«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Методика расчета относительной расширенной неопределенности для время-импульсных ультразвуковых расходомеров газа

УДК: 681.121.89.082.4
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: измерение расхода газа, ультразвуковой расходомер, неопределенность измерений, оценка точности, методика расчета, метод декомпозиции, метрологически значимые величины, корреляция факторов

Аннотация:

На данный момент в газовой промышленности широко применяются ультразвуковые расходомеры газа. Одно из ключевых преимуществ ультразвуковых расходомеров (УЗР) – высокая точность измерений, характеризующаяся в терминах погрешности или неопределенности измерений. Неопределенность измерений в промышленности определяется согласно методике, указанной в ГОСТ 8.611-2024, но она имеет ряд существенных недостатков, не позволяющих оценить влияние различных факторов на показания объемного расхода в рабочих условиях. С этой целью была разработана подробная методика расчета относительной расширенной неопределенности измерений объемного расхода в стандартных условиях УЗР, позволяющая комплексно оценить точностные характеристики УЗР. С целью упрощения общей методики расчета неопределенности был использован метод декомпозиции для вычисления взаимно коррелирующих оценок метрологически значимых величин. Приведено доказательство правомерности и ограничений применения метода декомпозиции для оценки неопределенности измерения расхода газа. Приведены уравнения расчета: объемного расхода в стандартных условиях; объемного расхода в рабочих условиях; коррекции геометрических параметров. Указаны взаимно коррелирующие факторы, ковариацию между которыми необходимо учитывать в методике расчета. Даны некоторые комментарии, касающиеся составляющих относительной расширенной неопределенности измерения расхода газа.

Список литературы:

1. ГОСТ 8.611-2024. Расход и объем газа. Методика (метод) измерений с применением ультразвуковых преобразователей расхода. – Введ. 2025–07–01. – М.: Российский институт стандартизации, 2025. – IV, 58 с.
2. ISO 17089-1:2019. Измерение расхода текучих сред в закрытых каналах. Ультразвуковые счетчики газа. Часть 1. Счетчики для коммерческого учета и локальных измерений. – Введ. 2019–08–23. – М.: Стандартинформ, 2019. – 124 с.
3. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ: справочник: в 2 кн. Кн. 2 / под общ. ред. Е.А. Шорникова. – 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Политехника, 2004. – 412 с.
4. Baker R.C. Flow Measurement Handbook: Industrial Designs, Operating Principles, Performance, and Applications. – 2nd edition. – Cambridge: Cambridge University Press, 2016. – XLVI, 745 p. – DOI: 10.1017/CBO9781107054141
5. ГОСТ 34100.3-2017. Неопределенность измерений. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. – Введ. 2018–09–01. – М.: Стандартинформ, 2018. – VII, 105 с.
6. Lunde P., Frøysa K.-E. Handbook of Uncertainty Calculations. Ultrasonic Fiscal Gas Metering Stations. – Bergen: CMR, 2001. – 273 p. – DOI: 10.13140/RG.2.2.14218.82884
7. Lunde P., Frøysa K.-E., Vestrheim M. GARUSO-1.0. Uncertainty model for multipath ultrasonic transit time gas flow meters. – Bergen: CMR, 1997. – 243 с.
8. Метод и техника непрерывного определения коэффициента сжимаемости газов / Д.В. Гришин, Г.С. Голод, И.Н. Москалев [и др.] // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2016. – № 1. – С. 11–20.