成品油检尺与雷达液位计测量的误差分析

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1、■E口巨圈万方数据成品油检尺与雷达液位计测量的误差分析徐敬波李天峰(中国石油西北销售分公司，兰州730000)摘要对人工检尺和雷达液佗计的计量误差进行了对比研究，建立了两者的测量不确定度模型。并分别计算了两者的测量不确定度。分析了雷达液位计测量特点、局限及误差的主要影响因素，提出相应的改进措施，实践表明能够有效提高雷达液位计的测餐不确定度。关键词检尺；雷达液位计；不确定度DOl：10．3969／j．issn．1000—0771．2010．12．0090引言为了改善立式金属罐的计量条件，高精度雷达液位计在近年各成品油库的改造建设中得到广泛的应用。雷达液位计拥有非接触性、快速

2、测量的特点，能够适应多种应用场合。雷达液位计的使用有效减少了人工检尺过程中的人为误差，同时具有的实时测量数据存储、传输等功能，可大大提高油库油品计量的自动化水平¨≈J。但是，雷达液位计由于受安装条件、测量环境、测量方法等冈素影响，存在着一定的局限性，至今仍不能完全替代人工检尺。为了分析雷达液位计的测量误差，明确与人工检尺测量的差别，本文对雷达液位计在实际储罐液位测量的影响因素进行了研究，对比了人工检尺和雷达液位计测量的误差模型，并对两种测量方式的实际测量不确定度进行了计算，为提高雷达液位计的测量精度、完全替代人工检尺提供一定的理论参考。1人工检尺的误差分析在实际应用过程中

3、，人工检尺一般按照GB／T13894--1992((石油和液体石油产品液位测量法(手工法)》实施操作，利用量油尺完成测量，分为检空尺技术和检实尺技术。成品油主要包括：汽油、柴油、煤油等，多为轻质油品，故成品油计量一般选择使用检实尺技术，即下尺至罐底基准面，直接测量液面高度。在GB／T13894—1992中对人工检尺的误差控制规定：检实尺时连续2次其读数误差不大于1mm为有效，取较小测量数值。根据人工检实尺．i．．t．．．．．．．躞．．．．．．．．————2010——．—N—o——1—2—的误差要求，得到人工检实尺的误差模型，其综合的不确定度由对实际观测数据进行统计分析的A

4、类标准不确定度和以仪器误差影响引起的B类不确定度组成的合成不确定度M。进行表达pJ。设：检实尺的两次测量结果为名，，戈：(石：=z。+1mm)。实验表明，人工检尺误差属正态分布，利用极差法求得单次测量的标准差，而测量次数为2，极差系数c=1．13，即A类标准不确定度MA：1：0．88mm(1)MA2c2-mmLl，由于仪器误差影响引起的B类不确定度12,。为UB=舍(2)式中：△为测量仪器系统误差的极限；C为置信概率P=0．955的置信系数，本文选择检尺测量的误差概率分布函数服从均匀分布，c为怕。仪器系统误差主要来源于仪器误差的准确度等级，因此可以由仪器误差△妇代替△uB

5、：iAim(3)u82万【j’由量油尺的分度值为1mm，可得“。=0．577mm。由人工检尺油品测量的合成扩展不确定度为U2~／(ko955MA)2+(ko．955HB)2(置信概率P=0．955)(4)其中，由置信概率P=0．955可以得到k。．眄，=1．96，由此得到人工检尺的合成扩展不确定度U=2．1mm。由于成品油人工检尺采用检实尺的方式，所以成品油人丁检尺测量值茗的测量不确定度为筇=x4-U=孑4-2．1mm(置信概率P=0．955)(5)·33·万方数据而由于油罐本身特性、环境温度变化、静压力等因素的影响，在油罐检定和GB／T13894--1992中已采取适当

6、方法进行补偿，其误差在人工检尺计算过程中予以修正，不会对测量结果的不确定度产生大的影响。2雷达液位计的误差分析2．1雷达液位计的测量不确定度雷达液位计是一种应用数字处理技术的智能型测量仪表，其原理是向测量液面发射电磁波，通过接收反射波，并把它与发射波作频率或时间差的数字处理，确定目标的存在和它到发射源的距离，具有与介质基本不接触、无可动部件、工作可靠、故障率低、适应范围广等特点。在成品油液位测量中，雷达液位计一般安装在油罐的稳定管上，采用检空尺的方式对液位进行测量。雷达液位计首先通过发射和反射波测量表头计最点与罐内液面间的垂直空间高度，再利用外部检定输入的表头计量点与罐底

7、计量零点间的参照高度，计算出罐内液位高度一J日，砌=H。“一日础一(6)式中：H。加为罐内液位高度；巩Ⅲ，为液位计表头计量点与罐底计量零点之间的参照高度；珥幽，．。为液位计表头计量点与油品液面的垂直空间高度。由检宅尺的测量原理和式(6)可知，参照高度直接参与测量结果的运算，对储罐液位的测量结果具有较大的影响。由式(6)还可以看出，油罐液位的误差必须由间接测量不确定度进行评定。设间接测量量Ⅳ由直接测量量龙、Y、Z⋯通过函数关系N=八戈、Y、p·)计算得到，其中x、Y、"·是彼此独立的测量值，则利用式(7)计算间接测量Ⅳ的不确定度