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

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1719—2018

铁路罐车和罐式集装箱容积

三维激光扫描仪校准规范

CalibrationSpecificationfor3DLaserScannerforVolume

MeasurementsofRailTankersandTankContainers

2018-12-25发布2019-03-25实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1719—2018

铁路罐车和罐式集装箱容积

三维激光扫描仪校准规范

JJF1719—2018

CalibrationSpecificationfor3DLaser

ScannerforVolumeMeasurementsofRail

TankersandTankContainers

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

JJF1719—2018

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

()

JJF1719—2018

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语

3……………………(1)

概述

4……………………(1)

计量特性

5………………(2)

重复性

5.1………………(2)

示值误差

5.2……………(2)

校准条件

6………………(2)

环境条件

6.1……………(2)

校准用标准器及配套设备

6.2…………(2)

校准方法

7………………(3)

校准前准备

7.1…………(3)

重复性

7.2………………(3)

示值误差

7.3……………(3)

校准结果表达

8…………(4)

复校时间间隔

9…………(4)

附录三维激光扫描法的罐体容积计算

A……………(5)

附录校准记录

B………………………(7)

附录容量比较法测量检测罐参考容积

C……………(9)

附录容积温度修正公式

D……………(10)

附录校准证书内容

E…………………(11)

附录示值误差的测量不确定度评定

F………………(12)

Ⅰ

JJF1719—2018

引言

本规范依据国家计量校准规范编写规则制定的规则和

JJF1071—2010《》JJG140

铁路罐车容积编写

《》。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1719—2018

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

:

铁路罐车容积

JJG140—2018

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

罐体容积

3.1tankcapacity[JJG140—2018,3.1]

标准温度时罐体内表面顶部水平切面以下的容积

20℃。

容积表

3.2tankcapacitytable

标准温度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

20℃。

数据处理软件

3.3dataprocessingsoftware

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

,。

检测罐

3.4testingtank

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罐车箱容积扫描

(“、”)。

仪外形示意图如图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

1。,,

过数据处理软件计算铁路罐车箱容积表

、。

图扫描仪外形示意图

1

电池数据存储介质接口启动暂停键显示屏电源键

1—;2—;3—/;4—;5—;

反射滤光镜激光发射器安装底座

6—;7—;8—

1

JJF1719—2018

5计量特性

重复性

5.1

在一组重复性测量条件下容积测得值的测量精密度

,。

示值误差

5.2

容积测得值与参考值之差最大允许误差为

。±0.24%。

6校准条件

环境条件

6.1

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

、、,

温度变化率不超过

(20±20)℃,±2℃/h。

校准用标准器及配套设备

6.2

使用表所列校准设备进行校准

1。

表1校准设备一览表

名称测量范围型号规格技术要求

/

5L

10L

20L

50L

标准金属量器二等

100L

200L

500L

1000L

2000L

液位计使用实际值实际值的不确定度U

(0~3800)mm,≤0.4mm

材质为低合金高强度结构钢或不锈钢罐壁内

定型的铁路罐车罐体,

检测罐表面为漫反射无锈至少个相互间容积

或罐式集装箱、,2,

差3

≥20m

一体化温度传感器

(0~40)℃MPE:±0.2℃

温度计

(-30~50)℃MPE:±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

—,

液位开关控制标准金属量器液位处在标尺刻线范围内

—

有效容积3液位最低点高于标准金属量

高位水箱≥18m,

—器进水口

蓄水池有效容积3

—≥120m

2

JJF1719—2018

7校准方法

校准前准备

7.1

校准前应完成以下准备工作

:

按附录准备校准记录

a)B.2。

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

b);;

扫描仪扫描参数使扫描点数不少于万点

,100。

采用倒置或正置方式安装扫描仪

c)。

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处

;0.2m。

采用正置安装方式时将扫描仪稳定正置安装在架设于检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调整三脚架位置使检尺点标记处于扫描仪

;1m;,

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所示

,。2。

确认环境温度等条件满足要求

d)。

图扫描仪安装示意图

2

检测罐三脚架人孔扫描仪检尺点

1—;2—;3—;4—;5—

重复性

7.2

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

;

之间任一点的容积值测量其对应液位高度H操作方法见附录对检

83%~95%,,C;

测罐进行多次重复扫描测量一般重复测量次用温度计测量环境温度运用数

(3~6),,

据处理软件计算容积表并按附录将其修正至标准温度时的容积在每次扫描得

D20℃;

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

3456789

C1.692.062.332.532.702.852.97

示值误差

7.3

一般情况下选取不少于台不同型号的检测罐进行示值误差校准其标记容积应

,2,

3

JJF1719—2018

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

、;83%~

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

95%,,

录对检测罐进行扫描测量用温度计测量环境温度运用数据处理软件计算容积表

C;,,

并按附录将其修正至标准温度时的容积读取Hi对应的容积每台检测罐重

D20℃,;

复扫描次以每个校准点的中位值作为各点的容积测得值按公式计算每个校

3,。(1)

准点的示值误差示值误差的测量不确定度评定见附录

。F。

ViViVsi

Δ=-(1)

式中

:

Vi第i个校准点示值误差

Δ———,L;

Vi第i个校准点容积测得值

———,L;

Vsi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所列内容

,E。

9复校时间间隔

复校时间间隔一般不超过个月

12。

4

JJF1719—2018

附录A

三维激光扫描法的罐体容积计算

罐体容积

A.1

对点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的水平薄片计算每个薄片的体积累加得到

(10mm);,

罐体容积按公式计算

,(A.1):

N

VVi

=i=(A.1)

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

———。

水平薄片体积

A.2

第i个水平薄片的体积Vi按公式计算

(A.2):

Vi1SiSiSiSih

=(++1+×+1)×Δ(A.2)

3

式中

:

hhN

Δ=G/;

Si第i个水平薄片的底面积2

———,mm;

Si第i个水平薄片的底面积2

+1———+1,mm;

h水平薄片的厚度

Δ———,mm;

h点云中罐体最高点到最低点的铅垂距离

G———,mm;

N水平薄片的数量

———。

水平薄片的底面积

A.3

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CCCCjCjC连接点CCC得到三角形T连

1,2,3,…,+1,+2,…,m;1,2,3△1;

接点CCC得到三角形T连接点CCjCj得到三角形Tj

1,3,4△2;…;1,+1,+2△;…;

连接点CCmCm得到三角形Tm见图

1,-1,△-2。A.1。

5

JJF1719—2018

图点云水平薄片底面积计算方法示意图

A.1

第i个水平薄片的底面积Si按公式计算

(A.3):

m-

2

SiSj

=j=△(A.3)

1

式中

:

Sj三角形Tj的面积2

△———△,mm。

对三角形Tj按公式公式计算其面积Sj

△,(A.4)△:

Sjpjpjajpjbjpjcj

△=(-)(-)(-)(A.4)

式中

:

pjajbjcj

=(++)/2;

ajbjcj三角形Tj的三条边长

,,———△,mm。

6

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