音速噴嘴式燃?xì)獗斫?biāo)報(bào)告

1、音速噴嘴式燃?xì)獗斫?biāo)報(bào)告計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報(bào)告計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)名稱 燃?xì)獗頇z定裝置計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)人建標(biāo)單位名稱（公章）市計(jì)量測(cè)試所填寫日期2010年4月建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的二、三、四、五、六、七、八、九、十、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器及主要配套設(shè)備計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)指標(biāo)環(huán)境條件計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值溯源和傳遞框圖計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要性試驗(yàn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證卜一、結(jié)論十二、附加說明(3)(3-4)(5)（6）（6）（7）（8-9）（10）(11-18)(19-20)（21）（21）一、建立計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的目的隨著人民生活水平的不斷提高，管道煤氣已開始進(jìn)行永州市場(chǎng),而 燃

2、氣表的計(jì)量準(zhǔn)確性如何直接影響到我市廣大人民群眾的切身利益，因 此開展該項(xiàng)目的檢定工作不僅是市場(chǎng)的需要，更是質(zhì)量監(jiān)督部門維護(hù)人 民群眾利益的職責(zé)和義氤為了認(rèn)真細(xì)致地做好煤氣表的強(qiáng)制檢定工 作，以保證全市煤氣表計(jì)量準(zhǔn)確度和量傳一致，同時(shí)滿足我市燃?xì)獗淼?裝表的速度，我們申請(qǐng)建立音速噴嘴式燃?xì)獗頇z定裝置。二、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的工作原理及其組成工作原理簡(jiǎn)述：qm ,此根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)氣體通過音速噴嘴時(shí)，噴嘴上、下游氣流 壓力比達(dá)到某一特定數(shù)值的條件下，在噴嘴喉部形成臨界流狀態(tài)，氣流 達(dá)到最大速度（音速）。流過噴嘴的氣體質(zhì)量流量也達(dá)到最大 時(shí)q只與噴嘴入口處的滯止壓力和溫度有關(guān)，而不受其下游狀態(tài)變化的 影

3、響。流經(jīng)音速噴嘴的質(zhì)量流量q可按下式計(jì)算：q A CC Pom *：R T式中：q 通過音速噴嘴在實(shí)際條件下的質(zhì)量流量； mA * 一音速噴嘴喉部的截面積； c 一音速流噴嘴的流出系數(shù)； C* 一實(shí)際氣體的臨界流函數(shù)； P 一噴嘴前氣體的絕對(duì)滯止壓力； 0T 一噴嘴前氣體的絕對(duì)滯止溫度； 0R 一氣體常數(shù)M因?yàn)楸粰z燃?xì)獗頌轶w積計(jì)儀器，所以還要將通過被檢表氣體的質(zhì) 量轉(zhuǎn)換為體積流量。根據(jù)實(shí)際氣體狀態(tài)方程：olse ud 扉 4neH TJKifi.ifi籍.is .firs 盛mHKm將-ss ol_sss - MTO a lar_sss - ffis 、99ssssWIK -畚 。隹忌ud整胃

4、allj-l誓蜩.s 唯解置sa+rE 卑信flnmmim蜩最凱 HSRIs 費(fèi)扉 slf 忌 ud ssss Ums ti0A 1SOIX。 H 9A Asssi S) isli WIATM*劇 Issis ud0 u 君 、ox X E，d)-(與=UUSH b參 、SMrssrls ! CH -苗MrWSMmu! 、sargns 。su WH. V rI- I dd I裝置試驗(yàn)管路系統(tǒng)如圖一所示。圖一：裝置試驗(yàn)管路系統(tǒng)圖控制和操作由裝置的電氣部分實(shí)現(xiàn)，主要由誤差采樣計(jì)算CPU、裝置運(yùn)行CPU和PC機(jī)等部分組成。裝的電氣原政圖二所示。LEDLED光編差電碼壓數(shù)據(jù)處理控制中心單片微型計(jì)算機(jī)主

5、機(jī)左側(cè)壓左側(cè)溫IIII I右側(cè)壓右側(cè)溫RS21參數(shù)設(shè)置鍵圖二：裝置電氣原理框壓力 壓力 壓s折s折s折g著咐省itfi院 LL-2009110444LL-2009110212咐省itfi院 LL-2009110213必DIP fee S091108090522080605III0.5%(K=2)ts M R(0.016 6)ma/hD|P 劇MJ2210-12Cr勺r S加螟瞥善搟If母展監(jiān)奘螺 M fi Kn M fi tt大 啊 樊 姓 噩音 速 噴 嘴MJ-10.2級(jí)浙江海鹽美捷 090825浙江省計(jì)院 LL-20091102145 年音 速 噴 嘴MJ-10.2級(jí)浙江海鹽美捷 0908

6、13浙江省計(jì)量院 LL-20091102155 年音 速 噴 嘴MJ-10.2級(jí)浙江海鹽美捷 090935浙江省計(jì)量院 LL-20091102165 年音 速 噴 嘴MJ-10.2級(jí)浙江海鹽美捷 090961浙江省計(jì)量院 LL-20091102175 年音 速 噴 嘴MJ-10.2級(jí)浙江海鹽美捷 090422浙江省計(jì)量院 LL-20091102185 年主要配套設(shè)備一絕對(duì)壓力變送器一PTX7517 絕壓（0110） kPa0.2級(jí)Druck 2805487浙江省計(jì)量院 RG-20091111111年一絕對(duì)壓力變送器一PTX7517 絕壓（0110） kPa0.2級(jí)Druck 2813787浙江

7、省計(jì)量院 RG-20091111101年絕 對(duì)PTX7517 絕壓（0110） kPa0.2級(jí)Druck 2813784江省計(jì)量院1一壓力變送器一RG-2009111109年一溫度變送器_(956531) 707031/880-001-005/000JUMO 0134725501009250133浙江省計(jì)量院 RG-20091113611年溫度變送器一(956531) 707031/880-001-005/000JUMO 0134725501009250054浙江省計(jì)量院 RG-20091113621年溫度變送器一902002JUMO 09JAD1093T004浙江省計(jì)量院 RG-200911

8、13601年P(guān)Z寓(4565) %(96103) kpaP z-用(4575) %(86106) kpa皿 Wr rn|rIE寸S圭鄲氐甬NHOS、ozwozpm u ss 901Bd98 CB+C 番z番寸SIWS p*poz 氐蕾sis 濾SMwiEwgqEul 9，一Imulb WEE sz WEE Z.I WEE 8.0, qul soWEE boowee szooWEE9I-IOOWWS*01Vu。Z .2 Mtt董 u。？ 0 HSEES SOM 00200.hsess -zo著slr0IT0H皆 ligm艘黑s胃最番oMsmhklaminnI u 上一級(jí)計(jì)量器具本級(jí)計(jì)量器具下一級(jí)

9、計(jì)量器具七、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性試驗(yàn)采用本套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一燃?xì)獗頇z定點(diǎn)進(jìn)行重 復(fù)測(cè)量10次，各次測(cè)量值如下：序號(hào)測(cè)得值X.(%)1-0.772-0.763-0.734-0.755-0.766-0.777-0.748-0.759-0.7610-0.74X=-0.753%元(xj - x)2S= j=0.013%檢測(cè)說明：測(cè)量重復(fù)性小于測(cè)量不確定度評(píng)定中測(cè)量重復(fù)性數(shù)據(jù)，測(cè) 量重復(fù)性考核合格。八、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性考核采用本套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在連續(xù)四個(gè)相鄰的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)同一燃?xì)獗?檢定點(diǎn)進(jìn)行10次等精度測(cè)量，其結(jié)果如下：2010/01/102010/02/112010/03/15200

10、9/04/18平均誤差（）平均誤差（）平均誤差（）平均誤差（）-0.75-0.76-0.75-0.75其最大差值為0.01 %，小于其擴(kuò)展不確定度U音。九、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定1. 1評(píng)定公式根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)原理，當(dāng)氣體通過臨界流噴嘴時(shí)，在噴嘴上、下游氣流壓力比達(dá)到某一特 定數(shù)值的條件下，在噴嘴喉部形成臨界流狀態(tài)，氣流達(dá)到最大速度(音速)。流過噴嘴的氣體 質(zhì)量流量也達(dá)到最大值qm。此時(shí)qm只與噴嘴入口處的滯止壓力和溫度有關(guān)，而不受其下游狀 態(tài)變化的影響。流經(jīng)臨界流噴嘴的質(zhì)量流量qm可按下式計(jì)算：qm=A* Cd C* P 0m d( R / M) - T 0式中：qm實(shí)際條件下通過臨

11、界流噴嘴的質(zhì)量流量；A*-臨界流噴嘴喉部的截面積；Cd -臨界流噴嘴的流出系數(shù)；C*-實(shí)際氣體的臨界流函數(shù)；P0_噴嘴前氣體的絕對(duì)滯止壓力；T0-噴嘴前氣體的絕對(duì)滯止溫度；R -通用氣體常數(shù)；M -摩爾質(zhì)量；因?yàn)楸粰z流量計(jì)多為體積計(jì)量流量計(jì)，所以還要將質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換為被檢流量計(jì)的體積流 量。根據(jù)實(shí)際氣體狀態(tài)方程：P =Pn (R / M) - T Zn n式中：pn 被檢流量計(jì)處的氣體密度；Pn -被檢流量計(jì)處的氣體壓力；Tn -被檢流量計(jì)處的氣體溫度；zn -被檢流量計(jì)處的氣體壓縮系數(shù)所以%=qm/ Pn =A*CdC* p0 .七. T . ZzT 0 . Pn上式即為音速噴嘴流量標(biāo)準(zhǔn)裝置流

12、量計(jì)算的基本公式，流量測(cè)量的不確定度分析也以此為基Tali礎(chǔ)。1. 2標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定1. 2. 1喉部截面積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度考慮到噴嘴使用與標(biāo)定時(shí)A*取值相同，所以可將其看成常數(shù)，因此可忽略他們的不確定度1. 2. 2流出系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Cd)流出系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Cd)可根據(jù)噴嘴檢定證書給出的流出系數(shù)準(zhǔn)0.2%來確定。它依據(jù)JJG620-1994臨界流流量計(jì)，可經(jīng)6次以上的多次測(cè)量而得到。按正 態(tài)分布考慮，則有u (Cd)=0.2% / 2.57=0.08%1. 2. 3滯止壓力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P0)壓力變送器的準(zhǔn)確度為0.2%，按均勻分布考慮，則有u(P0)=O.2

13、% / v 3 =0.12%1. 2. 4滯止溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(T0)溫度變送器的準(zhǔn)確度為0.2C，按矩形分布考慮，則有u(T0)=0.2 / (293.15* 3 )=0.04%1. 2. 5空氣氣體常數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(R)在軟件中采用了濕空氣的折合氣體常數(shù)公式，由于折合氣體常數(shù)的不確定度 的來源主要是濕度測(cè)量,大氣相對(duì)濕度測(cè)量不確定度一般可達(dá)4%,所以引起空氣 氣體常數(shù)(R/M)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)不確度u(R) W0.03%1. 2. 6臨界流函數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(C)*在軟件中采用查表法確定空氣的臨界流函數(shù)，而ISO9300只給出干空氣的臨界流函數(shù)表， 所以要考慮濕度對(duì)臨界流函

14、數(shù)的影響。根據(jù)試驗(yàn)驗(yàn)證，臨界流函數(shù)(考慮濕度修正后)的標(biāo)準(zhǔn) 不確度u(C) W0.002%*可以忽略不計(jì)。1. 2. 7空氣壓縮因子的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Z)n在軟件中根據(jù)壓力Pn、溫度Tn和大氣相對(duì)濕度計(jì)算空氣壓縮因子Zn,其計(jì)算不確定度小于0.05%,即u(Zn) W0.05%1.2. 8流量計(jì)處的壓力測(cè)量引入的測(cè)量不確定度u(P); n壓力變送器的準(zhǔn)確度為0.2%，按均勻分布考慮，則有u(P)=0.2%A3 =0.12% n1. 2. 8測(cè)量流量計(jì)處的溫度測(cè)量引入的不確定度u(T); n溫度變送器的準(zhǔn)確度為0.2C，按矩形分布考慮，則有u(T )=0.2/(293.15*、3 )=0.04%

15、 n1. 2. 9計(jì)時(shí)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(t);時(shí)鐘精度一般來說都比較高，穩(wěn)定度在10-6。保守估算 u(t)=0.01%1. 3靈敏系數(shù)由不確定度傳播律:u 2(q )=C 2W (C )+C 2u2 (P )+C 2u2 (T )+C 2w (P )+C 2w (T )+C 2w (Z )+ C 2W (R) CV1dc“c-其中：C1=20304 n 5 n 6 n 7也=A*C*P、亶TLPnC2 =C3也=a cd c* .而也T,zn迎 0,口 o Pn瓦=-1A C C P。3麗 TZn氣 2 * d *C4 =* = - A*.CdC* P，E T乂nC5 =C6 =也=A

16、 C C* P 0 * R / M * 氣 Ad*亍。 Pn也=A* Cd C* P。f 2行 TnC7 雋=2A*CdC*、T .PR/M其相對(duì)不確定度為:（0.）、2 （一）2 qvC 2 u 2（C ）C 2 u 2（ P ） C 2 u 2（T ）C 2 U 2（ P ）C 2 U 2（T ） C 2 U 2（ Z ）C 2 u 2（ R）=1a +20 + 30 +4n +5n+ 6n +q 2q 2q 2q 2q 2q 2q 2vvvvvvvv=U，2（Cd）+U，2（P0）+ 1 U2（邛+心此）+42（Tn）+U，2（Zn）+ 1 U2（R，） 1. 4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定1.

17、4. 1標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表表1不確定度一覽表序號(hào)符號(hào)不確 定度 來源輸入 不確 定 度可能 的分 布覆蓋 因子Y的標(biāo) 準(zhǔn)不確 定度 u （x）% r i靈敏 系數(shù)對(duì)合成不 確定度的 貢獻(xiàn)|C |u （x）% r r i1u（C）d流出系數(shù)0.2正態(tài)2.570.0810.082u（P）0滯止壓力0.2矩形1.730.1210.123u（T）0滯止溫度0.2C矩形1.730.040.50.024u（R）氣體常數(shù)0.03/10.030.50.0155U（Zn）壓縮因子0.05/10.0510.056u（P）入口壓力0.2矩形1.730.1210.127u（T）入口溫度0.2C矩形1.730.0410.048u（t）記時(shí)器0.01/10.0110.011. 4. 2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Ucr= U2（C）+U2（P）+ - U2（T）+ - U2（R）+u2（Z）+U2（P）+u2（T）+U2（t）i/2 =0.20% r dr 02 r 02 rr nr nr nr擴(kuò)展不確定度Ur=0.40% k=2十、檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證選定一塊最大流量為4.0m3/h，準(zhǔn)確度為1.5%的煤氣表對(duì)1/4Qmax、1/2Qmax、Qmax三個(gè)流量點(diǎn)自檢一組數(shù)據(jù)后，送同等級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)檢得一組數(shù)據(jù)，檢定結(jié)果比較如下:流量點(diǎn)