عدم قطعیت تعیین ضریب تصحیح K در کالیبراسیون فلومترهای توربینی

چکیده
یک فلومتر توربینی از چند پروانه تشکیل شده است کهمتناسب با حجم نرخ جریانی که از آن عبور می کند،می چرخد و با شمارش تعداد دوران ها،حجم نرخ جریان را اندازه گیری می کند.این دستگاه به وسیله یک prover و یک حجم مرجع معلوم کالیبره می شود.پس از کالیبراسیون ،ضریب تصحیحK برای فلومتر توربینیتعیین می شود.تعیین بزرگی عدم قطعیت این ضریب بهدلیل اندازه گیری ها و محاسبات بعدی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است
کلمات کلیدی: عدم قطعیت اندازه گیری،فلومترتوربینی،ضریب K، کوواریانس

مقدمه
از سال 1993 میلادی که اولین راهنمای روش برآوردعدم قطعیت در اندازه گیری منتشر شد موضوع برآورد عدم قطعیت اندازه گیری به صورت گسترده ای در شاخه های مختلف علوم تجربی مورد استقبال و استفاده قرار گرفته است.اهمیت موضوع به حدی است که در صنایع نفت و گاز به دلیل گردش مالی بسیار زیاد دادوستدهای آن ،در کشورهای ذینفع مانند نروژ، روش ها و کلیه محاسبات مربوط به برآورد عدم قطعیت اندازه گیری سیستم های میترینگ مستند شده ،مورد استفاده قرارگرفته و بازنگری می گردد. یکی از دستگاه های اندازه گیری بسیار مهم فلومترهای توربینی است که در حجم زیادی در سیستم های
میترینگ مورد استفاده قرار می گیرد.مطالعات نشانمی دهند که عدم قطعیت اندازه گیری این دستگاه از مولفه های زیادی تشکیل می شود.هریک از این مولفه های دخیل در عدم قطعیت باید جداگانه مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرند.در مقاله حاضر فقط به یکی از این مولفه ها یعنی ضریب تصحیح K که در آزمایشگاه های کالیبراسیون برای هر فلومتر توربینی باید تعیین گردد،پرداخته شده است.

2. ضریب تصحیح K
برای به دست آوردن ضریب تصحیح مربوط به شرایط استاندارد،باید حجم فیزیکی prover و حجم مایع آن مطابق شرایط استاندارد،تصحیح شوند.برایاین کار باید از ضرایب تصحیح حجمی فولاد زنگنزن و ضرایب تصحیح حجمی مایعات استفاده نمود.همچنین تعداد پالس های شمارش شده توسط فلومتربه حجم عبوری از آن بستگی دارد.بنابراین ضرایبتصحیح حجمی مایع باید در شمارش پالس ها درشرایط استاندارد مربوط به فرآیند proving هماعمال شود.علاوه بر این،ضریب تصحیح حجمی در تصحیح اثراتدمایی چگالی مایع در شرایط استاندارد و تبدیلچگالی خط به چگالی شرایط استاندارد نیز مورد
استفاده قرار می گیرد.

2-1 مدل ریاضی ضریب K
مدل ریاضی مورد استفاده برای ضریب K که تحت شرایط استاندارد تصحیح شده است به صورت زیر می باشد. شکل 1 در عکسها را ببینید . که در آن :

K ضریب مربوط به تعداد پالس های حجم- m3 /پالس
MRp تعداد پالس ها در فرایند proving -پالس
BV حجم پایه-مرجع(m3(prover
Ctsp ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر دما بر فولاد prover
Cpsp ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر فشار بر فولاد prover
Ctsm ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر دما بر فولاد توربین
Cpsm ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر فشار بر فولاد توربین
Ctlp ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر دما بر مایع prover
Cplp ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر فشار بر مایع prover
Ctlm ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر دما بر مایع فلومتر توربینی
Cplm ضریب تصحیح حجم مربوط به اثر فشار بر مایع فلومتر توربینی
اگر از ضرایب Ctsm و Cpsm صرفنظر کنیم رابطه زیر حاصل می شود.

ادامه دارد ...

تدوین: احد محمدی لیواری
معاون مرکز ملی اندازه شناسی