Investigating the dependencies of rotary gas meters error on flowrate for designing the adaptive measurement system

Abstract

У цій роботі виконано дослідження похибки вимірювання витрати газу за допомогою роторних лічильників газу на основі результатів експериментальних досліджень метрологічних характеристик роторних лічильників газу, отриманих під час їх періодичної метрологічної перевірки. За результатами статистичної обробки значень похибки роторних лічильників газу, отриманих під час їх метрологічної перевірки, визначені усереднені значення похибки для кожного перевірюваного значення витрати. Таким чином отримано залежності усередненої похибки лічильника від вимірюваного значення витрати для різних типорозмірів роторних лічильників газу. Для кожної отриманої залежності обчислено значення середньоквадратичного відхилення усередненого значення похибки, яке підтверджує адекватність отриманих залежностей. Для оцінювання інтегральної систематичної похибки лічильників кожного окремого типорозміру за тривалий період експлуатації визначено середню зважену похибку за ДСТУ OIML R 137-1-2:2018, а також середнє значення похибки вимірювання об’єму газу протягом року за запропонованою авторами методикою. Наявність залежностей похибки лічильника газу від вимірюваного значення витрати дає можливість виділити невилучену систематичну складову похибки для довільного вимірюваного значення витрати. Реалізація такої залежності в програмному забезпеченні обчислювача витрати дає можливість розробити адаптивну систему вимірювання витрати та об’єму газу, яка здійснює коректування вимірюваного значення витрати із врахуванням невилученої систематичної похибки вимірювання витрати. Шляхом інтегрування систематичної похибки вимірювання витрати в такій системі формують архів значень систематичної похибки вимірювання об’єму газу. Наявність у архіві обчислювача значення систематичної похибки вимірювання об’єму газу дає можливість аналізувати цю похибку та розробляти заходи для її усунення.

In this paper, the error of gas flowrate measured by rotary gas meters was investigated based on the results of experimental studies of the metrological characteristics of rotary gas meters obtained during their periodic metrological inspection. According to the results of statistical processing of rotary gas meters errors obtained during their metrological verification, the averaged errors for each verified flowrate were determined. In this way, the dependencies of the averaged meter error on the measured flowrate for various types of rotary gas meters were obtained. For each obtained dependence, the root mean square deviation of the averaged error was calculated, which confirms the adequacy of the obtained dependencies. To evaluate the integral systematic error of meters of each individual type over a long period of operation, the average weighted error was determined according to DSTU OIML R 137-1-2:2018, as well as the average measurement error of gas volume during the year according to the methodology proposed by the authors. The presence of the dependencies of gas meter error on the measured value of the flowrate makes it possible to isolate the unexcluded systematic error for every measured flowrate. The implementation of such a dependence in the flowrate computing software makes it possible to develop an adaptive system for measuring gas flowrate and volume, which corrects the measured value of the flowrate considering the unexcluded systematic error of the flowrate measurement. By integrating the systematic error of flowrate measurement in such a system, an archive of the systematic errors of gas volume is formed. The presence of gas volume systematic errors in the computer archive makes it possible to analyze this error and develop measures to eliminate it.