裴志強(qiáng) 申家杰 尹相正

摘要：近年來隨著石化行業(yè)的高速發(fā)展，需要將液化天然氣及液化石油氣進(jìn)行大規(guī)模的運(yùn)輸和貯存，不僅球形金屬罐的數(shù)量迅速增加，而且球罐的大型化和高參數(shù)化已成為趨勢。因貯存條件的要求，球罐需要在罐體外側(cè)做保溫，而外側(cè)法已經(jīng)不能滿足球罐容積計(jì)量檢測。全站儀內(nèi)測法具有操作便捷、測量條件制約小等方面的優(yōu)勢，主要解決具有外保溫球形罐外測法檢測困難、數(shù)據(jù)誤差大等問題。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面，從實(shí)際貯存應(yīng)用考慮，本文對全站儀內(nèi)側(cè)法與圍尺測量法測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比對分析，證明了全站儀內(nèi)側(cè)法在測量精度上具有很高的可靠性。

關(guān)鍵詞：球形金屬罐;全站儀內(nèi)側(cè)法;容積

1? 前言

球罐構(gòu)造一般是按照正球體形狀制造，因?qū)嶋H建成后各個(gè)方向上直徑有少許差別，通過測量球罐的赤道內(nèi)徑和豎向直徑，進(jìn)行計(jì)算得到其準(zhǔn)確容積，為了保證球罐容積計(jì)量結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確，在球罐容積的檢測過程中，檢測裝置和檢測方法最為關(guān)鍵。

本文針對外保溫球形罐，研究了全站儀內(nèi)側(cè)法，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)量方法的局限性，為球形罐的首次檢定和后續(xù)檢定提供了可靠的方法，提高了工作效率和計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2? 全站儀內(nèi)側(cè)法裝置的組成

在全站儀內(nèi)側(cè)法中，主要檢測設(shè)備選型儀器為全站伺服性全站儀，應(yīng)具有弱反射信號顯示功能和雙軸自動補(bǔ)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(shè)備主要為干濕溫度計(jì)，設(shè)備性能滿足現(xiàn)行規(guī)程即可。

3? 全站儀內(nèi)側(cè)法檢測過程

3.1豎向內(nèi)直徑測量

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

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

式中： ——在M點(diǎn)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(diǎn)至M點(diǎn)的水平距離，mm。

3.2赤道內(nèi)直徑測量

將全站儀安置在罐內(nèi)下極板靠近球心點(diǎn)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(nèi)總高H1，計(jì)算出儀器中心至目標(biāo)點(diǎn)的高差h，通過公式 進(jìn)行驗(yàn)證，即可認(rèn)定為該點(diǎn)在赤道附近，旋轉(zhuǎn)垂直微動螺旋使望遠(yuǎn)鏡投射出的可見紅色激光點(diǎn)在赤道附近上下左右移動，同時(shí)進(jìn)行距離測量，比較不同位置的平距值，最大平距值對應(yīng)的紅色激光點(diǎn)所指的位置即為赤道，同時(shí)記錄改點(diǎn)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(zhuǎn)動照準(zhǔn)部使激光點(diǎn)沿赤道水平圓周移動，赤道部位目標(biāo)點(diǎn)的分布應(yīng)是均勻分布的偶數(shù)點(diǎn)，相相鄰兩點(diǎn)弧長小于3m，任意兩點(diǎn)的水平角β= ， n為目標(biāo)點(diǎn)數(shù)，最少測量目標(biāo)點(diǎn)數(shù)不宜少于12個(gè)，記錄每一個(gè)測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，同時(shí)注意a角變化，利用測點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算赤道的內(nèi)半徑。計(jì)算結(jié)果進(jìn)行溫度修正。

3.3罐內(nèi)附件測量

罐內(nèi)附件一般具有規(guī)則的幾何形狀，測量附件的幾何尺寸，即可求出其體積。同時(shí)還需測量各附件的起點(diǎn)和止點(diǎn)高度，可用全站儀測量各附件的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)到液位計(jì)標(biāo)尺零點(diǎn)所在平面的高度差。

3.4罐內(nèi)壓力確定

檢定時(shí)罐內(nèi)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(nèi)所裝液體的平均壓力。

4 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接近實(shí)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(shù)據(jù)作為參考值，并計(jì)算出罐容。用全站儀內(nèi)側(cè)法與其比進(jìn)行比較分析（如表一）。

通過對罐容數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)偏差在合理預(yù)期范圍內(nèi)，測量結(jié)果符合要求。

5 結(jié)論

使用光電內(nèi)側(cè)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(jīng)在使用中感受到操作的簡便性，測得的數(shù)據(jù)也通過實(shí)驗(yàn)得到證明，從長遠(yuǎn)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(xiàn)

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[3]球形金屬罐的計(jì)量特性與檢測方法? 上海計(jì)量測試（2015）.

作者簡介：裴志強(qiáng)（1976-），男，籍貫：山東日照，民族：漢族，職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：計(jì)量測試技術(shù)