溫度變化對加油機示值誤差的影響及控制研究

【摘要】本文主要介紹了加油機的檢定原理，借此分析溫度變化對加油機示值誤差的影響，并有針對性地提出控制措施，以期為相關部門改善加油機計量的相關工作提供一定參考。

【關鍵詞】溫度；加油機；計量檢定；測量誤差

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.062

Research on the Influence and Control of Temperature Changes on the Indication Error of the Fuel Dispenser

ZHANG Chenjie

（Market SupervisionAdministration of Xihua County， Henan Province， Zhoukou 466600， China）

Abstract： This article mainly introduces the calibration principle of the fuel dispenser. By analyzing the influence of temperature variation on the indication error of the fuel dispenser， it puts forward the targeted control measures. In order to provide some reference for relevant departments to improve the measurement of fuel dispensers.

Keywords： temperature； fuel dispenser； metrological verification； measurement error

目前，國內檢定加油機示值誤差采用靜態(tài)容積法，需要人工讀取溫度值，然后通過容量計算得出數(shù)據(jù)結果。這種方法存在自動化程度低等缺點。傳統(tǒng)流量測量方法是根據(jù)燃油加油機全量程體積值與加油時間比計算，但加油起始結束階段流量不穩(wěn)定會影響檢定結果[1]。本文依據(jù)JJG 443—2015《燃油加油機》規(guī)程要求，探析燃油加油機計量檢定問題，著重考慮溫度變化影響，解決加油機計量檢定中的測量誤差問題。

根據(jù)現(xiàn)行JJG 443—2015《燃油加油機檢定》規(guī)程的規(guī)定，燃油的實際體積值在20℃下被定義為加油機的標準付油體積。我國使用的加油機通常采用容量比較法，利用標準量器在一定溫度下檢定，將測量的非標準體積值換算為標準的燃油體積。

該公式通過考慮燃油的體脹系數(shù)修正測量值，確保在不同溫度下得到的體積值具有可比性。容量比較法通過使用標準器，能夠更準確地評估加油機的示值準確度。需要注意的是，這里假設了燃油體積與溫度之間的關系是線性的，而體脹系數(shù)β則描述了這種關系。

2.1密度變化

隨著溫度升高，燃油密度通常會降低；隨著溫度降低，燃油密度會增加。這種密度變化會直接影響流量計的測量結果。因此，在高溫度下測量的體積可能會更大，導致計量過量。相反，在低溫度下測量的體積可能較小，導致計量不足。流量計通常分為渦輪流量計、渦街流量計或正交振蕩流量計等。這些流量計通常假設測量介質的密度是恒定的。因此，溫度變化導致燃油的密度變化，從而引起測量誤差。

2.2溫度膨脹

溫度升高會導致加油機構件的線膨脹，而溫度降低則會導致加油機構件收縮。這些線膨脹和收縮會影響流量計的內部結構和精度。例如，管道、傳感器和儀表的尺寸可能發(fā)生變化，導致測量精度下降。

2.3溫度對流體動力黏度的影響

溫度變化也會顯著影響流體的動力黏度。通常情況下，黏度隨溫度的升高而降低，反之亦然。這種黏度變化會影響流量計的性能，因為它會改變液體在管道中的流動特性，包括黏度損失和流速分布，從而影響測量精度。

2.4溫度對傳感器和儀表的性能的影響

加油機中的傳感器和儀表對溫度非常敏感。例如，溫度的升高可能導致傳感器漂移，影響測量的準確性。因此，在溫度變化的環(huán)境中，需要考慮傳感器的溫度補償或溫度校正，以減小溫度引起的誤差。

3.1注重對示值誤差的調節(jié)

縮小誤差范圍有助于減小溫度變化對測量檢定結果的影響。想要得到更精確的誤差范圍，相關人員在計量時就需要采用更精確的溫度補償和校正措施，從而減少溫度變化可能引起的誤差。根據(jù)JJG 443—2015《燃油加油機檢定》規(guī)程規(guī)定，加油機容許誤差范圍在-0.3%～0.3%之間。然而實際應用中，這一誤差范圍過于寬泛，可能導致不合理的計量結果。這對于燃油貿易的公平性和公正性構成潛在威脅。而將誤差范圍縮小至-0.1%～0.1%將迫使加油機的最終測量結果更接近實際值。這有助于確保消費者和商家得到更準確的計量結果，減少了不合理的過度付款或計量誤差對經(jīng)濟公平性的影響。更嚴格的誤差范圍有助于促進燃油交易的公正性。同時，通過更新和升級加油機的測量設備和技術，以確保其在更嚴格誤差范圍內能夠穩(wěn)定和準確地工作，另外還要不斷加強對加油機的定期維護和校準，以確保其性能保持在高水平。

3.2變換器處的油溫測量

為減少加油機計量檢定中的溫度誤差，應做好變換器處的油溫測量工作，其要注意以下幾個關鍵點。

第一，溫度傳感器和測量技術。在溫度傳感器方面，要使用高精度溫度傳感器（如熱電阻或熱電偶）來測量油溫，這些傳感器可以提供準確的溫度讀數(shù)，降低測量誤差；在油溫測量位置方面，要確保溫度傳感器位于最能反映實際油溫的位置，通常傳感器安裝在燃油管道靠近出口的位置，可以獲取更準確的溫度數(shù)據(jù)；在溫度校準方面，要定期校準溫度傳感器，以確保其準確性，另外使用標準校準裝置對傳感器進行調整，以消除傳感器本身引起的誤差。

第二，溫度校正和控制。溫度校正算法：應開發(fā)和使用準確的溫度校正算法，以調整測量結果，這些算法可以根據(jù)溫度讀數(shù)來計算校正因子，以修正測量數(shù)據(jù)中的溫度誤差[3]。實時監(jiān)測和控制：實時溫度監(jiān)測和控制系統(tǒng)可以保持變換器處的油溫相對穩(wěn)定，這可以通過加熱或冷卻系統(tǒng)來實現(xiàn)，以減小溫度波動對計量的影響。

第三，數(shù)據(jù)處理和記錄。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：使用高質量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來記錄進度數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，這些系統(tǒng)可以高頻率采集溫度數(shù)據(jù)。溫度記錄分析：對采集的溫度數(shù)據(jù)進行分析，以識別溫度變化的趨勢和周期性，從而更好地了解溫度誤差的來源。

第四，維護和監(jiān)督。定期維護：損壞或老化的設備可能引起溫度誤差，因而要定期對溫度傳感器、測量設備和控制系統(tǒng)進行維護，確保其性能良好。監(jiān)督和質量控制：建立監(jiān)督機制和質量控制程序，以確保溫度測量和校正操作的準確性和可靠性，監(jiān)督可以包括內部審核和第三方檢查。

3.3采用精度較高的溫度計

第一，采用高精度的溫度計。精確度要求：根據(jù)國際溫標進行校準，能夠有更小的測量誤差范圍。定期校準：精度較高的溫度計需要定期校準，以確保其性能始終處于最佳狀態(tài)，校準應該由專業(yè)的校準機構操作，并遵循國際檢測標準。選擇適當類型的溫度計：不同類型的溫度計適用于不同的應用場景，根據(jù)加油機的具體需求，選擇合適類型的溫度計，如鉑電阻溫度計、熱電偶、紅外線溫度計等。

第二，溫度傳感器的位置和安裝。合適的位置：確保溫度計位于最能準確反映燃油溫度的位置，溫度計應該安裝在燃油流經(jīng)管道附近，這樣能夠獲得準確的溫度讀數(shù)。避免外部干擾：溫度傳感器的位置應遠離可能產生外部干擾的區(qū)域，如直射陽光、熱源或風，這有助于減小誤差來源。

第三，數(shù)據(jù)處理和校正。使用溫度校正：將采集的溫度數(shù)據(jù)與高精度溫度計的讀數(shù)進行比對，以進行實時溫度校正，校正因子應根據(jù)溫度差異和傳感器特性進行調整。精確的數(shù)據(jù)記錄：使用高質量的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄進度數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。這有助于監(jiān)控溫度變化趨勢，進一步改進計量準確性。

3.4改進測量裝置

為減少加油機計量檢定中的溫度誤差，可在標準金屬量器上安裝兩個溫度計或溫度變送器。在加油機量器口位置安裝第一個溫度計是至關重要的。這是因為溫度在這個位置對燃油計量的影響最為顯著。溫度的變化會直接影響燃油的密度和體積，因此，通過測量這一位置的溫度，可以更準確地了解出口燃油的溫度。這有助于降低計量誤差，特別是在氣溫波動較大的情況下。

第二個溫度計或溫度變送器應安裝在標準金屬量器的內部。其可以提供量器內介質的溫度數(shù)據(jù)。了解量器內部溫度對確保計量的準確性至關重要。溫度在量器內部的變化可能會導致內部元件發(fā)生膨脹或收縮現(xiàn)象，從而影響測量結果。通過在內部位置安裝溫度計，可以監(jiān)測并校正這些影響，確保計量的穩(wěn)定性。

與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結合使用的自動調整控制系統(tǒng)可以根據(jù)實時進度數(shù)據(jù)對加油機的流量進行自動調整。這樣，即使溫度發(fā)生急劇變化，系統(tǒng)也可以實時做出反應，確保計量結果的準確性。這種自動控制可以減少操作員的干預，并降低人為誤差的風險。

3.5應用多點溫度傳感器

第一，多點溫度傳感器的選擇。多位置傳感器布置：選擇合適的多點溫度傳感器，并將它們布置在不同位置，覆蓋液體流動路徑上的關鍵點，這些位置可以包括儲油罐、加油機輸送管道、油槍和流量計等。高精度傳感器：選擇高精度的傳感器，以確保它們提供準確的溫度數(shù)據(jù)，這些傳感器應經(jīng)過校準，并符合國際溫標的要求。

第二，數(shù)據(jù)整合。建立實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以檢測多點溫度傳感器的讀數(shù)。當實時了解溫度分布和變化情況后，整合多個傳感器的數(shù)據(jù)并進行分析。通過分析不同位置的溫度數(shù)據(jù)，可以獲得有關液體體積擴張或收縮的更全面的信息。

第三，溫度校正算法。校正算法開發(fā)：基于多點溫度傳感器的數(shù)據(jù)，開發(fā)高效的校正算法，這些算法應能夠識別和補償溫度引起的誤差。自動校正系統(tǒng)：建立自動校正系統(tǒng)，將多點溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸入到校正算法中，以自動調整計量系統(tǒng)的讀數(shù)，這可以減小人為誤差的風險。

3.6規(guī)范計量檢定過程中工作人員的操作規(guī)范

第一，培訓和認證。專業(yè)培訓：確保工作人員接受專業(yè)培訓，培訓內容包括燃油計量的原理、溫度對計量的影響以及標準操作程序，這些培訓可以提高工作人員的專業(yè)知識和技能。認證要求：要求工作人員獲得相關認證，以確保他們具備進行計量檢定的資格，認證要求應包括必要的培訓和考試，以評估工作人員的知識和技能。

第二，標準操作程序。標準操作程序：建立明確的標準操作程序，包括溫度校正的步驟和要求[5]，這些程序應遵守國家和行業(yè)的標準，以確保一致性和準確性。操作手冊：提供詳細的操作手冊，以幫助工作人員按照標準操作程序進行操作，手冊應包括溫度校正的具體說明和示例。

第三，實施監(jiān)督和質量控制。內部監(jiān)督：建立內部監(jiān)督機制，對工作人員的操作進行定期審核和檢查，這可以幫助發(fā)現(xiàn)潛在的問題并及時進行糾正。第三方檢查：定期進行第三方檢查，以獨立評估工作人員的操作，外部檢查可以提供獨立的驗證，確保操作符合標準。

【參考文獻】

[1]彭梅，劉海英.溫度對加油機計量檢定測量誤差的影響[J].中國質量監(jiān)管，2023（4）：79-81.

[2]關國慶.溫度對燃油加油機檢定誤差的影響與控制[J].儀器儀表標準化與計量，2022（3）：39-40，46.

[3]薛殿卿，王俊彥，邱尚毅.燃油加油機計量檢定準確度和誤差分析[J].工業(yè)計量，2021，31（6）：36-39.

[4]張弦，陸科.燃油加油機計量檢定中溫度影響測量誤差大小分析[J].工業(yè)計量，2021，31（4）：13-14，17.

[5]唐楠.加油機計量檢定中溫度對測量誤差的影響及減少溫度誤差的方法[J].科技創(chuàng)新與應用，2021（6）：141-143.

【作者簡介】

張晨潔，女，1993年出生，助理工程師，本科，研究方向為計量檢定測量。

（編輯：李加鵬）