đầu đo áp suất.. Giá trị này được lấy từ giấy chứng nhận xác định của quả cân chuẩn.. Khối lượng riêng của khí trong bình chuẩn khí trước và sau khi nạp khí nguyên chất được xác định th[r]
(1)ĐLVN 308 : 2016
CHUẨN LƯU LƯỢNG KHÍ KIỂU PVTt QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN
PVTt gas flow standard - Calibration procedure
(2)
2
Lời nói đầu:
ĐLVN 308 : 2016 thay ĐLVN 196 : 2009
(3)3
Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt - Quy trình hiệu chuẩn
PVTt gas flow standard – Calibration procedure
1 Phạm vi áp dụng
Văn kỹ thuật quy định quy trình hiệu chuẩn cho chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt có độ khơng đảm bảo đo ≤ 0,2 % dùng để kiểm định đồng hồ đo khí có cấp xác ≥ 0,3
2 Giải thích từ ngữ
Trong văn này, từ ngữ hiểu sau:
2.1 Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt hệ thống xác định lưu lượng khí từ thay đổi áp suất bình chuẩn có dung tích định trước
Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt hệ thống bao gồm nguồn khí, van chuyển dịng, bình chuẩn khí, bơm chân khơng, đầu đo nhiệt độ áp suất, vịi phun tới hạn (hình 1)
2.2 Bình chuẩn khí bình kín, tích chứa cố định, bình đơn bình chuẩn khí nối thơng
VT
Nguồn khí
Vịi phun tới hạn Van bình chứa Van xả
Bình chuẩn khí VI
Hình Sơ đồ hệ thống chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt
(4)2.3 Bình cân bình kín, chứa khí tinh khiết, chịu áp lực cao, có vật liệu chế tạo nhẹ 2800 kg/m3
2.4 Điều kiện tiêu chuẩn điều kiện mà có áp suất tiêu chuẩn (P0= 101325 Pa), nhiệt độ tiêu chuẩn (T0 = 293,15o K)
2.5 Thể tích danh định (VT, m3) bình chứa thể tích bên bình chứa điều kiện tiêu chuẩn bao gồm bình chứa, ống nối, van chặn cửa van bình chứa (xem hình 1)
2.6 Thể tích chứa ban đầu ống nối (VI, m3) thể tích bên hệ thống điều kiện tiêu chuẩn tính từ tiết diện nhỏ vịi phun tới hạn tới van bình chứa van xả (xem hình 1)
2.7 Thời điểm bắt đầu thời điểm bắt đầu q trình nạp khí vào bình chứa
2.8 Thời điểm kết thúc thời điểm kết thúc q trình nạp khí vào bình chứa
2.9 ĐKĐBĐ: Độ không đảm bảo đo
3 Các phép hiệu chuẩn
Phải tiến hành phép hiệu chuẩn ghi bảng
Bảng
TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều, mục quy trình
1 Kiểm tra bên 7.1
2 Kiểm tra kỹ thuật 7.2
3 Kiểm tra đo lường 7.3
3.1 Kiểm tra độ kín 7.3.1
3.2 Xác định thị thể tích khí Vc 7.3.2
3.2.1 Xác định khối lượng bình cân đầy 7.3.2.2 3.2.2 Xác định khối lượng bình cân rỗng 7.3.2.3 3.2.3 Xác định thể tích khí vào bình chuẩn 7.3.2.4
4 Phương tiện hiệu chuẩn
Các phương tiện dùng để hiệu chuẩn nêu bảng
Bảng 2
TT Tên phương tiện
dùng để hiệu chuẩn Đặc trưng kỹ thuật đo lường
Áp dụng theo điều mục
quy trình
1 Chuẩn đo lường
1.1 Bộ cân Cấp xác F2 7.3
(5)5
TT Tên phương tiện
dùng để hiệu chuẩn Đặc trưng kỹ thuật đo lường
Áp dụng theo điều mục
quy trình
2 Phương tiện đo
2.1 Áp kế - Phạm vi đo: (0 ÷ 5) bar
- ĐKĐBĐ ≤ 0,03 % 7.3
2.2 Nhiệt kế
- Phạm vi đo: (0 ÷ 100) ºC - Giá trị độ chia: 0,1 ºC - ĐKĐBĐ ≤ 0,05 oC
7.3
3 Phương tiện phụ
3.1 Nhiệt kế (0 50) C
Sai số lớn nhất: C 3.2 Ẩm kế (20 95) %RH
Sai số lớn nhất: %RH 3.3 Baromet (96 106) kPa
Sai số lớn nhất: kPa 3.4 Nguồn khí Argon,
bình cân khí
Độ tinh khiết khí: 99,999 %
5
5 Điều kiện hiệu chuẩn
Khi tiến hành hiệu chuẩn, phải đảm bảo điều kiện môi trường sau đây:
- Địa điểm làm việc phải sẽ, thoáng mát
- Nhiệt độ: (20 30) C Sự thay đổi nhiệt độ không vượt C - Áp suất: (96 108) kPa Sự thay đổi áp suất không vượt kPa
- Độ ẩm khơng khí: (40 85) %RH Sự thay đổi độ ẩm không vượt %RH
6 Chuẩn bị hiệu chuẩn
Trước tiến hành hiệu chuẩn phải thực công việc sau:
- Phương tiện cần hiệu chuẩn phương tiện hiệu chuẩn phải ổn định nhiệt độ khơng 12 khoảng (20 30) C;
- Vận hành hệ thống bơm chân không hút nạp khí vào bình chuẩn, hệ thống cân nhiệt độ chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt tối thiểu lần;
- Để chuẩn bị cho việc xác định thể tích khí Vc cần phải: + Làm bình chuẩn khí;
(6)+ Nếu bình chuẩn khí bình chuẩn chúng phải kết nối thành hoàn chỉnh, khớp nối phải đánh dấu niêm phong để tránh trường hợp thay đổi kết cấu
7 Tiến hành hiệu chuẩn
7.1 Kiểm tra bên
Phải kiểm tra bên theo yêu cầu sau đây:
- Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt phải có thơng số sau thể vỏ: +Nhãn hiệu tên thương mại nhà sản xuất;
+Số năm chế tạo;
+Lưu lượng lớn nhất, Qmax; +Lưu lượng nhỏ nhất, Qmin
- Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt phải có thị thể tích đo được, lưu lượng vận hành;
- Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt có thị nhiệt độ áp suất bình chứa
7.2 Kiểm tra kỹ thuật
Phải kiểm tra kỹ thuật theo yêu cầu sau đây:
Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt phải có thiết bị đo nhiệt độ, áp suất thời gian Các thiết bị đo phải hiệu chuẩn phịng hiệu chuẩn có lực trước khơng q tháng thỏa mãn yêu cầu sau:
- Thiết bị đo nhiệt độ phải có phạm vi đo phù hợp với phạm vi nhiệt độ làm việc chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt, ĐKĐBĐ ≤ 0,05 oC;
- Thiết bị đo áp suất PVTt khí phải có phạm vi đo phù hợp với phạm vi áp suất làm việc chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt, ĐKĐBĐ ≤ 0,04 oC
7.3 Kiểm tra đo lường
Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt kiểm tra đo lường theo trình tự nội dung, phương pháp yêu cầu sau:
7.3.1 Kiểm tra độ kín
Việc kiểm tra độ kín tiến hành theo phương pháp sau:
Bước 1: Nạp khí vào bình chứa tới áp suất khoảng 1,5 lần áp suất làm việc chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt
Bước 2: Đọc ghi lại giá trị áp suất (Pr1, kPa), nhiệt độ (Tr1, K) bình chứa
Bước 3: Sau tối thiểu 24 h đọc ghi lại giá trị áp suất (Pr2, kPa), nhiệt độ (Tr2, K)
trong bình chứa
(7)7
0
2
0
r r
r
ri r r
T T
P P
V Q
t P T P T
, (1)
Trong đó:
Qr: Độ rị rỉ, kg/h;
tri: Thời gian đo, h;
: Tỷ trọng điều kiện tiêu chuẩn khí bình chứa, kg/m3; V: Thể tích danh định bình chứa, m3;
P0: Áp suất tiêu chuẩn, P0 = 101,325 kPa;
T0: Nhiệt độ tiêu chuẩn, T0 = 293,15 K
Bước 5: Dùng bơm chân không hút khí khỏi bình chứa Lặp lại bước từ đến
Độ rò rỉ lần không vượt 0,05 % giá trị lưu lượng nhỏ chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt
7.3.2 Xác định thị thể tích khí Vc
7.3.2.1 Quy trình đo
Bước 1: Xác định thể tích ngồi bình cân đầy Vef (m
3) bao gồm van đoạn
lắp Thể tích xác định phương pháp hình học phương pháp dung tích;
Bước 2: Khóa van nguồn lắp bình cân với bình chứa Khóa van bình chuẩn khí van xả (xem hình 2);
Bước 3: Dùng bơm chân khơng hút khí khỏi bình chứa Mở van nguồn
Bước 4: Xác định tổ hợp cân cho tổng khối lượng cân msf (kg) tương
đương với khối lượng bình cân đầy
Bước 5: Xác định thị cân Msf (kg) cân tổ hợp cân xác định
bước
Bước 6: Xác định thị cân Mf (kg) cân bình cân đầy
Bước 7: Tiến hành lần (nf) bước từ bước đến bước Tại lần cuối
để yên bình cân đầy cân điện tử Bình cân
khí Argon
Van nguồn Van xả
Van bình chứa Bình chuẩn khí Cân điện tử
(8)Bước 8: Đo nhiệt độ mơi trường ta (C), áp suất khí P (hPa) độ ẩm khơng khí (%RH);
Bước 9: Đo nhiệt độ Tf (K) áp suất Pf (Pa) bình chứa Trong trường hợp dùng
nhiều đầu đo nhiệt độ áp suất, Tf lấy trung bình cộng giá trị thị
của đầu đo nhiệt độ, Pf lấy trung bình cộng giá trị thị
các đầu đo áp suất
Bước 10: Mở van bình chứa, chờ đến giá trị thị cân điện tử khơng thay đổi đóng van bình chứa
Bước 11: Xác định thể tích ngồi bình cân rỗng Vef (m3) bao gồm van
đoạn lắp Thể tích xác định phương pháp hình học phương pháp dung tích;
Bước 12: Xác định tổ hợp cân cho khối lượng cân mse (kg) tương
đương với khối lượng bình cân rỗng;
Bước 13: Xác định thị cân Mse (kg) cân tổ hợp cân xác định
bước 12
Bước 14: Xác định thị cân Me (kg) cân bình cân rỗng
Bước 15: Tiến hành lần bước từ bước 13 đến bước 14
Bước 16: Chờ cho nhiệt độ áp suất bình chuẩn khí ổn định thời gian tối thiểu 15 phút chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt ổn định nhiệt độ nước, tối thiểu 30 phút chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt ổn định nhiệt độ khơng khí Đo nhiệt độ Te (K) áp suất Pe (Pa) bình chứa Trong trường hợp dùng
nhiều đầu đo nhiệt độ áp suất Te lấy trung bình cộng giá trị thị
của đầu đo nhiệt độ, Pe lấy trung bình cộng giá trị thị
đầu đo áp suất
7.3.2.2 Xác định khối lượng bình cân đầy
Khối lượng bình cân đầy mf (kg) xác định theo công thức:
f a
f sf a ef
sf s
M
m m 1 V
M
(2)
Trong đó:
f
M : giá trị thị trung bình cân điện tử cân bình cân đầy, kg;
sf
M : giá trị thị trung bình cân điện tử cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân đầy, kg;
msf: giá trị thực quy đổi tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân đầy, kg Giá trị lấy từ giấy chứng nhận xác định cân chuẩn;
a: khối lượng riêng khơng khí, kg/m3;
(9)9
Giá trị thị trung bình cân điện tử cân bình cân đầy xác định theo công thức: f n fi i 1 f f M M n
(3)
Trong đó:
Mfi: thị cân điện tử lần cân bình cân đầy, kg; nf: số lần thực phép cân bình cân đầy
Giá trị thị trung bình cân điện tử cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân đầy xác định theo cơng thức:
f n sfi i 1 sf f M M n
(4)
Trong đó:
Msfi: thị cân điện tử lần cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân đầy, kg
Khối lượng riêng khơng khí xác định theo cơng thức sau: 15 , 273 t ) 020582 , t 00252 , ( P 34844 , a a a
(5)
7.3.2.3 Xác định khối lượng bình cân rỗng
Khối lượng bình cân rỗng me (kg) xác định theo công thức:
1
e a
e se a ef se s
M
m m V
M
(6)
Trong đó:
e
M : giá trị thị trung bình cân điện tử cân bình cân rỗng, kg;
se
M : giá trị thị trung bình cân điện tử cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân rỗng, kg;
mse: giá trị thực quy đổi tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình
cân rỗng, kg Giá trị lấy từ giấy chứng nhận xác định cân chuẩn Giá trị thị trung bình cân điện tử cân bình cân rỗng xác định theo công thức: f n ei i 1 e e M M n
(10)Trong đó:
ne: số lần thực phép cân bình cân rỗng;
Giá trị thị trung bình cân điện tử cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng với khối lượng bình cân rỗng xác định theo công thức:
e n
sei i 1 se
e
M M
n
(8)
Trong đó: Msei: thị cân điện tử lần cân tổ hợp cân chuẩn tương ứng
với khối lượng bình cân rỗng, kg
7.3.2.4 Xác định thể tích khí vào bình chuẩn
Thể tích khí Vc (m3) điều kiện tiêu chuẩn xác định theo công thức:
m
Vc (9)
Trong đó:
m: độ giảm khối lượng bình cân, kg;
: độ tăng khối lượng riêng khí bình chứa, kg/m3
Độ giảm khối lượng bình cân xác định theo cơng thức:
full empty
m m m
(10)
Trong đó:
mfull: khối lượng bình cân đầy, kg;
mempty: khối lượng bình cân rỗng, kg
Độ tăng khối lượng riêng khí bình chuẩn khí xác định theo công thức:
e b
(11)
Trong đó:
e: khối lượng riêng khí bình chuẩn khí sau nạp khí nguyên chất, kg/m3; b: khối lượng riêng khí bình chuẩn khí trước nạp khí ngun chất,
kg/m3
Khối lượng riêng khí bình chuẩn khí trước sau nạp khí ngun chất xác định theo phụ lục
Thể tích phụ van nguồn van bình chuẩn khí xác định theo phương pháp hình học, phương pháp dung tích lấy theo liệu nhà sản xuất
7.3.2.5 Độ lệch thể tích khí
a) Xác định độ lệch tương đối thể tích khí
(11)11 100
c c đ
V V V V
(12) Trong đó:
Vc: thể tích khí vào bình chuẩn đo ĐKTC, m3; Vđ : thị thể tích hệ thống PVTt ĐKTC, m3
b) Yêu cầu độ lệch thể tương đối tích khí - ΔV khơng vượt q 0,1 %;
- Sai lệch lần xác định ΔV không vượt 0,05 %
8 Ước lượng độ không đảm bảo đo
8.1 Mơ hình tính tốn
Mơ hình tính tốn ĐKĐBĐ triển khai từ cơng thức 2,
8.2 Các thành phần ĐKĐBĐ
8.2.1 ĐKĐBĐ xác định thể tích bình chứa theo phương pháp cân khí,
c V
u (m3) xác định theo hướng dẫn mục 1, phụ lục
8.2.2 ĐKĐBĐ xác định thể tích ống nối,
I
V
u (m3) xác định theo hướng dẫn mục 2, phụ lục
Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp, uC
ĐKĐBĐ tổng hợp chuẩn xác định theo công thức:
2
c I
C V V
u u u (13)
Độ không đảm bảo đo mở rộng, U
Độ không đảm bảo đo mở rộng xác định cho lưu lượng kiểm tra theo công thức:
C
U k u (14)
Trong đó: U: Độ khơng đảm bảo đo mở rộng, %;
k: hệ số phủ, k = ứng với xác suất tin cậy xấp xỉ 95 % Yêu cầu: U ≤ 0,1 %
9 Xử lý chung
(12)9.2 Chuẩn lưu lượng khí kiểu PVTt sau hiệu chuẩn không đạt u cầu
trong mục khơng cấp chứng hiệu chuẩn xóa dấu hiệu chuẩn cũ (nếu có)
(13)13
Phụ lục
Tên quan hiệu chuẩn BIÊN BẢN HIỆU CHUẨN
Số: Tên chuẩn/phương tiện đo:
Kiểu: Số:
Cơ sở sản xuất: Năm sản xuất: Đặc trưng kỹ thuật:
Cơ sở sử dụng:
Số phiếu nhận mẫu: Ngày: Phương pháp thực hiện: Chuẩn, thiết bị sử dụng:
Chất khí sử dụng để hiệu chuẩn:
Nhiệt độ làm việc: C Độ ẩm: % RH; Áp suất: kPa Ngày thực
Địa điểm thực hiện:
KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN
1. Kiểm tra bên ngồi: Đạt Khơng đạt
2 Kiểm tra kỹ thuật: Đạt Không đạt
3 Kiểm tra đo lường:
3.1 Kiểm tra độ kín:
Đại lượng Đơn
vị
Kết 1,5 lần áp suất làm việc
Kết sau hút chân không
Áp suất lúc đầu, Pr1 Pa
Nhiệt độ lúc đầu, Tr1 K
Áp suất lúc sau, Pr2 Pa
Nhiệt độ lúc sau, Tr2 K
Thời gian, tri h
Độ rò rỉ, Qr kg/h
Đạt Không đạt
3.2 Xác định thể tích thị khí: - Thể tích chứa ống nối: VI =
- Thể tích phụ van nguồn đầu ống nối Vnguon = m3 - Thể tích ống nối van chặn van nguồn: Vong = m3
(14)Đại lượng hiệu Ký Đơn vị Kết đo
Lần Lần Lần
1 Trạng thái bình Argon đầy
- Khối lượng cân chuẩn ms kg - Chỉ thị cân cân chuẩn Msm1 kg Lần Msm2 kg
Lần Msm3 kg
Lần Msm4 kg
Lần Msm5 kg
- Chỉ thị cân bình Argon đầy Ms1 kg Lần Ms2 kg Lần Ms3 kg Lần Ms4 kg
Lần Ms5 kg
Nhiệt độ bình chứa Ts K Áp suất bình chứa Ps Pa
2 Trạng thái bình Argon rỗng
- Khối lượng cân chuẩn mf kg - Chỉ thị cân cân chuẩn Mfm1 kg
Lần Mfm2 kg
Lần Mfm3 kg
Lần Mfm4 kg
Lần Mfm5 kg
- Chỉ thị cân bình Argon đầy Mf1 kg
Lần Mf2 kg
Lần Mf3 kg Lần Mf4 kg Lần Mf5 kg Nhiệt độ bình chứa Tf K Áp suất bình chứa Pf Pa 4 Kết luận:
(15)15
Phụ lục HƯỚNG DẪN XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN ĐKĐBĐ
1 ĐKĐBĐ xác định thể tích bình chứa theo phương pháp cân khí,
T
V
u Từ cơng thức (7) ta có:
2 2 2 2 2 2 2 2 A V V V V V V m m V u c u c u c u c u c u c u c u u extra extra air air start start finish finish nguon nguon ong ong Ar Ar c (1) Trong đó: Ar m u
: ĐKĐBĐ xác định khối lượng khí Argon, kg; ong
V
u
: ĐKĐBĐ xác định thể tích Vong, m3;
nguon
V
u
: ĐKĐBĐ xác định thể tích Vnguon, m3;
extra
V
u
: ĐKĐBĐ xác định thể tích Vextra, m3;
finish
u
: ĐKĐBĐ xác định khối lượng riêng khí sau kết thúc q trình nạp khí từ bình khí Argon, kg/m3;
start
u
: ĐKĐBĐ xác định khối lượng riêng khí trước bắt đầu q trình nạp khí từ bình khí Argon, kg/m3;
air
u
: ĐKĐBĐ xác định khối lượng riêng khơng khí mơi trường, kg/m3;
uA: ĐKĐBĐ loại A xác định n lần thể tích bình chứa
Các hệ số nhạy xác định sau:
start finish m
1 c
Ar
(2) start finish air finish V c
ong
(3) start finish air finish Vnguon c (4) c extra
V (5)
2 start finish start air nguon ong Ar ) ( ) ( ) V V ( m c
finish
(6) start finish air finish nguon ong Ar ) ( ) ( ) V V ( m c
start
(7) start finish nguon ong V V c
air
(16)1.1 ĐKĐBĐ xác định khối lượng khí Argon, u Z T P Z u T u P u u (9) Trong đó:
u: Độ không đảm bảo đo tương đối tỷ trọng, %;
uP: Độ không đảm bảo đo tương đối áp suất, %; uT: Độ không đảm bảo đo tương đối nhiệt độ, %;
uZ: Độ không đảm bảo đo xác định hệ số nén chất khí, lấy giá trị 10-6 1.2 ĐKĐBĐ xác định thể tích phụ,
extra
V
u
ĐKĐBĐ thể tích phụ xác định từ phép đo theo phương pháp hình học, dung tích lấy từ tài liệu
1.3 ĐKĐBĐ xác định khối lượng riêng không khí, air u ĐKĐBĐ khối lượng riêng khơng khí
air
u (kg/m3) xác định theo công thức: 046 , 08 , u air
air
(10)
2 ĐKĐBĐ xác định thể tích ống nối,
I
V
u ĐKĐBĐ xác định thể tích ống nối
I
V
u (m3) tính theo cơng thức: 2 bv tv p pi
I V V
n i
V
V u u u u
(11)
Trong đó: pi
V
u : ĐKĐBĐ xác định thể tích bên ống nối thứ i, m3;
tv
u : ĐKĐBĐ xác định thể tích bên van bình chứa, m3;
bv