裴志强 申家杰 尹相正

摘要：近年来随着石化行业的高速发展，需要将液化天然气及液化石油气进行大规模的运输和贮存，不仅球形金属罐的数量迅速增加，而且球罐的大型化和高參数化已成为趋势。因贮存条件的要求，球罐需要在罐体外侧做保温，而外侧法已经不能满足球罐容积计量检测。全站仪内测法具有操作便捷、测量条件制约小等方面的优势，主要解决具有外保温球形罐外测法检测困难、数据误差大等问题。在数据准确性方面，从实际贮存应用考虑，本文对全站仪内侧法与围尺测量法测量数据进行了比对分析，证明了全站仪内侧法在测量精度上具有很高的可靠性。

关键词：球形金属罐;全站仪内侧法;容积

1  前言

球罐构造一般是按照正球体形状制造，因实际建成后各个方向上直径有少许差别，通过测量球罐的赤道内径和竖向直径，进行计算得到其准确容积，为了保证球罐容积计量结果的科学准确，在球罐容积的检测过程中，检测装置和检测方法最为关键。

本文针对外保温球形罐，研究了全站仪内侧法，弥补了传统计量方法的局限性，为球形罐的首次检定和后续检定提供了可靠的方法，提高了工作效率和计量结果的准确度。

2  全站仪内侧法装置的组成

在全站仪内侧法中，主要检测设备选型仪器为全站伺服性全站仪，应具有弱反射信号显示功能和双轴自动补偿功能。手持激光测距仪最大允许误差小于±1.5mm，测量范围不小于100m。配套设备主要为干湿温度计，设备性能满足现行规程即可。

3  全站仪内侧法检测过程

3.1竖向内直径测量

用手持激光测距仪或测深钢卷尺在罐内上、下极板中心处直接测量竖向内直径。若上、下极板中心处有障碍物无

法直接测量时，可偏移中心处移至不受影响的M点，在M点测出垂直高度 。在罐顶测量M点至上极板中心点的水平距离 ，则竖向内直径 为：

式中： ——在M点测得的垂直高度;

—— 长度手持激光测距仪的修正值，mm;

——上级板中心点至M点的水平距离，mm。

3.2赤道内直径测量

将全站仪安置在罐内下极板靠近球心点的投影位置，仪器整平后，启动无棱镜测量模式，精确测出仪器高H2和球的内总高H1，计算出仪器中心至目标点的高差h，通过公式 进行验证，即可认定为该点在赤道附近，旋转垂直微动螺旋使望远镜投射出的可见红色激光点在赤道附近上下左右移动，同时进行距离测量，比较不同位置的平距值，最大平距值对应的红色激光点所指的位置即为赤道，同时记录改点所在位置的垂直角a，找出赤道位置后保持垂直角a不变，转动照准部使激光点沿赤道水平圆周移动，赤道部位目标点的分布应是均匀分布的偶数点，相相邻两点弧长小于3m，任意两点的水平角β= ， n为目标点数，最少测量目标点数不宜少于12个，记录每一个测点的三维坐标，同时注意a角变化，利用测点坐标计算赤道的内半径。计算结果进行温度修正。

3.3罐内附件测量

罐内附件一般具有规则的几何形状，测量附件的几何尺寸，即可求出其体积。同时还需测量各附件的起点和止点高度，可用全站仪测量各附件的最低点和最高点到液位计标尺零点所在平面的高度差。

3.4罐内压力确定

检定时罐内压取零，使用工作压力取球罐平均使用工作压力，可采用罐内所装液体的平均压力。

4 数据对比

由于围尺法在测量过程中人为及外界影响较小，所测得数据接近实际值，且此罐为新建球形金属罐，脚架未拆除，因此我们把围尺法测得的数据作为参考值，并计算出罐容。用全站仪内侧法与其比进行比较分析（如表一）。

通过对罐容数据分析，数据偏差在合理预期范围内，测量结果符合要求。

5 结论

使用光电内侧距法受外界条件制约小，测量过程几乎不会引入人为误差。我们已经在使用中感受到操作的简便性，测得的数据也通过实验得到证明，从长远看此方法将成为外保温球形金属罐的的主流方法。

参考文献

[1]JJG642-2007球形金属罐容量.

[2]王欢.全站仪在金属罐容积测量中的应用  2016全国容量计量学术交流文集.（2016）.

[3]球形金属罐的计量特性与检测方法  上海计量测试（2015）.

作者简介：裴志强（1976-），男，籍贯：山东日照，民族：汉族，职称：工程师，学历：大学本科，研究方向：计量测试技术