温度变化对加油机示值误差的影响及控制研究

【摘要】本文主要介绍了加油机的检定原理，借此分析温度变化对加油机示值误差的影响，并有针对性地提出控制措施，以期为相关部门改善加油机计量的相关工作提供一定参考。

【关键词】温度；加油机；计量检定；测量误差

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.062

Research on the Influence and Control of Temperature Changes on the Indication Error of the Fuel Dispenser

ZHANG Chenjie

（Market SupervisionAdministration of Xihua County， Henan Province， Zhoukou 466600， China）

Abstract： This article mainly introduces the calibration principle of the fuel dispenser. By analyzing the influence of temperature variation on the indication error of the fuel dispenser， it puts forward the targeted control measures. In order to provide some reference for relevant departments to improve the measurement of fuel dispensers.

Keywords： temperature； fuel dispenser； metrological verification； measurement error

目前，国内检定加油机示值误差采用静态容积法，需要人工读取温度值，然后通过容量计算得出数据结果。这种方法存在自动化程度低等缺点。传统流量测量方法是根据燃油加油机全量程体积值与加油时间比计算，但加油起始结束阶段流量不稳定会影响检定结果[1]。本文依据JJG 443—2015《燃油加油机》规程要求，探析燃油加油机计量检定问题，着重考虑温度变化影响，解决加油机计量检定中的测量误差问题。

根据现行JJG 443—2015《燃油加油机检定》规程的规定，燃油的实际体积值在20℃下被定义为加油机的标准付油体积。我国使用的加油机通常采用容量比较法，利用标准量器在一定温度下检定，将测量的非标准体积值换算为标准的燃油体积。

该公式通过考虑燃油的体胀系数修正测量值，确保在不同温度下得到的体积值具有可比性。容量比较法通过使用标准器，能够更准确地评估加油机的示值准确度。需要注意的是，这里假设了燃油体积与温度之间的关系是线性的，而体胀系数β则描述了这种关系。

2.1密度变化

随着温度升高，燃油密度通常会降低；随着温度降低，燃油密度会增加。这种密度变化会直接影响流量计的测量结果。因此，在高温度下测量的体积可能会更大，导致计量过量。相反，在低温度下测量的体积可能较小，导致计量不足。流量计通常分为涡轮流量计、涡街流量计或正交振荡流量计等。这些流量计通常假设测量介质的密度是恒定的。因此，温度变化导致燃油的密度变化，从而引起测量误差。

2.2温度膨胀

温度升高会导致加油机构件的线膨胀，而温度降低则会导致加油机构件收缩。这些线膨胀和收缩会影响流量计的内部结构和精度。例如，管道、传感器和仪表的尺寸可能发生变化，导致测量精度下降。

2.3温度对流体动力黏度的影响

温度变化也会显著影响流体的动力黏度。通常情况下，黏度随温度的升高而降低，反之亦然。这种黏度变化会影响流量计的性能，因为它会改变液体在管道中的流动特性，包括黏度损失和流速分布，從而影响测量精度。

2.4温度对传感器和仪表的性能的影响

加油机中的传感器和仪表对温度非常敏感。例如，温度的升高可能导致传感器漂移，影响测量的准确性。因此，在温度变化的环境中，需要考虑传感器的温度补偿或温度校正，以减小温度引起的误差。

3.1注重对示值误差的调节

缩小误差范围有助于减小温度变化对测量检定结果的影响。想要得到更精确的误差范围，相关人员在计量时就需要采用更精确的温度补偿和校正措施，从而减少温度变化可能引起的误差。根据JJG 443—2015《燃油加油机检定》规程规定，加油机容许误差范围在-0.3%～0.3%之间。然而实际应用中，这一误差范围过于宽泛，可能导致不合理的计量结果。这对于燃油贸易的公平性和公正性构成潜在威胁。而将误差范围缩小至-0.1%～0.1%将迫使加油机的最终测量结果更接近实际值。这有助于确保消费者和商家得到更准确的计量结果，减少了不合理的过度付款或计量误差对经济公平性的影响。更严格的误差范围有助于促进燃油交易的公正性。同时，通过更新和升级加油机的测量设备和技术，以确保其在更严格误差范围内能够稳定和准确地工作，另外还要不断加强对加油机的定期维护和校准，以确保其性能保持在高水平。

3.2变换器处的油温测量

为减少加油机计量检定中的温度误差，应做好变换器处的油温测量工作，其要注意以下几个关键点。

第一，温度传感器和测量技术。在温度传感器方面，要使用高精度温度传感器（如热电阻或热电偶）来测量油温，这些传感器可以提供准确的温度读数，降低测量误差；在油温测量位置方面，要确保温度传感器位于最能反映实际油温的位置，通常传感器安装在燃油管道靠近出口的位置，可以获取更准确的温度数据；在温度校准方面，要定期校准温度传感器，以确保其准确性，另外使用标准校准装置对传感器进行调整，以消除传感器本身引起的误差。

第二，温度校正和控制。温度校正算法：应开发和使用准确的温度校正算法，以调整测量结果，这些算法可以根据温度读数来计算校正因子，以修正测量数据中的温度误差[3]。实时监测和控制：实时温度监测和控制系统可以保持变换器处的油温相对稳定，这可以通过加热或冷却系统来实现，以减小温度波动对计量的影响。

第三，数据处理和记录。数据采集系统：使用高质量的数据采集系统来记录进度数据，以确保数据的准确性和可靠性，这些系统可以高频率采集温度数据。温度记录分析：对采集的温度数据进行分析，以识别温度变化的趋势和周期性，从而更好地了解温度误差的来源。

第四，维护和监督。定期维护：损坏或老化的设备可能引起温度误差，因而要定期对温度传感器、测量设备和控制系统进行维护，确保其性能良好。监督和质量控制：建立监督机制和质量控制程序，以确保温度测量和校正操作的准确性和可靠性，监督可以包括内部审核和第三方检查。

3.3采用精度较高的温度计

第一，采用高精度的温度计。精确度要求：根据国际温标进行校准，能够有更小的测量误差范围。定期校准：精度较高的温度计需要定期校准，以确保其性能始终处于最佳状态，校准应该由专业的校准机构操作，并遵循国际检测标准。选择适当类型的温度计：不同类型的温度计适用于不同的应用场景，根据加油机的具体需求，选择合适类型的温度计，如铂电阻温度计、热电偶、红外线温度计等。

第二，温度传感器的位置和安装。合适的位置：确保温度计位于最能准确反映燃油温度的位置，温度计应该安装在燃油流经管道附近，这样能够获得准确的温度读数。避免外部干扰：温度传感器的位置应远离可能产生外部干扰的区域，如直射阳光、热源或风，这有助于减小误差来源。

第三，数据处理和校正。使用温度校正：将采集的温度数据与高精度温度计的读数进行比对，以进行实时温度校正，校正因子应根据温度差异和传感器特性进行调整。精确的数据记录：使用高质量的数据采集系统记录进度数据，以确保数据的准确性和可靠性。这有助于监控温度变化趋势，进一步改进计量准确性。

3.4改进测量装置

为减少加油机计量检定中的温度误差，可在标准金属量器上安装两个温度计或温度变送器。在加油机量器口位置安装第一个温度计是至关重要的。这是因为温度在这个位置对燃油计量的影响最为显著。温度的变化会直接影响燃油的密度和体积，因此，通过测量这一位置的温度，可以更准确地了解出口燃油的温度。这有助于降低计量误差，特别是在气温波动较大的情况下。

第二个温度计或温度变送器应安装在标准金属量器的内部。其可以提供量器内介质的温度数据。了解量器内部温度对确保计量的准确性至关重要。温度在量器内部的变化可能会导致内部元件发生膨胀或收缩现象，从而影响测量结果。通过在内部位置安装温度计，可以监测并校正这些影响，确保计量的稳定性。

与数据采集系统结合使用的自动调整控制系统可以根据实时进度数据对加油机的流量进行自动调整。这样，即使温度发生急剧变化，系统也可以实时做出反应，确保计量结果的准确性。这种自动控制可以减少操作员的干预，并降低人为误差的风险。

3.5应用多点温度传感器

第一，多点温度传感器的选择。多位置传感器布置：选择合适的多点温度传感器，并将它们布置在不同位置，覆盖液体流动路径上的关键点，这些位置可以包括储油罐、加油机输送管道、油枪和流量计等。高精度传感器：选择高精度的传感器，以确保它们提供准确的温度数據，这些传感器应经过校准，并符合国际温标的要求。

第二，数据整合。建立实时数据采集系统，以检测多点温度传感器的读数。当实时了解温度分布和变化情况后，整合多个传感器的数据并进行分析。通过分析不同位置的温度数据，可以获得有关液体体积扩张或收缩的更全面的信息。

第三，温度校正算法。校正算法开发：基于多点温度传感器的数据，开发高效的校正算法，这些算法应能够识别和补偿温度引起的误差。自动校正系统：建立自动校正系统，将多点温度传感器的数据输入到校正算法中，以自动调整计量系统的读数，这可以减小人为误差的风险。

3.6规范计量检定过程中工作人员的操作规范

第一，培训和认证。专业培训：确保工作人员接受专业培训，培训内容包括燃油计量的原理、温度对计量的影响以及标准操作程序，这些培训可以提高工作人员的专业知识和技能。认证要求：要求工作人员获得相关认证，以确保他们具备进行计量检定的资格，认证要求应包括必要的培训和考试，以评估工作人员的知识和技能。

第二，标准操作程序。标准操作程序：建立明确的标准操作程序，包括温度校正的步骤和要求[5]，这些程序应遵守国家和行业的标准，以确保一致性和准确性。操作手册：提供详细的操作手册，以帮助工作人员按照标准操作程序进行操作，手册应包括温度校正的具体说明和示例。

第三，实施监督和质量控制。内部监督：建立内部监督机制，对工作人员的操作进行定期审核和检查，这可以帮助发现潜在的问题并及时进行纠正。第三方检查：定期进行第三方检查，以独立评估工作人员的操作，外部检查可以提供独立的验证，确保操作符合标准。

【参考文献】

[1]彭梅，刘海英.温度对加油机计量检定测量误差的影响[J].中国质量监管，2023（4）：79-81.

[2]关国庆.温度对燃油加油机检定误差的影响与控制[J].仪器仪表标准化与计量，2022（3）：39-40，46.

[3]薛殿卿，王俊彦，邱尚毅.燃油加油机计量检定准确度和误差分析[J].工业计量，2021，31（6）：36-39.

[4]张弦，陆科.燃油加油机计量检定中温度影响测量误差大小分析[J].工业计量，2021，31（4）：13-14，17.

[5]唐楠.加油机计量检定中温度对测量误差的影响及减少温度误差的方法[J].科技创新与应用，2021（6）：141-143.

【作者简介】

张晨洁，女，1993年出生，助理工程师，本科，研究方向为计量检定测量。

（编辑：李加鹏）