Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8778-1:2011 quy định phương pháp thử nghiệm hệ thống lắp đặt đối với phép đo lưu lượng bằng phương pháp cân tĩnh. Phương pháp thử nghiệm bằng cách cân động được nêu trong ISO 9368-2. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8778-1:2011 ISO 9368-1:1990 ĐO DÒNG CHẤT LỎNG TRONG ỐNG DẪN KÍN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÂN - QUY TRÌNH KIỂM TRA LẮP ĐẶT PHẦN 1: HỆ THỐNG CÂN TĨNH Measurement of liquid flow in closed conduits by the weighing method- Procedures for checking installations - Part 1: Static weighing systems Mục lục Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ, định nghĩa ký hiệu 3.1 Thuật ngữ, định nghĩa 3.2 Ký hiệu Chứng nhận Nguyên lý chung 5.1 Những chi tiết lắp đặt 5.2 Chất lỏng thử 5.3 Nguyên lý đánh giá 5.4 Vận hành sơ Quy trình kiểm tra vận hành 6.1 Kiểm tra dụng cụ cân 6.2 Kiểm tra chuyển dòng 6.3 Kiểm tra đếm thời gian 6.4 Kiểm tra hệ thống đo khối lượng 6.5 Đánh giá độ ổn định lưu lượng 6.6 Nghiên cứu đặc tính dòng chảy Tính tốn độ khơng đảm bảo tổng thể Phụ lục A (Quy định) Ước lượng sai số hệ thống ngẫu nhiên gây dụng cụ cân Phụ lục B (Quy định) Nghiên cứu hoạt động thiết bị chuyển dòng Phụ lục C (Quy định) Đánh giá độ ổn dòng khoảng thời gian tích hợp Phụ lục D (Quy định) Đánh giá độ ổn lưu lượng khoảng thời gian tích hợp điền đầy bình cân Phụ lục E (Quy định) Nghiên cứu đặc tính dòng Phụ lục F (Tham khảo) Thư mục tài liệu tham khảo Lời nói đầu TCVN 8778-1:2011 hồn tồn tương đương với ISO 9368-1:1990; TCVN 8778-1:2011 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 30 Đo lưu lượng lưu chất ống dẫn kín biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Bộ tiêu chuẩn TCVN 8778 (ISO 9368) Đo dòng chất lỏng ống dẫn kín phương pháp cân - Quy trình kiểm tra lắp đặt gồm có tiêu chuẩn sau: - TCVN 8778-1:2011 (ISO 9368-1:1990) Phần 1: Hệ thống cân tĩnh ISO 9368 Measurement of liquid flow in closed conduits by the weighing method Procedures for checking installations có tiêu chuẩn sau: ISO 9368-2: Phần 2: Dynamic weighing systems Lời giới thiệu Phương pháp cân tĩnh đo lưu lượng chất lỏng mô tả tiêu chuẩn phương pháp đo lường Phương pháp sử dụng rộng rãi nghiên cứu thủy lực, thử nghiệm máy bơm, tuốc bin cho lưu lượng kế hiệu chuẩn Để đạt kết so sánh đo hệ thống lắp đặt khác nhau, cần phải chuẩn hóa quy trình để thực phép đo thử nghiệm TCVN 8778-1:2011 ĐO DÒNG CHẤT LỎNG TRONG ỐNG DẪN KÍN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÂN – QUY TRÌNH KIỂM TRA LẮP ĐẶT – PHẦN 1: HỆ THỐNG CÂN TĨNH Measurement of liquid flow in closed conduits by the weighing method - Procedures for checking installations - Part 1: Static weighing systems Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp thử nghiệm hệ thống lắp đặt phép đo lưu lượng phương pháp cân tĩnh Phương pháp thử nghiệm cách cân động nêu ISO 9368-2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 8112 (ISO 4006), Đo dòng lưu chất ống dẫn kín - Từ vựng ký hiệu TCVN 8440 (ISO 4185), Đo dòng chất lỏng ống dẫn kín - Phương pháp cân ISO 5168:1978*, Measurement of fluid flow - Estimation of uncertainty of a flow-rate measurement (Đo dòng chất lỏng - Ước lượng độ không đảm bảo phép đo lưu lượng) OIML, International Recommendations 33 : 1973 Giá trị thông thường kết phép đo khơng khí Thuật ngữ, định nghĩa ký hiệu 3.1 Thuật ngữ, định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ, định nghĩa nêu TCVN 8112 (ISO 4006) 3.2 Ký hiệu Các ký hiệu sử dụng tiêu chuẩn đưa Bảng Bảng - Ký hiệu Ký hiệu ER * Đại lượng Độ không đảm bảo ngẫu nhiên, giá trị tương đối Thứ nguyên1) Đơn vị SI Không thứ Hiện ISO 5168:1978 thay ISO 5168:2005 tiêu chuẩn biên soạn thành TCVN 8114:2009 - nguyên 2) 2) Không thứ nguyên - Độ không đảm bảo hệ thống, giá trị tuyệt đối 2) 2) m Khối lượng M kg qV Lưu lượng thể tích L3T-1 m3/s qm Lưu lượng khối lượng MT-1 kg/s S Độ lệch chuẩn, giá trị tương đối Không thứ nguyên - s Độ lệch chuẩn, giá trị tuyệt đối 2) 2) t Thời gian T S еR Độ không đảm bảo ngẫu nhiên, giá trị tuyệt đối Es Độ không đảm bảo hệ thống, giá trị tương đối eS V L m3 ML-3 kg/m3 Thể tích Khối lượng riêng chất lỏng 1) M = khối lượng; L = chiều dài: T = thời gian 2) kích thước đơn vị đặc trưng đại lượng mà độ không đảm bảo đo xác định Chứng nhận Nếu thiết lập hệ thống để đo lưu lượng theo phương pháp cân sử dụng cho mục đích theo đo lường pháp quyền, phải xác nhận đăng ký quan có thẩm quyền đo lường quốc gia Phải kiểm tra, hiệu chuẩn định kỳ khoảng thời gian quy định Nếu khơng phải có ghi xác nhận phòng đo lường chuẩn (về độ dài, khối lượng, thời gian nhiệt độ), việc đánh giá, phân tích sai số theo tiêu chuẩn chứng nhận pháp lý cho mục đích đo lường Người chịu trách nhiệm thực việc kiểm tra phải đánh giá kết theo quy định tiêu chuẩn phải lập, ký báo cáo kết Nguyên lý chung 5.1 Những chi tiết lắp đặt Hệ thống cân tĩnh lắp đặt thường bao gồm chi tiết sau đây: - bể nguồn; - đoạn ống thử nghiệm; - chuyển dòng; - bình cân; - thiết bị cân; - bình hứng; - đếm thời gian; - nhiều máy bơm Những yêu cầu cụ thể chi tiết quy định TCVN 8440 (ISO 4185) 5.2 Chất lỏng thử Thông thường dùng nước làm chất lỏng thử kiểm tra lắp đặt phép đo lưu lượng phương pháp cân Những chất lỏng khác sử dụng miễn áp suất bay chất lỏng đủ thấp bay không đáng kể Vì lý thực tế, (đặc biệt hạn chế tượng hóa nước bình cân) khuyến nghị hệ số độ nhớt động học chất lỏng không vượt 35 x10-6 m2/s 5.3 Nguyên tắc kiểm định Sau lắp đặt xong hệ thống phải kiểm tra, đánh giá sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên Sau phép thử tiến hành khoảng thời gian cụ thể để xác định sai số để so sánh với kết trước đó, từ xác định khoảng thời gian cần thiết lần kiểm tra Nguyên lý chung việc đánh giá hiệu chỉnh hệ thống đo dòng việc kiểm tra sai số cách riêng biệt cho chi tiết lắp đặt kết hợp chúng lại theo cách đánh giá độ không đảm bảo đo thành phần từ xác định độ khơng đảm bảo tổng thể hệ thống lắp đặt Điều 6.2 TCVN 8440 (ISO 4185) nêu phương pháp đánh giá sai số dụng cụ cân chuyển dòng Tiêu chuẩn nhấn mạnh khía cạnh kiểm định thử nghiệm hệ thống Đặc biệt, quy trình tương tự đưa để kiểm tra dụng cụ cân (xem 6.1 Phụ lục A), kiểm tra chuyển dòng (xem 6.2 Phụ lục B), kiểm tra đếm thời gian (xem 6.3), kiểm tra hệ thống đo khối lượng riêng (6.4), đánh giá độ ổn định lưu lượng (xem 6.5 Phụ lục C Phụ lục D), xem xét đặc tính dòng chảy (xem 6.6 Phụ lục E) tính độ khơng đảm bảo tổng thể (xem Điều 7) 5.4 Vận hành sơ Trước tiến hành kiểm tra chi tiết thi tiến hành thao tác sơ sau: a) Xem xét mô tả kỹ thuật quy trình thao tác lắp đặt; b) Kiểm tra đặc tính thiết bị, thiết bị đo phụ trợ xác nhận phù hợp với đặc tính nêu mơ tả; c) Kiểm tra hoạt động hệ thống thủy lực để thiết lập tất nguồn sai số bổ sung; d) Xác định dải lưu lượng hoạt động Lưu lượng vận hành tối đa phép đo thấp giá trị sau: a) Lưu lượng tối đa tạo hệ thống nguồn cung cấp dòng chảy hoạt động vòng kín với trở kháng thủy lực tối thiểu; b) Lưu lượng tương ứng với thời gian tối thiểu cho phép đo để điền đầy bình cân đến mức định trước, thời gian tối thiểu phải đáp ứng yêu cầu nêu Điều 3.3, TCVN 8440 (ISO 4185), nghĩa khoảng 30 s, tùy vào trường hợp cụ thể Quy trình kiểm tra vận hành 6.1 Kiểm tra thiết bị cân Khối lượng chất lỏng thu được xác định cách cân bình có chứa chất lỏng trước sau chu kỳ chuyển dòng (cân kép) khối lượng bình cân sau trừ lượng bì (khối lượng bình cân khơng chứa chất lỏng) Kiểm tra dụng cụ cân sử dụng phương pháp cân kép cho phép xác định số hiệu độ khơng đảm bảo đo ngẫu nhiên hệ thống gây dụng cụ cân Quy trình đánh giá độ khơng đảm bảo đo nêu chi tiết TCVN 8440 (ISO 4185) Phụ lục A tiêu chuẩn 6.1.1 Kiểm tra khối lượng cân chuẩn Để kiểm tra thiết bị cân, sử dụng cân chuẩn có tổng khối lượng khơng khối lượng tối đa chất lỏng thu Sai số tối đa cho phép cân chuẩn phải 20 % thấp độ không đảm bảo đo mong đợi dụng cụ cân Nếu tổng khối lượng chuẩn sử dụng trình kiểm định thấp khối lượng tối đa chất lỏng thu được, phương pháp cân sử dụng để kiểm tra dụng cụ cân Trong trường hợp này, tổng khối lượng cân chuẩn phải lớn 25 % khối lượng tối đa chất lỏng cân Tuy nhiên, giá trị 25 % giảm, miễn xác định thực nghiệm, theo quy trình lặp lại tương tự mà có độ xác cần đạt Khi yêu cầu độ xác cao, phải tính đến ảnh hưởng sức khơng khí đến khối lượng cân chuẩn chất lỏng theo OIML Recommendations 33 TCVN 8440 (ISO 4185) 6.1.2 Kiểm tra bình cân thể tích chuẩn Trong trường hợp cụ thể, ví dụ bình cân dung tích lớn vài cấu trúc khơng ngập hồn tồn theo lượng nước chứa bình, tốt kiểm tra dụng cụ cân bình cân thể tích chuẩn, thể tích phải từ % đến 10 % thể tích tối đa chứa bình cân Kiểm tra bình cân thể tích chuẩn cần thiết để biết khối lượng nước điều kiện đo với độ không đảm bảo đo nhỏ 0,01 % Điều có nghĩa việc xác định độ không đảm bảo đo với nhiệt độ nước 0,5 °C Quy trình kiểm tra giống với việc sử dụng cân chuẩn (xem 6.1.1) 6.2 Kiểm tra chuyển dòng Trước bắt đầu thử nghiệm, chuyển dòng phải kiểm tra với lưu lượng tối đa tối thiểu để đảm bảo không xảy bắn nước vào bình cân chuyển dòng đo lưu lượng Ở gần đầu vòi phun tới lưỡi chia phận chuyển dòng có gia tăng lưu lượng thay đổi áp suất Điều xác định cách đo thay đổi áp suất đường ống lưu lượng lớn với thiết bị chuyển dòng đặt vị trí cố định Sự thay đổi áp suất bất thường không xảy đường ống Bộ chuyển dòng kiểm tra độ kín mắt thường (rò rỉ) áp suất tương đương với áp suất làm việc Trong trường hợp rò rỉ nhỏ bỏ qua, tất rò rỉ gộp lại xác định chu kỳ chuyển dòng thơng thường Do tổng rò rỉ phụ thuộc vào lưu lượng, phép đo thực lưu lượng tối thiểu, trung bình tối đa (chi tiết cách tính tốn xem B.1) Sau tất thủ tục kiểm tra trên, xác định sai số hệ thống, ngẫu nhiên gây chuyển dòng, áp dụng phương pháp mơ tả điều 6.2.1.3 6.2.2.2 Phụ lục A TCVN 8440 (ISO 4185) theo phương pháp nêu Phụ lục B tiêu chuẩn 6.3 Kiểm tra đếm thời gian Bất kỳ sai số hiệu chuẩn đếm thời gian gây sai số hệ thống phép đo thời gian nạp nước vào bình cân Để đảm bảo sai số ngẫu nhiên gây đếm thời gian phép đo thời gian nạp nước vào bình cân bỏ qua, đếm thời gian phải gây sai số nhỏ 0,01 % thời gian tối thiểu điền đầy bình cân (tức khoảng ms ứng với thời gian nạp nước tối thiểu 30 s) Có thể đọc sai số nhỏ 0,01 % phương pháp nội suy, chẳng hạn phương pháp xung nhịp kép (xem ISO 7278-3) 6.4 Kiểm tra hệ thống đo khối lượng riêng Nếu yêu cầu biết lưu lượng thể tích tương ứng với lưu lượng khối lượng phải xác định tỷ trọng chất lỏng với độ xác theo yêu cầu Độ xác cao khó đạt chất lỏng có hệ số giãn nở nhiệt cao Kỹ thuật xác định tỷ trọng phương pháp tính tốn sai số tương ứng nêu mục 3.5 6.2.1.4 TCVN 8440 (ISO 4185) 6.5 Đánh giá độ ổn định lưu lượng Mong muốn xác định độ ổn định lưu lượng đoạn đường ống thử nghiệm cho ứng dụng định hệ thống cân Đánh giá độ ổn định lưu lượng hiệu hoạt động hệ thống ổn định dòng chảy, bao gồm thiết bị làm suy giảm độ khơng ổn định dòng, phổ phủ dải tần số rộng Có nhiều kỹ thuật để đánh giá độ ổn định lưu lượng Một phương pháp lắp đặt đồng hồ tua bin có qn tính thấp đường ống sau đánh giá tần số xung đầu ra, phương pháp tốt tăng tần số xung đầu đồng hồ tua bin Đồng hồ tua bin có ổn định tốt ổn định dòng dự kiến hệ thống Ổn định dòng đánh giá hai cách, phạm vi khoảng thời gian tích hợp (hoặc chuyển dòng) khoảng thời gian tích hợp Các kỹ thuật khác liên quan đến hai ứng dụng, chi tiết xem 6.5.1 6.5.2 6.5.1 Độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian tích hợp Một đồng hồ tua bin với tần số xung đầu phù hợp lắp đặt mạch để đánh giá độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian tích hợp Nếu khơng dùng đồng hồ tua bin loại đồng hồ khác sử dụng miễn có độ ổn định ngắn hạn tốt, tính đáp ứng tương đối nhanh, thích hợp để ghi đọc khoảng thời gian ngắn Độ ổn định lưu lượng xác định số lưu lượng dải hoạt động hệ thống Khi lưu lượng ổn định, chuyển dòng khởi động bắt đầu đếm thời gian Khi tín hiệu đầu lưu lượng kế thể lưu lượng, tín hiệu ghi lần giây, 60 s tính khoảng thời gian tích hợp Quy trình lặp lại điểm lưu lượng lựa chọn khác Kết thu phân tích theo phương pháp nêu Phụ lục C 6.5.2 Độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian tích hợp Đối với ứng dụng cụ thể, cần xác định độ ổn định lưu lượng dài hạn, trường hợp cần yêu cầu kỹ thuật khác Tốt có đồng hồ đo độ ổn định trung bình lắp đặt đoạn thử nghiệm Một đồng hồ tua bin đồng hồ điện tử có chất lượng tốt với độ ổn định xấp xỉ phù hợp Quy trình mơ tả Phụ lục D với ví dụ thực nghiệm 6.5.3 Ứng dụng đánh giá độ ổn định lưu lượng Giá trị nhận từ S5 (độ lệch chuẩn tương đối thành phần sai số ngẫu nhiên, mô tả Phụ lục C) nên sử dụng hướng dẫn đánh giá độ không đảm bảo đo ngẫu nhiên tổng thể hệ thống Ví dụ: Nếu phương pháp cân sử dụng để hiệu chuẩn lưu lượng kế đóng góp giá trị S5 với độ khơng đảm bảo đo ngẫu nhiên tổng thể tùy thuộc vào loại lưu lượng kế hiệu chuẩn phương pháp đo, trung bình đầu S vượt thời gian điền đầy bình cân Nếu đồng hồ tua bin hiệu chuẩn sử dụng tổng số lượng xung với thời gian điền đầy bình cân đóng góp độ khơng ổn định lưu lượng với sai số phép đo tổng số bỏ qua Ngược lại thiết bị đo lưu lượng sử dụng nguyên lý chênh áp với đầu có đọc số đọc đơn lẻ tức thời u cầu thêm vào toàn số hạng S Đánh giá độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian điền đầy bình cân phải quan tâm đến việc kiểm tra độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian dài xác định ảnh hưởng tất thiết bị tạo ổn định hệ thống Điều quan trọng cần lưu lượng ổn định thời gian dài để kiểm tra bơm đồng hồ tua bin nước Do khơng tính đến sai số gây bất ổn định dòng tùy thuộc vào thiết bị thử mục đích lắp đặt Khi mà dòng khơng ổn định ảnh hưởng nghiêm trọng đến phép đo lưu lượng, phép phân tích sai số phải tính đến ảnh hưởng 6.6 Nghiên cứu đặc tính dòng chảy Nếu hệ thống cân sử dụng để kiểm định đồng hồ đo điều quan trọng biết đặc tính đồng hồ đo thơng qua phép hiệu chuẩn tuyến tính Phụ lục E nêu chi tiết kỹ thuật khác để xác định đặc tính dòng u cầu Tính tốn độ khơng đảm bảo tổng thể Độ không đảm bảo ngẫu nhiên hệ thống xác định theo quy trình nêu Điều Phụ lục từ A đến D Khi có thể, sai số hệ thống phải hiệu chỉnh trước thực phép đo Bất kỳ độ không đảm bảo hệ thống lại xác định theo điều 6.2.1 Phụ lục C TCVN 8440 (ISO 4185) Độ không đảm bảo đo hệ thống tương đối xác định theo: 2 2 Es=(E s1 + E s + E s3 + E s )1/2 đó: E s1 giá trị tương đối độ không đảm bảo hệ thống dụng cụ cân (xem 6.1 Phụ lục B); E s2 giá trị tương đối độ không đảm bảo hệ thống chuyển dòng (xem 6.2 Phụ lục B); E s3 giá trị tương đối độ khơng đảm bảo hệ thống độ kín chuyển dòng (xem 6.2 Phụ lục B); E s giá trị tương đối độ không đảm bảo hệ thống phép xác định khối lượng (xem 6.4) Phải ý E s tính đến lưu lượng thể tích lớn lưu lượng khối lượng Độ không đảm bảo ngẫu nhiên tương đối xác định theo: 2 2 ER = t*(S + S + S + S )1/2 S1 giá trị độ lệch chuẩn tương đối sai số ngẫu nhiên dụng cụ cân (xem 6.1 Phụ lục A); S2 giá trị độ lệch chuẩn tương đối sai số ngẫu nhiên chuyển dòng (xem 6.2 Phụ lục A); S3 giá trị độ lệch chuẩn tương đối sai số ngẫu nhiên độ kín chuyển dòng (xem 6.2 Phụ lục B); S4 giá trị độ lệch chuẩn tương đối sai số ngẫu nhiên phép xác định tỷ trọng (xem 6.4) t* phân bố Student, nêu Bảng 2, với bậc tự thích hợp Nếu khơng ổn định dòng có ảnh hưởng đến kết thử, cần tính đến S5 S6 (xem 6.5 Phụ lục C D) Độ không đảm bảo đo tổng thể phép đo lưu lượng phải trích dẫn qua hai giá trị riêng biệt: - Độ không đảm bảo ngẫu nhiên, ER - Độ không đảm bảo hệ thống, ES Cách khác, độ không đảm bảo đo tổng thể biểu thị độ không đảm bảo đo tổng hợp: 2 E = (E R + E S )1/2 Khi độ không đảm bảo đo có xác suất 95%, độ khơng đảm bảo đo ngẫu nhiên tổng thể (ER)95 sau trích dẫn riêng biệt, phù hợp với yêu cầu ISO 5168 Bảng - Phân bố student t* với bậc tự khác mức tin cậy 95% Bậc tự t*95 12,706 4,303 3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 10 2,228 15 2,131 20 2,086 30 2,042 60 2,000 1,960 Phụ lục A (Quy định) Ước lượng sai số hệ thống ngẫu nhiên gây dụng cụ cân Phổ biến sử dụng hệ thống cân trực tiếp cân TCVN 8440 (ISO 4185) đưa phương pháp xác định sai số hệ thống ngẫu nhiên loại cân Các phương pháp sau kỹ thuật thay bao gồm hệ thống cân trực tiếp khác A.1 Quy trình thực nghiệm Cân gia tải với khối lượng cân chuẩn, sau dỡ tải Giá trị sai số xác định lúc gia tải dỡ tải phải xác định 10 mức phân bố từ “khơng” đến giá trị tải tối đa (giá trị chất tải tối đa khác giới hạn tối đa cân khối lượng bình cân khơng tải) Giá trị sai số xác định: mi = Rmi – (m + R0 ) (1) đó: mi sai số phép đo thứ i tải (m + R0 ) Rmi số đọc cân phép đo thứ i với khối lượng cân chuẩn m; m khối lượng cân chuẩn; R giá trị Roi có nghĩa thu được, Roi số đọc cân phép đo thứ i với bình cân rỗng A.2 Ước lượng độ không đảm bảo phép đo khối lượng thực cân kép Giá trị sai số số học trung bình m độ lệch chuẩn s tốn mức tải sau: n m= n sai số dụng cụ cân tính (2) i n s m= mi m 1/ ( mi i n m) (3) Trong đó: n thường giá trị tải tối đa bình cân rỗng, 10 mức tải khác m s m biểu diễn (m+ Ro ), nên sử dụng để suy phép nội suy Khi Kết yêu cầu độ xác cao quan hệ m (m+ Ro ), s m (m+ Ro ), nên sử dụng cơng thức tính tốn phương pháp bình phương tối thiểu Khi khối lượng chất lỏng M, thu thập vào bình chứa (hoặc xả khói bình chứa) biểu thị khác hai giá trị cân thì: M = R1 – R2 (4) Trong R1 R2 số đọc cân Vì vậy, sai số hệ thống phép xác định khối lượng lưu chất m1 - m m1 m giá trị tương ứng m với R1 R2 Tiếp theo, phép đo khối lượng hiệu ( m1 - m ) có tính đến sai số trung bình hệ thống Độ khơng đảm bảo đo hệ thống lại phép đo gây thành phần ngẫu nhiên sai số hệ thống quy trình hiệu chuẩn độ không đảm bảo đo khối lượng cân chuẩn Khi bỏ qua độ không đảm bảo đo khối lượng cân chuẩn, thường trường hợp độ không đảm bảo đo hệ thống phép đo khối lượng đơn theo công thức: n ( s 2m1 eS = t*/ s 2m2 )1 / (5) : s m1 s m2 giá trị tương ứng s m R1 R2 t* phân bố student với n-1 bậc tự Độ lệch chuẩn, s sai số ngẫu nhiên phép đo khối lượng lưu chất đơn, M giả định độ lệch chuẩn số đọc mức tải quy trình hiệu chuẩn: s=(s +s m1 m2 )1/2 (6) Giá trị tương đối độ không đảm bảo đo hệ thống ES1 độ lệch chuẩn S1 sai số ngẫu nhiên thu bởi: ES S1 = es M (7) s M (8) A.3 Ví dụ thực nghiệm Cân có bì 1100 kg thử với 10 cân 1000 kg chu kỳ gia tải dỡ tải, kết thu nêu Bảng A.2 Giá trị s m hàm số (m+ Ro ) thu từ công thức (3) nêu Bảng A.1 Bảng A.1 - Giá trị s (m+ Ro ) kg m hàm số (m+ Ro ) s m kg 100 2,6 100 3,6 100 1,9 100 3,0 100 3,7 100 3,9 100 3,6 100 3,3 10 100 3,9 11 100 3,6 Giả thiết theo số liệu cân thu : R1 = 8620 kg R2 = 3235 kg M = 8620 - 3235 = 5385 kg Sử dụng phép nội suy, giá trị sau: m1 , m ,s m1 ,s m tương ứng với R1 R2, kết thu m1 = 0,6 + 1,2 0,6 x (8 620 – 100) 9100 8100 0,9 kg m = 3,1 + 0,3 3,1 x (3 235 – 100) 4100 3100 2,7 kg 3,6 + 3,3 3,6 9100 8100 x (8 620 – 100) 3,4 kg =3,6 + 1,9 3,6 4100 3100 x (3 235 – 100) 3,4 kg s m 1= s m Việc hiệu áp dụng với phép đo khối lượng lưu chất: - (0,9 - 2,7) = + 1,8 kg Độ không đảm bảo đo hệ thống: eS = 2,262 (3,42 + 3,42)1/2 = 3,4 kg 10 (Bỏ qua sai số khối lượng cân chuẩn), nghĩa là: E s1 = 3,4 5386,8 = 0,0006 0,6% Độ lệch chuẩn sai số ngẫu nhiên: s = (3,42 + 3,42)1/2 = 4,8 kg Nghĩa là: S1 = 4,8 = 0,000 0,09% 5386,8 Bảng A.2 - Ví dụ kết phép kiểm tra cân Giá trị tính kilogam Quả cân chuẩn m Số đọc cân Roi Rmi Sai số cân, mi m i =1 i =2 i =3 i =4 i =5 100 i =6 i =7 i =9 i =10 +2 098 100 100 +2 i =2 i =3 i =4 i =5 +2 +3 +2 +5 i =7 i =8 -2 -3 i=10 100 -2 0 +0,7 100 100 102 102 103 102 105 098 000 103 103 105 100 105 103 102 103 102 105 +3 +3 +5 +5 +3 +2 +3 +2 +5 +3,1 100 000 103 103 102 100 098 098 098 100 102 100 +3 +2 +2 -2 -2 -2 +2 +0,3 100 000 100 100 100 105 100 097 097 095 102 103 0 +5 -3 -3 -5 +2 +3 -0,1 100 000 105 102 105 103 102 100 100 095 095 097 +5 +2 +5 +3 +2 0 -5 -5 -3 +0,4 100 000 102 103 105 106 102 100 097 097 098 094 +2 +3 +5 +6 +2 -3 -3 -2 -6 +0,4 100 000 103 100 098 106 105 094 098 100 100 102 +3 -2 +6 +5 -6 -2 0 +2 +0,6 100 000 106 103 097 100 105 100 102 098 103 098 +6 +3 -3 +5 +2 -2 +3 -2 +1,2 100 000 10 105 10 102 10 103 10 095 10 102 10 103 10 095 10 105 10 097 10 098 +5 +2 +3 -5 +2 +3 -5 +5 -3 -2 +0,5 10 100 10 000 11 102 +3,0 11 100 11 105 11 103 +2 +2 -2 i =9 102 097 i =6 11 103 100 i =1 000 11 102 098 i =8 (m+ Ro ) +3 +5 +3 Phụ lục B (Quy định) Nghiên cứu hoạt động thiết bị chuyển dòng B.1 Quy trình thực nghiệm Phương pháp sử dụng chuyển dòng bắt đầu dùng đếm thời gian điều kiện khác điều kiện quy định TCVN 8440 (ISO 4185) Hình B.1 minh họa điền đầy bình cân phép đo lưu lượng sử dụng hệ thống chuyển dòng Bộ đếm thời gian bắt đầu điểm khác 4, dừng lại điểm Đoạn 1,2,3,4 5,6,7,8 trình bày khoảng thời gian di chuyển thiết bị chuyển dòng dòng chảy đóng ngắt vào bình cân (thời gian t1 từ đường xả vào bình cân; t2 thời gian từ bình cân vào đường xả.) Đoạn 3-6 biểu thị thời gian điền đầy bình cân với lưu lượng ổn định Đoạn - 12 - biểu thị thay đổi dòng chảy qua thiết bị chuyển dòng dòng chất lỏng chuyển vào bình cân đường xả Đoạn 9-12 lưu lượng thực qua hệ thống đo Đoạn 1-2, 9-10, 11-12 7-8 biểu thị chuyển dòng chạy khơng Mạch điện Hình B2 sử dụng để xác định hệ số hiệu chỉnh t gây thời gian đóng ngắt khác thiết bị chuyển dòng, cơng tắc đóng ngắt K1 K2 vị trí T1 để đo thời gian đóng ngắt t1, dòng chảy chuyển từ đường xả vào bình cân Sự di chuyển đòn A tạo kết nối cố định với điều khiển thiết bị chuyển dòng (ví dụ: đòn bẩy động cơ) cơng tắc đóng 2-6 kích hoạt đếm thời gian điện tử hoạt động, cơng tắc đóng 1-4 dừng đếm thời gian Cơng tắc đóng ngắt K1 K2 vị trí T2 để đo thời gian đóng ngắt t2 Sự di chuyển đòn B đóng cơng tắc 1, kích hoạt đếm thời gian điện tử Cơng tắc - đóng dừng đếm thời gian Tiến hành n phép đo xác định (n 10) thiết bị chuyển dòng đóng ngắt (switching) với thời gian t1 t2 Sau xác định giá trị trung bình t1 t2 tính hiệu t = t1 t Phép thử tiến hành điều kiện chuyển dòng cung cấp nguồn bình thường (nguồn, lò xo xoắn, điện khí nến v.v ) Phép đo thực lưu lượng qv,min; 0,5 qv,max qv,max B.2 Đánh giá độ không đảm bảo đo gây chuyển dòng Đối với loạt phép đo, thời gian t1 t2 giá trị trung bình độ lệch, t, tính sau: n t1 = i t1i n n t2 = t2i i n n S2= t i 1/ (t1i t1 ) (n 1) t1 t , độ lệch chuẩn S2 S3 n S3= i t t= t 1/ (t 2i t2 ) (n 1) t2 Trong tmin thời gian điền đầy bình cân tối thiểu điều kiện hoạt động bình thường Từ giá trị S2 S3 t thu được, giá trị lớn chọn làm Smax tmax Để hiệu chỉnh sai số thời gian đo sử dụng phương pháp nêu Phụ lục A, TCVN 8440 (ISO 4185) Dữ liệu thu cho phép tính tốn thành phần sai số hệ thống E S thời gian đóng ngắt khác thiết bị chuyển dòng theo cơng thức: ES2 = t max 2t Khi đếm thời gian đóng ngắt vị trí chuyển dòng khác (xem Hình B.1), sai số ES2 tính theo hai cơng thức sau: ES2 = t max với vị trí 1-8 4-5 2t ES2 = t max với vị trí 1-5 4-8 2t B.3 Ví dụ thực nghiệm Lưu lượng tối đa qm,max= 2kg/s, thời gian điền đầy bình tối thiểu phép đo lưu lượng tối đa tmin= 40s Mười phép đo thời gian chuyển dòng hoạt động nêu Bảng B.1 Bảng B.1 - Kết phép thử thời gian đóng ngắt khác chuyển dòng Đơn vị tính giây Số phép đo Thời gian hoạt động chuyển dòng Từ đường xả đến bình cân Từ bình cân đường xả 0,031 0,027 0,032 0,026 0,031 0,027 0,032 0,027 0,032 0,028 0,031 0,028 0,031 0,027 0,031 0,027 0,031 0,027 10 0,031 0,027 Từ giá trị Bảng B.1 có: t =0,004s; tmin=40 s t1 =0,032; t =0,027 5; n S2= i t 1/ (t1i t1 ) = (n 1) 781 10 40 9,3 10 40 = 0,000 02 0,002 %; n S3= i t ES2 = 1/ (t 2i t2 ) (n 1) = 195 10 40 0,000 01 0,001% 0,004 = 0,000 05 0,005% 40 B.4 Phép thử rò rỉ thiết bị chuyển dòng Khối lượng rò rỉ tối đa mimax xác định từ phép thử độ kín thiết bị chuyển dòng xem mục 6.2 cơng thức sau sử dụng để tính tốn thành phần sai số hệ thống: ES = mi max mmin Trong mmin khối lượng tối thiểu chất lỏng thu vào bình cân Bất giá trị qua ES nhỏ 10% giá trị ES1 trường hợp bỏ ES Hình B.1 - Biểu đồ quy trình điền đầy bình đo Hình B.2 – Sơ đồ phép đo chênh lệch thời gian đóng thời gian mở (bật tắt) chuyển dòng Phụ lục C (Quy định) Đánh giá độ ổn dòng khoảng thời gian tích hợp C.1 Nguyên lý Một loạt phép đo lưu lượng thực phù hợp với 6.5.1 Độ lệch chuẩn tương đối xk phép đo phạm vi tần số tín hiệu đầu từ giá trị trung bình tính sau: xk = fk f f Trong đó: fk tần số tín hiệu đầu ra; f tần số tín hiệu đầu trung bình Theo thu được: x1…,xk…,xn, n số phép đo Hàm tương quan Rj tính (như tổ hợp thành phần mô men thống kê R0, R1, R2 v.v… tính từ chuỗi cặp giá trị khác dãy xk); Rj = n j n j xk xk j k Trong đó: j = 0,1,…jmin bước liên tiếp; k số dãy chạy Hàm tương quan, tổ hợp hệ số tương quan (ro=1 theo định nghĩa), r1, r2,…, xác định từ: Rj rj = Ro Trong đó: j = 0,1,…jmin (jmin xếp loại nhỏ mà rj nhỏ 0,1) jmin Tỷ lệ suy giảm, , xác định từ: = rj t j Trong t khoảng thời gian phép đo lưu lượng liên tiếp: t= T n Với T chu kỳ tích hợp Độ lệch chuẩn tương đối thành phần sai số ngẫu nhiên, S gây độ không ổn định dòng tính từ: S5 = R0 T C.2 Ví dụ thực nghiệm Kết phép thử xác định độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian điền đầy bình cân lưu lượng kế kiểu tua bin, mô tả 6.5.1 đưa Bảng C.1 Bảng C.1 - Kết phép thử độ ổn định lưu lượng khoảng thời gian tích hợp Lưu lượng danh nghĩa: 0,062 m3/s Thời gian chuyển dòng: 115,7s Thời gian (s) cho vòng quay rôto tuabin (41 xung) 0,844 0,835 0,832 0,832 0,838 0,838 0,832 0,849 0,849 0,835 0,833 0,845 0,843 0,845 0,835 0,849 0,844 0,849 0,845 0,833 0,845 0,840 0,841 0,846 0,849 0,840 0,836 0,838 0,846 0,849 0,839 81) 0,834 0,837 0,846 0,849 0,835 0,848 0,835 0,846 0,843 0,833 0,843 0,833 0,846 0,838 0,831 0,838 0,849 0,811 0,841 0,845 0,838 0,845 0,813 0,839 0,843 0,838 0,843 0,840 0,840 0,838 0,838 0,839 0,841 0,840 0,834 0,836 0,831 0,837 0,841 22) 0,852 0,031 0,851 0,836 0,841 0,849 0,046 0,849 0,832 0,844 0,845 0,843 0,845 0,851 0,843 0,844 0,839 0,844 0,847 0,841 0,842 0,837 0,839 0,844 0,838 0,839 0,836 0,835 0,840 0,839 1) Bắt đầu chuyển dòng 2) Thời gian kết thúc chuyển đòng Việc tính tốn: số phép đo n = 87, thời gian tích hợp T = 115,7 s Thời gian trung bình yêu cầu cho vòng quay rơto tua bin (0,835 + 0,833 8+…+0,841 2) = 0,8414 s 87 Do x1 0,835 3 0,841 4 0,841 4 0,007 250 x2 0,8338 0,841 4 0,841 4 0,009033 0,8412 0,841 4 0,841 4 0,000 238 … x87 Vì vậy: R0= R1= r1 R2= r2 ( x12 87 x 22 x872 ) = 4,337 x 10-5; r0 = (theo định nghĩa) (x1x2 + x2x3 +…+x86x87) = 1,342 x 10-5 86 R1 R0 1,342 10 = 0,3095 4,337 10 (x1x3 + x2x43 +…+x85x87) = -3,097 x 10-6 85 3,097 10 = -0,0714 4,337 10 R2 R0 Từ r2