浅谈CNG压力表在线检测与不确定度评定
本文介绍了 CNG压力表的在线检测方法与不确定度评定方法。
随着科技的发展,能源的多元化。汽车动力也不仅 仅只依靠原油。车载天然气(以下简称NG”)技术已 经很成熟。但CNG压力表检测还是需要拆卸,这不仅麻 烦而且在拆卸过程中,稍有不注意就会出现损坏螺纹和漏 气的情况,带来安全隐患。笔者经过多次试验与咨询,总结 出了适宜的在线检测方法,并对其不确定度进行评定。
1.概述
1. 1检测依据:参照JJG52 - 2013《弹性元件式一般压 力表、压力真空表和真空表》、GB/T1226 -2010《一般压 力表》。
1. 2检测标准:量程为(0 ~ 40) Mpa,准确度为0. 2级精 密数显压力表一块;CNG加气枪一支;能自动造压或连 接气源产生高压纯净气体介质装置和高压阀门等组成的 检测装置。
1. 3检测对象:量程为(0 ~40) Mpa,分度值为1Mpa, 2.5级CNG压力表。
1. 4检测环境:温度30蚓,相对湿度72%。
2.在线检测
检测方法:(1)让车主行驶到检测场地,请驾驶员停 车熄火后分别打开引擎盖与后备箱。(2)检测人员关闭 气瓶阀门,打开燃气车的冲气阀门,排掉残留在管道中的 余气。(3)把加气枪插入加气孔,以纯净气体为介质,打 开仪器缓慢的加压。选取5Mpa、10Mpa、15Mpa、20Mpa 这几个检测点(由于车载燃气最高只能使用20Mpa的压 力,再往后加压不仅没有意义,还会损坏管路)。读数后 做轻敲位移,到20Mpa后保持耐压。在耐压时,如果精 密数显压力表的数值出现持续下降,不仅要考虑标准器 是否安装到位,还要考虑是否存在漏气的情况。可用肥 皂泡沫涂抹在各个管路接头处,看是否有气泡出现。 (4)然后缓慢开始泄压(泄压也是排出管路内的高压气 体),依次检测15Mpa、10Mpa、5Mpa这几个检测点,读数 后做轻敲位移。当高压气体完全排出后,关闭冲气阀门,打 开气瓶阀门。
3.不确定度评定
3.1测量模型 5 = PN - Ps
式中:5一被检表示值误差,Mpa;
PN一被检压力表示值,Mpa;
Ps一精密数显压力表标准示值,Mpa。
3.2方差
因各输入量彼此不相关,则:
U2 (5) = cl u2 ( PN ) + c2 u2 ( PS )
3.3灵敏系数:
#5 , #5 ,
c, ^ ?= 1 c2 ^ ?= - 1
1 #Pn 2 #PsS
3. 4输入量Pn的标准不确定度u(Pn)
输入量Pn的标准不确定度主要由(1)被检压力表 重复性测量引入的标准不确定度;(2)检定温度与标准 温度偏差引入的标准不确定度;(3)对被检表估度引入 的标准不确定度。
3.4.1被检压力表重复性测量引入的标准不确定度u (PM) 在检测过程中发现15Mpa这点变化较大,对此在这 点上以重复性条件下测量10次,取其升压与降压平均值 作为测量结果。
(Mpa)
—1 10
x = ?= 15. 38Mpa
10i = 1
单次标准实验偏差:
I'X (xi -x) 2
s =槡' =1 n-1^=0. 0789Mpa 重复性测量标准不确定度APNl):
u (PN1) = ?=0. 056Mpa 槡2
3.4.2检定温度与标准温度偏差引入的标准不确定度
u ( PN2 )
由JJG52 -2013〈(弹性元件式一般压力表、压力真空 表和真空表》可知压力表检定温度为:(20 ±5) 蚓,可是 在线检测都是在户外,有时无法满足规程要求。根据 GB/T1226 -2010《_般压力表》可进行温度修正。在此 我们并不做符合性判定,可把此分量引入不确定度。
检测时环境温度为30C,压力表的温度影响系数K =0. 0004C ,At = 10C,服从均匀分布。
u (PN2) = KAt ^40 =0. 092Mpa 槡3
3. 4. 3对被检表估度引入的标准不确定度u(Pn3)
被检压力表分度值为1Mpa,依照规程要求按分度值 1/5估读。服从均匀分布。
0. 2
u( PN3) =0.2=0. 115Mpa槡3
3. 4. 4输入量Pn的标准不确定度u (Pn)
u(PN) = ^0. 0562 +0.0922 +0. 1152 =0. 158Mpa
3. 5输入量Ps的标准不确定度u(Ps)
输入量Ps的标准不确定度主要由标准器的准确度 引入的标准不确定度。
3. 5. 1标准器的准确度引入的标准不确定度u(Ps)
3.6标准不确定度汇总表
3.7合成标准不确定度
由 u2c (s) = c1 u2 (PN) + c2u2 (PS)带入得到:
标准器为0.2级,(0 ~40) Mpa数显精密压力表。 服从均匀分布。
u(PS) =40 x0.2% =0.046Mpa
uc (s) = V7。. 1582 +0.0462 =0. 16Mpa 3. 8扩展不确定度评定 取包含因子k =2(
U = k x uc (S) =2x0. 16=0. 32 Mpa
4.结果报告
本次测量CNG压力表(测量点为15Mpa)的扩展不 确定度为
U = k x uc (S) =2x0.16=0. 32 Mpa (k =2)
被检(0 ~40) Mpa, 2. 5级CNG压力表最大允许误差 为?Mpa。本次测量(测量点为15Mpa)不确定度小于 最大允许误差三分之一。说明此检测方法符合要求。