关于立式罐大容量计量的具导轨光学测量法

　　立式罐是国际石油、化工等液体产品贸易结算的强检计量器具，其容量小到100m3、大到150000m3，对它的容量计量，乃是用一组操作确定罐在一个或多个液面高度时的容量，即给出罐内液位高度与其相应容量(20℃)的函数用表，简称容量表。

　　容量表准确度的高低， 关系到石油化工产品买卖(国家或企业)双方的经营管理水平与经济利益，也关系到国家的计量信誉。 要给出高精度的容量表，就需要使用更高精度的标准仪器测量出组成罐体的各圈板的半径。为此，中国计量科学研究院创造性地提出了“具导轨光学测量法”， 并研制成功了准确测量立式罐各圈板半径等性能的“具导轨光学径向测量仪”。

　　一、测量仪的结构

　　该测量仪是一种测竖角和测水平位移的光、机、电一体化新型仪器，由基座转动轴系、导轨与传动、光学照准部、数字化显示器、激光测距器、 PDA(手掌电脑)等部分组成。 光学照准部由瞄准测点用光学望远镜、以角度定位测点用光学垂直度盘与观测角度的读数显微镜等部分组成。 光学垂直度盘固定在望远镜转轴的一端，随望远镜一起转动并有粗调与微动螺旋。照准部安装在滑动导轨上， 可通过传动机构使其沿着固定导轨水平移动， 最大行程与被测罐径向偏差最大值相应为180mm。望远镜视准轴平行移动时其方向与导轨方向垂直，移动时视准轴在水平方向与垂直方向的晃动量分别不大于 3″和5″。 视准轴上下转动时扫出的垂直平面垂直度为6″～7″。 标准测量仪通常称为“具导轨光学径向测量仪”。

　　二、半径测量原理与方法

　　1.罐外测量

　　罐外测量是通过径向偏差和基圆周长测量来求取各圈板半径。径向偏差测量原理如图1所示。在被测罐四周的地面上选取若干个测站， 在每一个测站上调平仪器，让仪器的视准轴瞄准基圆(基本直径所处的截面圆)圆周，使之相切于被测点A;然后移动仪器的滑动导轨，让视准轴依次自下而上瞄准与A处于同一母线被测点的B、C、D等测点，于是，所求的B、C、D等诸测点相对于A点的径向偏差AB、AC、AD……即为视准轴沿固定导轨的移动量A′ B′=AB、A′C′=AC、A′D′=AD……从而将罐体径向偏差空间几何量转变为置于地面上仪器自身的操作。 所测的径向偏差以容栅技术数字化显示。在某个测站上， 通过仪器的转动可测得罐体左、右两条相切母线上各测点的径向偏差。在不同的测站上对罐体多条母线上的测点进行径向偏差测量。 于是，被测圈板外高1/4和3/4处的径向偏差平均值ri，1和ri，3分别按下式计算：