立式罐是國際間石油化工液體產品貿易計量結算的主要計量器具之一，也是我國對以上產品計量的重要強檢計量器具。其計量的準確度如何，直接關系到企業和國家的經濟利益以及國家計量信譽。為了保證該罐容量計量的準確性，首要問題是:檢測標準裝置的準確度必須符合國際標準ISO7507-2《光學基準線法》、ISO7507-4《光電內測距法》和我國JJG168-2005《立式金屬罐容量》檢定規程等規定的技術要求；同時，檢測過程中，必須遵循其基本測量原則，科學準確地進行測量。

一、各圈板徑向偏差或半徑測量準確度要求

根據ISO7507-2、ISO7507-4和JJG168-2005，要求其檢測設備測量的圈板徑向偏差或半徑*大誤差不允許超過±2mm，以保證各圈板容量和總容量的計量準確度均在計量準確度允許范圍之內。

ISO7507-2規定，每一條測量母線上所有測點的徑向偏差均需測兩次，當**次偏差讀數記錄之后，再微動磁性滑車，使其回到該測點，兩次偏差讀數之差不允許超過0.005英尺(1.5mm)。此時，以**次偏差讀數為準，否則，應重新測量并查找原因。

ISO7507-2同時規定，當磁性滑車上行和下行到基圓位置時，其兩次偏差讀數之差也不能超過0.005英尺(1.5mm)。這就要求滑車運行在近于同一母線上。另外，ISO7507-2不僅對光學垂準儀的垂準度(1/20000)作了規定，還對其*短視距提出了要求，即當滑車處于**圈板板高3/4位置時，應能通過儀器清晰觀測到滑車上水平刻度尺的讀數。若儀器盲區過大，勢必要選取第二圈板板高1/4位置作為基圓，由于此位置較高，難以圍測得到準確的周長值。除此，還需圍測**圈板3/4板高處的周長，給測量帶來了不必要的困難。

ISO7507-4是通過光電測距儀(全站儀)測量罐體圈板半徑或徑向偏差的國際標準。該標準對測量準確度也作出了與ISO7507-2相同的規定，要求對每一圈板1/4和3/4高度處截面圓半徑測量的*大允許誤差不能超出±2mm。同時明確規定:對所有圈板而言，只有該圈板測量完備并對其測量數據的準確度經檢驗合格之后，方能進入下一圈板的測量。由此看來，測量過程要求儀器全部自動化是不現實的。

JJG168-2005對其檢測儀器的準確度要求，也同國際標準一致。該規程表1“主要檢定設備及技術參數”規定:所用設備均指準確度等級或*大允許誤差:光學垂準儀測量范圍為(0.9～25)m，在規定的測量范圍內(>20m)分辨率為1mm、垂準單次測量*大誤差優于±2mm；具導軌光學徑向測量儀測量徑向偏差測量范圍為(0～180)mm，*大允許誤差為±2mm。同樣，在JJG988-2004《立式金屬罐徑向偏差測量儀》檢定規程第5.2.5條光學垂準儀的計量性能要求中指出，光學垂準儀(配以移動式徑向偏差測量儀)徑向偏差測量的擴展不確定度，20m內不應超過2mm(<I>k</I>=2)；第5.1.3條指出，具導軌光學徑向測量儀徑向偏差測量的擴展不確定度，20m內不應超過2mm(<I>k</I>=2)。顯而易見，此規定是非常明確的。

立式罐是國家強檢計量器具，其容量檢測儀器的準確度必須符合上述要求，方可獲準使用。

二、全站儀測距準確度與大氣修正

1.測距的準確度

根據JJG703-2003《光電測距儀》檢定規程的規定，此類全站儀測距的準確度按標準偏差來分，分為4個等級。根據JJG168-2005的規定，只有I級全站儀測距標準偏差符合立式罐容量檢測要求。按95%置信率考慮，I級全站儀測距*大誤差為±2mm。目前，市銷所謂準確度為±(2+2×10-6<I>D</I>)mm的全站儀，是Ⅱ級，其中±2mm是測距標準偏差的固定部分，不能修正；±2×10-6是標準偏差的比例系數(mm/m)；<I>D</I>為測量距離(m)。當這種全站儀應用于無棱鏡反射模式(測罐)情況下，其測距標準偏差的固定誤差可能增大到±3mm，甚至還會更大些(如反射面過分粗糙等)，此時，*大誤差將為±6mm，甚至超出。顯然，此誤差已超出JJG168-2005的要求。故用全站儀測罐，全站儀的準確度應為一級。

2.測距值的大氣修正

全站儀測距原理是:欲測量<I>A</I>、<I>B</I>兩點的距離<I>D</I>，需將儀器置于<I>A</I>點，反射鏡置于<I>B</I>點，儀器反射的光束自<I>A</I>至<I>B</I>，經反射鏡反射后又返回儀器。設光速<I>C</I>為已知，光速在待測距離<I>D</I>上往返傳播的時間為<I>t</I>，則距離。其中，I>C</I>0為真空中的光束值，其值為299792458m/s；<I>n</I>為大氣折射率，它與測距儀所用的光源波長，測線上的氣溫、氣壓和濕度有關。當光源為氦氖激光(波長<I>λ</I>=0.6328mm)，儀器在設定的大氣標準值為:<I>t</I>=20℃、氣壓<I>P</I>=760mmHg(101325Pa)、濕度<I>f</I>=10mmHg(1333.22Pa)狀態下工作時，其大氣折射率<I>n</I>修正為0；當儀器工作在非標準大氣狀態下，此時需輸入實測溫度和氣壓值，按以下Edlen公式對大氣折射率<I>n</I>進行修正:

Δ<I>nt</I>·<I>P</I>·<I>f</I>=〔-93(<I>t</I>-20)+0.27(<I>P</I>-101325)-0.042(<I>f</I>-1333.22)〕×10-8 (1)

或根據式(1)，直接對測量示值<I>D</I>按式(2)進行修正:

<I>Dt</I>·<I>P</I>·<I>f</I>=<I>D</I>+〔93.0(<I>t</I>-20)-0.27(<I>P</I>-101325)+0.042(<I>f</I>-1333.22)〕<I>D</I>×10-8 (2)

由式(2)可知，測距時氣溫影響較大。當|<I>t</I>-20|=10℃、<I>D</I>=20m時，修正值|Δ<I>D</I>|=0.2mm。由此可知，在通常測量條件下，測距可不考慮溫度和大氣壓力偏離標準值所造成的影響。若罐半徑30m以上，|<I>t</I>-20|>10℃，則測距需考慮此項修正。

另外，由于罐容量表是20℃的容量值，故罐的測量半徑還需通過式(3)將測量值<I>Rt</I>換算為標準溫度20℃值<I>R</I>20:

<I>R</I>20=<I>Rt</I>〔1+<I>α</I>(20+<I>t</I>)〕 (3)

式中:<I>α</I>——罐材線脹系數。

如果罐的半徑是通過圍測基圓周長和徑向偏差求得的，由于鋼卷尺和罐材的線脹系數近似相等，而徑向偏差(通常不超過200mm)修正量又可忽略不計，故此法求得的半徑不需溫度修正，即為標準溫度值(20℃)。由此看來，通過徑向偏差求取半徑法優越于半徑直接測量法。

三、水平測點均勻偶數分布與對稱測量的必要性

由于罐的各圈板焊接不可能使其中心均位于同一鉛垂線上，故所測得的同一截面各測點的徑向偏差不等，如圖1所示。此時，若由于某種原因不能實現測點對稱等距分布進行測量，將會給測量結果帶來明顯的誤差。為了減小此影響，除進行多點測量外，還需要使測點數為偶數，測點為等距對稱分布，這是確保測量量值準確的必要條件。若由于盤梯或其他障礙物的影響，對此范圍的多個測點徑向偏差不能全部進行測量，此時僅依據局部測點測量求得的徑向偏差平均值即會帶來一定的附加誤差。這里舉一實例加以說明。2009年3月，某檢測單位對一基圓周長為94326.5mm的油罐進行測量，第7圈板上截面的徑向偏差平均值為105.8mm，所用垂準儀法測點的*大讀數為145.5mm，若舍去此點，徑向偏差平均值此時為101.2mm。于是，產生的附加誤差為4.6mm(105.8-101.2)。為了免去此誤差，必須用其他可行性檢測儀器測量。另外，測量點必須遠離豎焊縫300mm之外，也不能測量凹凸之處，**，因其沒有代表性；第二，凹凸之處當罐內貯入液體之后會發生變化，會使罐體截面趨為近似理想圓。這已被實驗證實。

圖1 圈板中心偏離分析圖

四、結束語

為使罐的容量計量達到國際標準和檢定規程所要求的準確度，與國際接軌，確保企業、國家的經濟利益，檢測時，必須按計量法規規定，使用準確度合格的檢測設備，同時按國際標準、國家計量檢定規程的條款嚴格的科學計量。