质量法在线校准液体科里奥利质量流量计的不确定度评定

　　流量计的在线校准受现场客观条件限制,其校准精度和校准能力都会受到一定的影响,但是在线校准具有与应用条件近似一致的优点,极大地方便了用户。目前,国家的检定规程或技术规范对此涉及较少(JJG1030—2007《超声流量计检定规程》的附录B———超声流量计在使用现场的在线检定,具有很好的学习和指导意义)[1],所以流量计的在线校准具有广阔的研究前景和现实意义。本文以质量法在线校准液体科里奥利质量流量计为例,结合实例,分析和评定其测量不确定度。

　　1　校准方法

　　科里奥利质量流量计(Coriolis mass flowmeter,简称CMF),利用流体流过振动的管道时所受到的科里奥利力与流体质量流量成正比的原理制成,具有精度高、运行可靠、维护量少及适用介质广等特点,在工业生产和贸易计量等领域得到了广泛的应用。

　　(1)测量依据: JJG1038—2008《科里奥利质量流量计检定规程》。

　　(2)测量对象:在线使用的液体科里奥利质量流量计。

　　(3)测量方法:在现场校准满足计量要求的前提下,对符合现场校准的液体流量计进行在线校准;参照JJG1038—2008《科里奥利质量流量计检定规程》,对标准器示值的进行修正,通过比较被测液体流量计示值和标准器实际值,实现在线校准。

　　2　不确定度评定模型

　　2·1　数学模型[2]

　　根据JJG1038—2008,被测CMF在校准流量点的示值误差为:

　　式中:E为被测CMF在校准流量点的示值误差,%;q为被测CMF的累积质量, kg;qs为标准器称量的实际质量, kg。

　　采用质量法校准,考虑到浮力修正,故标准器称量的实际质量为:

　　式中:ms为标准器示值, kg;ρY为流过被测CMF的液体密度, kg/m3;ρa为空气密度, kg/m3。

　　(2)式代入(1)式,得:

　　故(3)式即为评定的数学模型

　　2·2　灵敏系数ci

　　3　不确定度评定[3]

　　由(3)式可知,其测量不确定度主要来源于:标准器的不确定度、被测流量计的测量重复性和分辨率、被测液体和空气的密度测量以及人员操作引入的不确定度。

　　3·1　标准器引入的不确定度us

　　三等电子台秤经检定合格,并且在合格有效期

　　3·2　被测流量计测量重复性引入的不确定度uq

　　uq主要来源于流量计的测量重复性,采用A类方法评定,用电子台秤对被测液体科里奥利质量流量计定点重复测量10次,得到数据列如表1。

　　3·3　密度测量引入的不确定度uρY、uρa