JJF(京) 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．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载北

京市地

方计量

技术规范学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF（京）

5004－2024三维激光扫描仪法卧式金属罐容积校准规范Calibration

Specification

for

Volume

of

Horizontal

Metal

Tanksby

Three-Dimensional

Scanner2024-05-16

发布 2024-07-01

实施北京市市场监督管理局 发

布学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载三维激光扫描仪法卧式

Calibration

Specification

for

Of

Horizontal

Metal

Tanks

by

Three-Dimensional

Laser

Scanner

JJF(京)

5004-2024归

口

单

位：

北京市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．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．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）耿洪燕（包头市检验检测中心）参加起草人：薛慧萍（乌海市检验检测中心）李昕（内蒙古自治区计量测试研究院）ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载兔ｗ兔学JJF(京)

5004-2024ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载兔ｗ兔学

………………

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载 JJF

JJF

JJF

JJF

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．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（³的卧

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

12总图

1卧式罐主结构图设备名称测量范围最大允许误差备注三维激光扫描仪角度测量范围：（0～）°距离测量范围：(500～10000)

角度测量：±10″距离测量：±

1

mm满足在爆炸性气体危险场所

0

区使用的防爆要求测深钢卷尺（0～5）m±2.0

mm空盒气压表(800～1060)

±2

温度计（0～）℃±0.2℃许误差为±0.2℃，并满足防爆要求钢直尺300

mm、

±0.5

mm防爆灯具及其它符合防爆场所使用要求．ｃｘｗｏｍ标ｚｆ兔ｗｗｗ．ｂ学兔准下载JJF(京)

5004-2024．ｃｘｗｏｍ标ｚｆ兔ｗｗｗ．ｂ学兔准下载

k

表

1

表

1

校准所用设备

兔ｗｗｗ学兔．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024兔ｗｗｗ学兔．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

y

=

y

=

scosϕ

sinθ

x

=

scosϕcosθz

=

ssin

ϕxyz

s

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载ϕ

θ

x

y

=

y

=

scosϕ

cosθ

x

=

scosϕsin

θz

=

ssin

ϕ

xyz

s

ϕ

θ

y

s

vtv

t

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

图

4竖直扫描法扫描步骤

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

H

V总

=V直+

V顶

V附

V

H

V

H

V

H

V

H

以下度和本次液位最高液位高度容积值只参考不作计量

果应校准书或上反。校证书告应少包如下a)

标题：“校准证书”；b)

实验室名称和地址；c)

进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d)

证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e)

客户的名称和地址；f)

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学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载日期；h)

校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i)

本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j)

校准环境的描述；k)

校准结果及其测量不确定度的说明；l)

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；n)

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。

兔兔ｗ学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024兔兔ｗ学ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载附录

A水平扫描法

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

AiBiCi

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

DiOiAi

图

A.1 罐内水平扫描圈分布示意图ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔ｗ学兔下载JJF(京)

5004-2024ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔ｗ学兔下载Bi AiOiCi

DiAiBiCiDi

i

Oi

i

图

A.2 水平扫描圈形状

仪法卧式校准系统本规范规的容

BiAiL2i

L1i

Oi

L4iL3iCi

DiOO

Oi

i

图

A.3

水平扫描圈平面上的点与坐标原点的位置关系10L4．ｃｘｗｏｍ标i．ｂｚｆ准下L3i兔兔ｗ学ｗｗ载JJF(京)

5004-2024L4．ｃｘｗｏｍ标i．ｂｚｆ准下L3i兔兔ｗ学ｗｗ载

OCi OOiLi

OOCi OOi

各高度处水平扫描圈面积计算公式见（

BiAiS1i

L1iL2i

S4iS2i

Oi

S3iCi

Di图

A.4 水平扫描圈面积构成

S2i

=

S4i

=

∠2i3isin∠CiOiDi2∠4i1isin∠iOii2Si

i

S

BiOiCi

S

CiOiDi

ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ下载JJF(京)

5004-2024ｏｍ标准学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ下载S

DiOiAi

S

AiOiBi

AiOiBiCiOiBiCiOiDiAiOiDi

∑∆

∑∆

∑(

)

∆

×

V

Si

i

Si+1

i

NH

hi

V

V

hi

V

V

hi

hi

Vhi

12学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载附录

B数据处理

AB

=

(

xx)2

+(y

y)2

+(

zzB)2

xyz

xyz

∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

13学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

∑

学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

JJF(京)

5004-2024

∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

m

14兔兔ｗｗｗ．ｂ学ｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载∑

兔兔ｗｗｗ．ｂ学ｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载∑

∑

∑

∑

∑

∑

∑

JJF(京)

5004-2024

di

= (xi

am

1)2

+(yi

bm

1)2

+(zi

cm

1)2xiyizi

i

inabc

di

i

i

nnrrm

m

aam

m

x

bbm

m

y

ccm

m

z

rmrm-1

rm

xy

z

h

L

L

h

L

L

15ｏｍ标准．ｂｗｗ学兔兔ｗｚｆｘｗ．ｃ下载

Rrｏｍ标准．ｂｗｗ学兔兔ｗｚｆｘｗ．ｃ下载

Rr

R R

r

R

h

θ =

Rrθ =

Rr 1

θ

R

r

h

β

β

CD

z

zz

z

点内竖筒的平均时，则在部分容积

∆

16ｏｍ标准ｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｂｘｗ．ｃ下载∆

ｏｍ标准ｚｆ学兔兔ｗｗｗ．ｂｘｗ．ｃ下载∆

H

H

H

D

D

10.9510.95×10

(t20)+0.37

×106(p101.325)

6

D′

D

D＇

t

p

tp

D

=

D′1

0.95

×

106(t

20)

17ｘｗ．ｃｏｍ标兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ准H下载JJF(京)

5004-2024ｘｗ．ｃｏｍ标兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ准H下载D图

直圆筒容积计算示意图22H

22H

D

H

+

D

1

D

×10

14

2

2

2H

6=L 1=L 1(H R)

2RH H+R 2

arccos1

×

106

2

H

R

V

H

D

R

LH

π

×

π

×

V

D

R

18ｏｍ标准ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ学兔兔ｗ下载JJF(京)

5004-2024ｏｍ标准ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ学兔兔ｗ下载L

R

R

H R

h

h

R R

R

×

R

R

h

R

h

R R

R

RH

H

×

R

R

×

×

1

H R

6

R11

R

90

R 1

R

HR

2

3

×

1

R

+

6

+R

×R

×

×

H R

R

HR

HR

•

•

•×

V

H

R

R

h

H

2

π

2

2

×6

V

R

h

π

×

19兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024兔ｗ学兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载V

H

R

h

H

π

π

×

V

R

h

hR

H hR

H

H

H

H

H R

RR

H

R

R

R

HR

RH

H

R

H

×

hR

π

hR

π

H

H

H

H

H RR

R

H

R

R

+

1

+

1

R +

ln

HR

3

2RH

H

2

H

R

×

106

V

H

R

h

H

20ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔ｗ兔学下载JJF(京)

5004-2024ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准兔ｗ兔学下载

π

×

V

R

h

转体容积并入筒容计算，弧容积计算球缺弓形转体容积

θ

rx

1

=

r

sin

θ

θ

RxRx ×α

α

H

x∫

AHx

dx

fH

∫

dx

θ

α

rθxh

Rx

=R12

(R1α

R

H

Rx21H．ｂｚｆｗｗｘｗ．ｃｏｍ标学兔兔ｗ准R下载JJF(京)

5004-2024H．ｂｚｆｗｗｘｗ．ｃｏｍ标学兔兔ｗ准R下载

0R1 R---θ图

B.2弧形顶容积计算示意图π

∫π

∫πθ

∫

∫

π h

π h

R

Rr

r

(

)h

r θR

Rr

r

h

(h

θ

rθ)(R

r)r

]×

V

R

h

R

θ

r

22学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

R

r

hhD

hR

R

rhd

hr

R

rhD

R

hd

r

H

hDR

HR

HR

HR

HR

HR

R R

H

R

RH

H

R

H

×

V

H

R

H

hDR

hDR

H

H

H

H

H R

R R

H

R

R

R R

H

R

RH

H

R

H

×

2hdr 2

arcsin 2

2hdr 2

arcsin 2

2H 1

H 1

+

2H 1

1

2H 1

H 1

+r

rr

3

r

r

21

1

H 1

lnR +

×

106

r

2rH

1

H

12r

H

1

23兔ｗ兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准学下载JJF(京)

5004-2024兔ｗ兔ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准学下载V

H

R

r

H

H

H

R

rR

<

H

R+r

hDR

π

hDR

π

H

H

H

H

H R

RR

H

R

R

H

R

R

RH

H

H

R

×

2

2H1

2

2H1

H 1

+

2H 1

1

2H1

H 1

+r

rr

2hdr

23

π

arcsin

r

r

2

r H

×

r

rH

H

H

r

V

H

R

r

H

H

H

R

r

hDR

HhDR

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π

H

R

H

R

HR

)

HR

HR

R

RH

R

HRπhdr

×

RH

H

V

H

R

24ｘｗ．ｃｏｍ标兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ准下载JJF(京)

5004-2024ｘｗ．ｃｏｍ标兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ准下载r

H

V

πR

Rr

r

h

×

V

R

r

h

HLβ2H

H

2H2H

H

2H

H

133 +

arccos1HR

Rtanβ

1

R

R

R

R

H

R

×10

6

V

H

R

H

β

L

β

H

R

1Rtanβ 3HG

1Rtanβ 3HG

2HG

3

+

R

1

arccos1

H

=

R

R

2HG

HG

R

HG

R

HG

R

HD

H

HD

HDHD

R

HD

HD

×

R

R

R

R

HD

R

V

H

252R-L1tanβ学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-20242R-L1tanβ学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载R

H

H

β

β

0

θ

R图

B.3 倾斜状态正直圆筒部分容积计算示意图

1tanβ 3H K1tanβ 3H K

2H

KR

+

=

V

1

R

3

3

2HKR

2

R

HK

R

2

×

H

R

HR

V

H

V

R

H

H

R

Hβ

β

β

β

βH

=

Hcosβ

+Dtanβ

sinβ

asinβ

26ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准学兔兔ｗ下载JJF(京)

5004-2024ｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准学兔兔ｗ下载H

H

D

a

L

β

a入口e图

卧式金属罐计量口（人口）位置示意图

4h

sin

β3π

2HGR

HG

R

2

eq

\o\ac(△,H)

H

h

R

β

27学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载

V

m

ρ

28兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ学兔．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ学兔．ｃｏｍ标准下载附录

C容积测量结果不确定度评定示例

500

U

k

V

=V直

+V顶V直

=

V直

=

L1H

R

2

H

2

+R2arccos1×10

H

R

6

π

π

×所以，V

=

L1H

R

2

H

+R

arccos1×10 +π

hH

1

×10

H

6

2

R

H

3R

6V

H

V

H

V

H

L

R

H

29兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载h

=

H=

H

R

2

H

+R×101

VL

H

R

HR

+

2π+

2πhH

×

106

VH

=

2L1

2RH

H

2

πhHR

2

HR

c

VH

πhH

×

RHR+

2πhH+

2πhH

×

106

VH

=

2L1

2RH

H

2

πhHR

2

RH

H

H

HR

R

VR

L

RH

H

πhH

×

R

H

R

RH

πRL1

+=

πRL1

+=

πhH3

×

1062

VR

3R

RH

H

H

HR

RHH

πR

R

VR

L

HR

πhH

R

×

1

1

×

106

Vh

=

πH

2

H

3R

R

D

L

L

hH

=

H=

H

R

2

H

+R1×10

VL

H

H

R

R30测量序号123平均值直圆筒内半径

Ri

/mm1118.9931119.9931119.4931119.492直圆筒内直径

Di

/mm2237.9862239.9862238.9862238.986直圆筒长度

L1i

/mm4541.9714542.9724540.9724541.971罐内总长

L

5458.2075461.2075456.2075458.540两端封头平均高度

hi

mm457.998458.998457.498458.164罐底至罐内计量高度H=2000.154

mm

处罐内容积/L19175.655319206.402519180.377419187.4717．ｃｘｗｚｆｗｗ．ｂ学兔兔ｗｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024．ｃｘｗｚｆｗｗ．ｂ学兔兔ｗｏｍ标准下载+

2πhH+

2πhH

×

106

VH

=

2L1

2RH

H

2

πhHR

2

=

L1

=

L1

2

H+2π

R2Rarccos1

R

2H

2

42

H

R

πhH

R

×

1

1

×

106

Vh

=

πH

2

H

3R

表

C.1

换算成

20℃时的卧式罐容积测量数据及容积计算结果

表

C.1

换算成

20℃时的卧式罐容积测量数据及容积计算结果

cuV

c

L

L

uL

uL

k

uL

uL

=5.7737

H

uH31标准不确定度分量

u(xi)不确定度来源标准不确定度值u(xi)的值灵敏系数

ci合成标准不确定度｜ci｜u(xi)u(L1)三维激光扫描仪直圆筒长度测量5.7737

mm3.7120

L/mm21.4320

Lu(H)测深钢卷尺罐内计量高度测量1.1547

mm6.8923

L/mm7.9585

Lu(R)三维激光扫描仪直圆筒半径测量0.2887

mm21.9484

L/mm6.3365

Lu(h)三维激光扫描仪顶板高度测量4.0820

mm5.0806

L/mm20.7390

L．ｃｏｍ标．ｂｚｆｘｗ兔ｗｗｗ学兔准下载JJF(京)

5004-2024．ｃｏｍ标．ｂｚｆｘｗ兔ｗｗｗ学兔准下载

k

uH

=1.1547

R

uR

k

uR

=0.2887

h

uhhLL

uL

uL)=5.7737

cLcL,L

L

uhc(L)

uLc(L)

uL

uVc

uLc

uHc

uRc

uh

表

C.2

使用

B

类评定方法的标准不确定度汇总表

H

uVuV表

C.2

使用

B

类评定方法的标准不确定度汇总表

H

H

k

U

32学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载JJF(京)

5004-2024学兔兔ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ标准下载UU

k

33委托方名称：委托方地址：器具名称型号/规格出厂编号生产厂家罐

号盛入介质校准使用的主要计量标准器名称测量范围不确定度或最大允许误差或准确度等级证书有效期技术依据校准日期罐内残留液体体积/L液位高度检尺点内竖直径/mm参照高度校准时环境温度/℃校准时环境湿度/%校准数据及结果序号

i罐内环境温度ti

/℃直圆筒半径Ri＇直圆筒长度L1i＇罐总长L2i＇顶板高度hi＇123其它校准数据20℃时校准总容积：20℃时校准总容积的不确定度：ｏｍ标ｗｗ．ｂｚｆ学兔兔ｗｘｗ．ｃ准下载JJF(京)

5004-2024ｏｍ标ｗｗ．ｂｚｆ学兔兔ｗｘｗ．ｃ准下载附录

D校准记录参考格式（竖直扫描法）

委托方名称：委托方地址：器具名称型号/规格出厂编号生产厂家罐

号盛入介质校准使用的主要计量标准器名称测量范围不确定度或最大允许误差或准确度等级证书有效期技术依据校准日期罐内残留液体体积/L液位高度检尺点内竖直径/mm参照高度校准时环境温度/℃校准时环境湿度/%校准时罐内环境温度/℃换算成

20℃时校准数据及结果水平扫描圈序号

i水平扫描圈面积

Si/L垂直步长△Hi123···20℃校准总容积：20℃校准总容积的不确定度：ｏｍ标ｗｗ兔学兔ｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ准下载JJF(京)

5004-2024ｏｍ标ｗｗ兔学兔ｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃ准下载附录

E校准记录参考格式（水平扫描法）

ｏｍ标准下ｘｗ．ｃ兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ载V tｏｍ标准下ｘｗ．ｃ兔学兔ｗｗｗ．ｂｚｆ载V t

附录

F校准证书内页参考格式

tVVatV

ta

tttt

ttt

tt

tht

=

h201+ac(tL20)

h

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