500m3立式金属罐测量不确定度分析评定

    1 概述

    1.1测量依据:依据JJG 168)20055立式金属罐容量检定规程6。

    1.2 测量标准:计量罐检定装置。

    1.3 测量对象:立式金属罐。

    1.4 测量条件:新建或改建的罐必须在装水为全容量但80%以上,稳定72h,并检查无漏后方能进行测量;罐内不应有残留的液体或其他沉积物。并要确保安全。

    1.5 测量方法

    立式金属罐的罐体呈圆筒形,它分为若干层,从下至上依次称为第一圈板、第二圈板,,,通过测量第一圈板基圆的圆周长,各圈板径向偏差、各圈板高度及厚度、底量、附件,再考虑罐体的椭圆度、倾斜度和静压力的作用,建立数学模型进行计算,从而得出不同高度所对应的容量V。

    2 数学模型

    考虑各种因素对计量罐容量的影响:

    式中:V—罐的总容量;

    Vi—罐第i圈板内容量;

    R—第i圈板内半径;

    L—基圈周长;

    ri—第i圈板径向偏差;

    Di—第i圈板厚度;

    hi—第i圈板内高度;

    ΔV椭—椭圆度引起的容量误差;

    ΔV斜—倾斜度引起的容量误差;

    ΔV附—罐内附件修正值;

    ΔV压—静压力修正值;

    V底—罐的底量;

    N—罐的圈板数。

    3 灵敏系数

    由式(1),可知容量和各种影响量存在函数关系:

    因各输入量彼此独立,故相对合成方差为(见注1):

    由式(1)求偏导数后,得:

    因此:cL=2,cC=-2,cD=-2;同理:ch=1。V的相对合成方差为:

    4 测量不确定度分量

    4.1 测量方法的不确定度

    4.1.1 倾斜度引起的测量不确定度

    在计算立式罐容量时将罐视为垂直于水平面,实际上它存在一定的倾斜度。垂直于水平面时其体积为:V=PR2h,若考虑罐体的倾斜角度则其体积为

    式中:φ—罐体的倾斜角;

    R—基圆半径;

    H—高度。

    故引起容量的误差为:

    由于该计量罐的倾斜角不超过011b,考虑其概率分布为均匀分布,故倾斜度引起的相对标准不确定度为: