明渠流量计是在敞开渠道测量自由表面自然流的流量计量仪表,主要应用在城市供水引水渠、火电厂冷却水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工矿废水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道,目前在污水处理的应用上最为广泛。
本文的目的是根据国家计量检定规程JJG711-1990《明渠堰槽流量计》的规定,进行现场检测,对明渠
流量计测量结果进行不确定度评定。
1、不确定度分析
数学模型:
式中:u(E)——明渠流量计不确定度(%);q1——喉道宽度的不确定度(%);q2——测量水头的不确定度(水头测量)(%);q3——流量系数的不确定度(%);q4——水位流量转换的不确定度(%);q5——水头零点的不确定度(%);q6——测量重复性的不确定度(%);r,φ——系数,一般r=1.0,φ=1.5。
1.1、A类不确定度分析
在喉道宽度为0.3m的巴歇尔槽(测量误差为1mm)的明渠流量检定装置上测量一个流量范围为(3.5~400)m3/h、介质为水的明渠流量计,用标准直尺和液位计进行检测。在Qmax流量点上连续测量10次,得到Qmax流量点处的测量误差列为:5.0%、4.8%、2.1%、5.0%、5.0%、4.60%、4.2%、4.0%、2.5%、5.0%。
得到测量平均值

为=4.22%
平均值的实验标准差为
m——实际测量次数。在此处m=3
1.2、B类不确定度分析
(1)喉道宽度的不确定度
游标卡尺测量喉道宽度,其检定证书为0.025%,k=2,则
灵敏系数

(2)测量水头的不确定度
有效水头测量是用标准液位计进行测量的,其检定证书为0.006%,k=2,则
灵敏系数

(3)流量系数带来的不确定度
估计为0.5%,矩形分布,则
灵敏系数

(4)水位流量转换的不确定度
水位流量转换的不确定度是通过《JJG711-1990明渠堰槽流量计检定规程》附表9查询得到的,估计为0.1%,矩形分布,则
灵敏系数

(5)水头零点的不确定度
用水准尺测量水尺零点或水位传感器零点高程,并与堰体附近固定水准点高程进行检测,确定水尺零点不确定度。用水准仪进行
灵敏系数

2、合成标准不确定度
输入量q5、D、

彼此独立不相关,所以合成标准不确定度可以按下式得到:
明渠流量计的不确定度分析一览表

3、扩展不确定度(最佳测量能力)
不确定度评定在最佳测量能力条件下进行,此时,取k=2,U=1.6%。