球形金屬罐容量檢定規程中附錄D全站儀內測法實際應用

裴志強 申家杰 尹相正

摘要：近年來隨著石化行業的高速發展，需要將液化天然氣及液化石油氣進行大規模的運輸和貯存，不僅球形金屬罐的數量迅速增加，而且球罐的大型化和高參數化已成為趨勢。因貯存條件的要求，球罐需要在罐體外側做保溫，而外側法已經不能滿足球罐容積計量檢測。全站儀內測法具有操作便捷、測量條件制約小等方面的優勢，主要解決具有外保溫球形罐外測法檢測困難、數據誤差大等問題。在數據準確性方面，從實際貯存應用考慮，本文對全站儀內側法與圍尺測量法測量數據進行了比對分析，證明了全站儀內側法在測量精度上具有很高的可靠性。

關鍵詞：球形金屬罐;全站儀內側法;容積

1? 前言

球罐構造一般是按照正球體形狀制造，因實際建成后各個方向上直徑有少許差別，通過測量球罐的赤道內徑和豎向直徑，進行計算得到其準確容積，為了保證球罐容積計量結果的科學準確，在球罐容積的檢測過程中，檢測裝置和檢測方法最為關鍵。

本文針對外保溫球形罐，研究了全站儀內側法，彌補了傳統計量方法的局限性，為球形罐的首次檢定和后續檢定提供了可靠的方法，提高了工作效率和計量結果的準確度。

2? 全站儀內側法裝置的組成

在全站儀內側法中，主要檢測設備選型儀器為全站伺服性全站儀，應具有弱反射信號顯示功能和雙軸自動補償功能。手持激光測距儀最大允許誤差小于±1.5mm，測量范圍不小于100m。配套設備主要為干濕溫度計，設備性能滿足現行規程即可。

3? 全站儀內側法檢測過程

3.1豎向內直徑測量

用手持激光測距儀或測深鋼卷尺在罐內上、下極板中心處直接測量豎向內直徑。若上、下極板中心處有障礙物無

法直接測量時，可偏移中心處移至不受影響的M點，在M點測出垂直高度 。在罐頂測量M點至上極板中心點的水平距離 ，則豎向內直徑 為：

式中： ——在M點測得的垂直高度;

—— 長度手持激光測距儀的修正值，mm;

——上級板中心點至M點的水平距離，mm。

3.2赤道內直徑測量

將全站儀安置在罐內下極板靠近球心點的投影位置，儀器整平后，啟動無棱鏡測量模式，精確測出儀器高H2和球的內總高H1，計算出儀器中心至目標點的高差h，通過公式 進行驗證，即可認定為該點在赤道附近，旋轉垂直微動螺旋使望遠鏡投射出的可見紅色激光點在赤道附近上下左右移動，同時進行距離測量，比較不同位置的平距值，最大平距值對應的紅色激光點所指的位置即為赤道，同時記錄改點所在位置的垂直角a，找出赤道位置后保持垂直角a不變，轉動照準部使激光點沿赤道水平圓周移動，赤道部位目標點的分布應是均勻分布的偶數點，相相鄰兩點弧長小于3m，任意兩點的水平角β= ， n為目標點數，最少測量目標點數不宜少于12個，記錄每一個測點的三維坐標，同時注意a角變化，利用測點坐標計算赤道的內半徑。計算結果進行溫度修正。

3.3罐內附件測量

罐內附件一般具有規則的幾何形狀，測量附件的幾何尺寸，即可求出其體積。同時還需測量各附件的起點和止點高度，可用全站儀測量各附件的最低點和最高點到液位計標尺零點所在平面的高度差。

3.4罐內壓力確定

檢定時罐內壓取零，使用工作壓力取球罐平均使用工作壓力，可采用罐內所裝液體的平均壓力。

4 數據對比

由于圍尺法在測量過程中人為及外界影響較小，所測得數據接近實際值，且此罐為新建球形金屬罐，腳架未拆除，因此我們把圍尺法測得的數據作為參考值，并計算出罐容。用全站儀內側法與其比進行比較分析（如表一）。

通過對罐容數據分析，數據偏差在合理預期范圍內，測量結果符合要求。

5 結論

使用光電內側距法受外界條件制約小，測量過程幾乎不會引入人為誤差。我們已經在使用中感受到操作的簡便性，測得的數據也通過實驗得到證明，從長遠看此方法將成為外保溫球形金屬罐的的主流方法。

參考文獻

[1]JJG642-2007球形金屬罐容量.

[2]王歡.全站儀在金屬罐容積測量中的應用? 2016全國容量計量學術交流文集.（2016）.

[3]球形金屬罐的計量特性與檢測方法? 上海計量測試（2015）.

作者簡介：裴志強（1976-），男，籍貫：山東日照，民族：漢族，職稱：工程師，學歷：大學本科，研究方向：計量測試技術