15%。
5.2标准装置示值引入的标准不确定度urel(Q)
音速喷嘴气体流量标准装置的测量不确定度
由校准证书给出，U=0.25%，k=2，则:.
Urel(Q)=0.25%/2=0.125%
5.3标准装置处、被检流量计处压力测量引入的标准不确定度urel(Ps)、urrl(Pm)
标准装置处与被检流量计处的压力值，分别由安装在喷嘴处及被检流量计处的压力变送器测量得到，因两台压力变送器的安装位置不同，测量结果互不相关，相互独立。两台压力变送器经.检定后合格，由检定证书得到其最大允许误差为±0.1%，因此相对标准不确定度按均匀分布计算，k=√3,则压力测量引人的标准不确定度为:标准装置处:
Urel(Ps)=0.1%1√3=0.0577%
被检流量计处:
Urel(Pm)=0.1%1√3=0.0577%
5.4标准装置处、被检流量计处温度测量引入的标准不确定度urel(Ts)、urel(Tm)
安装在喷嘴处及被检流量计处的Pt100热电阻Rs、Rm分别测得标准装置处与被检流量计处的温.度值为:20.83℃、20.57℃。根据检定证书给出.的信息，Pt100热电阻的精度等级为A级，量程为0~50℃，Rs、Rm的最大允许误差MPE通过公.式±(0.150℃+0.002|t|)计算得到:±0.1917℃;±0.1917℃、±0.1912℃，因R、Rm的安装位置不同，独立测量，因此测量结果互不相关，相互独立，按照均匀分布计算，h=√3，则温度测量引人的相对标准不确定度为:
标准装置处:
6标准不确定度一览表(表2)
表2合成标准不确定度和扩展不确定度一览表
| 检定流量点 |
urel(N) |
urel(Q) |
urel(Ps) |
urel(Pm) |
urel(Ts) |
urel(Tm) |
ucrel(kv) |
qmax
0.4max
0.2max
qmin |
0.12%
0.18%
0.16%
0.15% |
0.125% |
0.057% |
0.057% |
0.0343% |
0.0342% |
0.20%
0.24%
0.23%
0.22% |
7.结束语
本文通过描述涡街流量计K系数测量结果的不确定度分析与评定过程，得到了不确定度评定的报告，其评定的方法对于气体速度式流量计K系数的检定结果不确定度评定具有参考价值。
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