JJF(蒙) 5004-2024 三维激光扫描仪法卧式金属罐容积校准规范

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载内蒙古自治区地方计量技术规范学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载20XX三维激光扫描仪法卧式金属罐容积校准规范

2024-05-16

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实施内蒙古自治区市场监督管理局

发

布学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

归

口

单

位：

内蒙古自治区市场监督管理局主要起草单位：内蒙古自治区计量测试研究院包头市检验检测中心参加起草单位：乌海市检验检测中心内蒙古电力（集团）有限责任公司物质供应分公司本规范委托内蒙古自治区计量测试研究院负责解释学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载本规范主要起草人：王拴奎（内蒙古自治区计量测试研究院）蔡振超（内蒙古自治区计量测试研究院）参加起草人：马丽娟（内蒙古自治区计量测试研究院）李 昕（内蒙古自治区计量测试研究院）学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

引言………………………… （Ⅱ）

范围…………………………

引用文件……………………

术语和计量单位……………

术语………………………

计量单位…………………

概述…………………………

原理………………………

结构………………………

用途………………………

计量特性……………………

校准条件……………………

环境条件…………………

安全条件…………………

校准所用设备……………

校准项目和校准方法………………………

校准项目…………………

校准方法…………………

总容积计算…………………

容积表的编制………………

校准结果…………………

复校时间间隔……………

水平扫描法…………

数据处理……………

容积测量结果不确定度评定示例…………………

校准记录参考格式（竖直扫描法）………………

E

校准记录参考格式（水平扫描法）………………

F

校准证书内页参考格式……………

容积表参考格式……………………

样条插值算法…………

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JJF

JJF

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

本规范适用于使用三维激光扫描仪法（光电几何测量法），容积（10的卧

bottom

of

gauge

method

method学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

L；立方米

m

mm。

图1

（0～360）°

mm角度测量：±10″距离测量：±

mm满足在爆炸性气体危险场

±2.0

mm

±2

±0.2℃

mm±0.5

mmｏｍ标准．ｃｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｂ下载ｏｍ标准．ｃｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｂ下载

0.4%（总容积的

75%以上，k

兔ｗｗｗ学兔．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载兔ｗｗｗ学兔．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

j

q

jq

j

xppp---P

mm；s---P

mm；j

---线段

xoy

xoy

内的正投影与线段

θ---线段

xoy

x

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

j

q

j

q

j

xppp---P

mm；s---P

mm；j

---线段

xoy

xoy

内的正投影与线段

θ---线段

xoy

y

s

=

vt/2 v---激光在空气中的传播速度

mm/s；t---三维激光扫描仪计时器记录的同一激光信号由发射到被接收的时间

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

图4

处（或设定的其它比例）

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

H

V总=V直+

V顶-

V附

V

---罐底至罐内高度

H

L；V

---罐底至罐内高度

H

L；V

---罐底至罐内高度

H

L；V

---罐底至罐内高度

H

L。

容积表的高度最小分度可以是

mm

cm，容积最小分度为

L，容积表的起点高度一般液位下高和本次校液位最高位以高度容积只作参考不作计量

容积表可以使用计算机软件进行编制。软件可以使用内置于测量系统或测量仪内的软

准结应在准证书或报告反映校准书或告应少包如下息：

标题：“校准证书”；

实验室名称和地址；

进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

客户的名称和地址；

被校对象的描述和明确标识；g)

进行校准的日期，若与校准结果的有效性及应用有关时，应说明被校对象的接收期；

校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

校准环境的描述；

校准结果及其测量不确定度的说明；

对校准规范的偏离的说明；m)

校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；

校准结果仅对被校对象有效的声明；o)

未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载附录

A水平扫描法

a)确定卧式罐内残留液体体积，测量检尺点内竖直径、余液液位高度、罐内气温、计量c)确定罐内水平扫描圈数。一般，在同一个卧式罐内部水平扫描时，相邻两个水平扫描

将三维激光扫描仪放入卧式罐内，整平，

求出圆筒的近似半径和扫描圆圈的近似圆心坐

依次向上扫描，直至扫描完最上部的水平扫描圈（见图

描圈面积，在每个水平扫描圈的扫描过程中，要确定如图

所示的

Aiii

Di四点的三维坐标，测量坐标原点到这四点的距离，并要测量出∠AiOiBi、∠BiOiCi、∠CiOiDi和∠DiOiAi

ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准兔学兔下载L3iｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准兔学兔下载L3iiiB AiiiOiiCi

iDiL1iL4i注：Aiiii

L1iL4iOi

i

激光法卧罐容应具本规数学容积

iiB AiiiOiL2iiCi

iDiO注：O

Oi

i

．ｃｏｍ标．ｂｚｆ准下L3i学兔兔ｗｗｗ载．ｃｏｍ标．ｂｚｆ准下L3i学兔兔ｗｗｗ载

OCiOOiiLi

OCiOOii

i

mm

iiB AiiS1i

L1i

S4i

iOi

L

4i

S3iL2i

S2iiCi

iDi

AASi

---第Si

---第i

mm

S---扇形BiOiCi

mm

S ---三角形CiOiDi

mm

ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃ下载S---扇形DiOiAiｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃ下载S---扇形DiOiAi

mm

S---三角形AiOiBi

mm

iOiBiiOiBiiOiDiiOiDi

(

)

Si

Si

---第i

mm

Si+1---第i+1

mm

V---测量区域累积容积

L；N---测量区域的水平扫描圈个数；H---相邻两个水平扫描圈平面间距离（垂直步长）mm。

hi

V

V---液位高度

hi

L；V---测量区域最低点以下残留液体体积

L；V---液位高度

hi

L。

hi

Vhi

H），编制相应高度（单位为

cm

mm）所对应的容积表（单位为

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载附录

B数据处理

|---A

mm；x---A

mm；x---B

mm。

兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

…………

m

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

xiii-----圆圈上第

i

mm，i=1，2，···n；a-----圆圈圆心坐标的初始值（一般设为

di-----圆圈上第

i

···n；n-----圆圈上测量点数；rm----第一步到第

m

mm；am----第一步到第

m

x

mm；bm----第一步到第

m

y

mm；cm----第一步到第

m

z

mm。mm-1｜≤0.1

mm

最后的半径计算结果

rm

xmm

zm

罐体倾斜状态下，准确性受到影响的测得值，要对其进行倾斜修正；经倾斜修正后的直圆筒半径、长度等分别求其算术平均值,直圆筒的长度包括其伸长部分的长度。

h

L

L

/

h---顶板平均高度

mm；L---罐体内总长

mm；L---直圆筒长度

mm。

ｏｍ标准ｗｗ．ｂｗ学兔兔ｚｆ．ｃ下载

ｏｍ标准ｗｗ．ｂｗ学兔兔ｚｆ．ｃ下载

R

R---弧形顶球缺部分内半径

mm；r---过渡曲线体内半径

mm，由制造图纸获得或者拟合二次曲面求解得到；R---直圆筒内半径

mm；h---弧形顶内高

mm。q

Rq

Rr

θ---弧形顶过渡曲线体所对圆心角

R---弧形顶球缺部分内半径

mm；r---过渡曲线体内半径

mm，由制造图纸获得或者拟合二次曲面求解得到；h---弧形顶内高

mm。

b

β---罐体倾斜角

|CD|---

z---分别是

z

mm。

量口内竖直圆均直致时计算部分ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃ下载

ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃ下载

H---修正后的计量高度

mm；H---检尺点测出的液高

mm；H---液高修正值

D---检尺点测出的内竖直径

mm；D---直圆筒的平均内直径

mm。

D---修正后（20℃、一个大气压下）的线段长度

mm；D＇---修正前（环境温度

t，大气压强

p

mm；t---测量时的环境温度℃；p---测量时的大气压强

D

D

.

t

容积计算---罐体处于水平状态时

．ｃｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆH下载．ｃｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆH下载D

LLHR

RHH

R

HR

V---直圆筒在计算高度为

H

L；D---直圆筒的平均内直径

mm；R---直圆筒的平均内半径

mm；L---直圆筒的总长（含其伸长体长度）mm；H---计算高度

mm。

p

p

V---直圆筒部分的总容积

L；D---直圆筒的平均内直径

mm；R---直圆筒的平均内半径

mm；ｏｍ标准ｗｗ．ｂｚｆ．ｃ学兔兔ｗ下载ｏｍ标准ｗｗ．ｂｚｆ．ｃ学兔兔ｗ下载L

R

R

H R

h

h

R R

R

H

R

R

h

R

h

R

RR

RH

H

R

R

H R

H R

H R

R

R

R

R

R

R

R

H

HR

R

HR

R

}

V---计算高度为

H

L；R---球缺顶平均内半径

mm，由制造图纸获得或者拟合二次曲面求解得到；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---球缺顶平均内高

mm；H---计算高度

mm。

p

2

2

-6

V---两端球缺顶总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---球缺顶平均内高

mm。

p

V---计算高度为

H

L；兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载R---直圆筒的平均内半径

mm；h---半椭球顶平均内高

mm；H---计算高度

mm。

p

V---两端半椭球顶总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---半椭球顶平均内高

mm。

hR

ïî

HhR

ïî

H

H

H

H

H R

RR

H

R

R

RH

R

RH

H

R

H

hR

p

ïî

hR

p

ïî

H

H

H

H

HRR

R

H

R

R

RH

R

RH

H

H

R

V---计算高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---圆锥顶平均内高

mm；H---计算高度

mm。ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准兔ｗ学兔下载ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准兔ｗ学兔下载

p

V---两端圆锥顶总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---圆锥顶平均内高

mm。

形旋体的积并入直筒容计算弧形容积计算球缺半弓旋转容积

q

rx

r

q

q

RxRx a

a

H

xH

Axdx

H

f

H

dx

q

a

r(1-cosθ)≤x≤h

a

R

HxRxHｗｗ．ｂｚｆ兔ｗ．ｃｏｍ标准R学兔下载Hｗｗ．ｂｚｆ兔ｗ．ｃｏｍ标准R学兔下载

0R---弧形顶球缺部分内半径；R---直圆筒的平均内半径；θ---过渡曲线体所对的圆心角。

p

p

qpq

ph

ph

R

Rr

r(h

r qR

Rr

r

h

)

h

cos

q

rq)(R

r

r]

V---两端弧形顶总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；h---弧形顶平均内高

mm；R---弧形顶球缺部分内半径

mm；θ---过渡曲线体所对圆心角

ｗ学兔兔ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载ｗ学兔兔ｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载r---弧形顶过渡曲线体内半径

圆台顶可看作是大圆锥剪掉一个小圆锥后得到。其大圆锥的内半径为

R，小圆锥的内

r，内高为

h，且具有以下关系式，见（B.21）式和（B.22）式：hD

hRR

r

hd

hr

R

r

hD---以直圆筒平均内半径

R

mm；hd---以

r

mm。

H

H

R

H

hDR

ïî

HR

HR

HR

HR

RR

H

R

RH

H

R

H

V---计算高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；H---计算高度

mm。

hDR

ïî

HhDR

ïî

H

H

H

H

H R

RR

H

R

R

R R

H

R

RH

H

R

H

H

H

H

H

H

H

r

rr

hdr

ïî

r

r

ｚｆ．ｃｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂ下载ｚｆ．ｃｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂ下载

H

R

r

rH

H

r

H

V---计算高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；r---圆台顶端小圆平均内半径

mm；H---计算高度

mm，H

H

R

r

hDR

p

ïîhDR

p

ïî

H

H

H

H

HR

RR

H

R

R

R H

R

RH

H

H

R

H

H

H

H

H

H

r

rr

hdr

p

ïî

r

r

r

r H

r

rH

H

H

r

V---计算高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；r---圆台顶端小圆平均内半径

mm；H---计算高度

mm，H

H

R

r

hDR

HhDR

H

p

H

H

R

R

H

R

HR

HR

RH

R

H R

RH

H

phdr

ïþ

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载V---计算高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；r---圆台顶端小圆平均内半径

mm；H---计算高度

mm。V

pR

Rr

r

h

V---两端圆台顶总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；r---圆台顶端小圆平均内半径

mm；h---圆台顶平均内高

mm。

容积计算---处于倾斜状态时

0≤H≤Ltanβ时ì

33ï12H

Hì

33ï12H

H

2H

H

1R

R

R

R

HR

HïR

ï

Rtanb

íïî

arccos1

üý10þ

-6

V---直圆筒在高端高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；H---高端液高

mm；β---罐体倾斜角

或°。L

b

H

RRïb ïHGRïb ïHG

HGR

ìíî

GHGR

R

GHG

R

GHGR

GHGRHD

HDHD

HDR

HD

HD

R

DHDR

R

R

DHDR

2R-L1tanβ．ｂｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｃｏｍ标准下载2R-L1tanβ．ｂｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｃｏｍ标准下载V---直圆筒在高端高度为

H

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；H---高端液高

mm；H---低端液高

mm，

b

β---罐体倾斜角

或°。0θ

R

β

ïìbïHKïìbïHK

H

K

R

V

R

íî

KHKR

R

KHK

R

KHKR

KHKR

V---直圆筒在高端高度为

H

L；V---直圆筒总容积

L；R---直圆筒的平均内半径

mm；KHK---低端液面空高

mm，H

R

HKβ---罐体倾斜角

或°。

H

=

Hcosb

+Dsinb

tanb

-(L-a)sinb

兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学兔．ｃｏｍ标准下载兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学兔．ｃｏｍ标准下载

b

b

b

b

H---测深钢卷尺在计量口所测的液位高度

mm；H---卧式罐内高端液高

mm（见图

D---直圆筒的平均内直径

mm；a---计量口至最近直圆筒体和封头连接处的距离

mm（见图

L---直圆筒内总长

mm；β---罐体倾斜角

或°。入口e

h

bp

GHGR

GHG

R

△H---倾斜时的液高修正值

mm，液面高端取“+”，液面低端取“-”；H---高端液高

mm；h---顶板内高

mm。R---直圆筒的平均内半径

mm；β---罐体倾斜角

或°。学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载

V---附件体积

L；m---附件质量

ρ---附件密度

底计量基准点以下“死量”编入容积表中。兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学兔．ｃｏｍ标准下载兔ｗｗｗ．ｂｚｆ学兔．ｃｏｍ标准下载附录

C容积测量结果不确定度评定示例

三维激光扫描仪，距离测量范围：（500～10000）mm，MPE=±1

mm；角度测量范围：（0～360）°，MPE=±10″；出厂编号：151115，生产厂家：徕卡。

测深钢卷尺,测量范围：（0～30）m，MPE=±2.0

mm，出厂编号：0229，生产厂家：

V

=

V

+

V

p

p

p

V---罐内计量高度

H

L；V

---罐内计量高度

H

L；V

---罐内计量高度

H

L；L---直圆筒（包括伸长体）的长度

mm；R---直圆筒（包括伸长体）的平均内半径

mm；H---罐内计量高度

mm；兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载h---两端顶板平均高度

mm。

=

êH=

êH

-R

2RH

-H

2

+R2

ç1-÷

´10

¶¶L1

é

æ

ë

è

H

öùûR

øúû

-6

H＜R

L

L

RHH

phH

VH

phH

R

H=R

c

VH

phH

R＜H＜2R

L

L

RH H

phH

VH

phH

R

R＞H

H

H

HR

VR

Lïî

RH

H

R

HR

phH

R

R=H

pRL

pRL

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phHR

R＜H

H

H

HR

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Lïî

RH

H

pR

R

HR

phH

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pH pH

Vh

H

R

Ri

/mm

Di

/mm

L

/mm

L

/mm

hi

mmH=2000.154

mm

．ｂｚｆ．ｃ学兔兔ｗｗｗｏｍ标准下载．ｂｚｆ．ｃ学兔兔ｗｗｗｏｍ标准下载

mm，D=2238.986

mm，L

mm，L

mm，h=458.164

mm，上述灵敏系数计算结果如下：=

êH=

êH

-R

2RH

-H

2

+R2

ç1-÷

´10

L/mm

¶¶L1

é

æ

ë

è

H

öù

-6ûR

øúû

phH

phH

L

RH H

VH

phH

R

L/mm

ïî

p

phH

R

L/mmpHpH

L/mm

Vh

H

R

次测量的罐内容积分别是

L，采用极差法评定罐

u(xiu(xi

ci合成标准不确iiu(L维激描仪

mm

L/mm

Lu(H)深钢尺罐内计

mm

L/mm

Lu(R)维激描仪

mm

L/mm

Lu(h)维激描仪

mm

L/mm

L．ｂｚｆ．ｃｏｍ标兔ｗ学兔ｗｗ准下载L)×u(L

)×u(L

mm。u u(L．ｂｚｆ．ｃｏｍ标兔ｗ学兔ｗｗ准下载L)×u(L

)×u(L

mm。u u(L

u(H)] u(R)]u(h)]

L。

c

cL。

L

L

u(L

u(L

mm，呈均匀分布，k=

u(L)=

u(L

mm/

mm。

H

u(H)的评定±

mm,k=

,

u(H)=2.0mm/

mm

R

u(R)的评定三维激光扫描仪和套管尺测量同一卧式罐的直圆筒内半径，差值一般不超过

mm，呈均匀分布，k=

u(R)=0.5

mm。

h

u(h)的评定h=(L-L

u(L)=

u(L

mm，分量灵敏系数

c(L

各输入量相互独立，B

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载u 学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆ．ｃｏｍ标准下载u

+[u

L

H=2000.013mm）

H=2000.013mm）

k

U=33.2149

L

L，用相对扩展不确定度表示：U=U/

液位高度/mm检尺点内竖直径/mm参照高度/mm校准时环境湿度/%

iti

Ri＇/mmL＇/mmL＇/mmhi＇/mmｏｍ标ｗｗ．ｂｚｆ学兔兔ｗ．ｃ准下载ｏｍ标ｗｗ．ｂｚｆ学兔兔ｗ．ｃ准下载附录

D校准记录参考格式（竖直扫描法）

液位高度/mm检尺点内竖直径/mm参照高度/mm湿度/%

i

Si垂直步长△Hi/mm···ｏｍ标ｚｆｗｗ学兔兔ｗ．ｂ．ｃ准下载ｏｍ标ｚｆｗｗ学兔兔ｗ．ｂ．ｃ准下载附录

E校准记录参考格式（水平扫描法）

ｏｍ标准．ｃｗｗ．ｂｚｆ下学兔兔ｗ载V ｏｍ标准．ｃｗｗ．ｂｚｆ下学兔兔ｗ载V t

m

V

m

附录

F校准证书内页参考格式

tVta——罐材料的线膨胀系数

ttL+t

ttLt

t=tL

tL

a

a

h

mm；t