淺談CNG壓力表在線檢測(cè)與不確定度評(píng)定
本文介紹了 CNG壓力表的在線檢測(cè)方法與不確定度評(píng)定方法。
隨著科技的發(fā)展，能源的多元化。汽車動(dòng)力也不僅 僅只依靠原油。車載天然氣（以下簡(jiǎn)稱NG”）技術(shù)已 經(jīng)很成熟。但CNG壓力表檢測(cè)還是需要拆卸，這不僅麻 煩而且在拆卸過程中，稍有不注意就會(huì)出現(xiàn)損壞螺紋和漏 氣的情況,帶來安全隱患。筆者經(jīng)過多次試驗(yàn)與咨詢,總結(jié) 出了適宜的在線檢測(cè)方法,并對(duì)其不確定度進(jìn)行評(píng)定。
1.概述
1. 1檢測(cè)依據(jù)：參照J(rèn)JG52 - 2013《彈性元件式一般壓 力表、壓力真空表和真空表》、GB/T1226 -2010《一般壓 力表》。
1. 2檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：量程為（0 ~ 40) Mpa,準(zhǔn)確度為0. 2級(jí)精 密數(shù)顯壓力表一塊；CNG加氣槍一支；能自動(dòng)造壓或連 接氣源產(chǎn)生高壓純凈氣體介質(zhì)裝置和高壓閥門等組成的 檢測(cè)裝置。
1. 3檢測(cè)對(duì)象：量程為（0 ~40) Mpa,分度值為1Mpa, 2.5級(jí)CNG壓力表。
1. 4檢測(cè)環(huán)境：溫度30蚓,相對(duì)濕度72%。
2.在線檢測(cè)
檢測(cè)方法：（1)讓車主行駛到檢測(cè)場(chǎng)地,請(qǐng)駕駛員停 車熄火后分別打開引擎蓋與后備箱。（2)檢測(cè)人員關(guān)閉 氣瓶閥門，打開燃?xì)廛嚨臎_氣閥門，排掉殘留在管道中的 余氣。（3)把加氣槍插入加氣孔，以純凈氣體為介質(zhì)，打 開儀器緩慢的加壓。選取5Mpa、10Mpa、15Mpa、20Mpa 這幾個(gè)檢測(cè)點(diǎn)（由于車載燃?xì)庾罡咧荒苁褂?0Mpa的壓 力，再往后加壓不僅沒有意義，還會(huì)損壞管路）。讀數(shù)后 做輕敲位移，到20Mpa后保持耐壓。在耐壓時(shí)，如果精 密數(shù)顯壓力表的數(shù)值出現(xiàn)持續(xù)下降，不僅要考慮標(biāo)準(zhǔn)器 是否安裝到位,還要考慮是否存在漏氣的情況。可用肥 皂泡沫涂抹在各個(gè)管路接頭處，看是否有氣泡出現(xiàn)。 (4)然后緩慢開始泄壓（泄壓也是排出管路內(nèi)的高壓氣 體），依次檢測(cè)15Mpa、10Mpa、5Mpa這幾個(gè)檢測(cè)點(diǎn),讀數(shù) 后做輕敲位移。當(dāng)高壓氣體完全排出后,關(guān)閉沖氣閥門,打 開氣瓶閥門。
3.不確定度評(píng)定
3.1測(cè)量模型 5 = PN - Ps
式中：5一被檢表示值誤差，Mpa;
PN一被檢壓力表示值，Mpa;
Ps一精密數(shù)顯壓力表標(biāo)準(zhǔn)示值,Mpa。
3.2方差
因各輸入量彼此不相關(guān),則：
U2 (5) = cl u2 ( PN ) + c2 u2 ( PS )
3.3靈敏系數(shù)：
#5 , #5 ,
c, ^ ?= 1 c2 ^ ?= - 1
1 #Pn 2 #PsS
3. 4輸入量Pn的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pn)
輸入量Pn的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由（1)被檢壓力表 重復(fù)性測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；(2)檢定溫度與標(biāo)準(zhǔn) 溫度偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；(3)對(duì)被檢表估度引入 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
3.4.1被檢壓力表重復(fù)性測(cè)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (PM) 在檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)15Mpa這點(diǎn)變化較大,對(duì)此在這 點(diǎn)上以重復(fù)性條件下測(cè)量10次,取其升壓與降壓平均值 作為測(cè)量結(jié)果。
(Mpa)
—1 10
x = ?= 15. 38Mpa
10i = 1
單次標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)偏差：
I'X (xi -x) 2
s =槡' =1 n-1^=0. 0789Mpa 重復(fù)性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度APNl)：
u (PN1) = ?=0. 056Mpa 槡2
3.4.2檢定溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度偏差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u ( PN2 )
由JJG52 -2013〈(彈性元件式一般壓力表、壓力真空 表和真空表》可知壓力表檢定溫度為：（20 ±5) 蚓,可是 在線檢測(cè)都是在戶外，有時(shí)無法滿足規(guī)程要求。根據(jù) GB/T1226 -2010《_般壓力表》可進(jìn)行溫度修正。在此 我們并不做符合性判定，可把此分量引入不確定度。
檢測(cè)時(shí)環(huán)境溫度為30C,壓力表的溫度影響系數(shù)K =0. 0004C ,At = 10C,服從均勻分布。
u (PN2) = KAt ^40 =0. 092Mpa 槡3
3. 4. 3對(duì)被檢表估度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Pn3)
被檢壓力表分度值為1Mpa,依照規(guī)程要求按分度值 1/5估讀。服從均勻分布。
0. 2
u( PN3) =0.2=0. 115Mpa槡3
3. 4. 4輸入量Pn的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u (Pn)
u(PN) = ^0. 0562 +0.0922 +0. 1152 =0. 158Mpa
3. 5輸入量Ps的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ps）
輸入量Ps的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要由標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度 引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。
3. 5. 1標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Ps)
3.6標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表
3.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
由 u2c (s) = c1 u2 (PN) + c2u2 (PS)帶入得到:
標(biāo)準(zhǔn)器為0.2級(jí)，(0 ~40) Mpa數(shù)顯精密壓力表。 服從均勻分布。
u(PS) =40 x0.2% =0.046Mpa
uc (s) = V7。. 1582 +0.0462 =0. 16Mpa 3. 8擴(kuò)展不確定度評(píng)定 取包含因子k =2(
U = k x uc (S) =2x0. 16=0. 32 Mpa
4.結(jié)果報(bào)告
本次測(cè)量CNG壓力表（測(cè)量點(diǎn)為15Mpa)的擴(kuò)展不 確定度為
U = k x uc (S) =2x0.16=0. 32 Mpa (k =2)
被檢(0 ~40) Mpa, 2. 5級(jí)CNG壓力表最大允許誤差 為?Mpa。本次測(cè)量（測(cè)量點(diǎn)為15Mpa)不確定度小于 最大允許誤差三分之一。說明此檢測(cè)方法符合要求。
