我公司在汽車衡靜態(tài)計量的基礎上應用了流量計計量定量裝車系統(tǒng),作為輔助計量驗證手段取得了較好效果。但也遇到一些兩種計量方式計量差異較大的新問題，對這一過程進行詳細研究為計量過程管控提供有力支持是一項現(xiàn)實課題。

一、汽車裝車過程計量分析

1.裝車工藝流程簡述

原有裝車工藝與現(xiàn)有系統(tǒng)區(qū)別在于無過程控制定量裝車系統(tǒng)，裝車時根據需要將不同牌號的油品從不同的儲罐，通過不同的工藝管線、機泵輸送到各裝車鶴位，實現(xiàn)裝車過程。每臺泵可以對不同的儲罐，也可以同時對不同鶴位裝車。 在沒有定量裝車系統(tǒng)情況下，裝車過程中需要操作人員站在裝車口，觀察液位變化，及時關閉入口閥，實現(xiàn)過程控制，稍有不慎，即會出現(xiàn)冒罐風險，且裝車量難以控制，同時高空操作。也對操作人員構成潛在人身傷害。應用定量裝車系統(tǒng)后，裝車量改為自動控制，且增加了防溢油措施，操作人員不用在罐頂觀察液位，大大增強了可靠性降低了安全風險。

2.裝車計量過程分析

裝車前待裝車輛需先在汽車衡進行空皮計量再到裝車鶴位進行裝車，裝車完畢，再次經汽車衡進行毛重計量，間接獲取裝車產品質量，兩次不可避免計量誤差累積，導致誤差增加。同時，兩次計量期間車輛處于非嚴格管控狀態(tài)，給不法人員造成可乘之機。增加了計量損失潛在風險。由于中間裝車量難以控制，個別客戶利用少開票多裝車的手段，制造欠賬造成經營管理的被動。

利用定量裝車系統(tǒng)，則在以上計量過程的基礎上增加了一道控制措施實現(xiàn)了裝車過程裝車量的定量控制，在裝車過程中監(jiān)控裝車量，到設定量自動停止，裝車完畢，與汽車衡計量數(shù)據進行比對實現(xiàn)計量數(shù)據的確認，對不法人員造成一定震懾。

3.裝車量確認

（1）汽車衡計量不確定度分析

目前，用于貿易結算的汽車衡以靜態(tài)電子衡器為主，安裝較為靈活，常用規(guī)格有10t、20t、30t、40t、50t、60t、80t、100t、120t、150t、200t不等，相應的承載器（秤體）尺寸也各不相同，按準確度等級劃分則有Ⅲ級（中準確度等級）和Ⅳ級（普通準確度等級）。 常用汽車衡準確度等級為Ⅲ級，汽車衡計量為靜態(tài)計量，可靠性相對較高。 為便于說明，本文以實際應用的100tⅢ級衡器進行分析。理論上，加載到衡器上的重量與轉化電信號之間符合線性關系，儀表檢測到電信號變化通過相應的線路轉化為相應的計量數(shù)據，誤差應該在個分度值之內。但實際應用中情況卻千差萬別。傳感器材料的均勻性、加工質量承載器的剛度、基礎的穩(wěn)定性、環(huán)境變化都是影響因素。實際達到的水平與理論值可能存在差異。按照JJG539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》，對于Ⅲ級衡器，e=d，且對于不同測量段，允許誤差如表1所示。一臺100噸地磅，實際應用中檢定分度值e和實際分度值d有20kg、50kg兩種，對于e=20kg檢定合格的汽車衡其允差如表2所示。事實上，對于一個測量過程，用同一臺衡器進行多次測量數(shù)據也不完全一致。

實際上，對于汽車裝車過程，需經過兩次測量，才能完成一次裝車計量。 兩次測量過程，存在兩次測量不確定度，兩次測量不確定度經過疊加，體現(xiàn)在計量結果中，如果兩次計量偏差同方向，物料計量偏差為計量偏差值之差，相對差異較小。 如若兩次計量偏差方向相反， 則綜合偏差為兩次偏差值之和，相對差異較大，實際應用中，以幾何疊加原則進行。 應用中罐車皮重一般在10t~20t之間，毛重在40t以上，按照表2，皮重不確定度為40kg，毛重不確定度為60kg，按照幾何累加規(guī)則，合成不確定度為72kg。

（2）質量流量計計量分析按照配備原則，用于計量交接的質量流量計不確定度一般都在2‰以內， 世界廠家的高精度產品可以達到0.5‰。

對于一臺質量流量計， 在工作狀態(tài)穩(wěn)定的情況下，其不確定度如圖1所示，較好地處于喇叭形曲線之內。 但在實際應用中，由于受工作條件限制，其測量狀態(tài)不可避免受到各種影響。如安裝應力引起零點漂移引起的誤差，現(xiàn)場的劇烈震動或電磁干擾引起的誤差，介質夾雜氣泡氣液兩相引起的誤差，間歇運轉導致流速劇烈變化從而偏離有效計量段引起的誤差，介質與環(huán)境溫度的較大幅度變化引起的誤差，介質壓力變化引起的誤差等，都可能導致不確定度增加。通過采取相應的措施如采用管線與流量計柔性連接，合理設置固定基礎遠離電磁干擾等，可以大大降低由此造成的影響。但不能全部消除。對于一次測量過程，其流速變化趨勢如圖2所示。合成不確定度可用式（1）表達。

（3）汽車衡-質量流量計計量一致性分析

按照（1）對常用罐車汽車衡計量綜合不確定度的計算和（2）對定量裝車系統(tǒng)流量計計量不確定度的計算，不確定度分別為72kg、80kg和40kg,按照幾何疊加則綜合不確定度為108kg和80kg.

收集2014年3月至2015年4月期間3220組數(shù)據進行分析，總體差異在-0.06%處于較好水平，但個別個體差異量較大，***大正差3.79t差率10.03%，***大負差4.06t差率15.65%。圖3為汽車衡與定量裝車系統(tǒng)差異量分布情況。圖3中左側為柱形分布圖，橫坐標為汽車衡計量數(shù)據與定量裝車系統(tǒng)計量數(shù)據之差，單位為噸，縱坐標為數(shù)據項數(shù)右側為百分比餅圖，可以看出樣本基本服從正態(tài)分布（超過綜合不確定度樣本合并統(tǒng)計），兩側?-0.1t和＞0.1t異 常 數(shù) 據 分 別 為 占 總 樣 本15.4%和8.29%。在±0.1t（100kg）范圍內，差異量符合正態(tài)分布規(guī)律，也就是說，大部分數(shù)據在理論分析結果之內， 個別異常數(shù)據則由各種異常引起。

從各鶴位差異量來看，分布規(guī)律較為一致，均較好服從正態(tài)分布規(guī)律，平均差異率也較為接近。

從介質黏度對計量差異的影響看，通過截取一定區(qū)間數(shù)據樣本，為便于觀察，樣本量不能太大，對差異量值按介質黏度從低到高排序，隨著黏度增加，差異量差異率均呈明顯上升趨勢。較齊全。從裝車量對計量差異的影響看，通過截取一定區(qū)間數(shù)據樣本，對差異量和差異率值按介質黏度從低到高排序，隨著裝車量增加，差異量無特別明顯變化，差異率下降則較為明顯。

進一步對記錄的異常情況進行分析，發(fā)現(xiàn)異常原因主要有首車油溫低、間停，換罐，管線空抽罐底等，其中首車占異常總數(shù)77.8%，其他異常情況22.2%，，異常情況引起的差異量如圖4所示。可以看出，異常情況引起的負差遠遠多于正向差異，結合實際分析原因如下：

 （1）首車主要是管線存油流動性差，油溫低導致流動性差流速低間停也使低流速段延長，以上均導致裝車過程較長時間處于低速狀態(tài)，可靠計量段縮短，也就是說，流量計工作在非可靠計量段時間增加不確定度增加，對于正向差異，關注度不足，除首車記錄較齊全外，其余沒有記錄，而負差關注度較高，記錄較齊全。

（2）同樣是首車，不同介質流動性不同對計量結果的影響也各不相同，流動性好的介質可能對計量結果無明顯不良影響。

（3）實際應用中，可能一臺泵同時供多個鶴位同時裝車，各鶴位流速裝車量也不一致，有時可能流速過低，引起計量誤差。

（4）換罐管線空、抽罐底更多引起的是氣液兩相引起不規(guī)則啟振，造成虛假計量，差異基本為負向差異且差異較大。

（5）不同車輛長度不同，軸距不同，在承載面著力點位置不同，計量結果也不完全相同。

（6）從收集的3220組樣本看小于-0.1噸異常數(shù)據樣本496組,而異常過程數(shù)據中小于－0.1t,異常數(shù)據樣本僅316組，仍然有180組較大數(shù)據差異樣本沒有記錄原因，其中可能為過程監(jiān)控中未找到原因，或者過程監(jiān)控人員疏忽未查找記錄原因。

二、應用中的其他問題

由于工藝上機泵與裝車位之間不是一一對應，裝車過程中根據工藝需要調整，自動控制較為復雜，裝車與變頻調整停泵沒有建立聯(lián)鎖，采用人工控制，自動控制閥為控制成本采用兩段控制閥，致使到量關閥瞬間產生沖擊較為突出，通過摸索提前量提前停泵可以改善這一問題，但對操作人員的要求較高，需結合使用經驗根據介質狀態(tài)進行不同優(yōu)化。

三、結束語

1.汽車衡計量為靜態(tài)計量，受過程影響小在目前條件下優(yōu)于定量裝車系統(tǒng)計量，以定量裝車系統(tǒng)數(shù)據進行比對，控制允差量，超出正常合理偏差范圍及時分析原因并采取必要措施，方法可行有效。通過應用定量裝車系統(tǒng)，整體計量損失得到有效控制，計量控制方面取得了較好效果。

2.加強裝車過程管控 ，從以下方面改進操作 ，可改善定量裝車系統(tǒng)計量可靠性：

3.應用中要堅持摸索裝車量與停泵時間的匹配通過變頻調節(jié)改變不同裝車時段流速，不同鶴位同一品種批次裝車過程的部分重疊銜接，以減少過程沖擊，提高設備設施可靠性。

4.計量儀表的可靠性是加強計量控制的關鍵，在條件允許時優(yōu)先選用高精度的計量儀表功能強大的柔性控制閥或多段控制閥，實現(xiàn)柔性關閥，有利于提高計量可靠性。

5.計量儀表及器具要定期檢定、維護，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，在條件允許時要配備必要的校驗標準器具和實時監(jiān)控措施。