第一章容量计量基础知识

1、 中国计量科学研究院中国计量科学研究院 刘子勇刘子勇2017年年08月月11日日 第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识一、容量计量概述一、容量计量概述二、容量计量方法二、容量计量方法三、大容量计量三、大容量计量方法及方法及趋势展望趋势展望四、四、大容量计量检定规程大容量计量检定规程五、大容量国家标准及国际标准五、大容量国家标准及国际标准第一节第一节 容量计量概述容量计量概述n（一）容量定义（一）容量定义n（二）容量分类（二）容量分类n（三）容量法定计量单位（三）容量法定计量单位n（四）国家容量计量器具检定系统（四）国家容量计量器具检定系统

2、n（五）容量（五）容量与温度的关系与温度的关系 （一）容量定义（一）容量定义 容量系指容器内所容纳物质（液体、气体容量系指容器内所容纳物质（液体、气体和固体微粒）的数量（体积或质量）的多少。和固体微粒）的数量（体积或质量）的多少。它是一门研究物质（大多为液体或气体）的体它是一门研究物质（大多为液体或气体）的体积或质量的计量专业学科。容量计量工作也是积或质量的计量专业学科。容量计量工作也是一项基础性的法制计量工作，它关系到石油化一项基础性的法制计量工作，它关系到石油化工、贸易、交通、商业、医疗卫生、民航等系工、贸易、交通、商业、医疗卫生、民航等系统中许多企业的经营管理、产品质量、成本核统中许多企

3、业的经营管理、产品质量、成本核算以及经济与社会效益问题。在古代算以及经济与社会效益问题。在古代“度、量、度、量、衡衡”中的中的“量量”即指即指“容量容量”。 （二）容量分类（二）容量分类 在容量计量中量器的容量值相差很在容量计量中量器的容量值相差很大，小的只有几大，小的只有几L，大的到十几万，大的到十几万m3，不同容量的量器，结构不同，使用方法不同容量的量器，结构不同，使用方法不同，检测方法也不同。鉴于上述原因，不同，检测方法也不同。鉴于上述原因，习惯上将容量计量分为大容量、中容量习惯上将容量计量分为大容量、中容量和小容量，大容量一般指各种大油罐；和小容量，大容量一般指各种大油罐；中容量一般指

4、标准金属量器；小容量一中容量一般指标准金属量器；小容量一般指各种玻璃量器。上述划分只是给出般指各种玻璃量器。上述划分只是给出一个大概的概念，不是绝对的。一个大概的概念，不是绝对的。 （三）容量（三）容量法定计量单位法定计量单位我国法定计量单位的规定，容量计量单位包括两种我国法定计量单位的规定，容量计量单位包括两种n一是一是国际单位制（国际单位制（SISI），），容积的单位是立方米，符号为容积的单位是立方米，符号为m m3 3，其分数单位为立方分米和立方厘米，符号分别为其分数单位为立方分米和立方厘米，符号分别为dmdm3 3和和cmcm3 3。n二是二是国家选定的非国际单位制国家选定的非国际单位

5、制单位，容积的单位是升，符单位，容积的单位是升，符号为号为L L（l l），其分数单位为毫升和微升，符号分别为），其分数单位为毫升和微升，符号分别为mLmL和和LL。n换算关系换算关系 1 m1 m3 31000 dm1000 dm3 31000000 cm1000000 cm3 3n1L1L1000mL1000mL1000000L1000000Ln1L1L1dm1dm3 31010-3-3m m3 3n考虑到容量的习惯用法，玻璃量器（小容量）一般用考虑到容量的习惯用法，玻璃量器（小容量）一般用LL和和mLmL为计量单位；金属量器（中容量）一般用为计量单位；金属量器（中容量）一般用L L为计量

6、单位；计量为计量单位；计量罐（大容量）一般用罐（大容量）一般用m m3 3为计量单位。为计量单位。（四）国家容量计量器具检定系统（四）国家容量计量器具检定系统n容量基准容量基准n 溯源到质量、密度和温度基准溯源到质量、密度和温度基准n容量标准容量标准n 溯源到容量基准和长度基准溯源到容量基准和长度基准 n容量工作计量器具容量工作计量器具n 溯源到容量基准和容量标准溯源到容量基准和容量标准 （五）容量（五）容量与温度的关系与温度的关系n假设某量器在假设某量器在0时的容积为时的容积为V0，其材料的体膨胀系数，其材料的体膨胀系数为为，则其在，则其在t时的容积时的容积Vt为：为： VtV0(1+t)

7、n若温度由若温度由t1变化到变化到t2，则量器容积将由，则量器容积将由V1变化到变化到V2 ，由，由 上式可得：上式可得：V1V0(1+t1)V2V0(1+t2)n合并上式得：合并上式得： V2V1(1+t2)(1-t1+2t12+)n忽略忽略的高次微量项得：的高次微量项得： V2V11+(t2-t1)n标准温度下容积标准温度下容积： V20Vt1+(20-t)第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识一、容量计量概述一、容量计量概述二、容量计量方法二、容量计量方法三、大容量计量三、大容量计量方法及方法及趋势展望趋势展望四、四、大容量计量检定规程大容量计量检定规程五、大容量国家标准及国际标

8、准五、大容量国家标准及国际标准第二节第二节 容量计量方法容量计量方法 n（一）衡量法（一）衡量法 n（二）容量比较法（二）容量比较法 n（三）几何测量法（三）几何测量法 （一）衡量法（一）衡量法 n即通过测量其容纳介质（通常为水）的即通过测量其容纳介质（通常为水）的质量、密度、温度求其容积的方法。质量、密度、温度求其容积的方法。n要求环境条件较高，需在恒温室内，测要求环境条件较高，需在恒温室内，测量过程较复杂，一般用于容量基准和标量过程较复杂，一般用于容量基准和标准量器的标定准量器的标定。 （二）容量比较法（二）容量比较法 n通过标定介质水，用高精度标准量器量通过标定介质水，用高精度标准量器量

9、入或量出的方法，与被检定量器直接比入或量出的方法，与被检定量器直接比较，经温度修正求其容积；较，经温度修正求其容积； n要求实验室环境温度与水的温度不能超要求实验室环境温度与水的温度不能超过过55，一般用于对精度要求较高的中，一般用于对精度要求较高的中小型容器的标定，对于大于小型容器的标定，对于大于10m10m3 3的容器的容器由于测量时间长，水的蒸发、残留量和由于测量时间长，水的蒸发、残留量和温度的变化将直接影响测量精度。温度的变化将直接影响测量精度。 （三）几何测量法（三）几何测量法 n通过测量容器的几何尺寸、内部附件体通过测量容器的几何尺寸、内部附件体积等，计算其容积的方法。积等，计算其

10、容积的方法。 n要求实验室环境条件不高，可以在常温要求实验室环境条件不高，可以在常温下测量，适用于对几何形状规则的大型下测量，适用于对几何形状规则的大型容器如卧式罐、立式罐、球形罐等的检容器如卧式罐、立式罐、球形罐等的检测。测。第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识一、容量计量概述一、容量计量概述二、容量计量方法二、容量计量方法三、大容量计量三、大容量计量方法及方法及趋势展望趋势展望四、四、大容量计量检定规程大容量计量检定规程五、大容量国家标准及国际标准五、大容量国家标准及国际标准第三节第三节 大容量计量方法及趋势展望大容量计量方法及趋势展望n（一）大容量检测方法（一）大容量检测方法

11、“几何测量法几何测量法”n（二）大容量检测方法比较（二）大容量检测方法比较n（三）大容量检测基本原则（三）大容量检测基本原则（一）大容量检测方法（一）大容量检测方法 “几何测量法几何测量法”n通常采用通常采用“几何测量法几何测量法”n 围尺法围尺法 n 光学垂准线法光学垂准线法 n 全站仪测量法全站仪测量法 n 三维激光扫描法三维激光扫描法围尺法围尺法光学垂准线法示意图光学垂准线法示意图滑轮垂准线中轴线水平焊缝基圆1/43/4光学垂准仪水平测站移动式径向偏差测量仪仪图2 光学垂准仪测量径向偏差示意图全站仪测量法示意图全站仪测量法示意图三维激光扫描法（仪器）三维激光扫描法（仪器）三维激光扫描法三

12、维激光扫描法三维激光扫描法（立式罐点云图）三维激光扫描法（立式罐点云图）三维激光扫描法（卧式罐点云图）三维激光扫描法（卧式罐点云图）三维激光扫描法（球形金属罐）三维激光扫描法（球形金属罐）（二）大容量检测方法比较（二）大容量检测方法比较 方法名称方法名称项目项目围尺法围尺法光学垂准线法光学垂准线法 容 量 比 较容 量 比 较法法三 维 激 光三 维 激 光扫描法扫描法全站仪法全站仪法测量准确度测量准确度高高较高较高高高高高较高较高测量费用测量费用高高低低高高低低低低劳动强度劳动强度高高较高较高较高较高低低低低高空作业高空作业有有有，但危险性有，但危险性大大降低大大降低没有没有没有没有没有没有

13、测量作业测量作业外测外测内测内测/外测外测外测外测 内测内测内测内测/外测外测测量速度测量速度慢慢较快较快慢慢特别快特别快快快适用说明适用说明基准方基准方法法适用于立式罐适用于立式罐适 用 于 小适 用 于 小型罐型罐适 用 于 各适 用 于 各种罐形种罐形适用于立式罐适用于立式罐和球形罐和球形罐（三）大容量检测基本原则（三）大容量检测基本原则(1)国际接轨：同国际标准、国际建议和国国际接轨：同国际标准、国际建议和国外发达国家标准接轨，保持其先进性；外发达国家标准接轨，保持其先进性；(2)检测手段：采用现场适应性强的先进仪检测手段：采用现场适应性强的先进仪器，保证数据准确、可靠；器，保证数据准

14、确、可靠；(3)检测方法：力求实用，具有可操作性；检测方法：力求实用，具有可操作性；(4)经济环保：考虑经济性和环保性。经济环保：考虑经济性和环保性。 第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识一、容量计量概述一、容量计量概述二、容量计量方法二、容量计量方法三、大容量计量三、大容量计量方法及方法及趋势展望趋势展望四、四、大容量计量检定规程大容量计量检定规程五、大容量国家标准及国际标准五、大容量国家标准及国际标准第四节第四节 大容量计量检定大容量计量检定规程规程nJJG168-2005立式金属罐容量立式金属罐容量nJJG266-1996卧式金属罐容积卧式金属罐容积 nJJG642-2007球

15、形金属罐容量球形金属罐容量nJJG133-2005汽车油罐车容量汽车油罐车容量nJJG702-2005船舶液货计量舱容量船舶液货计量舱容量nJJG641-2005液化石油气汽车槽车容量液化石油气汽车槽车容量nJJG140-2008 铁路罐车容积铁路罐车容积nJJF1014-1989罐内液体石油产品计量技术罐内液体石油产品计量技术规范规范第一章第一章 容量计量基础知识容量计量基础知识一、容量计量概述一、容量计量概述二、容量计量方法二、容量计量方法三、大容量计量三、大容量计量方法及方法及趋势展望趋势展望四、四、大容量计量检定规程大容量计量检定规程五、大容量国家标准及国际标准五、大容量国家标准及国际

16、标准第五节第五节 大容量国家标准及国际标准大容量国家标准及国际标准nOILM国际建议国际建议NO.71 固定贮存罐的通用要求固定贮存罐的通用要求nISO7507.1 石油及液体石油产品立式圆筒油罐容积石油及液体石油产品立式圆筒油罐容积标定方法（围尺法）标定方法（围尺法）nISO7507.2 石油及液体石油产品立式圆筒油罐容积石油及液体石油产品立式圆筒油罐容积标定方法（光学参比线法）标定方法（光学参比线法）nGB13235 石油及液体石油产品立式圆筒形金属油罐石油及液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法（围尺和光学参比线法）容积标定法（围尺和光学参比线法）nISO12917-1:2002卧式圆筒形储罐的标定手