Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11156-2:2015 Phương pháp đường quang chuẩn Hiệu chuẩn bể trụ đứng Dầu mỏ

• Số hiệu: TCVN11156-2:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Chu vi, m	Số điểm đo
≤ 50	10
> 50, ≤ 100	12
> 100, ≤ 150	16
> 150, ≤ 200	20
> 200, ≤250	24
> 250, ≤ 300	30
> 300	36
CHÚ THÍCH 1: Để tránh sai số hệ thống, số lượng các điểm đo theo phương ngang chia cho số tấm trong các tầng của bể sẽ không phải là một số nguyên (ví dụ, 1, 2, 3, v.v). CHÚ THÍCH 2: Dùng số lượng tối thiểu các điểm đo theo phương ngang này, đặc biệt đối với bể nhỏ hơn, có thể tính được độ không đảm bảo lớn hơn độ không đảm bảo chấp nhận được.

Kích thước tính bằng milimet

CHÚ DẪN:

1 đến 7 các mức theo chiều ngang

8 đường quang chuẩn

9 đường hàn (dọc)

10 xe lăn từ tính

11 thước đo chia vạch

12 đường hàn (ngang)

...

...

...

14 thiết bị quang học

a) Chiếu đứng bể

b) Sơ đồ các vị trí đo theo phương ngang

CHÚ THÍCH: Các vị trí đo theo phương ngang được xác định từ A đến K trong hình chiếu đứng (xem 6.4.2). Trong đó chỉ có E và F hiển thị độ cao.

Hình 1 - Phép đo quang đối với các độ lệch so với thành bể (trường hợp điển hình).

...

...

...

b) Chiếu ngoài

c) Chiếu trong

CHÚ DẪN

1 Đường quang chuẩn

2 Đường tâm bể

Chu vi chuẩn ngoài bể

Bán kính chuẩn ngoài bể (tầng đáy)

Bán kính ngoài của tầng thứ hai

Độ dày tầng

...

...

...

Bán kính chuẩn

Các độ lệch từng tầng riêng lẻ

Bán kính chuẩn bên trong

Bán kính trong, tầng hai, đáy

Bán kính trong tầng hai, đỉnh

= C_em

= C_em /2π = R

= R'₁, R'₂

= t₁, t₂…

...

...

...

= R

= m₁, m₂…

= R - t₁ = C_em/2π - t₁ = R₁

= R'_1i

= R'_2i

Hình 2 - Xác định bán kính trong bằng các phép đo độ lệch tới đường quang chuẩn bên ngoài

...

...

...

b) Chiếu ngoài

c) Chiếu trong

CHÚ DẪN

1 Đường quang chuẩn

2 Đường tâm bể

Chu vi chuẩn ngoài bể

Bán kính chuẩn ngoài bể (tầng đáy)

Bán kính ngoài của tầng 2

Độ dày tầng

...

...

...

Bán kính chuẩn

Các độ lệch từng tầng riêng lẻ

Bán kính chuẩn bên trong

Bán kính trong, tầng hai, đáy

Bán kính trong tầng hai, đỉnh

= C_em

= C_em /2π = R

= R'₁, R'₂

= t₁, t₂…

...

...

...

= R

= m₁, m₂…

= R - t₁ = C_em/2π - t₁ = R₁

= R'_1i

= R'_2i

Hình 3 - Xác định bán kính trong bằng các phép đo độ lệch tới đường quang chuẩn bên trong

6.4.3 Kiểm tra phương thẳng đứng của đường quang chuẩn trước khi bắt đầu đọc các số đọc bằng cách quay 180° thiết bị quang học tại vị trí đo nằm ngang thứ nhất, sự chênh lệch của hai số đọc từ hai vị trí đối diện của đường kính phải nằm trong phạm vi 1/20000. Sau khi đọc hoàn thành kết quả đo, tại mỗi điểm đo cũng phải phải tiến hành kiểm tra độ thẳng đứng của đường quang chuẩn. Nếu đường quang chuẩn không duy trì thẳng đứng thì tiến hành lại quy trình hiệu chuẩn tại vị trí này.

6.4.4  Thực hiện ít nhất hai phép đo độ lệch trên một tầng, một tại vị trí khoảng 1/4 chiều cao tầng phía trên đường nối ngang dưới và một tại vị trí khoảng 1/4 chiều cao phía dưới đường nối ngang trên. Đọc số đo trên thước chính xác đến milimet.

6.4.5  Tại tất cả các vị trí đo theo phương ngang, đo độ lệch chuẩn sau đó đo độ lệch tại các vị trí đo theo phương dọc trên mỗi tầng khi xe chạy theo thành bể hướng lên trên. Sau khi đo độ lệch cuối của tầng trên cùng, hạ xe xuống tầng đáy và lặp lại phép đo độ lệch chuẩn. Kết quả giữa hai lần đo đầu và cuối của độ lệch chuẩn phải nằm trong khoảng 2 mm. Lấy số đo trung bình của hai lần đo độ lệch chuẩn đầu và cuối để cho các tính toán tiếp theo.

...

...

...

6.5  Hiệu chuẩn đáy bể

Hiệu chuẩn đáy bể, tốt nhất là nạp vào bể chất lỏng không bay hơi với lượng biết trước (tốt nhất là nước sạch) như minh họa trong tiêu chuẩn TCVN 11154 (ISO 4269), đến mức thấp nhất đủ để ngập hoàn toàn đáy bể, vừa ngang mặt phẳng đo độ sâu (dip-plate) và hạn chế tối đa các ảnh hưởng gây biến dạng đáy bể. Tiếp tục đưa chất lỏng với lượng biết trước vào bể cho đến khi điểm cao nhất của đáy bể được phủ kín và mức chất lỏng này cao hơn điểm thấp nhất của bể và tại đó được hiệu chuẩn bằng cách quấn (ví dụ vị trí đo độ lệch hoặc vị trí chu vi chuẩn tương ứng). Ngoài ra, có thể hiệu chuẩn đáy bể bằng phương pháp vật lý dùng một mặt phẳng chuẩn để xác định hình dạng của đáy bể như quy định trong TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

6.6  Các phép đo và các số liệu khác

6.6.1  Dùng thiết bị đã được hiệu chuẩn để xác định và xử lý các số liệu sau theo TCVN 11156-1 (ISO 7507-1):

a) độ dày tấm và lớp sơn;

b) chiều cao các tầng;

c) khối lượng riêng và nhiệt độ làm việc của chất lỏng chứa trong bể;

d) nhiệt độ môi trường và nhiệt độ của chất lỏng tại thời điểm đo;

e) chiều cao nạp chất lỏng tối đa;

...

...

...

g) số lượng, chiều rộng và độ dày của các đường hàn và mối nối chồng;

h) độ nghiêng của bể như thể hiện bằng độ lệch dây dọi;

i) hình dạng, chiều cao và khối lượng biểu kiến trong không khí của mái phao hoặc nắp che.

CHÚ THÍCH: Giá trị trung bình và dải nhiệt độ thành bể là cần thiết để phân tích độ không đảm bảo (xem Phụ lục A).

6.6.2  Cần quy chiều cao ngập của bể theo điểm thả thước và có thể sẽ có vị trí khác so với điểm mốc sử dụng để hiệu chuẩn bể (ví dụ, điểm nằm ở góc đáy). Xác định chênh lệch độ cao giữa điểm mốc và điểm thả thước theo phương pháp đo thông thường hoặc các phương pháp khác và ghi lại kết quả.

6.6.3  Tại mỗi lỗ đo, dùng thước và quả dọi như quy định trong TCVN 11156-1 (ISO 7507-1) để đo tổng chiều cao của điểm chuẩn (điểm chuẩn trên) phía trên điểm thả thước. Ghi lại chiều cao tổng này chính xác đến milimet và đánh dấu cố định trên bể sát cạnh lỗ đo.

6.6.4 Nếu có thể thì so sánh các kết quả đo được với các kích thước tương ứng ghi trong bản vẽ và kiểm tra các phép đo có sai lệch lớn.

7  Dung sai cho phép

Các phép đo chu vi chuẩn phải thỏa mãn các sai số tuyệt đối quy định trong Bảng 2 dưới đây:

...

...

...

Đo chu vi, m

Dung sai tuyệt đối, mm

≤ 25

2

> 25, ≤ 500

3

> 50, ≤ 100

5

> 100, ≤ 200

...

...

...

> 200

8

8  Quy trình tính toán bảng dung tích bể

8.1  Chu vi ngoài

Tính chu vi ngoài từ các số đọc độ lệch và chu vi chuẩn sử dụng các Công thức từ (1) đến (3) dưới đây:

(1)

R + a = R' + m

(2)

...

...

...

(3)

trong đó

C_em là chu vi chuẩn, tính bằng mét;

R là bán kính của chu vi chuẩn, tính bằng mét;

R' là bán kính của chu vi bể tại mức đo bất kỳ, tính bằng mét;

a là độ lệch chuẩn tính từ chu vi chuẩn đến đường chuẩn, tính bằng mét;

m là độ lệch tại cùng mức đo tương ứng với R', tính bằng mét.

Bán kính của bể, tính bằng mét, tại mức đo bất kỳ, trên cơ sở tất cả các điểm đo theo phương ngang định trước, khi thực hiện các phép đo bên ngoài có thể tính được theo Công thức (4):

...

...

...

Và khi thực hiện các phép đo bên trong tính theo các Công thức (5) và (6)

(5)

C' = 2π x R'

(6)

trong đó

n là số lượng các vị trí đo theo phương ngang;

t' là độ dày tấm vật liệu và lớp sơn tại mức đo bất kỳ, tính bằng mét;

t là độ dày tấm vật liệu và lớp sơn tại mặt mức chuẩn, tính bằng mét;

...

...

...

8.2  Hiệu chính

Giả sử các bảng dung tích được tính toán từ các bán kính trong (chu vi), thì sử dụng các hiệu chính quy định trong TCVN 11156-1 (ISO 7507-1) để tính:

a) các đường hàn nối dọc, nếu hàn chồng;

b) ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh;

c) sự co hoặc giãn nở của thành bể do ảnh hưởng của nhiệt độ;

d) độ nghiêng của bể;

e) khối lượng của mái phao hay nắp che;

f) thể tích dịch chuyển.

8.3  Bảng dung tích bể

...

...

...

Phụ lục A

(tham khảo)

Độ không đảm bảo hiệu chuẩn bể

A.1  Giới thiệu

Phụ lục này mô tả cách ước tính các độ không đảm bảo khi hiệu chuẩn bể bằng phương pháp đường quang chuẩn

Các tính toán này tuân thủ các hướng dẫn nêu trong Hướng dẫn thể hiện độ không đảm bảo (GUM)^[1].

A.2  Các ký hiệu

Phụ lục này sử dụng các thuật ngữ và đơn vị dưới đây:

...

...

...

Mô tả

Đơn vị

k

Hệ số phủ (được xác định tại GUM)^[1]

-

H_j

Chiều cao tại đó thực hiện các phép đo hiệu chuẩn

m

H_max

...

...

...

m

H_ref

Chiều cao tại đó đo chu vi chuẩn bằng phương pháp thước quấn

m

∆h_j

Chiều cao của phần thứ j

m

h_j

Chiều cao cộng dồn của phần thứ j

...

...

...

uh_j

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của chiều cao bể (bên trong) tại phần j

m

uL_st

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thước quấn

m

UL_st

Độ không đảm bảo mở rộng của chiều dài thước quấn

m

...

...

...

Độ phân giải số đọc trên thước quấn

m

uL_tr

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của số đọc thước quấn

m

tL_tp

Dung sai kéo căng và định vị thước quấn

m

uL_tp

...

...

...

m

eL_ta

Sai số điều chỉnh lớn nhất

m

uL_ta

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của điều chỉnh thước quấn

m

uL_m

Độ lệch chuẩn trung bình của nhiều phép đo quấn

...

...

...

C_em

Chu vi chuẩn bên ngoài đo được

m

uC_em

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của chu vi chuẩn đo được bên ngoài

m

uR_ext

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của bán kính chuẩn (quấn) bên ngoài bể

m

...

...

...

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của bán kính chuẩn bên trong bể

m

uR_it

Độ không đả bảo tiêu chuẩn của bất kỳ bán kính trong bể hiệu chính theo nhiệt độ

m

uδR_h

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của hiệu chính bán kính biến dạng do áp suất thủy tĩnh

m

uR_i

...

...

...

m

t_v

Độ lệch lớn nhất từ đường chuẩn thẳng đứng

%

t_r

Sai số lớn nhất của số đọc của thang đo trên xe lăn từ tính

m

uma_ji

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của sự chênh lệch giữa các độ lệch đo được tại chiều cao H_ji và H_ref tương ứng

...

...

...

wt_mp

Độ không đảm bảo lớn nhất của độ dày kim loại thành bể và lớp sơn

m

ut_mp

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của độ dày kim loại thành bể và lớp sơn

m

ut_m

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của độ dày kim loại thành bể

m

...

...

...

Giá trị trung bình bán kính trong tại phần đo thứ j

m

UR_ia

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của bán kính trong trung bình cho một tầng bể

m

K_sh

Hệ số kinh nghiệm bao gồm độ không đảm bảo do thành bể biến dạng theo mặt phẳng ngang

-

K_sv

...

...

...

-

α_st

Hệ số giãn nở tuyến tính của thước quấn

°C^-1

α_tk

Hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thành bể

°C^-1

eα_tp

Sai số lớn nhất của hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thước dây hoặc thước quấn

...

...

...

uα_tp

Độ không đảm bảo của hệ số giãn nở của vật liệu thước quấn

°C^-1

eα_tk

Sai số lớn nhất ước tính của hệ số giãn nở tuyến tính của thành bể

°C^-1

uα_tk

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thành bể

°C^-1

...

...

...

Nhiệt độ chuẩn của bể và thước quấn

°C^-1

T_tk

Nhiệt độ thành bể khi đang sử dụng

°C

T_tp

Nhiệt độ của thước đo (quấn hoặc thả)

°C

eT_tp

...

...

...

K

uT_tp

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nhiệt độ của thước đo (quấn hoặc thả)

°C

L

Mức chất lỏng trong bể

m

uL

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của mức chất lỏng trong bể

...

...

...

L_tape

Chiều dài ngập của thước

m

ed_m

Sai số lớn nhất của phần ngập

m

ud_m

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của mức ngập

m

...

...

...

Độ phân giải của số đọc thước đo

m

uL_td

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của số đọc thước đo

m

eT_tp

Sai số lớn nhất của nhiệt độ của thước (thả hoặc quấn)

°C

uT_sp

...

...

...

°C

uD_dip

Tổng độ không đảm bảo tiêu chuẩn khi ngập

m

ρ

Khối lượng riêng của chất lỏng khi sử dụng

kg/m^3

ρ_ref

Khối lượng riêng của chất lỏng tại các điều kiện chuẩn

...

...

...

uρ

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của khối lượng riêng của chất lỏng

kg/m^3

Uρ

Độ không đảm bảo mở rộng của khối lượng riêng của chất lỏng

kg/m^3

eE

Sai số lớn nhất của độ đàn hồi Modun Young của vật liệu thành bể

N/m^2

...

...

...

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của độ đàn hồi Modun Young của vật liệu thành bể

N/m^2

b

Độ nghiêng của bể

m/m

φ

Góc nghiêng của bể

rad

V_dead

...

...

...

m^3

V_dis

Thể tích dịch chuyển của mái phao

m^3

V_h

Sự giãn nở thể tích do áp suất thủy tĩnh

m^3

V_L

Thể tích bể tại mức L

...

...

...

V_o

Thể tích đáy bể (đo được)

m^3

V_r

Thể tích tại các điều kiện hiệu chuẩn (thể tích thô) của bể

m^3

V_ref

Thể tích của bể trong các điều kiện chuẩn

m^3

...

...

...

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích thô trong bể

m^3

uV_b

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích đáy bể khi hiệu chuẩn

m^3

uV_o

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích đáy bể tại các điều kiện chuẩn

m^3

tV_dis

...

...

...

%

uV_dis

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích dịch chuyển của mái phao

m^3

uV_ad

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích do các hệ số chung bổ sung

%

uV_Cal

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của mô hình hiệu chính áp suất thủy tĩnh

...

...

...

uV_n

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích giãn nở do áp suất thủy tĩnh

m^3

uV_ref

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích bể dưới các điều kiện chuẩn

m^3

uV_t

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của hiệu chính thể tích giãn nở nhiệt

%

...

...

...

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn mở rộng trong bảng dung tích bể

m^3

n

Số lượng các phần khi chia chu vi

N_A

Số lần điều chỉnh

N_m

...

...

...

wt_mp

Độ không đảm bảo lớn nhất bằng độ rộng của phân phối chữ nhật

N_hs

Số lượng các điểm đo theo phương ngang xung quanh bể

N_mc

Số lượng các bán kính được đo trên từng tầng

...

...

...

V_raw

Thể tích thô

eT_s

Sai số lớn nhất ước tính của nhiệt độ khi sử dụng

uT_ts

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nhiệt độ khi sử dụng

...

...

...

Thể tích cụ thể đã hiệu chính về giãn nở do nhiệt độ khi sử dụng

V_hc

Thể tích ghi trong bảng dung tích của bể

A.3  Tổng quan về các phép tính

Tiêu chuẩn này đưa ra các phương pháp tính toán dưới đây:

- quấn và hiệu chính đối với các vật cản [xem TCVN 11156-1 (ISO 7507-1)];

- chu vi chuẩn (xem thêm TCVN 11156-1 (ISO 7507-1));

...

...

...

- các số đo chu vi từ chu vi chuẩn và các số đọc độ lệch.

A.4  Đo quấn

CHÚ THÍCH: Tất cả thành phần của độ không đảm bảo được quy ước là độc lập về mặt thống kê.

A.4.1  Các độ không đảm bảo nguồn

A.4.1.1  Chiều dài thước quấn

Độ không đảm bảo mở rộng, UL_st, ghi trong giấy chứng nhận hiệu chuẩn với hệ số phủ, k (thông thường k=2, tương ứng với 95% độ tin cậy), tạo ra độ không đảm bảo, tính bằng mét, tính theo Công thức (A.1):

(A.1)

A.4.1.2  Số đọc thước quấn

...

...

...

(A.2)

(A.3)

trong đó n là số phần mà chu vi được chia.

CHÚ THÍCH: Hệ số 1/12^1/2 tương ứng phân phối chữ nhật

A.4.1.3  Kéo căng và định vị thước quấn

Độ không đảm bảo khi kéo căng và định vị thước quấn bao gồm các thành phần sau:

- độ không đảm bảo của lực kéo trên thước đo độ dài;

...

...

...

- độ không đảm bảo do thước không nằm trên một mặt phẳng;

- độ không đảm bảo do mặt phẳng thước không vuông góc với trục đứng của bể.

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của kéo căng và định vị thước quấn, tính bằng mét, tính theo Công thức (A.4):

(A.4)

CHÚ THÍCH: Hệ số 1/12^1/2 tương ứng phân phối chữ nhật

Giá trị điển hình của tL_tp được cho trong Bảng A.1

Bảng A.1 - Dung sai cho phép đối với chu vi bể

Chu vi bể

...

...

...

Dung sai, tL_tp

m

m

≤ 25

2

0,002

> 25, ≤ 500

3

0,003

...

...

...

5

0,005

> 100, ≤ 200

6

0,006

> 200

8

0,008

A.4.1.4  Điều chỉnh thước

...

...

...

Sai số này dẫn đến độ không đảm bảo bổ sung. Nếu eL_ta là sai số lớn nhất do việc điều chỉnh mỗi đoạn đo (thường thì eL_ta = 1 mm), độ không đảm đo tiêu chuẩn này tương ứng với số N_A theo Công thức (A.1), có thể tính theo Công thức (A.5).

(A.5)

CHÚ THÍCH: Hệ số 1/12^1^/2 tương ứng phân phối chữ nhật

A.4.1.5  Các vật cản

Việc chỉnh thước quấn qua các vật cản cũng gây ra độ không đảm đo (ví dụ, độ không đảm đo do các kích thước của các vật cản).

Công thức tính các hiệu chính riêng được quy định tại TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

Không tính độ không đảm đo tiêu chuẩn của độ dài thước do các vật cản nhưng nó đã bao gồm trong "độ không đảm đo bổ sung“ (uV_ad).

A.4.1.6  Các phép đo nhiều lần

...

...

...

A.4.2  Chu vi chuẩn bên ngoài

Vì tất cả sai số đo đều được cộng vào nên độ không đảm bảo của chu vi bên ngoài tính bằng mét sẽ là căn bậc hai (RMS) của tất cả độ không đảm bảo nguồn tính theo Công thức (A.6) và (A.7) trong đó N_m là số lượng các phép đo chu vi chuẩn. Sử dụng Công thức (A.6) trong trường hợp một thước quấn được sử dụng nhiều lần để đo chu vi, N_m. Sử dụng Công thức (A.7) trong trường hợp đo chu vi bằng N_m thước quấn khác nhau.

(A.6)

(A.7)

Trong đó N_m là số lần đo chu vi chuẩn.

A.4.3  Bán kính chuẩn bên ngoài

Độ không đảm đo tiêu chuẩn của bán kính chuẩn bên ngoài bể tính bằng mét, được tính theo Công thức (A.8) dưới đây:

...

...

...

(A.8)

A.4.4  Độ dày lớp kim loại thành bể và lớp sơn

Độ không đảm đo lớn nhất (bằng độ rộng của phân bố chữ nhật) được biểu thị bằng wt_mp, độ không đảm đo tiêu chuẩn tính bằng mét được tính theo Công thức (A.9)

(A.9)

trong đó thông thường wt_mp bằng 0,001 m (1mm) có thể lấy từ bản vẽ gốc của nhà sản xuất.

CHÚ THÍCH: Hệ số 1/12^1/^2 tương ứng phân phối chữ nhật.

Cần thực hiện các phép đo tại tất cả các vị trí có thể để kiểm tra độ dày của thành bể.

A.5  Các phép đo quang

...

...

...

Cần xem xét các độ không đảm đo dưới đây:

- ut_v là độ lệch lớn nhất so với đường chuẩn thẳng đứng (thường bằng 0,02% của H);

- ut_r là sai số lớn nhất của số đọc tính bằng mét (trường hợp xấu nhất gồm sai số do thước, độ phân giải của máy đo quang và sai lỗi của người thao tác) và bằng nhau đối với tất cả các số đọc (thông thường t_t, = 0,001 m);

- ut_mp là độ không đảm đo của độ dày tấm đo và lớp sơn, tính bằng mét.

A.5.2  Độ không đảm đo của độ lệch từ độ lệch chuẩn

Độ không đảm đo chuẩn của các độ lệch khác nhau đo được tại các độ cao H_j và H_ref có thể tính theo Công thức (A.10) dưới đây:

(A.10)

trong đó

...

...

...

H_ref là chiều cao tại đó đo chu vi chuẩn được đo bằng thước quấn, tính bằng mét.

CHÚ THÍCH 1: Hệ số 1/12^1/2 tương ứng phân phối chữ nhật

CHÚ THÍCH 2: Hệ số 2 xut_r tương ứng với hai phép đo độc lập các độ lệch (một là đối với độ lệch chuẩn, α, và hai là đối với N_mi).

A.5.3  Độ không đảm đo của bán kính trong

Độ không đảm đo chuẩn của các bán kính trong (bằng độ không đảm đo ước tính của độ không đảm bảo trung bình bán kính của một phần bể) tính bằng mét, được tính theo Công thức (A.11) dưới đây:

(A.11)

trong đó

K_sh

...

...

...

uR_ext

là độ không đảm đo của bán kính chuẩn bên ngoài bể, tính bằng mét;

N_hs

là số vị trí đo theo phương ngang xung quanh bể.

CHÚ THÍCH: Độ không đảm đo của bán kính bể có thể sẽ bị ảnh hưởng rất lớn do độ nghiêng của bể. Có một số phương pháp hiệu chính mà có thể loại bỏ phần nào độ độ không đảm đo này.

A.5.4  Các độ không đảm đo của bán kính trong của tầng bể

Độ không đảm đo bán kính trung bình của mỗi tầng bể, tính bằng mét, có thể tính theo Công thức (A.12) dưới đây:

(A.12)

...

...

...

N_mc

là số lượng bán kính được đo tại mỗi tầng;

K_sv

là hệ số thực nghiệm bao gồm độ không đảm đo do chênh lệch của các giá trị trung bình (hình dạng bể trong mặt phẳng thẳng đứng) dựa trên số lượng giới hạn các phép đo trong đó K_sv > 1 (thông thường K_sv = 3).

CHÚ THÍCH: Hệ số này khó có thể tính được tuy nhiên có thể ước tính qua thực nghiệm.

A.6  Bảng dung tích bể mở

Lập bảng dung tích bể từ số liệu bán kính tại các chiều cao chọn trước.

Dung tích thô của bảng bể mở, tính bằng mét khối, có thể tính theo Công thức A.13 dưới đây:

...

...

...

A.7  Bảng dung tích bể tại thời điểm hiệu chuẩn

A.7.1  Các phép tính

Lập bảng dung tích bể từ các bảng dung tích bể mở bằng cách:

- cộng hiệu chính độ nghiêng của bể;

- cộng thể tích vật choán chỗ;

- kết hợp các thông số của mái phao (nếu có).

Hiệu chính độ nghiêng của bể, thể tích đáy, các thể tích vật choán chỗ và thể tích dịch chuyển của mái phao được bao gồm trong dung tích thô mở rộng, tính bằng mét khối, được tính theo Công thức (A.14) dưới đây:

(A.14)

...

...

...

b là độ nghiêng bể, tính bằng mét trên mét;

V_o là thể tích đáy bể, tính bằng mét khối ;

V_dead là thể tích vật choán chỗ,tính bằng mét khối;

V_dis là thể tích của sản phẩm bị choán chỗ bởi mái phao (nếu có), tính bằng mét khối.

A.7.2  Độ không đảm bảo

A.7.2.1  Độ không đảm bảo nguồn

Tất cả thành phần của độ không đảm bảo được coi là độc lập về mặt thống kê.

A.7.2.1.1  Độ nghiêng của bể

Độ không đảm bảo của độ nghiêng bể phụ thuộc vào độ chính xác của các phép đo khoảng cách. Nó không tính được nhưng được bao gồm trong “độ không đảm bảo bổ sung", (uV_ad).

...

...

...

Có thể tính được độ không đảm bảo của đáy bể, tính theo phần trăm thể tích, có thể ước tính một giá trị điển hình theo Công thức (A.15) dưới đây:

uV_o = 0,25 đến 1,5

(A.15)

tùy thuộc vào phương pháp hiệu chuẩn, kích thước và sự biến dạng của đáy bể.

CHÚ THÍCH: Các độ không đảm bảo nhỏ hơn thường áp dụng cho các bể có đáy lớn hơn và ngược lại.

A.7.2.1.3  Mái phao hoặc nắp che

Dung sai cho phép (trong trường hợp xấu nhất) tV_dis thường có giá trị bằng 5% của V_dis.

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn, tính bằng mét khối, có thể tính được theo Công thức (A.16)

...

...

...

A.7.2.1.4  Độ không đảm bảo bổ sung

Ảnh hưởng của các hiệu chính dưới đây được tính vào độ không đảm bảo bổ sung, uV_ad:

- hiệu chính đối với độ nghiêng bể;

- hiệu chính thể tích vật choán chỗ bên ngoài và bên trong bể;

- các giá trị xấp xỉ.

Độ không đảm bảo bổ sung, uV_ad có thể ước tính trên cơ sở thực nghiệm, bằng 0,005% của V_r.

A.7.3  Thể tích bể tại các điều kiện hiệu chuẩn

A.7.3.1  Các phép tính toán

Các hiệu chính dưới đây được quy định TCVN 11156-1 (ISO 7507-1) để hiệu chính các kích thước trong bảng dung tích bể mở tại thời điểm hiệu chuẩn đối với:

...

...

...

- sự giãn nở nhiệt thành bể từ nhiệt độ hiệu chuẩn sang nhiệt độ chuẩn.

A.7.3.2  Độ không đảm bảo

Độ không đảm bảo của dung tích bể ở các điều kiện hiệu chuẩn (thể tích thô mở rộng) tính bằng mét khối, được tính theo Công thức (A.17) dưới đây:

uV_r = {[2 xπx∑(R_iaxuR_iax∆h_j)]^2 + (uV_o^2 + V_o^2) + (uV_ad^2 + V_r^2) + (uV_dis^2 + V_dis^2)}^1/2

(A.16)

CHÚ THÍCH: Công thức trên giả định độc lập về mặt thống kê của các phép đo tại tất cả các tầng của bể.

A.7.4  Dung tích bể ở các điều kiện chuẩn

A.7.4.1  Độ không đảm bảo nguồn

A.7.4.1.1  Quy định chung

...

...

...

Các độ không đảm bảo đã được tính trước bao gồm:

- uR_i là độ không đảm bảo của bán kính trong; đã tính tại A.5.3;

- ut_m là độ không đảm bảo của độ dày kim loại thành bể; đã tính tại A.4.4.

Độ không đảm bảo mở rộng của khối lượng riêng của chất lỏng chứa trong bể tại thời điểm hiệu chuẩn ký hiệu là U_p (thường có giá trị là 5 kg/m^3). Độ không đảm bảo tiêu chuẩn, u_p tính bằng kilogam trên mét khối, tính theo Công thức (A18):

(A.18)

trong đó k là hệ số phủ (thông thường k = 2).

Sai số lớn nhất của Modun đàn hồi Young của vật liệu thành bể (theo nguyên lý của Young) ký hiệu là eE, (thường bằng 5 x 10^9N/m^2). Giả sử phân phối chữ nhật thì độ không đảm bảo tiêu chuẩn, uE tính theo N/m^2 có thể tính theo Công thức (A.19).

...

...

...

Sai số ước tính lớn nhất của nhiệt độ khi quấn ký hiệu là eT_tp (eT_tp là 5 °C đối với các vị trí điển hình). Giả sử phân phối chữ nhật thì độ không đảm bảo tiêu chuẩn, uT_tp có thể tính theo Công thức A.20:

Sai số ước tính lớn nhất của hệ số giãn nở tuyến tính ký hiệu là eα_tp và eα_tk (thông thường eα_tp = eα_tk = 2 x 10^-6 °C^-^1). Giả sử phân phối hình chữ nhật thì các độ không đảm bảo tiêu chuẩn, eα_tp và eα_tk tính bằng độ C, tính được theo Công thức (A.21) và (A.22):

(A.21)

(A.22)

Các độ không đảm bảo của các biến sau được coi là không đáng kể, có thể bỏ qua:

- uL, độ không đảm bảo mức chất lỏng trong bể tại thời điểm hiệu chuẩn (nếu có);

- ug, độ không đảm bảo của sự gia tăng cục bộ do trọng lực;

...

...

...

A.7.4.1.2  Hiệu chính sự biến dạng do áp suất thủy tĩnh tại các điều kiện chuẩn

Độ không đảm bảo này là tổng các độ không đảm bảo của các thông số dưới đây liên quan đến việc hiệu chính áp suất thủy tĩnh:

- bán kính trong;

- khối lượng riêng của chất lỏng tại thời điểm hiệu chuẩn;

- modun đàn hồi theo Young;

- độ dày của vật liệu thành bể.

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn giãn nở thể tích uV_h do áp lực thủy tĩnh được tính theo Công thức A.23

(A.23)

...

...

...

A.7.4.1.3  Hiệu chính về sự giãn nở nhiệt của bể và thước quấn tại các điều kiện chuẩn.

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn về hiệu chính bán kính trong đối với sự giãn nở khác nhau của thước quấn và thành bể, tính bằng mét, ký hiệu là uδR_it. bao gồm:

- Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của các hệ số giãn nở của thước quấn và bể;

- Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nhiệt độ khi quấn (giả sử là như nhau đối với thước và thành bể),

Có thể tính theo Công thức (A.24).

Thể tích bể, tính bằng mét khối, tại các điều kiện chuẩn được hiệu chính theo hệ số giãn nở nhiệt có thể tính theo Công thức (A.25)

V_tr = V x[α_tp x (T_tp - T_ref) + 2 x α_tk x (T_tp - T_ref)]

(A.25)

...

...

...

α_tp là hệ số giãn nở tuyến tính của thước quấn, tính bằng 1/°C;

α_tk là hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thành bể, tính bằng độ 1/°C;

T_ref là nhiệt độ chuẩn của bể và thước quấn, tính bằng độ C (độ không đảm bảo bằng zero);

T_tp là nhiệt độ tại thời điểm quấn (bằng nhau đối với thước quấn và bể), tính bằng độ C.

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn về hiệu chính đối với giãn nở nhiệt của thể tích ký hiệu là uV_t, tính bằng % thể tích, có thể tính theo Công thức (A.26)

(A.26)

A.7.4.1.4  Các độ không đảm bảo áp suất thủy tĩnh bổ sung

Các đại lượng dưới đây có ảnh hưởng đến các độ không đảm bảo áp suất thủy tĩnh bổ sung:

...

...

...

- độ không đảm bảo của mô hình hiệu chính áp suất thủy tĩnh.

CHÚ THÍCH: Độ không đảm bảo của đáy bể, uV_b, phụ thuộc vào các điều kiện như kích cỡ và tình trạng đáy bể. Thực tế cho thấy giá trị này khoảng 0,25/L, được tính bằng phần trăm thể tích, % V, trong đó L là độ cao của chất lỏng (nếu có) tính bằng mét đối với L ≥ 1. Nếu L < 1 thì uV_b bằng khoảng 0,25% thể tích đo được.

Không tính được độ không đảm bảo của mô hình hiệu chính áp suất thủy tĩnh, uV_cal, nhưng theo cách tính đã nêu trong TCVN 11156 -1 (ISO 7507-1), Phụ lục D, thì độ không đảm bảo bổ sung, tính bằng mét khối, có thể tính theo Công thức (A.27):

uV_Cal = 1,25 x 10^-4 x V

(A.27)

A.8  Bảng dung tích bể đang trong trạng thái sử dụng

A.8.1  Các phép tính toán

Các hiệu chính về kích thước của bảng-bể tại các điều kiện chuẩn được quy định như sau:

- biến dạng do áp suất thủy tĩnh từ khối lượng riêng chất lỏng hiệu chuẩn sang khối lượng riêng chất lỏng khi sử dụng;

...

...

...

Độ không đảm bảo mở rộng của các giá trị ghi trong bảng dung tích bể, UV (với hệ số phủ k = 2), bao gồm các độ không đảm bảo của hiệu chính biến dạng thể tích thô mở rộng do áp suất thủy tĩnh, giãn nở nhiệt và các độ không đảm bảo thủy tĩnh bổ sung được tính theo Công thức (A.28)

UV = 2 x [uV_r^2 + uV_h^2 + uV_cal^2 + (uV_t^2 x V^2) +uV_b^2]^1/2

(A.28)

CHÚ THÍCH: Do sự thay đổi của các giá trị uV_r, uV_t, uV_b nên UV cũng sẽ thay đổi theo thể tích của chất lỏng.

A.8.2  Độ không đảm bảo trong điều kiện sử dụng

A.8.2.1  Độ không đảm bảo nguồn

Các độ không đảm bảo dưới đây dùng để tính các độ không đảm bảo tại các điều kiện chuẩn (xem A.7.4)

- uR_i

bán kính trong;

...

...

...

modun đàn hồi theo Young của vật liệu thành bể;

- ut_m

độ dày lớp kim loại thành bể;

- uα_tk

hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thành bể;

- UL

mức chất lỏng trong bể (= 0);

- ug

gia tăng cục bộ do trọng lực (= 0);

...

...

...

khối lượng riêng chuẩn (= 0).

Các độ không đảm bảo nguồn dưới đây là khác nhau trong các điều kiện sử dụng:

- Sai số ước tính lớn nhất của nhiệt độ làm việc là eT_ts (bằng 5 °C tại các vị trí bình thường). Giả sử phân phối chữ nhật thì độ không đảm bảo uT_ts tính theo độ C, có thể tính theo Công thức (A.29).

(A.29)

- Độ không đảm bảo mở rộng của khối lượng riêng chất lỏng chứa trong bể dưới các điều kiện sử dụng, ký hiệu là Uρ_s, (thông (hường bằng 5 kg/m^3). Độ không đảm bảo tiêu chuẩn, uρ_s có thể tính theo Công thức (A.30):

(A.30)

trong đó k là hệ số phủ (thông thường k = 2)

...

...

...

Độ không đảm bảo này là tổng hợp các độ không đảm bảo dưới đây của các thông số liên quan đến việc hiệu chính thủy tĩnh:

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của thể tích giãn nở, uV_h do áp suất thủy tĩnh khi đang sử dụng, tính bằng mét khối, có thể tính theo Công thức (A.31)

(A.31)

A.8.2.3  Hiệu chính giãn nở nhiệt khi đang sử dụng

Việc hiệu chính một thể tích cụ thể giãn nở do nhiệt độ tại thời điểm sử dụng, tạo thành thể tích hiệu chính-nhiệt, V_ts, tính bằng m^3 có thể tính theo Công thức (A.32):

V_ts = V_hc x [α_tp x(T_tp - T_ref) + 2 x α_tk x (T_tk - T_ref)]

(A.32)

trong đó

...

...

...

α_tk là hệ số giãn nở tuyến tính của vật liệu thành bể tính bằng 1/°C;

α_tp là hệ số giãn nở của thước đo độ sâu, tính bằng 1/°C;

T_ref là nhiệt độ chuẩn của bể và thước quấn, tính bằng độ C (độ không đảm bảo = 0);

T_tk là nhiệt độ của bể (tại thời điểm sử dụng), tính bằng độ C;

T_tp là nhiệt độ của thước đo độ sâu (ở trạng thái sử dụng), tính bằng độ C.

Độ không đảm bảo của hiệu chính thể tích do giãn nở nhiệt, uV_ts, tính bằng % thể tích, có thể tính theo Công thức (A.33).

A.8.2.4  Mô hình hiệu chính áp suất thủy tĩnh

Việc tính toán hiệu chính biến dạng do áp suất thủy tĩnh ở chế độ sử dụng, dạng toán học sẽ tạo ra độ không đảm bảo bổ sung uV_Cal (xem 7.4.4).

...

...

...

A.8.2.5  Đo phần ngập

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của việc hiệu chuẩn đo phần ngập bao gồm:

- độ không đảm bảo tiêu chuẩn của phép đo khoảng cách giữa bề mặt chất lỏng và điểm thả thước;

- độ không đảm bảo tiêu chuẩn khi đọc thước đo phần ngập.

Sai số tối đa ước tính của phép đo khoảng cách giữa bề mặt chất lỏng và điểm thả thước ký hiệu là ed_m, tính bằng milimet, bằng khoảng ± (1,3 + 0,2 x L_tape), trong đó L_tape là chiều dài thước đo tính bằng mét.

Thiết bị thường dùng là thước đo độ sâu. Nếu dùng hệ thống đo dựa trên khoảng trống (không chứa chất lỏng) thì sai số tối đa ước tính, ed_m, tính bằng milimet, sẽ bằng khoảng [(3 + 0,4 x L) + δH].

Giả sử phân phối hình chữ nhật thì độ không đảm bảo tiêu chuẩn, ud_m, tính bằng mét, có thể tính theo Công thức (A.34).

(A.34)

...

...

...

(A.35)

Trong đó μ là tỷ số Poision của vật liệu thành bể (đối với thép μ ≈ 3,3).

Nếu rL_td là độ phân giải của thước đo độ sâu hoặc của hệ thống đo (thông thường rL_td ≈ 1 mm) thi độ không đảm bảo tiêu chuẩn tương ứng, uL_td có thể tính theo Công thức (A.36):

(A.36)

CHÚ THÍCH: Hệ số 1/12^1^/2 tương ứng phân phối chữ nhật

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn khi ngập ký hiệu là uD_dip có thể tính theo Công thức (A.37):

uD_dip = (ud_m^2 + ud_td^2 + δH^2)^1/2

...

...

...

A.8.3  Thể tích ở trạng thái sử dụng

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của dung tích đối với một mức chất lỏng, L, trong trạng thái sử dụng, ký hiệu là uV_ts, có thể tính theo Công thức (A.38):

(A.38)

trong đó

V_L là thể ttch cho trước trong bảng dung tích bể tại mức chất lỏng, L;

k là hệ số phủ (thông thường k = 2)

CHÚ THÍCH: Độ không đảm bảo tiêu chuẩn, uV_Cal, của mô hình toán học đối với hiệu chính biến dạng do áp suất thủy tĩnh trong trạng thái sử dụng có thể là dương hoặc âm.

...

...

...

[1] GUM:1995, Hướng dẫn biểu thị độ không đảm bảo, xuất bản lần 1, IPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Các yêu cầu về an toàn

...

...

...

6  Cách tiến hành

6.1  Nguyên tắc

6.2  Chuẩn bị bể

6.3  Chu vi chuẩn

6.4  Các số đọc độ lệch

6.5  Hiệu chuẩn đáy bể

6.6  Các phép đo và các số liệu khác

7  Dung sai cho phép

8  Quy trình tính toán bảng dung tích bể

...

...

...

8.2  Hiệu chính

8.3  Bảng dung tích bể

Phụ lục A (tham khảo) Độ không đảm bảo hiệu chuẩn bể

Thư mục tài liệu tham khảo