JJF 1719-2018铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准规范-(高清原版).pdf
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1、中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 7 1 92 0 1 8铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o r3 DL a s e rS c a n n e r f o rV o l u m eM e a s u r e m e n t so fR a i lT a n k e r sa n dT a n kC o n t a i n e r s 2 0 1 8-1 2-2 5发布2 0 1 9-0 3-2 5实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局铁路罐
2、车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o nf o r3 DL a s e rS c a n n e r f o rV o l u m eM e a s u r e m e n t so fR a i lT a n k e r sa n dT a n kC o n t a i n e r sJ J F1 7 1 92 0 1 8 归 口 单 位:全国铁路专用计量器具计量技术委员会铁路专用力学分技术委员会 主要起草单位:国家铁路罐车容积计量站中国铁路总公司科技和信息化部中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研
3、究所 参加起草单位:国家铁路罐车容积计量站齐鲁分站 本规范委托全国铁路专用计量器具计量技术委员会铁路专用力学分技术委员会负责解释J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:邵学君(国家铁路罐车容积计量站)韩富强(中国铁路总公司科技和信息化部)庞 庆(国家铁路罐车容积计量站)张志鹏(国家铁路罐车容积计量站)齐 超(中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所)参加起草人:吴会军(中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所)牟 斌(国家铁路罐车容积计量站齐鲁分站)J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用
4、文件(1)3 术语(1)4 概述(1)5 计量特性(2)5.1 重复性(2)5.2 示值误差(2)6 校准条件(2)6.1 环境条件(2)6.2 校准用标准器及配套设备(2)7 校准方法(3)7.1 校准前准备(3)7.2 重复性(3)7.3 示值误差(3)8 校准结果表达(4)9 复校时间间隔(4)附录A 三维激光扫描法的罐体容积计算(5)附录B 校准记录(7)附录C 容量比较法测量检测罐参考容积(9)附录D 容积温度修正公式(1 0)附录E 校准证书内容(1 1)附录F 示值误差的测量不确定度评定(1 2)J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局引 言本规范依据J J
5、 F1 0 7 12 0 1 0 国家计量校准规范编写规则制定的规则和J J G1 4 0 铁路罐车容积编写。本规范为首次发布。J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准规范1 范围本规范适用于铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪(以下简称“扫描仪”的校准。2 引用文件本规范引用下列文件:J J G1 4 02 0 1 8铁路罐车容积凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语3.1 罐体容积t a n kc a p a c i t yJ J G1
6、4 02 0 1 8,3.1标准温度2 0时罐体内表面顶部水平切面以下的容积。3.2 容积表t a n kc a p a c i t yt a b l e标准温度2 0时铁路罐车和罐式集装箱内高度和容积对应关系的数据表。3.3 数据处理软件d a t ap r o c e s s i n gs o f t w a r e根据测量点云计算铁路罐车和罐式集装箱容积,得出容积表的计算机程序。3.4 检测罐t e s t i n gt a n k用于铁路罐车和罐式集装箱容积三维激光扫描仪校准的,具有特定型号和一定容积的铁路罐车和罐式集装箱罐体。4 概述扫描仪用于测量铁路罐车和罐式集装箱(以下简称“铁路
7、罐车、箱”)容积。扫描仪外形示意图如图1所示。其原理是通过三维激光扫描技术扫描罐内壁,采集点云,通过数据处理软件计算铁路罐车、箱容积表。图1 扫描仪外形示意图1电池;2数据存储介质接口;3启动/暂停键;4显示屏;5电源键;6反射滤光镜;7激光发射器;8安装底座1J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局5 计量特性5.1 重复性在一组重复性测量条件下,容积测得值的测量精密度。5.2 示值误差容积测得值与参考值之差。最大允许误差为0.2 4%。6 校准条件6.1 环境条件校准应在无冷凝、无明显震动和晃动、罐内无阳光直射的环境中进行,环境温度为(2 02 0),温度变化率不超过
8、2/h。6.2 校准用标准器及配套设备使用表1所列校准设备进行校准。表1 校准设备一览表名称测量范围/型号规格技术要求标准金属量器5L1 0L2 0L5 0L1 0 0L2 0 0L5 0 0L10 0 0L20 0 0L二等液位计(038 0 0)mm使用实际值,实际值的不确定度U0.4mm检测罐定型的铁路罐车罐体或罐式集装箱材质为低合金高强度结构钢或不锈钢,罐壁内表面为漫反射、无锈,至少2个,相互间容积差2 0m3一体化温度传感器(04 0)MP E:0.2温度计(-3 05 0)MP E:0.5数据处理软件容积计算测量模型应符合附录A管道及阀组公称直径与量器规格匹配,过滤水中杂质液位开关
9、控制标准金属量器液位处在标尺刻线范围内高位水箱有效容积1 8m3,液位最低点高于标准金属量器进水口蓄水池有效容积1 2 0m32J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局7 校准方法7.1 校准前准备校准前应完成以下准备工作:a)按附录B.2准备校准记录。b)确认扫描仪无影响计量特性的外观和机电功能方面的缺陷;标记检尺点;设置扫描仪扫描参数,使扫描点数不少于1 0 0万点。c)采用倒置或正置方式安装扫描仪。采用倒置安装方式时,将扫描仪稳定倒置悬挂在架设于检测罐人孔座上沿的三脚架上;扫描仪架设位置一般应处于人孔下沿0.2m处。采用正置安装方式时,将扫描仪稳定正置安装在架设于检
10、测罐底部检尺点附近的三脚架上;扫描仪架设高度一般不高于1m;调整三脚架位置,使检尺点标记处于扫描仪扫描范围内。安装完成后,调整三脚架架设姿态,通过扫描仪自带的电子水准器观察扫描仪水平程度,使其处于自动水平补偿范围内。扫描仪安装如图2所示。d)确认环境温度等条件满足要求。图2 扫描仪安装示意图1检测罐;2三脚架;3人孔;4扫描仪;5检尺点7.2 重复性使用标记容积较小的检测罐进行重复性试验;通过容量比较法测得检测罐标记容积8 3%9 5%之间任一点的容积值,测量其对应液位高度H,操作方法见附录C;对检测罐进行多次重复扫描测量(一般重复测量36次),用温度计测量环境温度,运用数据处理软件计算容积表
11、并按附录D将其修正至标准温度2 0时的容积;在每次扫描得到的容积表中,读取H对应的容积Vj。按极差法计算重复性,极差系数见表2。表2 极差系数测量次数3456789C1.6 92.0 62.3 32.5 32.7 02.8 52.9 77.3 示值误差一般情况下,选取不少于2台不同型号的检测罐进行示值误差校准,其标记容积应3J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局在常用铁路罐车、箱标记容积范围内;通过容量比较法测得检测罐标记容积8 3%9 5%之间任意三点的容积值作为容积参考值,测量其对应液位高度Hi,操作方法见附录C;对检测罐进行扫描测量,用温度计测量环境温度,运用数据
12、处理软件计算容积表并按附录D将其修正至标准温度2 0时的容积,读取Hi对应的容积;每台检测罐重复扫描3次,以每个校准点的中位值作为各点的容积测得值。按公式(1)计算每个校准点的示值误差。示值误差的测量不确定度评定见附录F。Vi=Vi-Vs i(1)式中:Vi 第i个校准点示值误差,L;Vi 第i个校准点容积测得值,L;Vs i 第i个校准点容积参考值,L。8 校准结果表达扫描仪经校准后出具校准证书,校准证书应覆盖附录E所列内容。9 复校时间间隔复校时间间隔一般不超过1 2个月。4J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局附录A三维激光扫描法的罐体容积计算A.1 罐体容积对点
13、云进行滤波,去除罐体内外杂点,并将点云沿铅垂方向切分成N等份,每一等份都是足够薄(厚度不大于1 0mm)的水平薄片;计算每个薄片的体积,累加得到罐体容积,按公式(A.1)计算:V=Ni=1Vi(A.1)式中:V 罐体容积,L;Vi 第i个水平薄片的体积,L;N 水平薄片的数量。A.2 水平薄片体积第i个水平薄片的体积Vi按公式(A.2)计算:Vi=13(Si+Si+1+SiSi+1)h(A.2)式中:h=hG/N;Si 第i个水平薄片的底面积,mm2;Si+1 第i+1个水平薄片的底面积,mm2;h 水平薄片的厚度,mm;hG 点云中罐体最高点到最低点的铅垂距离,mm;N 水平薄片的数量。A.
14、3 水平薄片的底面积点云的第i个水平薄片有m个点。将每个点向水平薄片底面投影,得到m个投影点C1,C2,C3,Cj+1,Cj+2,Cm;连接点C1,C2,C3得到三角形T1;连接点C1,C3,C4得到三角形T2;连接点C1,Cj+1,Cj+2得到三角形Tj;连接点C1,Cm-1,Cm得到三角形Tm-2。见图A.1。5J J F1 7 1 92 0 1 8市场监管总局市场监管总局图A.1 点云水平薄片底面积计算方法示意图第i个水平薄片的底面积Si按公式(A.3)计算:Si=m-2j=1Sj(A.3)式中:Sj 三角形Tj的面积,mm2。对三角形Tj,按公式(A.4)公式计算其面积Sj:Sj=pj
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