《差压式湿气两相流量计》不确定度评定

1、测量不确定度分析报告一、气相测量不确定度评定1测量模型1.1 湿气流量计的气相瞬时流量相对误差可由式（1）计算。? =?,?-?,?×100% （1）?,?式中：E 湿气流量计第 i测试点气相瞬时流量相对误差，%；iqmN,i 湿气流量计测量的第 i 测试点的气相瞬时流量值，3Nm/h ；qsN,i 湿气流量标准装置测量的第i 测试点的气相瞬时流量值，3Nm/h 。其中，qsN,iPs,i TN Z N qs,i （2）PNTs, i Z s,i式中：Ps,i 第 i测试点，湿气流量标准装置处的绝对压力，kPas,i 第 i测试点，湿气流量标准装置处的热力学温度，KTqs,i 第 i

2、测试点，湿气流量标准装置处的气相瞬时流量值，3m/h 。NP 标况压力， 101.32kPaNT 标况温度， 293.15KZN标况下空气的压缩系数sZ 湿气流量标准装置标准表处空气的压缩系数即?Ps,i TN Z N-qs,i?,?PNTs,i Zs,i? ? ?,? ?,?,?=Ps,i TN Z N×100%= （?,?,?- 1） ×100%(3)qs,iPN Ts,i Z s,i式（ 3） EiEi ( qmN ,i , qs,i ,) ，各自变量之间独立，则可得相对不确定度公式如下：2222EiqmN ,i2qmN ,iEiqs,i2qs,iEips,i2ps,

3、iuEiqmN , iEiurelqs,iEiurelps,iEiurel（ 4）222EiTs,iEiZ s,iEi2Ts, i2Zs,iZ N2ZNTs,iEiurelZs,iEiurelZNEiurel2不确定度分量评定在 GVF97.5% 流量点下将湿气两相流量计测量 6 次，选取该点作为不确定度评定的案例进行分析，其校准结果为：表 1 校准结果GVF湿气流量标准装置差压式湿气两相误差（ %）重复性（ %）流量计体积气相标液相气相流液相流含气气相标PsTs准流量标准量量率准流量气相液相气相液相流量%33333m/hNm/hm/hMPa aNm/hm/h36.734471.6760.93

4、51.30721.30469.5370.898-0.45-3.9197.537.201475.7980.9361.30221.29472.9770.903-0.59-3.480.080.2536.771468.4590.9481.29721.29465.8890.914-0.55-3.62（ 1）由重复测量引入的不确定度分量（A 类不确定度）则由重复测量引入的不确定度为：Er0.08%ur ( Er )0.048%n 3（ 2）标准装置所引入的不确定度分量（B 类不确定度）湿气两相流量标准装置的气相测量相对扩展不确定度为Urel （qs）=0.36% （ k=2），则()0.36%? = 0.

5、18%2另外，Eiqs,iC r (qs,i )1qs,iEi（ 3）标准表处压力的Ps 测量所引入的不确定度分量（B 类不确定度）用绝压变送器测量标准表处压力。绝压变送器测量范围为（0-2 ） MPa a，输出范围为（ 4-20 ） mA，在1.3MPa 压力下对应输出电流值为14.4mA，绝压变送器的扩展不确定度为U（ Ps）=0.004(mA) （ k=2），则0.004?( ?) = 2= 0.028%? ?14.4另外，Cr (Ps,i )EiPs,iPs,i1Ei(4) 标准表处温度测量所引入的不确定度分量（B 类不确定度）用一体化温度变送器测量标准表处温度。一体化温度变送器扩展不

6、确定度为U（Ts）=0.1( )（ k=2），则0.12?( ?) = 0.017%?(21 + 273.15)另外，C rEiTs,i1(Ts,i )EiTs,i(5) 压缩系数 Z 的不确定度Z 的允许误差为0.01%，按矩形分布，则0.01%= 0.0058%?( ? ) = ?(? ) =? ?s,i3Cr(ZN)EiZ N1Z NEiCr(Zs,iEiZs,i1)EiZ s,i表 2 气相测量不确定度分析一览表可能的标准不确对合成标准序号灵敏系不确定度的不确定度来源覆盖因子定度分量分布数贡献 (%)( %)1重复测量0.0480.0482标准装置正态20.18-10.183标准表压力

7、正态20.028-10.0284标准表温度正态20.01710.0175标准状态下空矩形1.7320.0058-10.0058气压缩系数6标准表处空气矩形1.7320.005810.0058压缩系数合成标准不确定度0.189（ %）扩展不确定度Urel0.38( k=2) （ %）综上， GVF97.5% 流量点下，此湿气两相流量计的气相误差为：relU =0.38%（k=2）。二、液相测量不确定度评定湿气流量计的气相瞬时流量相对误差可由式（5）计算。? -? =?,? ?,?×100%?,?-0.53%，测量结果扩展不确定度（ 5）式中：Ei 湿气流量计第i 测试点液相瞬时流量相对

8、误差，%；qm,i 湿气流量计测量的第i 测试点的液相瞬时流量值，3；m/hqs,i 湿气流量标准装置测量的第i测试点的液相瞬时流量值，m3/h 。EiEi (qm, i , qs, i ) ，各自变量之间独立，则可得相对不确定度公式如下：Eiqm,i2Eiqs,i2222qs,i（ 6）uEiqm,iEiurelqm,iEiurelqs,iGVF97.5% 下液相校准结果如表1 所示。（ 1）由重复测量引入的不确定度分量（A 类不确定度）则由重复测量引入的不确定度为：Er0.25%ur ( Er )0.147%n 3（ 2）标准装置所引入的不确定度分量（B 类不确定度）湿气两相流量标准装置的液相测量相对扩展不确定度为Urel （qs）=0.18% （ k=2），则?( ?) =0.22%= 0.11%? ?2另外，C r (qs,i )Eiqs,i1qs,iEi表 3液相测量不确定度分析一览表不确定度来可能的覆盖标准不确定灵敏系对合成标准序号不确定度的源分布因子度分量 ( %)数贡献(%)1重复测量0.1