压缩天然气加气机测量结果的不确定度评定

2020-04-22郭晓微宋捷南充市计量测试研究所四川南充637000

化工管理 2020年9期

郭晓微宋捷（南充市计量测试研究所，四川南充637000）

压缩天然气(简称CNG)是将天然气加压并以气态储存在容器中的气态产品，缩天然气主要成分是甲烷(CH4)，可作为汽车燃料替代汽油、柴油。压缩天然气作为汽车燃料，具有低污染、低成本等优点，尤其适合于城市公共交通和出租汽车使用。目前已在世界得到广泛应用。压缩天然气加气机是带有计量计价功能可提供压缩天然气燃料充装的专用设备，由于压缩天然气具有贸易结算性，所以压缩天然气加气机被列入我国强制检定类计量器具目录，其生产和使用必需符合相关法制计量管理要求。

1 检定背景与条件

1.1 测量依据

JJG 996-2012《压缩天然气加气机》

1.2 环境条件

温度：（-20～50）℃，湿度：（35～95）%RH，大气压：（86～

106）kPa。

1.3 测量设备

名称：质量流量计（加气机检定装置）、型号：JJB-25，测量范围：（1～80）kg/min，准确度：0.2级

1.4 测量对象

名称：压缩天然气加气机、型号：HQHP-JQJ-IC-II、最大允许误差：±1%

1.5 测量方法

本次实验采用标准表法；将储气罐、被检加气机与标准流量计串联起来，比较被检加气机示值与标准流量计示值，取六次示值误差的平均值作为该被检加气机的示值误差。

2 测量过程

2.1 检定前准备

本次测量采用常规试验方法。检定前，先检查现场配套是否齐全，启动是否正常，被检加气机是否正常工作。核验加气机机身气质密度和加气站最近气质报告密度是否一致，若不一致，则先要调整加气机机身密度，再进行下一步检定操作。

2.2 操作步骤

将加气机加气枪打开，先用被检加气机对整个加气机检定装置加气，观察检定装置上精密压力计示值，计算压降。将检定装置上的加气枪插入汽车气罐的加气口，点击电脑上“连续显示”，打开加气机加气键，开始加气检定。待加气结束后，点击电脑上“停止显示”，此时电脑启动计算加气机的示值误差，将此时的示值误差计入记录。检定结束后，关闭被检装置加气枪，将检定装置的加气枪对天排放掉检定装置中的气体，待气体放空后，取出连接在检定装置上的加气枪，关闭检定装置和电脑电源，将连线去下收回，检定工作结束。

3 测量模型

依据计量检定规程JJG996-2012《压缩天然气加气机》，用标准装置检定压缩天然气加气机，根据规程，其示值误差如下：

式中：ΔV—被检加气机的示值误差 ΔVJ—被检加气机的示值ΔVB—加气机检定装置的示值

根据公式（1），被检加气机的示值误差ΔV的方差和灵敏度系数如下：

式中灵敏系数：C(VJ)=1；C(VB)=-1。

4 标准不确定度的分析及评定

4.1 加气机检定装置的准确度引入的不确定度分量u1

准确度引入的不确定度选择B类评定方法，查询标准装置的检定证书，加气机检定装置的准确度为±0.2%，按照正态分布计算，取包含因子k=2，所以由标准装置引入的不确定度u1

估计其比较可靠，取自由度v1=50

4.2 加气机检定装置的分辨率所引入的不确定度分量u2

加气机检定装置的分辨率引起的不确定度用B类评定，不确定度区间±0.007m3，按均匀分布，所以由加气机检定装置的分辨率所引入的不确定度分量u2

u2=0.0040m3

估计其可靠性约为10%，依据公式，自由度为：v2=50

4.3 加气机分辨率引入的不确定度分量u3

由分辨率引入的不确定度用B类评定，由于可燃气加气机的最小分度值为0.01m3，因此每一个读数值可能包含的误差在±0.005m3范围内，假设按均匀分布计，所以有：

估计其可靠性为10%，依据公式，自由度为：v3=50

4.4 加气机测量重复性引入的不确定度分量u4

测量重复性引入的不确定度可用A类标准不确定度评定。为了获得测量重复性引入的标准不确定度，采用标准表法，将加气机检定装置重复测量10m3点记录数值，测得数据如下：

单次测量的标准差s按贝塞尔公式计算得到：

序号v2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 Xˉ测量值Xi(m3)10.03 10.02 10.02 10.03 10.03 10.04 10.02 10.03 10.02 10.04 10.028 v=Xi -Xˉ 0.002-0.008-0.008 0.002 0.002 0.012-0.008 0.002-0.008 0.012 0.00004 0.00064 0.00064 0.00004 0.00004 0.00144 0.00064 0.00004 0.00064 0.00144∑0.0056