汽車油罐車是裝運(yùn)汽柴油的重要工具。它既是油品運(yùn)輸工具, 經(jīng)計(jì)量檢定合格后又可以用于油品交接、貿(mào)易結(jié)算的計(jì)量器具, 屬于強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。JJG 133-2016《汽車油罐車容量》檢定規(guī)程中規(guī)定汽車油罐車容量檢定一般采用容量比較法或流量計(jì)法。容量比較法使用二等金屬量器作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)油罐車罐體頻繁進(jìn)行注水和排水, 采用人工讀取數(shù)據(jù), 工作量大, 效率低。為提高工作效率, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度, 確保量值溯源準(zhǔn)確可靠, 我院采用重復(fù)性優(yōu)于0.04%艾默生質(zhì)量流量計(jì)研制成了一套符合檢定規(guī)程要求的油罐車容量檢測(cè)裝置。大大降低檢定人員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 提升了原有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)層次。

我院質(zhì)量流量計(jì)法油罐車容量檢測(cè)裝置由水源系統(tǒng)、水泵、準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1級(jí)定流量點(diǎn)使用時(shí)重復(fù)性不低于0.05%的艾默生質(zhì)量流量計(jì)及前后直管段、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、流量三通換向系統(tǒng)及溫度等數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和控制系統(tǒng)組成。主標(biāo)準(zhǔn)器為準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1級(jí)的艾默生質(zhì)量流量計(jì)和氣夜分離器及相應(yīng)的閥門組成, 標(biāo)準(zhǔn)管段由前后直管段流量控制和調(diào)節(jié)設(shè)備組成。要求電磁換向系統(tǒng)的換向時(shí)間足夠短, 正反行程的時(shí)間差不超過0.02s, 盡可能減少因換閥滯后引入的測(cè)量誤差。流量計(jì)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、信號(hào)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備及打印設(shè)備、專用檢定軟件和罐容表計(jì)算后處理軟件組成。圖1為質(zhì)量流量計(jì)法汽車油罐車容量檢測(cè)裝置系統(tǒng)原理示意圖。

本次汽車油罐車容量檢測(cè)試驗(yàn)在本院容量實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行, 室內(nèi)地面堅(jiān)實(shí)平整, 氣溫18.5℃, 檢測(cè)介質(zhì)為儲(chǔ)存水, 溫度恒定。為了保證液體處于滿管狀態(tài), 試驗(yàn)流量選用16m/h且標(biāo)準(zhǔn)裝置上必須包含換向器等自動(dòng)結(jié)構(gòu)控制注水的啟停及換向。汽車油罐車標(biāo)稱容量為13500L。

(1) 油罐車容量檢定裝置的計(jì)量性能要求為擴(kuò)展不確定度不大于0.25%, 流量點(diǎn)使用時(shí)重復(fù)性不低于0.04%。罐車20℃時(shí)的各檢測(cè)點(diǎn)容積Vdi為:

式中:Vb0—油罐車標(biāo)稱75%容積檢定點(diǎn)20℃時(shí)容量。

每次 (各容量點(diǎn)) 注入油罐內(nèi)的水20℃時(shí)容積值Vgi按下式計(jì)算:

式中:β2—罐車容量的體脹系數(shù), β2=33×10℃;βw—水在tgi-tbi范圍內(nèi)的體脹系數(shù), βw=2×10℃。

(2) 流量計(jì)的不確定度為:1×10, 包含因子k=2。

(3) 測(cè)量使用的玻璃溫度計(jì)分度值為0.1℃, 準(zhǔn)確度為0.2℃, 均勻分布則:

(4) 二等標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)的不確定度為:1.5×10, 包含因子k=2。

除溫度等環(huán)境條件引入的不確定度外, 在檢測(cè)過程中引入的不確定度主要還有:

(1) 每次注水過程中累加的標(biāo)準(zhǔn)器溯源不確定度u (Vb累加值) ;

(2) 每次讀取空高值時(shí), 肉眼分辨力引入的高度處理值的不確定度u (Vg空高) , 分辨力固定為1mm, 成矩形分布, 則:

流量計(jì)法中密度計(jì)對(duì)每次注水引入的不確定度。則流量計(jì)法各檢測(cè)點(diǎn)容積的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度各為:

(5) 兩次測(cè)量的數(shù)據(jù)如表1:

表1中tBi為流量計(jì)處水溫, tgi為油罐內(nèi)水溫, Vdi為20℃時(shí)各測(cè)量點(diǎn)容量值, U為擴(kuò)展不確定度, Ur為相對(duì)擴(kuò)展不確定度且均小于0.25%, 重復(fù)性小于0.05%。

用質(zhì)量流量計(jì)法裝置檢測(cè)無須容量法繁瑣的蓄水和注水過程, 尤其是75%標(biāo)稱容量的一次性注水完成, 節(jié)省了大量時(shí)間和人力。從以上實(shí)際試驗(yàn)可以看出, 質(zhì)量流量計(jì)法用于油罐車容量檢測(cè)的擴(kuò)展不確定度與重復(fù)性均滿足檢定規(guī)程要求, 實(shí)際應(yīng)用切實(shí)可行。