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          非典型“质量流量计”计量误差分析

          来源: 辽宁计量科学研究院 作者:刘尚玉 发布日期:2020-05-19

           【摘要】本文介绍了一种利用质量流量计在装汽油船时产生误差的现象,对误差产生的原因进行了分析,并给出了相应的解决方法。

           
          1 问题提出
                 某公司与2016年7月9日采用“质量流量计”计量装汽油船,计量数据见表1。
          某公司汽油船计量数据
           
                 在本次装船中检船量与岸罐量基本接近,而流量计计量与检船量和岸罐量相差较大,超出误差范围,所以在本次装船中,流量计处于失效状态。
           
          2 原因分析
          2.1 流量计状态
                 通过 prolink 质量流量计维护软件,没有发现质量流量计故障,无报警显示。 
           
          2.2 流量计检定状况
           
          质量流量计在年检周期内,误差:-0.09%,重复性:0.01%。 
           
          2.3 零点标定及小流量切除情况
                 本台质量流量计在操作温度状况下,对质量流量计进行现场调零,零点标定正常,零点值在正常范围内,小流量切除值0.3 t/h。 
          2.4 流量计在装船过程中压力变化情况
                 在装船过程中压力约为0.12~0.35 MPa之间,在正常范围内。 
          2.5 流量计在装船过程中密度变化情况
                 见图1曲线。从曲线看出,装船过程中,密度变化还是较明显的。
          流量计密度变化曲线
          2.6 流量计在装船过程中温度变化情况
                 见图2曲线。从曲线看出,装船过程中,温度变化也是较明显的。
          流量计温度变化曲线
                 从上述原因可以看出,在装船过程中,密度、温度都有变化,而密度是由温度变化引起的。汽油装船储罐内温度为23.5 ℃,虽然装船时间在7月份,处于当地的夏季,但是由于管线是“流动”的汽油,所以质量流量计温度升高,只能是小幅度的,大概1 ℃,而流量计温度曲线非常高30 ℃远超于储罐油品23.5 ℃,所以本次误差应该是质量流量计温度测量不准引起的。
           
          3 温度变化对质量流量计准确度的影响
                 质量流量计的测量原理如下公式所示: Qm = k × Δt
           
                 式中:Qm——质量流速,g/s; k——流量标定系数,g/(s·μs);Δt——时间差,μs。
           
                 当k为常数时,Qm仅与时间差Δt成正比。然而k与制造流量计的金属弹性呈函数关系,当温度发生变化时,流量计测量管的金属弹性也随之变化,k 此时就不再是常数,从而影响流量计的准确度;同时温度变化,还会引起测量管的自身结构变化,从而影响到质量流量计的零点稳定度。
           
                 温度对流量计测量管金属弹性的影响可以通过设定温度校正系数解决:一般质量流量计在出厂时,都给出了温度校正系数,如一台DS600质量流量计,出厂时给出的Flowcal系数为1443.44.50,后三位4.50就是给定的温度校正系数,温度变化100 ℃就会产生4.50%的误差,在实际使用时设定好温度校正系数,便可消除温度变化对测量管金属弹性产生的偏差。
           
           4 结语
                 在本例中,由于温度测量比实际偏高,造成质量流量计计数值偏小,是本次质量流量计装船产生偏差的主要原因。所以建议在将来质量流量计标定时,对质量流量计温度测量的准确度进行标定。
           
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