工務系統大型計量標準器集中現場檢定的可行性探討

劉偉棟 中國鐵路上海局集團有限公司科研所

在各工務段的計量實驗室內，支距尺檢定器、軌距尺檢定器等大型計量標準器的溯源問題上，一直存在著，因計量器具過于龐大，且準確度等級較高，在送上一級技術機構檢定時，無論采用何種運輸方式，均無法確保在運輸途中，計量器具的完整性及計量性能等不受影響，特別是經檢定合格后的大型計量標準器，在返回實驗室后，其準確度等級及其他計量性能均無法保證。本文通過分析，旨在討論是否可以借助上一級技術機構的檢定能力，依據相關規程及規范，前往各工務段的計量實驗室，對支距尺檢定器、軌距尺檢定器等大型計量標準器進行現場檢定的可能。

1 計量標準器準確度等級較高

支距尺、軌距尺等作為鐵路靜態幾何參數的測量儀器，其準確度與否直接關系到線路上列車的運行安全。支距尺檢定器、鐵路軌距尺檢定器是對支距尺、軌距尺進行計量檢定的關鍵計量標準器，其可靠性及準確性直接影響鐵路支距尺、軌距尺量值的準確可靠。

鐵路支距尺檢定器是根據檢定器的結構型式分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類。Ⅰ型鐵路支距尺檢定器結構示意圖見圖1，Ⅱ型鐵路支距尺檢定器結構示意圖見圖2。

兩類檢定器的不同點在于，Ⅰ型支距尺檢定器使用數顯儀表作為顯示裝置，不是實物量具，在出具檢定證書時，需給出Ⅰ型支距尺檢定器“示值誤差”；Ⅱ型支距尺檢定器因各測量塊位置固定不變，且每個測量塊均被賦予固定的示值，因此可作為實物量具使用。

圖1 Ⅰ型鐵路支距尺檢定器結構示意圖

圖2 Ⅱ型鐵路支距尺檢定器結構示意圖

鐵路軌距尺檢定器按復現超高原理分為正弦原理的檢定器（形式一檢定器）和正切原理的檢定器（形式二檢定器），示意圖見圖3和圖4。

目前，兩種形式的檢定器均有使用。形式一檢定器因其“開放”式的受力結構，使得超高測量尺長期磨損以及受軌距尺重力作用后，會出現超高測量機構可靠性能降低、超高復現值嚴重失準的情況，尤其是對于0級和1級軌距尺超高進行檢定時，準確度的下降表現得更為明顯。而形式二的檢定器是“封閉”式受力結構，且以使用“塊規”實際值方式取代傳統的標尺，避免了復雜的傳遞結構，使得超高復現機構長期磨損以及受軌距尺重力作用后，不會出現機構可靠性降低、超高復現值失準的現象，具有明顯的實物量具特征，其示值準確度和穩定性明顯優于形式二檢定器。

圖3 鐵路軌距尺檢定器結構示意圖（形式一）

圖4 鐵路軌距尺檢定器結構示意圖（形式二）

2 計量標準器體積大、質量重

支距尺檢定器、軌距尺檢定器一般裝在用木制或鋁制材料打造的大箱子內進行運輸，大箱子的外形尺寸一般在200 cm×30 cm×45 cm，重量達80 kg左右，需要至少2個成年人勉強才能抬得動。

3 計量標準器運輸難

各工務段的計量實驗室人員，對于大型計量標準器送上一級技術機構進行檢定，一般有3種運輸方式：一是站段內部通過相關申請手續，指派相應工程車、貨運卡車等進行運輸；二是站段指派2至3人通過相應的高鐵、動車及貨運出租等公共交通工具進行運輸；三是通過物流公司，委托第三方進行運輸。這三種運輸方式各有弊端，均無法確保計量標準器在運輸途中的計量性能沒有變化。第一種方式，首先就是對于能裝載大型計量器具的車輛有一定的要求，各工務段一般會選派工程車、貨運卡車等，車輛的穩定性較差，且在資源調配上存在一定難度，其次，各工務段至上一級技術機構的路程較遠，存在一定的交通安全隱患，再者，因路途遙遠，大型計量標準器具難免會遭受顛簸，而導致計量性能下降，而且此種運輸方式，需要消耗大量的人力及物力成本。第二種運輸方式，由于大型的計量標準器其外形尺寸過大，一般均無法放置于高鐵、動車的儲物區內，若放置車廂走廊也存在一定的安全隱患，影響旅客的正常行走，且由于其重量過重，由2至3人也很難長時間搬運，進出火車站也很難找到合適的車輛進行二次運輸，搬運過程中容易磕碰等因素導致計量標準器的計量性能下降。第三種方式，一般快遞公司對收件的物品尺寸不超過2.5 m×1.5 m×1.5 m，因此只能選擇物流公司來運輸大型的計量標準器具，由于是委托第三方進行運輸，這就導致了計量標準器在運輸途中，容易遭受撞擊等不確定因素導致破損，無法確保計量性能的穩定性。綜上所述，無論采用哪種運輸方式，均無法確保計量標準器在運輸途中其計量性能沒有發生改變。

4 檢定支距尺檢定器、軌距尺檢定器的環境條件要求

根據JJG 1109-2015《鐵路支距尺檢定器》檢定規程要求，對于檢定支距尺檢定器的環境條件：檢定環境溫度為（20±5）℃，檢定前，檢定器與必要的檢定器具的溫度平衡實際應不少于4 h。根據JJG 404-2015《鐵路軌距尺檢定器》檢定規程要求，對于檢定軌距尺檢定器的環境條件：檢定環境溫度為（20±4）℃，溫度變化應不大于1℃/h。檢定器工作量桿的測量環境溫度及其變化根據其長度實際值的測量不確定度要求確定。檢定前，檢定器與必要的檢定器具的溫度平衡時間應不少于4 h。以上所需的檢定環境條件，各工務段已經建立標準的實驗室基本均可滿足需求。

5 檢定支距尺檢定器、軌距尺檢定器的主要檢定器具

根據JJG 1109-2015《鐵路支距尺檢定器》檢定規程要求，對于檢定支距尺檢定器的主要檢定器具見表1。

表1 主要檢定器具一覽表（檢定支距尺檢定器）

根據JJG 404-2015《鐵路軌距尺檢定器》檢定規程要求，對于檢定軌距尺檢定器的主要檢定器具見表2。

表2 主要檢定器具一覽表（檢定軌距尺檢定器）

其中，在檢定支距尺檢定器時，需要用到的平板；在檢定軌距尺檢定器時，需要用到的測長機、平板、工字平尺（工字平尺根據檢定方法可不選用），其尺寸都較大，重量較重，無法搬運，而其他檢定器具均可由檢定員隨身攜帶，便于外出檢定。

6 目前存在的問題

（1）對于大型計量標準器的送檢，往往因為其準確度等級較高，體積及重量都較大，導致無法確保檢定完成后，其計量性能是否準確可靠。

（2）檢定大型計量標準器時，依據相應檢定規程要求，所用到的檢定器具中，有2種設備（測長機、平板）因為體積龐大，無法帶去現場進行檢定，從而影響上門檢定的可能性。

7 解決問題的措施

（1）在檢定軌距尺檢定器時，需要用到的測長機，主要是檢定工作量桿的實際尺寸，由于量桿的體積較小，重量較輕，可定制專用模具隨身攜帶，且基本不影響其計量性能，可建議提前將量桿送往上一級計量檢定機構，進行檢定。

（2）在檢定支距尺檢定器及軌距尺檢定器時，需要用到的平板，可建議各個工務段自行配備符合相應規程技術指標要求的平板，一來是方便現場檢定，二來是能夠提高各工務段的計量建標能力，為今后建立更多樣的計量標準提供了有利條件。

（3）在克服了以上檢定所用的大型計量標準器無法帶去現場檢定的困難后，其他檢定所需要的計量標準器均可由檢定人員隨身攜帶，依據各項目的檢定規程，在各工務段實驗室內已經具備相應的檢定環境條件下，前往現場對鐵路支距尺檢定器、軌距尺檢定器逐項進行檢定。

8 結束語

檢定各工務段的支距尺檢定器、軌距尺檢定器的上一級計量檢定機構，一般為各集團公司計量站，不論是各工務計量實驗室，亦或是集團公司計量站，均隸屬于集團公司科信部統籌管理。

所以在現場檢定時，有些大型的計量檢定器具無法帶往現場，例如平板，在上一級計量技術機構相對應的計量標準中，可將各工務段所配備的平板納入管理，對其溯源證書進行有效確認，而各工務段對其平板進行日常維護及保養工作，通過雙方的共同管理，確保其技術指標滿足規程要求。

當然，無論對鐵路支距尺檢定器、軌距尺檢定器，均需要按照相應的檢定規程，在檢定過程中嚴格執行規程規定，達到有效控制標準器計量性能的目的。