內(nèi)蒙古自治區(qū)地方計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF(蒙)5004—20242024-05-16發(fā)布2024-07-01實(shí)施 金屬罐容積校準(zhǔn)規(guī)范歸口單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)市場監(jiān)督管理局主要起草單位：內(nèi)蒙古自治區(qū)計(jì)量測試研究院包頭市檢驗(yàn)檢測中心參加起草單位：烏海市檢驗(yàn)檢測中心內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司物質(zhì)供應(yīng)分公司JJF(蒙)5004-2024本規(guī)范主要起草人：耿洪燕（包頭市檢驗(yàn)檢測中心）參加起草人：薛慧萍（烏海市檢驗(yàn)檢測中心）JJF(蒙)5004-2024I JJF(蒙)5004-2024同構(gòu)成支撐本規(guī)范制定的基礎(chǔ)性系列規(guī)范，結(jié)合我國臥式金屬罐容積JJF(蒙)5004-20241三維激光掃描儀法臥式金屬罐容積校準(zhǔn)規(guī)范的光電幾何測量法，包括豎直掃描法和水平掃描法，每種根據(jù)臥式金屬罐內(nèi)確定的水平掃描圈數(shù)和相鄰兩個(gè)水平2掃描儀從最下部的水平掃描圈開始掃描，掃描完畢后，依的全部水平掃描圈，利用水平掃描圈面積、相鄰兩個(gè)水平掃描圈平面間距離等確定臥式金屬罐容積(見附錄A)。3.2.1體積單位：升L;立方米m3;3.2.2壓力單位：百帕hPa;千帕kPa;3.2.3溫度單位：攝氏度℃;3.2.4長度單位：毫米mm。將三維激光掃描儀放入臥式金屬罐(以下簡稱臥式罐)內(nèi)，三維激光掃描儀掃描測量臥式罐直圓筒長度、直圓筒內(nèi)半徑、罐內(nèi)總長、封頭(頂板)高度等幾何尺寸，通過計(jì)算4.2結(jié)構(gòu)臥式罐是水平安裝的圓筒形金屬罐，由筒體、封頭(頂板)、計(jì)量口、人孔、進(jìn)出管線及其它附件組成。筒體為臥式圓筒形，由若干圈板焊接而成(見圖1)。注：L?~L?—筒體圈板寬度；L—筒體圈板寬度之和；L一臥式罐外總長。JJF(蒙)5004-20243校準(zhǔn)所用設(shè)備見表1。表1校準(zhǔn)所用設(shè)備設(shè)備名稱測量范圍最大允許誤差備注三維激光掃描儀角度測量范圍：（0～360）°距離測量范圍：角度測量：±10″滿足在爆炸性氣體危險(xiǎn)場所0區(qū)使用的防爆要求測深鋼卷尺（0～5）m空盒氣壓表溫度計(jì)若使用數(shù)字溫度計(jì)，最大允許誤差為±0.2℃,并滿足防爆要求鋼直尺防爆燈具及其它符合防爆場所使用要求4軟件的計(jì)算機(jī)，將三維激光掃描儀固定安放在專用測量支架上，通過人孔，由測量支架將三維激光掃描儀放在臥式罐內(nèi)部，接近底部，若罐內(nèi)有余液，要面之上(不接觸液面),盡可能放平，并在人孔口固定好測量支架。打開三位激光掃描儀描點(diǎn)數(shù)等距離分布)等，由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)三維激光掃描儀自動(dòng)掃描測量，三維激光掃描儀首先進(jìn)行自動(dòng)整平，整平后建立如圖2或圖3所示的三維直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)是測站中心(坐標(biāo)系的建立是隨意的)。0圖2三維直角坐標(biāo)系在圖2中，三維坐標(biāo)按(1)式計(jì)算：x、石、z——-P點(diǎn)(測量點(diǎn))的三維坐標(biāo)mm;s—-P點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的直線距離mm;φ———線段OP與坐標(biāo)平面xoy的夾角(線段OP在坐標(biāo)平面xoy內(nèi)的正投影與的夾角)°或rad;0在圖3中，三維坐標(biāo)按(2)式計(jì)算：式中：x、%、z—P點(diǎn)(測量點(diǎn))的三維坐標(biāo)mm;s—-P點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的直線距離mm;的夾角)°或rad;三維激光掃描儀測距時(shí)，測量距離按(3)式計(jì)算：激光在空氣中的傳播速度mm/s;6a)水平方向掃描一圈，確定罐體水平走向；b)坐標(biāo)原點(diǎn)在掃描平面內(nèi)，垂直于罐體水平走向線掃描一圈，取該掃描圓圈上的四個(gè)點(diǎn)，這四點(diǎn)都在罐體上，確定掃描圓圈的近似半徑和圓心坐標(biāo)；c)坐標(biāo)原點(diǎn)在掃描平面內(nèi)，掃描平面平行于罐體水平走向向量，并垂直于水平面掃描半圈多(能掃描到該掃描平面上罐體兩端最遠(yuǎn)部位),確定封頭位置和罐體的傾斜情況；d)根據(jù)上述確定的掃描圓圈圓心位置，該圓心在掃描平面內(nèi)，沿水平方向反復(fù)掃描，矯正封頭位置；加強(qiáng)罐體兩段最遠(yuǎn)部位的掃描，確定罐內(nèi)總長；加強(qiáng)封頭位置的掃描，確定封頭高度及其它數(shù)據(jù)；e)垂直于罐體水平走向線，在直圓筒長的1/8、3/8、5/8、718處(或設(shè)定的其它比例)掃描圓周，確定罐體各掃描圓周的半徑和直徑，完成第一次掃描測量；f)在掃描測量過程中，遇到障礙物可以選擇跳過該點(diǎn)，在測量完成后對該位置進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)測量。7.2.1.4用三維激光掃描儀掃描測量的同時(shí)，用溫度計(jì)測量臥式罐內(nèi)的環(huán)境溫度。7.2.1.5符合用戶安全要求的臥式罐，校準(zhǔn)人員用鋼直尺、鋼卷尺等進(jìn)罐測量罐內(nèi)附件體積和附件相對計(jì)量基準(zhǔn)點(diǎn)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)高度。罐內(nèi)附件包括扶梯、加強(qiáng)板、加強(qiáng)筋和進(jìn)出油管等。也可按施工圖紙?zhí)峁┑匿摬某叽?或鋼材質(zhì)量),計(jì)算附件體積。7.2.1.6臥式罐應(yīng)進(jìn)行三次容積值測量，取其平均值，第二、三次的測量方法和第一次相同；后續(xù)校準(zhǔn)進(jìn)行二次。7.2.1.7三維激光掃描儀測量臥式罐直圓筒半徑(含直圓筒伸長體)、罐內(nèi)線段長度、罐傾斜角度，罐內(nèi)直圓筒(含直圓筒伸長體)容積，頂板(封頭)容積、附件體積等的計(jì)算方JJF(蒙)5004-2024VV直+V頂-V附（4）總---罐底至罐內(nèi)高度H處罐內(nèi)總?cè)莘eL；V直---罐底至罐內(nèi)高度H處罐內(nèi)直圓筒（含直圓筒伸長體）容積L；V頂---罐底至罐內(nèi)高度H處罐兩端頂板（封頭）總?cè)莘eL；V附---罐底至罐內(nèi)高度H處罐內(nèi)附件體積L。為零點(diǎn)，但液位計(jì)有測量盲區(qū)時(shí)，容積表也可從液位計(jì)的最小高度作為容該液位以下高度和本次校準(zhǔn)液位計(jì)最高液位以上高度的容積值只作為參考，不作計(jì)量使校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或報(bào)告上反映。校準(zhǔn)證書或報(bào)告應(yīng)至少包括如下信息：c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同）；d)證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)（如編號(hào)每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識(shí)；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，若與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性及應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對h)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；i)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；JJF(蒙)5004-20248j)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；k)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；l)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；n)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由臥式罐的使用情況、JJF(蒙)5004-20249并在測量軟件內(nèi)，輸入水平掃描圈數(shù)、相鄰水平掃描圈平面間距離和的三維坐標(biāo)，測量坐標(biāo)原點(diǎn)到這四點(diǎn)的距離，并要測量出∠AiOiBi、∠BiOiCi、∠CiOiDi和∠圖A.1罐內(nèi)水平掃描圈分布示意圖JJF(蒙)5004-2024BiAiOOCDi圖A.2水平掃描圈形狀三維激光掃描儀法臥式金屬罐容積校準(zhǔn)系統(tǒng)應(yīng)具有符合本規(guī)范規(guī)定數(shù)學(xué)模型的容積計(jì)算軟件，該容積計(jì)算軟件應(yīng)具有人工剔除離群值的功能，可自動(dòng)生AABL4iL4iL1iOiL1iCiCiOO圖A.3水平掃描圈平面上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的位置關(guān)系JJF(蒙)5004-2024OiBiL1iOiBiii2L3i=OiDL3i==ODi2-OOi2L4i=OiAi=OAi2-OOi2BiAiL2iL1iLL2iL1iL4iL3iODi圖A.4水平掃描圈面積構(gòu)成Si=S1i+S2i+S3i+S4i（A.1）其中，其中，S1i=(L1i+l2i)2DBiOiCiL2iL3isinDCiOiDiS2i=2S(L3i+l4i)2DD2S4i=L4iL1isinDBiOiAi2JJF(蒙)5004-2024--6-2---測量區(qū)域累積容積L；N---測量區(qū)域的水平掃描圈個(gè)數(shù)；V）：i---液位高度hi處臥式罐容積L；1---測量區(qū)域最低點(diǎn)以下殘留液體體積L；2---液位高度hi時(shí)測量區(qū)域累積容積L。），JJF(蒙)5004-20241i-r1(xi-a0)/diùúíi-r1(zi-c0)/diúì?r2????a2?íí??b2?????c2??ni=1 íi-rm-1(xi-am-2)/diúíi-rm-1(yi-bm-2)/diùúi-rm-1(zi-cm-2)/diú 第m步：JJF(蒙)5004-2024ì?r?m???aí?mí??bm?????cm??ni=1= i、yi、zi-----圓圈上第i個(gè)測量點(diǎn)的坐標(biāo)mm，i=1，2，·di-----圓圈上第i個(gè)測量點(diǎn)到圓心的距離mm，i=1，2,···n；n-----圓圈上測量點(diǎn)數(shù)；)/2JJF(蒙)5004-2024Rh2+R2-2Rr1=2(h-r)θ---弧形頂過渡曲線體所對圓心角rad或°;b=arcsin（B.6）β---罐體傾斜角rad或°;當(dāng)計(jì)量口檢尺點(diǎn)內(nèi)豎直徑與直圓筒的平均直徑不一致時(shí)，則在計(jì)算直圓筒部分容積JJF(蒙)5004-2024H=H1+DH1（B.7）DH1=(D1-D)（B.8）1-0.95′101-0.95′106(t-20)+0.37′106(p-101.325)t---測量時(shí)的環(huán)境溫度℃;p---測量時(shí)的大氣壓強(qiáng)kPa。忽略大氣壓強(qiáng)修正后B.9）式可寫成：1-0.95′10-6(t-20)B.2容積計(jì)算---罐體處于水平狀態(tài)時(shí)DH 圖B.1直圓筒容積計(jì)算示意圖V-6-6（B.10）1H---直圓筒在計(jì)算高度為H時(shí)的部分總?cè)莘eL；V1=′10-6=pR2L1′10-6（B.11）1---直圓筒部分的總?cè)莘eL；2-1-3+4+2- -3′66′′5+···}′10-6（B.12）2H---計(jì)算高度為H時(shí)兩端球缺體的部分容積L；V2=(3R2+h2)′10-6（B.13）2---兩端球缺頂總?cè)莘eL；V3H=phH2?1-÷′10-6（B.14）3H---計(jì)算高度為H時(shí)兩端半橢球頂?shù)牟糠秩莘eL；V3=′10-6（B.15）3---兩端半橢球頂總?cè)莘eL；當(dāng)0￡H￡R時(shí)V4H3ln′10-6（B.16）當(dāng)R<H￡2R時(shí)3ln′10-6（B.17）JJF(蒙)5004-2024V4=′10-6（B.18）4---兩端圓錐頂總?cè)莘eL；矩形旋轉(zhuǎn)體的容積并入直圓筒容積計(jì)算，弧形頂容積只計(jì)算球缺和半弓形旋轉(zhuǎn)體容積之cosq=x2=R1-(R1-r)sinqx=f(H)V5H=AHf()當(dāng)0≤x≤rcosq時(shí)，Rx=(R-r)+；JJF(蒙)5004-2024y0y000HHRRxx1xx2x2---弧形頂球缺部分內(nèi)半徑；r---過渡曲線體內(nèi)半徑；R---直圓筒的平均內(nèi)半徑；θ---過渡曲線體所對的圓心角。圖B.2弧形頂容積計(jì)算示意圖hrsinqhV5=2AH(x)dx=2(pRx2dx+rsRx2dx)-2Rr+2r2+h2R2-2Rr+2r2-h2)R-r)r]′10-6（B.20）5---兩端弧形頂總?cè)莘eL；θ---過渡曲線體所對圓心角rad或°;d=hr/(R-r)（B.22）當(dāng)0￡H￡(R-r)時(shí)3ln-6（B23）當(dāng)(R-r)<H￡R時(shí)?3ln?′10-6（B.24）H---計(jì)算高度mm，H1=H-(R-r)。當(dāng)R<H￡R+r時(shí)3ln′10-62ln′10-6（B.25）H---計(jì)算高度mm，H1=H-(R-r)。當(dāng)R+r<H￡2R時(shí)-3ln-6（B.26）Rr+r2)h′10-636H---兩端圓臺(tái)頂總?cè)莘eL；B.3容積計(jì)算---處于傾斜狀態(tài)時(shí)當(dāng)0≤HG≤L1tanβ時(shí)V1H2′10-6β---罐體傾斜角rad或°。HG￡2R時(shí)2HR2--H--H - -2DR-22-6D---低端液高mm，HD=HG-L1tanb；β---罐體傾斜角rad或°。22R-L1tanβ βRRL'圖B.3傾斜狀態(tài)正直圓筒部分容積計(jì)算示意圖當(dāng)HG>2R時(shí)V1H=V1-3-+÷2--6（B.30）1---直圓筒總?cè)莘eL；β---罐體傾斜角rad或°。HJ=HGcosb+Dsinbtanb-(L1-a)sinb（B.31）JJF(蒙)5004-2024HJ=HGcosb+Dtanbsinb-asinb（B.32））；）；β---罐體傾斜角rad或°。圖B.4臥式金屬罐計(jì)量口（人口）位置示意圖D2HR-2β---罐體傾斜角rad或°。JJF(蒙)5004-2024工圖紙（外測時(shí)）提供的鋼材質(zhì)量（鋼材尺寸）計(jì)算其體積。V7---附件體積L；ρ---附件密度kg/L。對于罐底設(shè)有一個(gè)凹陷部分作為沉降分離設(shè)施的臥式罐，其凹JJF(蒙)5004-2024用三維激光掃描儀測量臥式罐直圓筒（含直圓筒伸長體）長度、直徑等，用測深鋼卷尺測量罐內(nèi)容積計(jì)算高度，通過計(jì)算得到臥式(H-R)+R2arccos?1-ú′10?1-÷′10-6(H-R)+R2arccos?1-ú′10-6+phH2?1-÷′10-6JJF(蒙)5004-2024ê-6-6-63==í??ì?L-6-63==í-6?1-′10-6JJF(蒙)5004-2024ê-6c3==í-6?1-′10-6表C.1換算成20℃時(shí)的臥式罐容積測量數(shù)據(jù)及容積計(jì)算結(jié)果測量序號(hào)123平均值兩端封頭平均高度himm罐底至罐內(nèi)計(jì)量高度/LJJF(蒙)5004-2024L。三維激光掃描儀和鋼卷尺測量同一臥式罐的罐內(nèi)-L1L表C.2使用B類評定方法的標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表標(biāo)準(zhǔn)不確定度不確定度來源標(biāo)準(zhǔn)不確定度值靈敏系數(shù)ci合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度)三維激光掃描儀直圓筒長度測量測深鋼卷尺罐內(nèi)計(jì)量高度測量u(R)三維激光掃描儀直圓筒半徑測量三維激光掃描儀頂板高度測量JJF(蒙)5004-2024委托方名稱：委托方地址：器具名稱出廠編號(hào)生產(chǎn)廠家罐號(hào)盛入介質(zhì)校準(zhǔn)使用的主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器名稱測量范圍不確定度或最大允許誤差或準(zhǔn)確度等級證書有效期技術(shù)依據(jù)校準(zhǔn)日期罐內(nèi)殘留液體體積/L檢尺點(diǎn)內(nèi)豎直徑/mm校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境溫度/℃校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境濕度/%校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及結(jié)果序號(hào)i罐內(nèi)環(huán)境溫度直圓筒半徑直圓筒長度L罐總長L頂板高度123其它校準(zhǔn)數(shù)據(jù)20℃時(shí)校準(zhǔn)總?cè)莘e：20℃時(shí)校準(zhǔn)總?cè)莘e的不確定度：委托方名稱：委托方地址：器具名稱出廠編號(hào)生產(chǎn)廠家罐號(hào)盛入介質(zhì)校準(zhǔn)使用的主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器名稱測量范圍不確定度或最大允許誤差或準(zhǔn)確度等級證書有效期技術(shù)依據(jù)校準(zhǔn)日期罐內(nèi)殘留液體體積/L校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境校準(zhǔn)時(shí)環(huán)境校準(zhǔn)時(shí)罐內(nèi)環(huán)境溫度/℃換算成20℃時(shí)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及結(jié)果水平掃描圈序號(hào)i垂直步長△Hi/mm123···20℃校準(zhǔn)總?cè)莘e：20℃校準(zhǔn)總?cè)莘e的不確定度：ttt