大型低温贮箱容积标定方法及不确定度评估.pdf

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1、2015年第2期低温工程NO．22015总第204期CRY0GENICSSumNO．204大型低温贮箱容积标定方法及不确定度评估刘曼李玮(北京航天试验技术研究所北京100074)摘要：针对现有的大型低温推进剂贮箱标定要求，分析了大型贮箱容积标定常用的各种方法；阐述了标准围尺法／套管尺法的组合测量法容积标定技术，介绍了组合测量标定方法所需的计量器具、标定程序以及数据处理方法；给出了大型低温推进剂贮箱容积标定结果的不确定度评估。关键词：容积标定套管尺法标准围尺法不确定度中图分类号：TB658文献标识码：A文章编号：1000—6516(2015)02—0068—07Vol

2、umecalibrationtechnologybasedoncombinationmeasuringapplicationforlargecryogenictankLiuManLiWei(BeijingInstituteofAerospaceTestingTechnology，Beijing100074，China)Abstract：Inviewofthelargecryogenicpropellanttankexistingcalibrationrequirements，thevolumeoflargestoragetankcalibrationmethodsw

3、asanalyzed，thestandardstrappingmethodandsleeverulermeth—odcombinedcalibrationapplication，andtherequiredmeasuringinstruments，calibrationproceduresanddataprocessingmethodwereintroduced；theuncertaintyoflargecryogenicpropellanttankvolumecalibra—tionwasalsogiven．Keywords：storagecalibration；

4、sleeverulermethod；standardstrappingmethod；uncertainty容量测量方法以及有关资料介绍的常用方法进行研1引言究分析后可知，在目前情况下，单一的容积标定方法中国大推力氢氧发动机试验台安装有两个大型达不到低温推进剂贮箱的标定要求，而采用两种测量低温推进剂(液氢、液氧)贮箱，用于发动机校准试方法组合，即标准围尺法／套管尺法组合测量是可行验，由推进剂贮箱内分节式电容液面计提供准确的推的。两个推进剂贮箱采用了组合测量标定，标定结进剂流量。推进剂贮箱标定包括贮箱直线段容积和果：贮箱截面积测量不确定度优于0．01％，贮箱容积其它部分

5、容积标定。直线段容积标定是给出直线段测量不确定度满足容量测量要求。的平均截面积，以换算出直线段各段的容积，这是计2大型低温贮箱容积标定要求算推进剂流量的基础。由于流量测量准确性要求较高，贮箱标定得到的截面积测量不确定度要求达到在氢氧发动机校准试验中，由贮箱内的分节式电0．01％。根据对中国国家计量检定规程规定的贮罐容液面计测量提供准确的流量数据。贮箱直径小且收稿日期：2014—12-29；修订日期：2015—03—09作者简介：刘曼，女，33岁，硕士、工程师。第2期大型低温贮箱容积标定方法及不确定度评估69细长，有利于液面计测量流量。但是在贮箱容积标定两层罐体之间填

6、有保温材料，外部一层罐体起保温层时，这样的贮箱将限制计量器具的使用。作用，内部一层为本次的测量对象。两座贮箱罐体设2．1低温贮箱的结构特点及几何尺寸计的几何参数分别为：液氧贮箱，直径为2m，圆筒部进行容积标定的两座大型低温贮箱为立式安装分高8．56m，总高9．61m，标称容量29m；液氢贮的、呈细长形状的非标不锈钢金属罐体，分别用于贮箱，直径为2．8m，圆筒部分高12m，总高13．8m，标存液氢及液氧。每座贮箱分别由内外两层罐体组成，称容量80m，结构见图1。。---,-＼，—。，，●AL-@昌t'q-_日广一‘1B西28O0小／／1(容量表起始点)(容鼍表起始点)

7、图129m和80m低温贮箱示意图Fig．1Schematicdiagramof29mand80mcryogenictank2．2低温贮箱的安装形式以及现场概况制，也增加了贮箱容积的标定难度。经研究与分析两座贮箱的安装形式为：罐体固定在钢制的后，认为必须对测量方法进行组合，才能满足测量结金属支架上，底部距砼平台约为1m，顶部距砼平果的要求。台分别约12m和15m。罐体外部已经用保温材3标定方法分析料完成保温施工，罐体下端与管网连接，顶端有一0．4m的法兰孔。与该法兰孔基本等高的平面目前大型容器标定方法主要有：液体标定法、围为固定钢制平台，测量人员只有通过钢制楼梯到