150000 m3立式金属罐容量测量不确定度评定

徐添喜

（福建闽科测试技术研究院有限公司，福建 福州 350003）

1 概述

依据《JJG 168—2018立式金属罐容量检定规程》 采用几何法测量150000立方立式金属罐的容量，立式金属罐的罐体是一圆筒形，它分为若干层，从下至上依次称为第一圈板，第二圈板……第N圈板。总容量为每个圈板的容量之和。新建或改建的罐必须在装水为全容量但80%以上，稳定72h，并检查无漏后方能进行测量。罐内不应有残留的液体或其他沉积物。并要确保安全。通过测量第一圈板基圆的圆周长，各圈板径向偏差、各圈板高度及厚度、底量、附件，再考虑罐体的椭圆度、倾斜度和静压力的作用，建立数学模型进行计算，从而得出不同高度所对应的容量V。

2 数学模型

考虑各种因素对计量罐容量的影响：

式中：V—罐的总容量。Vi—罐第i圈板内容量。R—第i圈板内半径。L—基圈周长。ri—第i圈板径向偏差。δi—第i圈板厚度。hi—第i圈板内高度。ΔV椭—椭圆度引起的容量误差。ΔV斜—倾斜度引起的容量误差。ΔV附—罐内附件修正值。ΔV压—静压力修正值。V底—罐的底量。N——罐的圈板数。

3 灵敏系数

由式V=f(L,γ,δ,h,∆V椭,∆V斜,∆V附,∆V压，∆V底)（1），可知容量和各种影响量存在函数关系：

因各输入量彼此独立,

故相对合成方差为(见注1)：

由式（1）求偏导数后，得：

因此：cl=2，cγ=-2，cδ=-2；同理：ch=1。V 的相对合成方差为:

4 测量不确定度分

4.1 测量方法的不确定度

4.1.1 倾斜度引起的测量不确定度

在计算立式罐容量时将罐视为垂直于水平面，实际上它存在一定的倾斜度。垂直于水平面时其体积为：V=πR2h，若考虑罐体的倾斜角度则其体积为：

式中： φ —罐体的倾斜角。