卧式金属罐检定装置技术报告

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1、计量标准技术报告计量标 准名称卧式金属罐检定装置计量标准负责人建标单位名称（公章）填写 日 期一、建立计量标准的目的 . ( 3 )二、计量标准的工作原理(3 )三、计量标准器及主要配套设备 .( 4 )四、计量标准的主要技术指标 .( 5 )五、环境条件 .( 5 )六、计量标准的量值溯源和传递框图 ( 6 )七、计量标准的重复性试验 .( 7 )八、计量标准的稳定性考核 .( 8 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定(9 )十、检定或校准结果的验证 ( 10 ) 十一、结论 .( 11 )十二、附加说明(11 )一、建立计量标准的目的随着我市经济的快速发展，化工产业、石油工业等迅速崛起，

2、企业在用的卧 式金属罐数量不断增多，它们的量值准确与否，直接影响到产品质量和企业经济 效益。为了保证量值传递的准确一致，特建立此项社会公用计量标准装置，负责 烟台市范围内量值传递检定。二、计量标准的工作原理及其组成卧式金属罐检定装置是用经过修正的刚卷尺来测出全部计算金属内部空间体 积所必须的几何尺度数据，同时还要测量出金属罐内部所有能够影响罐内容积的 零部件的体积和占据的高度范围，然后通过计算编制出金属罐的容积表。它主要 是测深钢卷尺、钢直尺、游标卡尺、水准仪、拉力计等组成。三、计量标准器及主要配套设备计 量 标 准 器 具名称型号测量 范围不确定度或 准确度等级 或最大允许误差制造厂及出厂

3、编号检定或校准机 构检定周 期或复 校间隔测深钢 卷尺30m（030） m2级标准刚 卷尺100m（0100） m2级主 要 配 套 设 备管形测 力计KL-10（0100） N2级水准仪DS3（150） mmpe：3游标卡 尺200mm（0200）mmMPE: 0.02mm超声波 测厚仪TT110（0.8300）mmmpe： （1%H+0.1）mm套管尺1mm（14003500）mmMPE： 0.5mm半径规R（20300）mmR（20300）mmMPE：20“m四、计量标准的主要技术指标计量标准的测量范围：(5100) m3计量标准的不确定度：U =0.1% (k=2)五、环境条件序号项目

4、要求实际情况结论1风力W4级W4级合格2湿度V85%RHV80%RH合格上级计量器基准几何测量法复现容量单位U=0.03% (k=2)本单位计量器具工作计量器具用本套计量标准对烟台供销石油公司一 30立方米卧式金属罐的容积进行了 10次测量，得到数据如下：试验时间则量值（m3） 测量次数、2010 年1月16日2011 年1月16日2012 年1月16日2013 年1月16日129.865329.865329.865229.8653229.865329.865329.865329.8653329.865329.865329.865329.8654429.865329.865329.865329

5、.8653529.865329.865329.865329.8653629.865229.865329.865329.8653729.865329.865329.865429.8653829.865429.865329.865329.8653929.865329.865429.865229.86531029.865329.865429.865329.8653y29.8653029.8653229.8652929.86531怛(y厂y)2s(y)4Vn -14.7X 10-54.2X 10-54.5X 10-54.4X 10-5结论符合要求符合要求符合要求符合要求备注实验人员丿八、计量标准的稳定

6、性考核考核时间测量值（m3）2010 年2011 年2012 年2013 年测量次数1月21日1月21日1月21日1月21日129.865329.865329.865229.8653229.865329.865329.865329.8653329.865329.865429.865329.8653429.865329.865329.865329.8653529.865329.865329.865329.8653629.865229.865329.865329.8653729.865329.865329.865429.8653829.865429.865329.865329.8653929.86

7、5329.865329.865229.86541029.865329.865329.865329.8654y29.8653029.8653129.8652929.86532变化量丨yi-yi-1 10.01.0X 10-52.0X 10-53.0X 10-5允许变化量4.0X 10-44.0X 10-44.0X 10-44.0X 10-4结论符合要求符合要求符合要求符合要求考核人员则合成方差为u (V)_cV求偏导数后，得:2=C 2 xLu(V )LVu (V )sV故有：CL定度为：u (L )XLu(AV椭Vu (L )-L _aV u= xQLV LaV u (S)小= x = 2 x

8、 QSV同时考虑到各输入量之间互不相关，故可得V的合成相对标准不确2小i+ x -s(L)22 x=Csxu (h ”iV椭 V九、测量不确定度评定厂概述测量方法:依据JJG226-1996卧式金属罐容积检定规程卧式金属罐容积是根据JJG226-1996卧式金属罐容积检定规程进行检定的。被检定 金属罐可认为圆筒形罐体，从左到右分别称为第一圈板、第二圈板，通过测量圈板基圆的 圆周长及厚度，再考虑罐体的椭圆度、倾斜度的作用，然后进行换算从而得出不同高度所对 应容量V02数学模型考虑各种因素对计量罐容量的影响，则有：L x hV =kR 2 xh +AV +AVi + AV +AVii i椭斜 4

9、X兀椭斜式中：R 第i圈板内半径；h 第i圈板高度；L 第i圈板周长；V 罐第i圈板容量;iiiiAV 罐的椭圆度引起的容量误差；AV ,罐的倾斜度引起的容量误差；椭斜故罐的总容量为Vii =13方差和传播系数由基圆周长L，圈板厚度S，可知容量的各种影响因素笔、,r,S , h , AV , AV 丿椭 4标准不确定度一览表相对标睜不曾u （x丿 定度一-x不确定度来源相对标准厂呷定度值 u vx丿ix传播系数合成相对标准不确定 度分节）cuvx丿ii自由度u OL基圆周长测量0.05 x 10 -420.10 x 10 -419.2u抵丿RZ X罐壁厚度测量0.10 x 10 -420.20

10、 x 10 -454.7u (h丿i-(V )圈板高度测量00uAV 丿(V )罐的椭圆度0.14 x 10 -410.14 x 10 -450uAV 丿V罐的倾斜度0.88 x 10 -410.88 x 10 -450标准不确定度汇总表2得:u(V)_cV=2.22 x 10-8,=2.268 x 10- 4计算分量标准不确定度测量方法的不确定度兀 rR 2 h / cos 式中 罐体的倾斜角；R 基圆半径；h 高度，故引起容量的误差为=V（cos 丿 由于计量罐的倾斜角不得超过1，考虑其概率分布为均匀分布，故倾斜度引起容量的相对标 1 J1 x Jcos丿准不确定度为:丄=0.88 x 1

11、0 - 4355.15.1.1倾斜度引起的标准不确定度（B类）在计量卧式罐容量时，将罐视为垂直水平面，实际上它存在一定倾斜角度。将罐视为垂直 水平面时，其体积：V =nrR2h ；若考虑罐体的倾斜角度，则其体积：V =引起容量的误差为AV=V匀分布，故椭圆度引起容量的相对标准不确定度为： 2 1（1% ）2 x= 0.14 x 10-4、2 2(a b A2 1V(2a-2bAJ 2 R丿i八v3J 4R丿5.1.2椭圆度引起的标准不确定度（B类）在计量卧式罐时，将罐视为圆筒形，实际上它存在一定椭圆度，将罐视为圆筒时，其体积： V =nrR2h ;若考虑罐体的椭圆度，则其体积：V =兀rabh

12、 （其中a,b分别为椭圆的长短半轴）， （a b A 2a-b 。由于计量罐的椭圆度不得超过土 1%，考虑其概率分布为均uAV1椭= xVv-35.2 基圆周长测量的不确定度 5.2.1标准器的检定不确定度（B类）所用100m钢卷尺的检定证书，其不确定度u = 0.6mm置信概率P = 95%，故标准不确定度 为：u（L ）= 0.3mm1 25.2.2重复测量的不确定度（A类）对基圆周长测量6次，其中最大与最小值之差为2mm采用极差法则为: u（L ）=22 Cn 2.67 xp6这样周长测量的相对标准不确定度为（周长测量值为L=8008mm）/ 03 丫 +0267人塔 _u（L）I800

13、8丿C.32 + 0.3122 x(0.3 + 0.31=2.9 x 10-19则 uL）= DM x 10-4L5.3罐壁厚度测量的不确定度罐壁厚度测量用超声波测厚仪，由于其允差u二0.3mm，并作均匀分布，故标准不确定度为 B类u6 ）= 0.17mm1 v3同时重复测量厚度6次，其中最大与最小值之差为0.1m这样重复性的不确定度为6 ）- W/C _ 0.1/2.672 n故存在着u（5 ）_ 05的不确定度，这样厚度测量相对标准不确定度 V3由于测厚仪本身的分辩率,为：u（8）10.172 +(0.12.67 J6丿(0.05 丫v60.172 +(0.12.67 丫(0.05 丫I8

14、008丿二 3.29 x 10 -90.57 x 10 - 4R合成标准不确定度22(V )1椭 Vx 0.57 x 10 -4）+6.14 x 10 -4 故容量测量的合成标准不确定度为吐归二2.268 x 10-4Vx 0.054 x 10-4+ 6.88 x 10 -4=5.14 x 10 -8从以上计算过程，可得容量测量的估计方差为: （6 ）12u（XV7有效自由度7.1圆周长测量的不确定度如L由于L是6次重复测量求出，故V（L）= 6-1二51由于100m钢卷尺检定不确定度，其可靠性约为1%，由V二x自由度v（L ）= 50，这样如的有效自由度：2LC）u 2（L ）+ u 2（L

15、 ）u 4，可得0.32 + 0.312（L ） v（L ）+ u 4（L ） v（L ） 0.34 5 + 0.314 50 卩丄1 幺）12 27.2罐壁厚度测量不确定度冬一R测厚仪检定不确定度，其可靠性约为10%。故v6 ）= 50 ；厚度通过6次重复测量求出，故v6 ）= 6 -1二5 ；测厚仪分辩率存在的不确定度，其可靠性约为10%。故v（6 ）= 50。这样型 23R的有效自由度：6.152 + 0.0152 + 0.02922（6 ）+ u2（8 ）+ u2（8 址，一-54 74q） v（5）+ u4耳）+ u）6 ） v（5 ）_ 0.154 50 + 0.0154 5 +

16、0.0294 50 _ * 体倾斜度的不确定度uV ） 33斜v（5 ）=u7.3罐体倾斜度的不确定度（由于、十量罐的倾斜角不得超过1 ,估计其可靠性约为10%。Qv丿的自由度为v = 50斜7.4罐体椭圆度的不确定度u（XV ）椭/由于、十量罐的椭圆度不得超过土 1%，估计其可靠性约为10% Qv丿的自由度为V = 50椭、故u因此容量测量的有效自由度Vef &）由下式计算x 0.054 x I。-.268 x 10-4x 57 x 10 +54.14 x 10-4）+ 6.88 x 10-4）6250198扩展不确定度为获得置信概率P二95%的扩展不确定度，取自由度丫= 62，根据t分布表有eff（V ）k = t（62）= 1.96P 95eff（V ）扩展不确定度U为95U 二 t（62 ）x u 二 1.98 x 2.268 x 10-4 二 4.45 x 10-4 9595c十、计量标准的测量不确定度验证利用该套标准装置对国家大容量计量抚顺检定站检定过的卧式罐进行比对结 果如下：总体积，抚顺站测得20.3622m3,我所测得20.3623m3,青岛市计量所测得20.361m3。平均值为20.3622m3。120.3623 - 20.3622 I- x 4.45 x 10-413符合立式金属检定装置的要求。此装置测量结果不确定度得到了验证。