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氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)計量(liang)比對(dui)異常(chang)值判(pan)别
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随(sui)着天(tian)然氣(qi)計量(liang)技術(shu)的發(fa)展和(he)對天(tian)然氣(qi)貿易(yi)交接(jie)計量(liang)要求(qiu)的提(ti)高,流(liu)量計(ji)的正(zheng)确計(ji)量顯(xian)得至(zhi)關重(zhong)要。在(zai)此背(bei)景下(xia),某省(sheng)組織(zhi)開展(zhan)了全(quan)省氣(qi)體渦(wo)輪流(liu)量計(ji)
計量(liang)比對(dui)工作(zuo),以确(que)保全(quan)省量(liang)值統(tong)一、正(zheng)确、可(ke)靠,促(cu)進計(ji)量技(ji)術機(ji)構能(neng)力提(ti)升。
比(bi)對選(xuan)用了(le)一台(tai)DN150mm氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計作(zuo)爲傳(chuan)遞标(biao)準,流(liu)量範(fan)圍爲(wei)(80~1600)m³/h,精度(du)等級(ji)爲1.0級(ji)。其中(zhong)0.4qmax=640m³/h、.0.7qmax=1120m³/h爲比(bi)對流(liu)量點(dian),每點(dian)檢測(ce)6次,測(ce)得其(qi)儀表(biao)系數(shu)K,取6次(ci)平均(jun)值作(zuo)爲比(bi)對值(zhi)。
本次(ci)比對(dui),各參(can)比實(shi)驗室(shi)完成(cheng)率爲(wei)100%,比對(dui)完成(cheng)後,主(zhu)導實(shi)驗室(shi)對各(ge)參比(bi)實驗(yan)室的(de)數據(ju)進行(hang)了彙(hui)總統(tong)計,各(ge)實驗(yan)室測(ce)量結(jie)果如(ru)圖1所(suo)示。由(you)圖1可(ke)以看(kan)出,實(shi)驗室(shi)3的測(ce)量結(jie)果随(sui)着流(liu)量增(zeng)大而(er)增大(da),與其(qi)他參(can)比實(shi)驗室(shi)的測(ce)量結(jie)果産(chan)生了(le)較大(da)偏移(yi),需進(jin)行異(yi)常值(zhi)判别(bie)。
一、異(yi)常值(zhi)判别(bie)常用(yong)的統(tong)計方(fang)法
判(pan)别測(ce)量結(jie)果異(yi)常值(zhi)常用(yong)的統(tong)計方(fang)法有(you)拉依(yi)達.準(zhun)則(3σ準(zhun)則)、格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則、狄(di)克遜(xun)準則(ze)等。-般(ban)來說(shuo),在重(zhong)複觀(guan)測次(ci)數n>50的(de)前提(ti)下,可(ke)以考(kao)慮使(shi)用3σ準(zhun)則,但(dan)在GB/T4883-2008《數(shu)據的(de)統計(ji)處理(li)和解(jie)釋正(zheng)态樣(yang)本離(li)群值(zhi)的判(pan)斷和(he)處理(li)》中已(yi)不采(cai)用此(ci)方法(fa);在3<n<50的(de)情況(kuang)下,格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則效(xiao)果較(jiao)好,适(shi)用于(yu)單個(ge)異常(chang)值;有(you)多于(yu)一個(ge)異常(chang)值時(shi),選用(yong)狄克(ke)遜準(zhun)則較(jiao)好。
二(er)、氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計計(ji)量比(bi)對數(shu)據中(zhong)異常(chang)值判(pan)别
在(zai)此次(ci)氣體(ti)渦輪(lun)流量(liang)計計(ji)量比(bi)對工(gong)作過(guo)程中(zhong),異常(chang)值需(xu)要慎(shen)重處(chu)理。爲(wei)避免(mian)異常(chang)值的(de)遺漏(lou)和測(ce)量真(zhen)值的(de)誤判(pan),可以(yi)綜合(he)運用(yong)多種(zhong)判定(ding)方法(fa)處理(li)異常(chang)值。考(kao)慮比(bi)對工(gong)作的(de)重要(yao)性,此(ci)次異(yi)常值(zhi)判别(bie)選用(yong)格拉(la)布斯(si)準則(ze)和狄(di)克遜(xun)準則(ze)同時(shi)進行(hang),選.用(yong)格拉(la)布斯(si)準則(ze)判别(bie)異常(chang)值,并(bing)用狄(di)克遜(xun)準則(ze)判别(bie)以作(zuo)驗證(zheng)。
1.格拉(la)布斯(si)準則(ze)
設在(zai)一組(zu)重複(fu)觀測(ce)值xi中(zhong),其殘(can)差vi的(de)絕對(dui)值lvil最(zui)大者(zhe)爲可(ke)疑值(zhi)xd,在給(gei)定的(de)包含(han)概率(lü)爲p=0.95或(huo)p=0.99,也就(jiu)是顯(xian)著性(xing)水平(ping)爲α=1-p=0.01或(huo)0.05時,如(ru)果滿(man)足式(shi)(1),可以(yi)判定(ding)xa爲異(yi)常值(zhi)。
式中(zhong):G(α,n)一與(yu)顯著(zhe)性水(shui)平α和(he)重複(fu)觀測(ce)次數(shu)n有關(guan)的格(ge)拉布(bu)斯臨(lin)界值(zhi),查格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則臨(lin)界值(zhi)G(α,n)表可(ke)得;s一(yi)測量(liang)結果(guo)的實(shi)驗标(biao)準偏(pian)差。
本(ben)次計(ji)算中(zhong),測量(liang)結果(guo)平均(jun)值`x和(he)實驗(yan)标準(zhun)偏差(cha)s以算(suan)術平(ping)均值(zhi)計算(suan),步驟(zhou)如下(xia):
(1)0.4qmx流量(liang)點
計(ji)算過(guo)程如(ru)表1所(suo)示。參(can)比實(shi)驗室(shi)`x值的(de)算術(shu)平均(jun)值爲(wei)x=5261.28。
實驗(yan)标準(zhun)偏差(cha)爲
計(ji)算各(ge)個測(ce)量結(jie)果的(de)殘差(cha)xj-`x,其中(zhong)絕對(dui)值最(zui)大的(de)殘差(cha)爲32.28,相(xiang)應的(de)測量(liang)結果(guo)可疑(yi)值爲(wei)x3=5293.6。按置(zhi)信水(shui)平P=95%=0.95,即(ji)α=1-0.95=0.05,n=13,查格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則的(de)臨界(jie)值表(biao)得到(dao)G(0.05,13)=2.331,則
可(ke)以判(pan)定實(shi)驗室(shi)3在0.4qmax.流(liu)量點(dian)的測(ce)量結(jie)果不(bu)屬于(yu)異常(chang)值,不(bu)需要(yao)剔除(chu)。
(2)0.7qms流量(liang)點.
計(ji)算過(guo)程如(ru)表2所(suo)示。參(can)比實(shi)驗室(shi)K值的(de)算術(shu)平均(jun)值爲(wei)`x=5266.87。
實驗(yan)标準(zhun)偏差(cha)爲
計(ji)算各(ge)個測(ce)量結(jie)果的(de)殘差(cha),其中(zhong)絕對(dui)值最(zui)大的(de)殘差(cha)爲48.24,相(xiang)應的(de)測量(liang)結果(guo)可疑(yi)值爲(wei)X3=5315.11。按置(zhi)信水(shui)平P=95%=0.95,即(ji)α=1-0.95=0.05,n=13,查格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則的(de)臨界(jie)值表(biao)得到(dao)
可以(yi)判定(ding)實驗(yan)室3在(zai)0.7qmax流量(liang)點的(de)測量(liang)結果(guo)屬于(yu)異常(chang)值,需(xu)要剔(ti)除。剔(ti)除後(hou),12組數(shu)據重(zhong)複上(shang)述過(guo)程,計(ji)算結(jie)果如(ru)表3所(suo)示,置(zhi)信水(shui)平P=95%,即(ji)α=1-0.95=0.05,n=12,查格(ge)拉布(bu)斯準(zhun)則的(de)臨界(jie)值表(biao)得到(dao)G(0.05,12)=2.285,可以(yi)判斷(duan)無異(yi)常值(zhi)。
2.狄克(ke)遜準(zhun)則驗(yan)證
設(she),所得(de)的重(zhong)複觀(guan)測值(zhi)按由(you)小到(dao)大的(de)順序(xu)排列(lie)爲X1,X2.....,xn。按(an)以下(xia)4種情(qing)況計(ji)算統(tong)計量(liang)γij,或γij'
(1)在(zai)n=3~7的情(qing)況下(xia):
(2)在n=8~10的(de)情況(kuang)下:
判(pan)斷異(yi)常值(zhi)的狄(di)克遜(xun)準則(ze)爲
若(ruo)γij>γij',ry>D(α,),則xn爲(wei)異常(chang)值。
若(ruo)γij>γij',ry>D(α,),則x1爲(wei)異常(chang)值。
式(shi)中:D(α,n)一(yi)狄克(ke)遜臨(lin)界值(zhi),查狄(di)克遜(xun)檢驗(yan)的臨(lin)界值(zhi)D(α,n)表可(ke)得。
本(ben)次計(ji)算的(de)具體(ti)步驟(zhou)如下(xia):
測量(liang)次數(shu)n=13,将各(ge)實驗(yan)室測(ce)量結(jie)果按(an)從小(xiao)到大(da)的順(shun)序排(pai)列爲(wei)x1,x2,....X13。按置(zhi)信水(shui)平P=95%,即(ji)α=1-0.95=0.05,n=13,查狄(di)克遜(xun)準則(ze)的臨(lin)界值(zhi)表得(de)到G(0.05,13)=0.557。
在(zai)n=11~13的情(qing)況下(xia):
若γ21>γ21',γ21>D(α,n),則(ze)xn爲異(yi)常值(zhi)。
若γ21>γ21',γ21>D(α,n),則(ze)x1爲異(yi)常值(zhi)。
否則(ze)沒有(you)異常(chang)值。
(1)0.4qmax流(liu)量點(dian)
0.4qmax.流量(liang)點的(de)測量(liang)結果(guo)如表(biao)4所示(shi)。
由于(yu)是屬(shu)于n=11~13的(de)情況(kuang),所以(yi)統計(ji)量計(ji)算如(ru)下
γ21>γ21',則(ze)
γ21=0.3655<D(0.0513)=0.557
可以(yi)判定(ding)實驗(yan)室3在(zai)0.4qmax流量(liang)點的(de)測量(liang)結果(guo)X13=5293.56不屬(shu)于異(yi)常值(zhi),不需(xu)要剔(ti)除。
(2)0.7qmax流(liu)量點(dian)
0.7qmax流量(liang)點的(de)測量(liang)結果(guo)如表(biao)5所示(shi)
由于(yu)是屬(shu)于n=11~13的(de)情況(kuang),所以(yi)統計(ji)量計(ji)算如(ru)下
γ2>γ21',則(ze)
γ21=0.5549<D(0.05,13)=0.557
可以(yi)判定(ding)實驗(yan)室3在(zai)0.7.流量(liang)點的(de)測量(liang)結果(guo)X13=5315.11不屬(shu)于異(yi)常值(zhi),不需(xu)要剔(ti)除。
三(san)、異常(chang)值判(pan)别結(jie)果分(fen)析
綜(zong)上,考(kao)慮比(bi)對工(gong)作的(de)嚴謹(jin)性,在(zai)此次(ci)異常(chang)值判(pan)别時(shi),選用(yong)格拉(la)布斯(si)準則(ze)和狄(di)克遜(xun)準則(ze)綜合(he)進行(hang)。通過(guo)異常(chang)值判(pan)别結(jie)果分(fen)析可(ke)知:在(zai)0.4qmax流量(liang)點,實(shi)驗室(shi)3的測(ce)量結(jie)果經(jing)過兩(liang)種判(pan)别準(zhun)則判(pan)斷均(jun)不屬(shu)于異(yi)常值(zhi),可正(zheng)常參(can)與計(ji)算;在(zai)0.7max.流量(liang)點,實(shi)驗室(shi)3的測(ce)量結(jie)果用(yong)格拉(la)布斯(si)準則(ze)判别(bie)屬于(yu)異常(chang)值,用(yong)狄克(ke)遜準(zhun)則判(pan)别不(bu)屬于(yu)異常(chang)值,兩(liang)種判(pan)别方(fang)法結(jie)論出(chu)現矛(mao)盾。比(bi)對工(gong)作對(dui)統計(ji)數值(zhi)要求(qiu)較高(gao),出現(xian)既可(ke)能是(shi)異常(chang)值又(you)可能(neng)不是(shi)異常(chang)值的(de)情況(kuang)時,考(kao)慮将(jiang)此次(ci)測量(liang)結果(guo)作爲(wei)異常(chang)值考(kao)慮。最(zui)終将(jiang)0.7qmax流量(liang)點實(shi)驗室(shi)3的測(ce)量結(jie)果作(zuo)爲異(yi)常值(zhi),予以(yi)剔除(chu)。
四、結(jie)束語(yu).
對于(yu)異常(chang)值判(pan)别方(fang)法的(de)選擇(ze),很多(duo)學者(zhe)做了(le)大量(liang)研究(jiu),但大(da)多集(ji)中在(zai)研究(jiu)如何(he)利用(yong)工具(ju)輔助(zhu)快速(su)正确(que)地識(shi)别異(yi)常值(zhi),以節(jie)省時(shi)間提(ti)高工(gong)作效(xiao)率。目(mu)前對(dui)于判(pan)别方(fang)法的(de)選擇(ze)還沒(mei)有定(ding)論,達(da)成比(bi)較-.緻(zhi)的意(yi)見是(shi)在涉(she)及數(shu)據要(yao)求較(jiao)高的(de)場合(he),可以(yi)綜合(he)運用(yong)多種(zhong)判别(bie)方法(fa)進行(hang)異常(chang)值判(pan)别。在(zai)實際(ji)工作(zuo)中,計(ji)量檢(jian)定人(ren)員除(chu)了提(ti)升工(gong)作技(ji)能,盡(jin)量避(bi)免人(ren)爲因(yin)素摻(chan)人異(yi)常值(zhi)以外(wai),更要(yao)熟悉(xi)并掌(zhang)握多(duo)種異(yi)常值(zhi)判别(bie)方法(fa),以保(bao)證日(ri)常檢(jian)定工(gong)作中(zhong)數據(ju)的有(you)效性(xing).和科(ke)學性(xing)。
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