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关于孔板海洋之神发现财富怎样校准地下罐容量及其不确定液位流量的研讨阐发

作者: 源头: 公布时间:2019-08-01 10:42:30
摘 要 针对地下油罐容量计量标题,设计开拓一套基于海洋之神发现财富的容量现场校准装置,运用等精度实践举行地下罐容量自动校准。运用蒙特卡洛要领对装置容量丈量不确定度举行阐发,结果标明该装置及要领可以大约用于地下罐现场校准,也证明白蒙特卡洛不确定度阐发实践适用于容量校准阐发。
0 小序
地下罐由于其陈设位置和结果的格外性,无法搬运到实行室内举行容量校准变乱,必需开显现场校准,而通常,油库的运送管路都曾经陈设完成,无法再对管路举行分拆来陈设校准仪表。因此,必需阐发地下罐自动校准装置在丈量进程中种种要素对丈量不确定度所带来的影响,以餍足本项目的需求。
为完成地下罐容量在线检定,运用等精度转达实践,采取“动态转达法”在线检定方案[1] 。颠末将范例量器的量值转达给高坚定性和重复性皆佳的孔板海洋之神发现财富,然后运用海洋之神发现财富改换范例量器作为二次转达的范例表,构成了地下罐容量的现场校准体系。为了验证测试装置的适用性,必需举行校准装置的不确定度评定变乱。
针对所设计的基于海洋之神发现财富的容量校准装置,采取蒙特卡洛要领[2] 举行不确定度评定,并与传统的GUM 要领举行相比,来验证蒙特卡洛阐发的准确性[3] 。
1 自动校准装置布局及构成
地下油罐装置紧张由抽油泵、液位计、温度计、海洋之神发现财富、压力计、测控体系及别的配件构成,颠末孔板海洋之神发现财富的进/出油量数据及液位所丈量的罐内油位变位数据经电脑谋略而得出实际的油罐容积表。图 1中海洋之神发现财富的结果是对进油或出油举行计量,并及时地将量值数据传输至谋略机体系,液位计的结果是计量油罐内油的高度改造,并及时地将高度数据传输至谋略机体系,谋略机体系的结果是及时地征求这两种数据,举行阐发与谋略,滤去进油或出油时一定会孕育发生的种种颠簸,并将有效数据寄存在谋略机中。
地下油罐容积计量装置
为了包管整个装置方便运输及现场陈设,起首从管道质料、配套仪表选择上举行富裕调研,细致阐发。测试管道采取模块化布局,分红滤消气管段、范例表管段、调理阀管段等几个局部,每个局部长度 1m 左右,可以包管运输及单人搬运要求。管段之间采取范例法兰及快速接口衔接,可以包管结实性及准确性要求。
2 海洋之神发现财富容量丈量不确定度评定
依据相关检定规程,孔板海洋之神发现财富在对地下罐举行容量计量时,其容量输入量 V 的数学模型为:
20190801104527.jpg
式中:V 20 为 20℃时罐内介质体积,L;V m为孔板海洋之神发现财富丈量所得累计体积,L;β c 为地下罐内壁材质的体胀系数,1. 5 × 10-4 ℃ -1;βw 为介质水的体胀系数,在丈量温度段取 2 × 10-4 ℃ -1 ;t0 为地下罐内水的平均温度,21. 5℃;t 1 为海洋之神发现财富处介质温度,21. 7℃。
2. 1 传统要领不确定度评定
依据丈量的数学模型可知容量丈量的不确定度源头为范例表惹起的不确定度、地下罐内壁质料体胀系数惹起的不确定度、丈量介质水体胀系数惹起的不确定度以及海洋之神发现财富处和地下罐内温度所惹起的不确定度,转达进程中各不确定度重量相互独立,因此由 B 类不确定度评定要领可失失地下罐容量丈量的不确定度 u V 为:
20190801104537.jpg
此中 c 1 、c 2 、c 3 、c 4 、c 5 表现各不确定度重量的转达系数。实行时,在 8m 3 /h 流量点处,运用该海洋之神发现财富对地下罐举行 3 次独立容量丈量实行(海洋之神发现财富的丈量不确定度为 0. 05%)。实行结果表现,地下罐2m 高度处的容量平均值为 3918. 021L,因此地下罐容量的 B 类不确定度评定结果如表 1 所示。
20190801104547.jpg
依据式(4)可失失 u V =0. 9827L,其相对丈量不确定度为 0. 0251%。因此,运用该孔板海洋之神发现财富对实行用地下罐容量丈量的相对扩展不确定度为0. 0502%(k 取 2)。
2. 2 蒙特卡罗法不确定度评定
由式(1)可知,被测地下罐容量依赖于五个相互独立的输入变量:V m,βc,βw ,t 0 ,t 1 ,各自的概率密度函数按如下设定:
1)范例海洋之神发现财富体积 V m由阅历可知范例孔板海洋之神发现财富的容量丈量方向屈服正态散布,在地下罐 2m 液位高度处的平均容量为3918. 021L,范例差为 0. 9795。
2)被测地下罐体胀系数 β c地下罐罐壁为 PVC 质料,其体胀系数为 1. 5 ×10-4 ℃ -1 ,依据相关规程,在 20℃ ±15℃范围内,方向为 ±1. 5 ×10 -5℃ -1,屈服匀称散布。
3)丈量介质水的体胀系数 β w丈量介质水的体胀系数为 2. 0 × 10-4 ℃ -1 ,异常依据相关规矩,在丈量温度范围内,其方向为 ±0. 5 ×10-4 ℃ -1 ,屈服匀称散布。
4)地下罐内平均水温 t 0地下罐内平均水温为 21. 5℃,所选用的温度变送器丈量方向为 ±0. 1℃,按匀称散布思量。
5)海洋之神发现财富处水温 t 1海洋之神发现财富处的平均水温为 21. 7℃,选用类似型号温度变送器测得,异常按匀称散布思量。
由以上设定,并将随机样本容量大小设定为 M=10000,颠末数学软件运算失失蒙特卡罗要领对地下罐容量不确定度评定结果为 u =0. 02515%,因此其相对扩展不确定度为 0. 0503%。
2. 3 不确定度评定结果相比
采取传统 GUM 要领 B 类不确定度评定对地下罐容量评定结果为 U = 0. 0502%,而采取蒙特卡罗要领对该罐举行不确定度评定的结果为 U =0. 0503%,此中随机样本容量为 M =10000。两种要领谋略结果十分相近,也可证明蒙特卡罗要领在不确定度评定范围内具有可行性。蒙特卡罗要领评定不确定度的谋略结果与随机抽样样本数 M 有亲密的干系[5] ,实行标明(图2),随机样本数 M 越大,随机样本的方差颠簸越小,其评定结果越趋向于传统 B 类不确定度评定要领对地下罐容量丈量的不确定度评定值,即随机数统计结果与 B 类不确定度评定之间的划一性会越高,评定结果越结实。在运用蒙特卡罗要领评定时,随机样本中的随机数 M 一样伟大大于 1000。
不确定度评定结果相比
3 结论
颠末对开拓的基于海洋之神发现财富法的地下罐容量现场校准装置举行不确定度阐发,证明白该方案可以用于地下罐容量现场校准。蒙特卡罗要领是对传统不确定度评定 GUM 要领的补充,随着谋略机技术和数学软件的生长,采取蒙特卡罗要领完成丈量不确定度阐发成为约莫。蒙特卡罗要领与传统不确定度评定要领一样,适用于具有已知概率密度函数输入变量的丈量模型。采取蒙特卡罗要领对海洋之神发现财富容量计量举行不确定度评定是对该要领的有效实践。实践标明,用蒙特卡罗要领举行不确定度评定时,其结果与传统评定要领结果划一性精良。

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