立式罐是國(guó)際間石油化工液體產(chǎn)品貿(mào)易計(jì)量結(jié)算的主要計(jì)量器具之一，也是我國(guó)對(duì)以上產(chǎn)品計(jì)量的重要強(qiáng)檢計(jì)量器具。其計(jì)量的準(zhǔn)確度如何，直接關(guān)系到企業(yè)和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)利益以及國(guó)家計(jì)量信譽(yù)。為了保證該罐容量計(jì)量的準(zhǔn)確性，首要問(wèn)題是:檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度必須符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7507-2《光學(xué)基準(zhǔn)線(xiàn)法》、ISO7507-4《光電內(nèi)測(cè)距法》和我國(guó)JJG168-2005《立式金屬罐容量》檢定規(guī)程等規(guī)定的技術(shù)要求；同時(shí)，檢測(cè)過(guò)程中，必須遵循其基本測(cè)量原則，科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。
      一、各圈板徑向偏差或半徑測(cè)量準(zhǔn)確度要求
      根據(jù)ISO7507-2、ISO7507-4和JJG168-2005，要求其檢測(cè)設(shè)備測(cè)量的圈板徑向偏差或半徑最大誤差不允許超過(guò)±2mm，以保證各圈板容量和總?cè)萘康挠?jì)量準(zhǔn)確度均在計(jì)量準(zhǔn)確度允許范圍之內(nèi)。
ISO7507-2規(guī)定，每一條測(cè)量母線(xiàn)上所有測(cè)點(diǎn)的徑向偏差均需測(cè)兩次，當(dāng)?shù)谝淮纹钭x數(shù)記錄之后，再微動(dòng)磁性滑車(chē)，使其回到該測(cè)點(diǎn)，兩次偏差讀數(shù)之差不允許超過(guò)0.005英尺(1.5mm)。此時(shí)，以第一次偏差讀數(shù)為準(zhǔn)，否則，應(yīng)重新測(cè)量并查找原因。
     ISO7507-2同時(shí)規(guī)定，當(dāng)磁性滑車(chē)上行和下行到基圓位置時(shí)，其兩次偏差讀數(shù)之差也不能超過(guò)0.005英尺(1.5mm)。這就要求滑車(chē)運(yùn)行在近于同一母線(xiàn)上。另外，ISO7507-2不僅對(duì)光學(xué)垂準(zhǔn)儀的垂準(zhǔn)度(1/20000)作了規(guī)定，還對(duì)其最短視距提出了要求，即當(dāng)滑車(chē)處于第一圈板板高3/4位置時(shí)，應(yīng)能通過(guò)儀器清晰觀測(cè)到滑車(chē)上水平刻度尺的讀數(shù)。若儀器盲區(qū)過(guò)大，勢(shì)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(cè)得到準(zhǔn)確的周長(zhǎng)值。除此，還需圍測(cè)第一圈板3/4板高處的周長(zhǎng)，給測(cè)量帶來(lái)了不必要的困難。
      ISO7507-4是通過(guò)光電測(cè)距儀(全站儀)測(cè)量罐體圈板半徑或徑向偏差的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度也作出了與ISO7507-2相同的規(guī)定，要求對(duì)每一圈板1/4和3/4高度處截面圓半徑測(cè)量的最大允許誤差不能超出±2mm。同時(shí)明確規(guī)定:對(duì)所有圈板而言，只有該圈板測(cè)量完備并對(duì)其測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度經(jīng)檢驗(yàn)合格之后，方能進(jìn)入下一圈板的測(cè)量。由此看來(lái)，測(cè)量過(guò)程要求儀器全部自動(dòng)化是不現(xiàn)實(shí)的。
      JJG168-2005對(duì)其檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確度要求，也同國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。該規(guī)程表1“主要檢定設(shè)備及技術(shù)參數(shù)”規(guī)定:所用設(shè)備均指準(zhǔn)確度等級(jí)或最大允許誤差:光學(xué)垂準(zhǔn)儀測(cè)量范圍為(0.9～25)m，在規(guī)定的測(cè)量范圍內(nèi)(>20m)分辨率為1mm、垂準(zhǔn)單次測(cè)量最大誤差優(yōu)于±2mm；具導(dǎo)軌光學(xué)徑向測(cè)量?jī)x測(cè)量徑向偏差測(cè)量范圍為(0～180)mm，最大允許誤差為±2mm。同樣，在JJG988-2004《立式金屬罐徑向偏差測(cè)量?jī)x》檢定規(guī)程第5.2.5條光學(xué)垂準(zhǔn)儀的計(jì)量性能要求中指出，光學(xué)垂準(zhǔn)儀(配以移動(dòng)式徑向偏差測(cè)量?jī)x)徑向偏差測(cè)量的擴(kuò)展不確定度，20m內(nèi)不應(yīng)超過(guò)2mm(k=2)；第5.1.3條指出，具導(dǎo)軌光學(xué)徑向測(cè)量?jī)x徑向偏差測(cè)量的擴(kuò)展不確定度，20m內(nèi)不應(yīng)超過(guò)2mm(k=2)。顯而易見(jiàn)，此規(guī)定是非常明確的。
立式罐是國(guó)家強(qiáng)檢計(jì)量器具，其容量檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確度必須符合上述要求，方可獲準(zhǔn)使用。
      二、全站儀測(cè)距準(zhǔn)確度與大氣修正
      1.測(cè)距的準(zhǔn)確度
      根據(jù)JJG703-2003《光電測(cè)距儀》檢定規(guī)程的規(guī)定，此類(lèi)全站儀測(cè)距的準(zhǔn)確度按標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)分，分為4個(gè)等級(jí)。根據(jù)JJG168-2005的規(guī)定，只有I級(jí)全站儀測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)偏差符合立式罐容量檢測(cè)要求。按95%置信率考慮，I級(jí)全站儀測(cè)距最大誤差為±2mm。目前，市銷(xiāo)所謂準(zhǔn)確度為±(2+2×10-6D)mm的全站儀，是Ⅱ級(jí)，其中±2mm是測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)偏差的固定部分，不能修正；±2×10-6是標(biāo)準(zhǔn)偏差的比例系數(shù)(mm/m)；D為測(cè)量距離(m)。當(dāng)這種全站儀應(yīng)用于無(wú)棱鏡反射模式(測(cè)罐)情況下，其測(cè)距標(biāo)準(zhǔn)偏差的固定誤差可能增大到±3mm，甚至還會(huì)更大些(如反射面過(guò)分粗糙等)，此時(shí)，最大誤差將為±6mm，甚至超出。顯然，此誤差已超出JJG168-2005的要求。故用全站儀測(cè)罐，全站儀的準(zhǔn)確度應(yīng)為一級(jí)。
       2.測(cè)距值的大氣修正
      全站儀測(cè)距原理是:欲測(cè)量A、B兩點(diǎn)的距離D，需將儀器置于A點(diǎn)，反射鏡置于B點(diǎn)，儀器反射的光束自A至B，經(jīng)反射鏡反射后又返回儀器。設(shè)光速C為已知，光速在待測(cè)距離D上往返傳播的時(shí)間為t，則距離。其中，C0為真空中的光束值，其值為299792458m/s；n為大氣折射率，它與測(cè)距儀所用的光源波長(zhǎng)，測(cè)線(xiàn)上的氣溫、氣壓和濕度有關(guān)。當(dāng)光源為氦氖激光(波長(zhǎng)λ=0.6328mm)，儀器在設(shè)定的大氣標(biāo)準(zhǔn)值為:t=20℃、氣壓P=760mmHg(101325Pa)、濕度f=10mmHg(1333.22Pa)狀態(tài)下工作時(shí)，其大氣折射率n修正為0；當(dāng)儀器工作在非標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下，此時(shí)需輸入實(shí)測(cè)溫度和氣壓值，按以下Edlen公式對(duì)大氣折射率n進(jìn)行修正:
      Δnt·P·f=〔-93(t-20)+0.27(P-101325)-0.042(f-1333.22)〕×10-8(1)
      或根據(jù)式(1)，直接對(duì)測(cè)量示值D按式(2)進(jìn)行修正:
       Dt·P·f=D+〔93.0(t-20)-0.27(P-101325)+0.042(f-1333.22)〕D×10-8(2)
       由式(2)可知，測(cè)距時(shí)氣溫影響較大。當(dāng)|t-20|=10℃、D=20m時(shí)，修正值|ΔD|=0.2mm。由此可知，在通常測(cè)量條件下，測(cè)距可不考慮溫度和大氣壓力偏離標(biāo)準(zhǔn)值所造成的影響。若罐半徑30m以上，|t-20|>10℃，則測(cè)距需考慮此項(xiàng)修正。[pagebreak]
      另外，由于罐容量表是20℃的容量值，故罐的測(cè)量半徑還需通過(guò)式(3)將測(cè)量值Rt換算為標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃值R20:
       R20=Rt〔1+α(20+t)〕(3)
      式中:α——罐材線(xiàn)脹系數(shù)。
      如果罐的半徑是通過(guò)圍測(cè)基圓周長(zhǎng)和徑向偏差求得的，由于鋼卷尺和罐材的線(xiàn)脹系數(shù)近似相等，而徑向偏差(通常不超過(guò)200mm)修正量又可忽略不計(jì)，故此法求得的半徑不需溫度修正，即為標(biāo)準(zhǔn)溫度值(20℃)。由此看來(lái)，通過(guò)徑向偏差求取半徑法優(yōu)越于半徑直接測(cè)量法。
       三、水平測(cè)點(diǎn)均勻偶數(shù)分布與對(duì)稱(chēng)測(cè)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(xiàn)上，故所測(cè)得的同一截面各測(cè)點(diǎn)的徑向偏差不等，如圖1所示。此時(shí)，若由于某種原因不能實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)等距分布進(jìn)行測(cè)量，將會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)明顯的誤差。為了減小此影響，除進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量外，還需要使測(cè)點(diǎn)數(shù)為偶數(shù)，測(cè)點(diǎn)為等距對(duì)稱(chēng)分布，這是確保測(cè)量量值準(zhǔn)確的必要條件。若由于盤(pán)梯或其他障礙物的影響，對(duì)此范圍的多個(gè)測(cè)點(diǎn)徑向偏差不能全部進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)僅依據(jù)局部測(cè)點(diǎn)測(cè)量求得的徑向偏差平均值即會(huì)帶來(lái)一定的附加誤差。這里舉一實(shí)例加以說(shuō)明。2009年3月，某檢測(cè)單位對(duì)一基圓周長(zhǎng)為94326.5mm的油罐進(jìn)行測(cè)量，第7圈板上截面的徑向偏差平均值為105.8mm，所用垂準(zhǔn)儀法測(cè)點(diǎn)的最大讀數(shù)為145.5mm，若舍去此點(diǎn)，徑向偏差平均值此時(shí)為101.2mm。于是，產(chǎn)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(cè)儀器測(cè)量。另外，測(cè)量點(diǎn)必須遠(yuǎn)離豎焊縫300mm之外，也不能測(cè)量凹凸之處，第一，因其沒(méi)有代表性；第二，凹凸之處當(dāng)罐內(nèi)貯入液體之后會(huì)發(fā)生變化，會(huì)使罐體截面趨為近似理想圓。這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。