在大多数国家中都有对于用于贸易交接的流量计的法律要求,这种规定基于OIML R137。即使在人们都熟知OIML R137(国际计量法规组织发布的有关气体流量计的推荐准则)的地区,精度等级为1.0和0.5 级的仪表之间的区别人们通常也鲜有了解。本文将解释不同精度等级之间的区别,并将举例计算不同精度等级可能会对贸易结算所造成的影响。
OIML R137中的精度要求
总体来说,OIML R137对于新计量仪表的型式认证测试有2点精度要求:
在新计量仪表的标定过程中,精度范围应该比精度等级好。
在有上游干扰的测试中,精度曲线须在精度等级的1/3范围内偏移。
若仅仅基于第一个要求,所有现存的流量计都将很容易得满足精度等级0.5的要求。通常情况下几乎所有计量级仪表都能达到指定的± 0.2%精度,这远比要求的± 0.5%好。而并非所有的计量级仪表都能达到0.5级精度等级要求的原因是在第二点要求中被限定的,这主要是由于不同类型的涡流对仪表所产生的影响。在下一段中将会有更详细的解释。
图1 通用标定曲线的图示
对上游干扰的敏感度
当一个流量计在理想环境下被标定时,它的精度曲线将如上文所提到的那样被控制在精度≤±0.2%的范围内。这样的曲线的通用示例如图1所示,X轴表示速度,Y轴表示表示误差。这满足上述所说的OIML的第一条要求。为了测试第二点要求,需要采用安装在“供应商推荐直管段”前方的不同的上游干扰来重复标定。这个测试的目的是用来测试计量仪表的抗涡流敏感度;有高抗涡流能力的计量仪表将比低抗涡流能力的仪表偏移少得多。
每个符合OIML R137规定的计量仪表都被允许在精度等级最大值的1/3内偏移。这意味着在型式认证测试中0.5级的计量仪表被允许偏移0.17%,而精度等级为1的仪表允许偏移0.33%。更完善的计量仪表可能低于0.17%偏差,意味着它们将达到0.5级认可的程度,对涡流相对敏感的计量仪表通常将偏离的比0.17%更多,这意味着他们只能达到精度等级认可的1级。在这些测试中,上游进口直管段和整流器可由供应商自由选择,第三方标定机构(特别是NMi)发布的最终认证将提到在测试中采用了哪种管道。
图1中蓝色的线表示在理想条件下的标定。当在计量仪表前安装不同的扰动时,对于0.5等级的计量仪表来说蓝色的曲线不能偏移超过0.17%(紫色虚线所示范围),而对于精度等级1的计量仪表不超过0.33%(绿色虚线所示范围)。如图1所示,精度等级1的仪表可以偏移的误差范围是0.5级的仪表的两倍。
图2 在双弯管测试中KROHNE ALTOSONIC V12,上游直管段仅有10D长度,并且没有安装整流装置
财务风险
计量仪表的工程师非常关注精度和不确定性的参数,然而我们常常还是没能意识到潜在的财务风险。下列计算将可以使大家看到我们的工作正在和巨额的资金有着密切的关系。
直径:24“, Sch 60 (ID 560.38 mm)
压力:75Barg
流速:15m/s
气体压缩比:1(为了方便举例)
气体价格:0.1/Nm3
每年的总价如下:
0.25×3.14×0.560382×75×15×0.1×60×60×24×365=875 000 000
如上所示,一台24“气体超声波流量计计量的天然气价值竟可以轻而易举地达到每年8.75亿欧元。当这一计算被按照OIML R137推算到1级和0.5级的计量仪表时,我们可以清楚地发现财务风险的区别。以在1/3精度等级范围内的最大的额外偏差来计算,风险资金金额为:
精度等级为0.5的计量仪表:875 000 000 × 0.5/3 = 146K
精度等级为1的计量仪表: 875 000 000 × 1/3 = 292K
由此可知,精度等级为1级的计量仪表的额外财务风险与等级为0.5级的仪表每年相差约14.6万欧元。但遗憾的是,当用户准备购买计量仪表时,低价常常比高精度更具吸引力,这是令人深思的。