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加油机计量检定过程中温度对测量误差的影响及对策

小骗子

2019/08/19

仪器检定/校准/计量

序言
随着我国汽车消费需求的加速增长，国内汽车燃油价格也随之不断上涨。近些年，消费者维权意识不断提高，对加油机的计量投诉也日益增多，消费者越来越关注加油机的计量准确性。因此，加油机计量准确与否颇受全社会的关注。为全面改善优化营商环境，维护市场交易的公平、公正，保护消费者和经营者的正当权益，做好加油机计量检定工作，势在必行。作为加油机计量检定人员应当了解的是，燃油单位体积的质量是会随着温度的变化而变化的。一般来讲，温度越高，单位体积的质量就会越低，那么，如何才能确保加油机检定结果的准确？结合自身实践，从加油机计量检定原理出发，对加油机的检定工作中温度的影响进行简要的探讨。

目前的加油机已经进入了数字化和信息化的时代，其内部的微型计算机可以精确地控制所加燃油的体积，乘以设定好的单价，直接计算出其燃油体积价格。如图1所示，加油机主要用于为车辆添加液体燃料，计量各种液体燃料的累计体积流量。分为自带泵型加油机和潜油泵型加油机。自带泵型加油机由电动机驱动油泵，油泵将储油罐中的燃油经油管及过滤器泵入油气分离器进行油气分离；潜油泵型加油机由计控主板发出控制信号送到潜油泵控制盒，启动潜油泵。在泵压作用下燃油经流量测量变换器、输油管、油枪输至受油容器。
二、加油机计量检定的工作原理及误差计算方法
1、加油机计量检定的工作原理
依据JJG443-2015《燃油加油机》国家计量检定规程，利用最大允许误差不超过±0.05%的标准金属量器，在外界环境温度为-25℃〜55℃，相对湿度≤95%，大气压力86kPa〜106kPa，检定过程中环境温度的变化应不超过5℃，介质温度与环境温度的最大温差不得超过10℃（如超过10℃，量器应有保温措施）的情况下进行计量检定。对加油机进行计量检定时，一般采用“容积比较法”即比较一定的流量下加油机的燃油输出示值和标准金属量器中的实际输出容量，进而得到加油机体积量的相对误差。加油机的后续检定过程中，需要在最大允许流量点处和最大允许流量点36%〜44%处，分别进行三次测量，单次测量允许误差限制在±0.30%以内，两个流量点的测量重复性不超过0.10%。

三、加油机计量检定过程中温度对测量误差的影响
1、温度测量不准确对误差的影响
由公式（3-2）可知：加油机计量检定过程中，温度是最主要的影响因素。标准金属量器内油温比较容易测量，而流量测量变换器处油温（由油枪口处油温代替）则较难进行准确测量。标准金属量器内的温度是在量器内测量的，油品流过加油机流量测量变换器时的温度是在加油枪出口处进行测量的，由于流量测量变换器与加油枪之间用管道和软管链接，管道和软管的长度会带来油温的变化，这里用加油枪出口处油温代替流量测量变换器内油温，是会产生误差的。根据实验数据可得，在标准量器内油温不变的情况下，油枪出口处和标准量器内油温相差0.1℃，则产生0.01%的相对误差。流量测量变换器与加油枪出口处油温的温差一般在0.2℃〜0.3℃之间，因此由于温度测量的不正确而产生的相对误差约为：E=0.3×0.1%=0.03%。因此在加油机计量检定时必须重视这一温度因素的影响。
2、环境温度和检定介质温度对误差的影响
加油站在进油时，结算标准为通过燃油标准体积乘以标准密度所得到的，当加油站对外售油时，主要是以不同温度下油品的体积进行结算，而忽略了温度因素，油品受温度变化影响会出现热胀冷缩，同样体积的油品，由于油温的不同，导致质量发生变化。以汽油为例，温度每变化1℃，汽油体积随着变化0.12%。
在日常加油机计量检定过程中，计量检定人员应当严格执行JJG443-2015《燃油加油机》国家计量检定规程，准确测量环境温度、油枪出口处油温及标准金属量器内油温。油枪出口处油温与标准金属量器内油温的测量准确度直接影响单次测量相对误差，因温度测量的不正确不准确，就可能会对加油机进行错误的调整，造成更大的误差出现。因此在加油机计量检定过程中温度的测量对加油机示值误差影响至关重要。
在我国北方，温度会随着季节的变化而变化，而目前使用的加油机在技术上暂时也没有体积温度补偿功能。不同的季节，在测量介质油枪出口处油温和标准金属量器内油温时得到的数值也会有很大的差别。在气温较高的夏季，油枪出口处油温普遍会小于标准金属量器内的油温，在气温较低的冬季，由于储油罐一般放置于地下几米深处，因此油枪出口处油温普遍会大于标准金属量器内的油温。计量检定过程中这两处的温度测量是非常关键的节点，这两处的温度稍有变化，测量出的该燃油加油机相对误差就会出现比较明显的变化，甚至会出现超差的现象。先对比两个不同气温条件下相对误差的变化：
（1）夏季环境温度较高的情况：加油枪出口处油温通常小于标准量器内油温。
例（1）：用50L标准金属量器对一台汽油加油机在最大流量点处进行计量检定。经测量，加油枪出口处油温为23℃，标准金属量器内油温为25℃，加油机示值为50L，标准金属量器示值为49.892L。

该加油机最大流量点处示值相对误差已经超过国家计量检定规程中所规定的范围，加油站将出现油品溢余的现象，损害消费者的正当利益，也会增加消费者投诉的概率，经不住计量执法部门的监督检查，一经查出，将受到国家法律法规的严厉惩罚。由此可见，不进行温度修正，加油机的体积相对误差是合格的。但通过温度修正后的实际体积相对误差是不合格的。
（2）冬季环境温度较低的情况：加油枪出口处油温通常大于标准量器内油温。
例（2）：用50L标准金属量器对一台汽油加油机在最大流量点处进行计量检定。经测量，加油枪出口处油温为10℃，标准金属量器内油温为6℃，加油机示值为50L，标准金属量器示值为49.986L。
若忽略温度影响，该加油机最大流量点处体积相对误差为：

该加油机最大流量点处示值相对误差已经超过国家计量检定规程中所规定的范围，表面出现溢余现象，实际加油站出现较大油品亏损的现象，损害加油站经营者的合法利益。
通过以上两个示例，可以得出一个规律：当环境温度较高的夏季检定加油机时，由于地下储油罐温度小于外界环境温度，若忽略温度修正的影响，加油机实际付油体积小于检定时的标准量器示值；当温度较低的冬季检定加油机时，地下储油罐温度往往高于外界环境温度，若忽略温度修正的影响，加油机实际付油体积大于检定时的标准量器示值。因此，必须对不同温度条件下，加油机计量检定过程中由温度导致的体积变化误差进行技术分析，并通过计算进行误差消除。
四、减少温度对测量误差的影响及对策
1、计量检定人员要重视温度对测量误差的影响

在加油机计量检定过程中，计量检定人员应当严格执行国家计量检定规程，并充分认识到温度对加油机计量检定工作的影响，采取正确的方法和途径减少温度引起的测量误差影响。
从事计量检定工作人员技术水平高低，也是影响测量结果不准确的重要因素。计量检定工作需要规范操作，如果在检定过程中没有按照国家计量检定规程逐步进行操作，就必然使得测量结果存在误差。当计量检定过程中，温度产生变化的时候，工作人员没有及时采取调整措施，使得温度的影响变大，测量误差也相应变大，对流量测量变换器进行错误的调整，严重影响加油机的计量准确。检定人员应当具备相应的专业技术知识，经过专业培训，具有一定的工作经验，端正态度，提高计量检测水平，运用正确的方法进行温度测量，降低温度对加油机计量检定中测量误差的影响。这里分享自己在日常加油机检定过程中的一点经验，在正确读取油枪出口处油温、量器示值、量器内油温后，计算此台加油机的实际体积相对误差，依据误差对加油机流量测量变换器进行相应的调整，尽量调整到±0.10%以内，防止加油机在一个检定周期内出现超差现象。
2、选择便于使用精密度高的温度计

温度测量仪器自身会带有误差，选择精密数字温度计代替玻璃温度计可减小温度测量误差。玻璃温度计存在各种弊端：不便于测量油温，而且易碎；由于长度有限，必须伸入标准容器内才能测量油液温度，取出后读取数值，测量的油液温度误差较大。
加油机计量检定要保证检定结果的准确度，就要求数据的准确，应当选择精密度高的温度计。数字温度计是最好的选择，其计量范围能够满足规程要求，最小分度值满足规程要求的不大于0.2℃，探头长度可根据实际情况自由选择，而且不会产生破碎的现象，在对油液温度测量过程中，对于数据信息可以实时获取，使得测量效率大大提高，能够保证测量质量。
3、正确测量油枪出口处油温和标准金属量器内油温
在测量油枪出口处油温时，需要控制好测量距离，测温探头和油枪出口距离1cm左右是最佳测量距离，避免探头与油枪或标准金属量器接触，当加注设定体积的80%后，温度计的显示值达到相对稳定后快速读取示值，避免温度在受到外界干扰后产生变化。
在测量标准金属量器内油温时，将温度计探头放置于量器中心位置，待量器中的油沫和气泡消失后，读取并记录量器的示值，然后测量量器内油温并记录。

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刘彦刚

第1楼2019/08/20

应助达人

温度对加油机测量误差的影响值得研究。

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