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容量计量的现状与展望



xxxx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。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、民航等系统中许多企业的经营管理、产品质量、成本核算以及经济与社会效益问题。在古代"度、量、衡"中的"量"即指"容量"。

一 容量计量现状

(一)容量计量量传系统

  我国计量法规定,计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。计量检定系统决定了国家计量基准通过计量标准向工作计量器具进行量值传递的程序,并指明误差及基本检定方法等。

  我国容量计量基准于1986年经国家计量局审批并颁布使用。与其对应,必须建立一种检定系统,使之将容量国家基准所复现的容量单位量值(基准衡量法复现的容量单位量值为0.01mL-2000L;基准几何测量法复现的容量单位量值为20-100000m3)通过检定传递给下一等级的计量标准,并依次逐级传递到工作计量器具,以保证被检量器的量值准确一致。另外,量值准确一致的前题是计量结果必须具有"溯源性",即被计量的量值必须具有能与国家容量计量基准相联系的特性。为此,就要求用以计量的计量器具必须经过具有适当准确度的计量标准的检定,而该计量标准又要受上一等级计量标准的检定,逐级往上追溯,直至国家容量计量基准。

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基准、各等级标准与工作量器之间的误差传递是三倍到五倍的关系,即上一级标准的准确度应高于直接传递的标准(或工作量器)准确度的三至五倍。

xxxx 以上是JJG2024-89《容量计量器具》检定系统制定所依据的基本原则。
容量计量器具检定系统框图如下:

(二)容量国家基准
xxxx容量国家基准建立于1963年,它是我国容量量值传递和溯源的最高标准,是保证和统一全国容量量值准确一致的依据,几十年来为保证全国容量量值准确,为国民经济建设起到了很重要的作用。目前基准量限0.5mL~2000L,基准的扩展不确定度3×10-5(k=3),整套基准达到容量国家量值传递系统表的要求。

(三)容量计量标准
xxxx目前已建立的容量标准有三项:
1."计量罐容积检定装置"标准,该标准主要是用于现场检测20~100000m3的立式金属罐、卧式金属罐和球形金属罐容积的。
2."一等金属量器标准装置"标准,量限1~200L,扩展不确定度5×10-5 (k=2),该标准主要是用于检测二等标准金属量器、高精度标准体积管和流量计等。
3."一等标准玻璃量器"标准,该标准主要是用于检测二等标准玻璃量器和常用玻璃量器。

(四)容量计量检定规程与技术规范

1 容量基准操作技术规范
xxxx1: JJG1258-90 《0.5~90mL容量基准》
xxxx2: JJG1257-90 《100~150mL容量基准》
xxxx3: JJG1256-90 《160~900mL容量基准》
xxxx4: JJG1254-90 《1000~4000mL容量基准》
xxxx5: JJG1255-90 《5~2000 L容量基准》

2 容量计量器具计量检定规程

(1)玻璃量器计量器具
xxxx6: JJG20-89 《标准玻璃量器》
中国计量科学研究院修订完成,于2002年出版。
xxxx7: JJG196-90 《常用玻璃量器》
  上海计量科学研究院修订,于2003年出版。
xxxx8:《特种玻璃量器计量检定规程》替代:
xxxxxxxxJJG10-87 《奥氏吸管》
xxxxxxxxJJG11-87 《比色管》
xxxxxxxxJJG12-87《刻度离心管、刻度试管、血糖管、消化管》
xxxxxxxxJJG284-82 《海水分析用玻璃量器》
xxxxxxxxJJG514-87 《微量吸管》
xxxxxxxx上海计量科学研究院修订,于2003年完成。
xxxx9: JJG18-80 《玻璃注射器》
xxxxxxxx中国计量科学研究院修订,于2004年完成。
xxxx10: JJG19-85 《量提》
xxxxxxxx待修订。
xxxx11: JJG558-88 《饮用量器》
xxxx  待修订。
xxxx12: JJG615-89 《售油器》
xxxx  待修订。
xxxx13: JJG646-90 《定量可调移液器》
  xxxx待修订。

(2)金属量器计量器具
xxxx14:JJG259-89 《标准金属量器》包括:
xxxxxxxxJJG402-85 《车装标准金属量器》
xxxxxxxx中国计量科学研究院修订,于2002年完成。
xxxx15:JJG647-90 《罐和桶》
xxxx16:JJG687-90 《液态物料定量灌装机》
xxxxxxxx中国计量科学研究院修订,于2004年完成。
xxxx17:JJG264-81 《容重器》
xxxxxxxx待修订。

(3)计量罐计量器具
xxxx18:JJG168-87 《立式金属罐容量》
    中国计量科学研究院、国家大容量第一计量站和国家大容量第二计量站修订,于2002年完成。
xxxx19:JJG266-96 《卧式金属罐容积》
xxxx20:JJG642-90 《球形金属罐容量》
xxxx  待修订。
xxxx21:JJG133-87 《汽车油罐车容量》
xxxx  主要由河南省计量测试研究所修订,于2002年完成。
xxxx22:JJG702-90 《船舶液货计量舱容量》
xxxxxxxx待修订。
xxxx23:JJG641-90 《液化石油气汽车槽车容量》
xxxxxxxx中国计量科学研究院和国家大容量第一计量站修订,于2004年完成。
xxxx24:JJG302-83 《水泥罐容积》
xxxxxxxx待修订。
xxxx25:JJG140-1989 《铁路罐车容积》
xxxxxxxx待修订。
xxxx26:JJG184-93 《液化气体铁路罐车容积》
xxxxxxxx待修订。

3 容量测量装置检定规程
xxxx27:JJG759-97 《静压法油罐计量装置》
xxxx28:JJG1014-89 《罐内液体石油产品》
xxxxxxxx待修订。
xxxx29:JJG 《立式罐径向偏差测量仪》
xxxxxxxx中国计量科学研究院制定,于2002年完成。
xxxx30:JJG 《计量罐液位仪》
  xxxx待制定。

4 容量计量检定系统
xxxx31:JJG2024-89 《容量计量器具》
xxxx  中国计量科学研究院修订,于2002年完成。
xxxx32:JJG1009-87 《容量、密度计量名词术语及定义》
xxxx  待制定。

5 其它说明
xxxxJJG451-86 《储罐液体称量仪标准器》
xxxxxxxx(该规程属压力真空专业技术委员会)
xxxxJJG372-85 《称重法储罐液体计量系统》
xxxxxxxx(由于该系统技术落后,计量精度较低,现已被市场淘汰。 建议撤销该规程。)

二 容量计量展望

1、容量基准和标准的技术改造
xxxx随着科学技术的发展,目前容量国家基准量限0.5mL~2000L,已不能满足医疗卫生和国内外石油产品贸易交接的需要,急待将基准量限向两端扩展,其下限应扩展为 0.01mL,上限应扩展到10000L。基准建立30余年来没进行技术改造,仪器设备陈旧,检测工作中劳动强度大,工作效率低,不能自动化。为了满足社会发展对容量计量工作的要求,做到与国际计量接轨,急需改造、并研制新的基准仪器设备。

xxxx 计量罐容积检定装置标准,该标准主要是用于现场检测10~100000m3 的立式金属罐、卧式金属罐、球形金属罐、铁路罐车和船舱容积的。该标准也同样存在野外作业、劳动强度大、安全性差等问题。

xxxx 一等金属量器标准装置标准,经过十几年的使用,特别是三通阀门磨损严重,渗漏问题直接影响了计量准确度,有部分设备需要更换才能满足检测要求。现在需要具有设计合理、外观大方、准确度较高的一等标准金属量器。其量限(1~200L)现已不能满足使用要求,应扩展到1L~500L。来检测二等标准金属量器、高精度标准体积管和流量计等。

xxxx 一等标准玻璃量器标准,目前存在的问题是注液使用临时性的管路,没有自动注液系统,给检测工作带来很大不便,有可能给检测结果带来误差。

2、容量计量检定规程与技术规范的修订
xxxx根据国家质检局的工作安排,要在三年内把1990年前出版的检定规程全部修订完,容量的检定规程修订任务是很艰巨的。

3、开展油罐自动计量装置的检测
xxxx在我国石油化工产品中油品的贸易结算是以在空气中的质量形式来进行的。传统的方法是人工测量法测出液位高度、密度、温度,通过计算求出油品的质量。近年来随着科学技术的发展,压力变送器精度的提高,世界许多国家生产出了各种类型的油罐自动计量装置。例如:静压法油罐计量装置(HTG),自动液面计计量装置(ATG),静压和自动液位混合计量装置(HIMS)等等。上述装置能够直接自动测得储罐油品的质量、液位、密度和温度等参数。它把人们从原始的手工操作中解放出来,完全实现自动化测量与管理,不仅节省了人力、物力,同时也提高了系统测量准确度和可靠性。为实现油库微机遥测计量,提高管理水平,完善统计数据,提高油罐安全监测水平,取代人工爬罐测量,减轻劳动强度,满足商业交接的技术要求,有很大的社会效益和经济效益。

xxxx 国内外已发表的与油罐自动计量装置相关的技术文件有:
xxxxx·国家计量检定规程:JJG759-97《静压法油罐计量装置》
xxxx ·国家标准:GB/T18273-2000 《石油及液体石油产品-立式罐内油量的直接静态测量法(HTG质量测量法)》
xxxxx·国际法制计量组织OIML TC8/SC2/No.5.5《储罐内液体质量测量系统》
xxxx ·国际标准化组织ISO11223-1《石油及液体石油产品-直接静态测量-立式储罐内的油量第一部分静压式油罐内的质量》
xxxx ·国际标准化组织ISO/DTR11223-2《石油及液体石油产品-直接静态测量-立式储罐内的油量第二部分静压式油罐内油量的容积测量》
xxxx ·国际标准化组织ISO/CD15169《石油及液体石油产品-使用混合法测量系统确定立式储油罐内的体积、密度和质量》
xxxx ·国际标准化组织ISO/4266《石油及液体石油产品-储罐内温度和液位的直接测量-自动》

xxxx 综上所述,油罐自动计量装置已成为国内外油罐计量的发展方向。目前在我国对各种类型的油罐自动计量装置的检测,还没有正常进行。而各种类型的油罐自动计量装置的测量准确与否,直接关系到经营者和消费者的经济利益,所以油罐自动计量装置在线容量计量检测势在必行。
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油罐自动计量装置的检测,需要研制建立一套符合相关检定规程和标准要求的计量标准。培训一批计量检定人员。

4、建立燃油加油机现场自动检测系统
xxxx燃油加油机是为机动车加燃料油的商业计量器具,使用量大面广,在我国属强制检定计量器具,它的型式已由机械型发展为电脑型,并具有税控功能。它的准确与否,直接关系到经营者和消费者的经济利益,也关系到国家燃油税收的问题。我国目前对燃油加油机的现场检测没有一套完整的检测系统,该系统除了对燃油t℃时的体积检测外,还应能检测油品20℃时的体积和油品的成份。为了保证燃油加油机的产品质量和油品质量,维护消费者利益和国家税收,尽快建立燃油加油机现场自动检测系统势在必行。

5、开展液化石油气(LPG)加气机的检测
xxxx随着交通运输工具的日益增加,机动车尾气对城市的空气污染问题显得格外突出。为了减少汽车尾气对城市造成的空气污染,根据北京市大气污染治理措施,在1999年底将建立47个清洁燃料加气站,完成17200辆清洁燃料车的改装工作。在上海市、重庆市等也建立了大批加气站,为清洁燃料型车加气。液化石油气加气机与燃油加油机一样,也应属于强制检定计量器具,但目前由于没有开展液化石油气加气机的检测工作,使得液化石油气加气机的计量问题处于混乱局面,直接影响了经营者和消费者的利益,所以应尽快研制适合我国国情的液化石油气加气机检测设备和确定检测方法,开展其检测工作。

xxxx 中国计量科学研究院和有关单位已研制出了一套检测设备,其情况如下:

技术方案:实现对加气机的检测,目前常用的基本方法是容量比较法和称重法,根据资料分析,容量比较法具有结构简单、便于操作、适合现场检测的特点。结合我国的实际情况,我们设计了符合国情的车装计量标准装置。

工作原理:将加气机输出的液相气注入到标准量器中,用标准量器指示值经温度、压力换算得出加气机输出的标准温度下液体体积量,然后与加气机体积量显示值进行比较,其差值不应超过加气机最大允许误差,若超出规定的误差范围,应通过调整加气机容积调量螺丝来改变输出量。
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xxxx 液化石油气加气机计量标准装置的建立,将在全国推广使用,对液化石油气加气机进行现场监督检测,保证其准确度,维护广大消费者和经营者的利益。同时对环境的治理也起到积极的作用,具有显著的社会效益和经济效益。

中国计量科学研究院容量室  刘子勇
2001年11月15日