एक वायु अंशांकन रिकॉर्ड करता है कि अल्ट्रासोनिक गैस मीटर हवा में कैसे व्यवहार करता है। दो G4 मीटरों के एक अध्ययन ने उस आधार-रेखा की तुलना मिलान प्रवाह बिंदुओं पर चार गैस मिश्रणों में मापन से की। दो परिणाम अलग-अलग उद्देश्यों की पूर्ति करते हैं: संदर्भ के सापेक्ष संकेत त्रुटि और वायु आधार-रेखा से उस त्रुटि में परिवर्तन। अधिकतम प्रवाह पर एक नमूने के लिए, 23% हाइड्रोजन मिश्रण ने −1.05% की रिपोर्ट की गई संकेत त्रुटि उत्पन्न की, जबकि वायु से बिंदुवार परिवर्तन −1.59 प्रतिशत अंक था। यह लेख दोनों मात्राओं, उनके पीछे की अध्ययन स्थितियों और वह जानकारी समझाता है जिसकी एक खरीदार को यह आकलन करने के लिए आवश्यकता होती है कि कोई अंशांकन इच्छित गैस पर लागू होता है या नहीं।

एक उपयोगिता को अल्ट्रासोनिक गैस मीटर के जीवनकाल में विभिन्न संरचनाओं वाले स्रोतों से गैस प्राप्त हो सकती है। एक वायु-अंशांकन प्रमाणपत्र एक परीक्षण स्थिति के अंतर्गत मीटर के संदर्भ प्रदर्शन को रिकॉर्ड करने के लिए उपयोगी होता है। एक समीक्षक को यह भी जानना आवश्यक है कि गैस संरचना बदलने पर वही मीटर कैसे पढ़ता है। शी, झांग और सोंग ने एक वास्तविक-गैस संदर्भ प्रणाली और दो घरेलू G4 मीटरों के साथ इस प्रश्न का परीक्षण किया [1]। उनका परीक्षण समान प्रवाह पर दो तुलनाओं की अनुमति देता है। पहली तुलना एक मीटर रीडिंग की चयनित माध्यम में वास्तविक संदर्भ आयतन से तुलना करती है। दूसरी पूछती है कि उस माध्यम में परिणाम वायु में परिणाम से कितना बदला है।

यह अंतर तब महत्वपूर्ण होता है जब वायु आधार रेखा स्वयं शून्य से भिन्न हो। अनुप्रयोग गैस में एक छोटी पूर्ण त्रुटि वायु से एक बड़े बदलाव के साथ सह-अस्तित्व में हो सकती है। एक उपयोगी परीक्षण रिपोर्ट दोनों परिणामों को देखने और यह निर्धारित करने के लिए पर्याप्त जानकारी देती है कि मीडिया और परिचालन स्थितियाँ अनुप्रयोग के लिए प्रासंगिक हैं या नहीं।

स्रोत के सरलीकृत विवरण में, ट्रांसड्यूसर की एक जोड़ी धारा के अनुकूल और प्रतिकूल ध्वनिक पारगमन समय को मापती है। L ध्वनिक पथ की लंबाई है, cf गैस में ध्वनि की गति है, θ पथ और पाइप अक्ष के बीच का कोण है, और vm मापन रेखा के साथ औसत वेग है जैसा कि पेपर में परिभाषित किया गया है।

S अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल m² में है और vm m/s में है, इसलिए बताए गए संबंध के अंतर्गत q m³/h में है। जब दोनों दिशाओं में समान ध्वनि गति लागू होती है, तो व्युत्क्रम-समय का अंतर आदर्शीकृत समीकरणों में cf को रद्द कर देता है। परिणाम मापन सिद्धांत को स्पष्ट करता है। एक तैयार मीटर का मूल्यांकन करने में ट्रांसड्यूसर, सिग्नल टाइमिंग और मीटर की प्रवाह ज्यामिति भी शामिल होती है, इसलिए अकेला समीकरण किसी भिन्न गैस के साथ प्राप्त त्रुटि को स्थापित नहीं कर सकता।

चित्र 1. ट्रांज़िट-टाइम ज्यामिति, Shi, Zhang और Song [1], चित्र 1 (PDF पृ. 2, मुद्रित पृ. 255) से अंग्रेज़ी में पुनः बनाया गया। आरेख पैमाने के अनुसार नहीं है।

लेखकों ने दो निर्माताओं में से प्रत्येक से एक G4 मीटर का परीक्षण किया। संदर्भ प्रणाली में 120 L की घोषित मानक मात्रा थी। प्रणाली के लिए रिपोर्ट की गई विस्तारित अनिश्चितता k = 2 पर 0.25% थी। रिपोर्ट की गई परीक्षण स्थितियाँ 101 kPa और 20 °C थीं। परीक्षण विवरण के अंतर्गत प्रासंगिक स्थानों और माध्यम के बीच तापमान अंतर 1 °C के भीतर रखा गया था। प्रत्येक माध्यम का परीक्षण 0.1qmax, 0.2qmax, 0.4qmax, 0.7qmax और qmax पर किया गया था।

माध्यम वायु और चार गैस मिश्रण थे। अध्ययन ने 23% हाइड्रोजन और 77% मेथेन वाले मिश्रण को परीक्षित मीटरों की इच्छित सीमा से बाहर माना। वह मिश्रण एक अन्वेषणात्मक मामला है। इसके परीक्षण परिणाम रिपोर्ट की गई मात्राओं के बीच अंतर को समझाने में सहायता करते हैं, जबकि वाणिज्यिक अनुप्रयोग के लिए अनुमोदन हेतु उस विन्यास और गैस के लिए प्रमाण आवश्यक है।

प्रत्येक मामले के लिए, लेखकों ने संकेतित मात्रा Vi और वास्तविक संदर्भ मात्रा Vref का उपयोग करके प्रतिशत संकेत त्रुटि की रिपोर्ट की।

E = [(Vi − Vref) / Vref] × 100% (3-1)

तालिका रिपोर्ट किए गए संकेत त्रुटियों को बनाए रखती है। प्रत्येक रीडिंग पहले से ही उस परीक्षण स्थिति में संदर्भ के विरुद्ध संकेतित आयतन की तुलना करती है।

मीटर 1 के लिए 0.2qmax पर, हवा ने −0.01% की त्रुटि उत्पन्न की और 23% हाइड्रोजन मिश्रण ने +1.71% उत्पन्न किया। अंतर +1.72 प्रतिशत अंक है। qmax पर मीटर 2 एक अलग पैटर्न दिखाता है। इसकी हाइड्रोजन-मिश्रण त्रुटि −1.05% थी, जबकि हवा का मान +0.54% था। हवा के परिणाम को घटाने पर −1.59 प्रतिशत अंक प्राप्त होते हैं। यह गणना दर्शाती है कि कैसे शून्य के विपरीत दिशाओं में परिणाम अनुप्रयोग गैस में पूर्ण त्रुटि से बड़ा बदलाव कर सकते हैं। 0.7qmax पर मीटर 2 एक और उदाहरण देता है, मिश्रण में −0.97% और हवा में +0.71%, जो −1.68 प्रतिशत अंक का बदलाव है।

मीथेन-समृद्ध मिश्रणों को भी तालिका में बनाए रखना उचित है। 0.4qmax पर, मीटर 1 99.9% मीथेन मामले में +0.80% रिपोर्ट करता है जबकि मीटर 2 +0.16% रिपोर्ट करता है। संबंधित वायु मान +0.05% और +0.73% हैं। परिणामी परिवर्तन विपरीत दिशाओं में चलते हैं। परिणाम को दोनों नमूनों के लिए सामान्य एकल संरचना-निर्भर सुधार के रूप में मानना इस अंतर को अस्पष्ट कर देगा।

स्रोत चित्र 3 को “अधिकतम माध्य त्रुटि ऑफ़सेट” कहता है। वक्र, प्रकाशित आलेखों के रिज़ॉल्यूशन तक, तालिकाओं 2 और 3 में समान मीटर और प्रवाह बिंदु के लिए हस्ताक्षरित गैस त्रुटि घटा वायु त्रुटि के अनुरूप हैं। लेख यह नहीं बताता कि माध्य या अधिकतम कैसे प्राप्त किया गया, इसके लिए कोई अलग समीकरण या प्रतिकृति डेटा नहीं दिया गया है। इसलिए पुनर्निर्माण में गणना को बिंदुवार अंतर के रूप में लेबल किया गया है। एक स्वीकृति रिपोर्ट में इसकी औसत निकालने की प्रक्रिया और लागू प्रवाह बैंड बताए जाने चाहिए।

चित्र 2. G4 मीटर 1 और 2 के लिए संकेत त्रुटियाँ। स्रोत चित्र 2(a–b) का अंग्रेज़ी डेटा पुनर्निर्माण, Shi, Zhang और Song [1], तालिकाएँ 2–3 (PDF पृ. 3, मुद्रित पृ. 256) में दी गई प्रविष्टियों का उपयोग करते हुए।

चित्र 3. G4 मीटर 1 और 2 के लिए वायु-से-गैस अंतर। स्रोत चित्र 3(a–b) का अंग्रेज़ी समकक्ष (PDF पृ. 4, मुद्रित पृ. 257)। वक्र तालिका 2–3 से पुनर्गणित बिंदुवार अंतर हैं, प्रतिशत अंकों में। आलेखित मान चार्ट-पठन परिशुद्धता पर इस गणना से मेल खाते हैं। लेखक आलेख को “अधिकतम माध्य त्रुटि ऑफ़सेट” कहते हैं और अलग औसतन या अधिकतमीकरण प्रक्रिया का दस्तावेज़ीकरण नहीं करते।

तुलना से पता चलता है कि एक योग्यता रिपोर्ट में पूर्ण संकेत त्रुटियों और वायु आधार रेखा से परिवर्तनों दोनों को क्यों संरक्षित रखना चाहिए। विकल्पों की तुलना करने वाला खरीदार गैस संरचनाओं, मीटर प्रकारों, प्रवाह बिंदुओं, दबाव और तापमान की स्थितियों और मापों से जुड़ी अनिश्चितता के बारे में पूछ सकता है। अध्ययन में दो नमूने और एक निर्दिष्ट दबाव और तापमान व्यवस्था शामिल थी। आगे का कार्य प्रत्येक डिज़ाइन की कई इकाइयों और सेवा में वास्तविक संरचना और तापमान लिफाफे में तुलना को दोहरा सकता है। कच्ची दोहराई गई रीडिंग से व्यवस्थित बदलावों को बिखराव से अलग करने में मदद मिलेगी।

qmax का अर्थ अधिकतम प्रवाह है। बिंदुवार विस्थापन प्रतिशत अंकों में व्यक्त किया जाता है और यहाँ उसी मीटर और प्रवाह बिंदु के लिए गैस-माध्यम संकेत त्रुटि में से वायु संकेत त्रुटि घटाकर परिकलित किया गया है। स्रोत प्रयोग और परिणाम रिपोर्ट किए गए परीक्षण नमूनों पर लागू होते हैं। पेपर में संदर्भित मानक मूल प्रक्रिया का दस्तावेज़ीकरण करता है।

[1] शी, ए., झांग, जे., और सोंग, एस. (2021)। “गैस संरचना परिवर्तनों का अल्ट्रासोनिक गैस मीटर मापन विशेषताओं पर प्रभाव का प्रयोगात्मक विश्लेषण” [Experimental analysis of gas-composition effects on ultrasonic gas meter measurement]। 城市燃气, 2021 अनुपूरक, पृ. 254–257। समीकरण (2-1)–(2-4) और (3-1), तालिकाएँ 2–3 और चित्र 1–3। चित्र 1 एक अंग्रेज़ी योजनाबद्ध पुनर्चित्रण है। चित्र 2–3 तालिकाओं 2–3 में दिए गए मानों का उपयोग करते हैं, जिसमें चित्र 3 में पहचाना गया बिंदुवार रूपांतरण शामिल है।

कवर फ़ोटो: National Institute of Standards and Technology Digital Collections, Gaithersburg, MD 20899। NIST इंजीनियर Robert Palla एक परीक्षण ड्रायर की जाँच करते हुए। यू.एस. सरकार का कार्य, स्रोत रिकॉर्ड के अनुसार Public Domain Mark 1.0। संपादकीय फ़ोटो क्रॉप और शीर्षक लेआउट। https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Engineer_Robert_Palla_of_the_Advanced_Measurement_Technology_Section_checking_one_of_the_test_dryers.jpg