摘要:本文根據(jù)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的計(jì)量技術(shù)規(guī)范,結(jié)合井下流量計(jì)的實(shí)際情況,給出了計(jì)量檢定流量計(jì)時(shí)示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定方法。
1前言
測(cè)量不確定度的評(píng)定方法在全球的廣泛應(yīng)用,乃是科技的交流和國(guó)際貿(mào)易的迫切需要,它使各國(guó)進(jìn)行的測(cè)量及所得到的結(jié)果可以進(jìn)行互相比較,取得共識(shí)。為了與國(guó)際接軌,原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局出臺(tái)了《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示)計(jì)量技術(shù)規(guī)范(JJF1059--1999)等文件。
為了提高實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)水平，更好的學(xué)習(xí)和理解測(cè)量不確定度評(píng)定的方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室國(guó)家計(jì)量認(rèn)證工作,建立合理的不確定度評(píng)定程序，對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度有所探討,這里檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中心以多相流實(shí)驗(yàn)室模擬井標(biāo).準(zhǔn)裝置為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)井下流量計(jì)示值測(cè)量結(jié)果的不確定進(jìn)行分析,愿與測(cè)試領(lǐng)域的同行們展開討論。
2檢定方法
根據(jù)《井下流量計(jì)及檢定裝置》JJG(石油)11.2000檢定規(guī)程,該裝置是作為流量傳遞標(biāo)準(zhǔn),檢定井下流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。地面控制采集系統(tǒng)流程如圖1所示,用被檢流量計(jì)在各檢定點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)器比較,逐點(diǎn)采集被檢流量計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)器的示值,被檢流量計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)器示值之差為被檢井下流量計(jì)的示值誤差。示值誤差關(guān)系如下:
δ=qv-qb(1)
式中:δ一示值誤差;
qy一被測(cè)流量計(jì)在各點(diǎn)上的示值,m³/d;
qb一多相流實(shí)驗(yàn)室模擬井標(biāo)準(zhǔn)流量裝置示值,m³/d。
3檢定條件
3.1檢定依據(jù)
JJG(石油)11.2000《井下流量計(jì)及檢定裝置》。
3.2環(huán)境條件
各次檢定水溫的最大差別不應(yīng)超過2℃.
3.3檢定標(biāo)準(zhǔn)
多相流實(shí)驗(yàn)室模擬井標(biāo)準(zhǔn)流量裝置。
3.4檢定對(duì)象
被檢井下流量計(jì)量程為(2~40)m³/d儀器編號(hào)E020。
4數(shù)學(xué)模型
由公式(1)可知,井下流量計(jì)的示值數(shù)學(xué)模型為:
5不確定度的來源
(1)根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析不確定來源,可以認(rèn)為井下流量計(jì)示值不確定度由以下不確定度分量引入:
(2)標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)引入不確定度分量引入u(q);
(3)示值誤差引入的不確定度分量u(8)、重復(fù)性測(cè)量引入不確定度分量u(qi)
(4)為了保證不遺漏不重復(fù),我們也可以從設(shè)備方法人員環(huán)境和被測(cè)對(duì)象進(jìn)行全面驗(yàn)證:
①設(shè)備方面,標(biāo)準(zhǔn)器與井下流量計(jì)引入的不確定度分量為1u(qb),已經(jīng)考慮;
②測(cè)量是在規(guī)程規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行的,溫度濕度等影響可忽略;
③人員操作和被檢儀器的隨機(jī)變化體現(xiàn)在檢定測(cè)量的重復(fù)性中,也就是u(q,)巳經(jīng)考慮。
這樣,井下流量計(jì)示值測(cè)量不確定度主要是由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度重復(fù)性引入的不確定度構(gòu)成。
6確定不確定度分量及自由度
6.1標(biāo)準(zhǔn)流量裝置引入的不確定度分量u(qb)
由檢定證書得知,標(biāo)準(zhǔn)流量裝置的擴(kuò)展不確定度為
0.05%,此為極限誤差,按正態(tài)分布考慮,包含因子k=3,
按B類方法評(píng)定,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
u(qb)=0.05%x40÷3=6.67x10-3(m³/d)
其值可靠,自由度ν1=∞
6.2測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量u(q)
檢定過程中共取7個(gè)流量點(diǎn)數(shù)據(jù),每個(gè)點(diǎn)記錄三次，求出各點(diǎn)的平均值,得出示值誤差見表1。
8擴(kuò)展不確定度的確定
有效自由度計(jì)算:
9不確定度報(bào)告
本次井下流量計(jì)示值測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定:
U95=3.09x10-2(m³/d)
Kp=2.22
Νeff=10.
根據(jù)檢定規(guī)程規(guī)定,井下流量計(jì)精度為5%,滿量程為40m³/d,最大允許誤差為2m³/d,經(jīng)過流量計(jì)進(jìn)行不確定度評(píng)定，其擴(kuò)展不確定度為
U953.09x10-2m³/d
小于最大誤差1/3,故規(guī)程的有關(guān)規(guī)定和檢定方法是科學(xué)合理的,能滿足檢定井下流量計(jì)需要。
10結(jié)束語
多相流實(shí)驗(yàn)室是為了滿足油田三次采油注采剖面動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的需要而建立的,為注產(chǎn)剖面測(cè)井檢測(cè)技術(shù)研究、儀器及檢定等提供基礎(chǔ)設(shè)施。為使量值可靠,從檢定方法入手,建立數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)分析影響結(jié)果的不確定度來.源,對(duì)井下流量計(jì)示值測(cè)量不確定評(píng)定,為測(cè)井儀器檢定科研實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的保證。
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