1、第1篇 第6章 油品计量第6章 油品计量6.1 计量基础6.1.1法定计量单位 1984年2月27日国务院颁布的关于在我国统一实行法定计量单位的命令中所规定的中华人民共和国法定计量单位是我国新规定采用的法定计量单位，它是以国际单位制单位为基础，并结合我国的具体国情，适当地增加了一些其他单位而构成的。法定计量单位的构成按照国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令的规定，我国法定计量单位的构成见图1-6-1：包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位，见表1-6-2组合形式导出单位图1-6-1 我国法定计量单位的构成表1-6-1 SI基本单位的名称、符号、定义序号量的名称单位名称单位符号定
2、义1长 度米m是光在真空中（1/299 792 458）s时间间隔内所经路径的长度。第十七届CGPM（1983）2质 量千克（公斤）kg等于国际千克原器的质量第一，三届CGPM（1889，1901）3时 间秒s是铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。第十三届CGPM（1967）4电流强度安培A在真空中，截面积可忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为210-7N，则每根导线中的电流为1A。CIPM(1946)决议，第九届CGPM（1948）批准5热力学温度开尔文K水三相点热力学温度的1/27
3、3.16。第十三届CGPM（1967）（决议4）续表序号量的名称单位名称单位符号定 义6物质的量摩尔mol是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单位数与0.012kg碳-12的原子数目相等。在使用摩尔时，基本单位应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。第十四届CGPM（1971）决议37发光强度坎德拉cd是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为5401012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（1/683）W/s第十六届CGPM（1979）决议3注：（1）圆括号中的名称，是它前面的名称的同义词，下同。（2）无括号的量的名称与单位均为全称。方括号中
4、的字，在不致引起混淆、误解的情况下，可以省略。去掉方括号中的字即为其名称的简称，下同。表1-6-2 国际单位制中具有专门名称的导出单位序号量的名称单位名称单位符号量纲被纪念科学家的国籍、生期说明123456789101112131415161718192021频率力；重力压力，压强，应力能量，功，热功率，辐射通量电荷量电位，电压，电动势电容电阻电导磁通量磁通量密度，磁感应强度电感摄氏温度光通量光照度放射性活度吸收剂量剂量当量平面角立体角赫兹牛顿帕斯卡焦耳瓦特库仑伏特法拉欧姆西门子韦伯特斯拉亨利摄氏度流明勒（克斯）贝可勒尔戈瑞希沃特弧度球面度HzNPaJWCVFSWbTHlmlxBqGySvra
5、dsrs-1kgm/s2N/m2NmJ/sAsW/AC/VV/AA/VVsWb/m2Wb/Acdsrlm/m2s-1J/kgJ/kgm/mm2/m2德国（18571894）英国（16431727）法国（16231662）英国（18181889）英国（17361819）法国（17361806）意大利（17451827）英国（17911867）德国（17871854）德国（18161892）德国（18041891）美国（18571943）美国（17881878）（1948年第九届CGPM通过采用）(1960年第十一届CGPM通过采用)(1960年第十一届CGPM通过采用)法国（18521908）英
6、国（19051965）瑞典（18961966）又称辅助单位又称辅助单位表1-6-3 SI词头名称、符号一览表因数词头名称符号因数词头名称符号英文中文英文中文10241021101810151012109106103102101yottazettaexapetateragigamegakilohectodeca尧它泽它艾可萨拍它太拉吉咖兆千百十YZEPTGMkhda10-110-210-310-610-910-1210-1510-1810-2110-24decicentimillimicronanopicofemtoattozeptoyocto分厘毫微纳诺皮可飞母托阿托仄普托幺科托dcmunpf
7、azy6.1.2 误差理论基础6.1.2.1误差的表示方法1.绝对误差绝对误差为测量结果减去被测量的真值。即 绝对误差=测量结果-真值 （1-6 -1）注：绝对误差不要与误差的绝对值相混淆，后者为误差的模。2.相对误差相对误差为测量误差除以被测量的真值。即 相对误差=绝对误差被测量真值100% （1-6 -2）3.引用误差引用误差为测量仪器的误差除以仪器的特定值。即 引用误差=测量仪器的绝对误差/特定值100% （1-6 -3） 4.误差分析用量油尺测量液位的高度是1m油高，测得值为1.001m，则误差为0.001m；用同一把尺测量液位高度是10m的油高，测得值为10.001m，则误差亦为0.
8、001m（不考虑尺本身的误差）。从两个测量结果来看，它们的绝对误差是相同的，但相对误差是不同的。前者相对误差 0.0011100%=0.1% 后者相对误差 0.00110100%=0.01%与绝对误差相比，相对误差能更好地描述测量的准确程度。显然，后者的测量准确度要比前者高。6.1.2.2误差的来源 要做到减少或消除误差，就必须了解产生误差的原因。一般误差主要有以下四个方面的来源： 1.装置误差 （1）标准器误差 标准器是提供标准量值的器具，它们的量值（标称值）与其自身体现出来的客观量值之间有差异，从而使标准器自身带有误差。（2）仪器、仪器误差 因受到设计原理、制造与安装、调整与使用等多方面问
9、题的影响，产生误差。（3）附件误差 使测量方便地进行的各种辅助器具，均属测量附件，如电学测量中的转移开关、电源及连接导线等，它们均会引起误差。 2.环境误差 由于各种环境因素与测量所要求的标准状态不一致，以及随时间和空间位置的变化引起的测量装置和被测量本身的变化而造成的误差，称为环境误差。3.人员误差测量人员由于受分辨能力、反应速度、固有习惯和操作熟练程度的限制，以及疲劳或一时疏忽的生理、心理上的原因所造成的误差，称为人员误差。4.方法误差采用近似的或不合理的测量方法和计算方法而引起的误差叫做方法误差。6.1.2.3测量误差的分类1.系统误差系统误差是指在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测
10、量所得结果的平均值与被测量的真值之差。系统误差表现为：在同一条件下，对同一给定量进行多次重复测量的过程中，其误差的绝对值和符号均保持不变；或当条件改变时，误差按某一确定的规律变化，且可以表示为某一个或某几个因素的函数，而这些因素的变化情况是我们可以掌握的。这就为我们减少或消除误差提供了方便。系统误差按其表现形式可分为如下几类：（1)恒定系统误差，又称定值系统误差（包括恒正系统误差和恒负系统误差）；（2)可变系统误差，又称变值系统误差（包括线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等）。按对系统误差掌握的程度又可将系统误差分为已定系统误差和未定系统误差。已定系统误差能够修正，其余误差不能修正
11、，但有的可以在测量中消除。2.随机误差随机误差是指测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限次测量所得结果的平均值之差。随机误差是由许多微小的、难以控制的或尚未掌握规律的变化因素所造成的。就单次测量而言，其误差值的出现纯属偶然，不具有任何确定的规律。但若反复测量的次数足够多，则可发现随机误差具有统计的规律性。随机误差的这种统计规律常称为误差分布率。在测量误差理论中，最重要的一种分布是正态分布率，因为通常的测量误差是服从正态分布的。 通过大量的对测量数据的观察，人们总结出了大多数的随机误差具有如下三个特征，它常被称作随机误差公理。（1)在一定测量条件下（指一定的计量器具、环境、被测对象和人员
12、等），随机误差的绝对值不会超过一定的界限； （2)小误差出现的机会比大误差出现的机会要多；（3)测量次数足够多时，绝对值相等、符号相反的随机误差出现的机会相等，或者说它们出现的概率相等。 3.粗大误差粗大误差是指明显超出规定条件下预期的误差，粗大误差又称过失误差或疏忽误差。这种误差主要是人为造成的，如测量者的粗心或疲劳，在测量时对错了标记而测错等。含有粗大误差的测得值会歪曲客观现象，严重影响测量结果的准确性。这类含有粗大误差的测得值也称为坏值或异常值，这些值必须设法从测量列中找出来并加以剔除，以保证测量结果的正确性。 4.误差的相互转换 在误差分析中，要估计的误差通常只有系统误差和随机误差两类
13、。必须注意的是误差的性质是可以在一定的条件下相互转化的。6.1.2.4消除误差的方法 研究误差最终是为了达到减小或消除误差的目的，以提高测量准确度。下面介绍各类误差的消除方法。 1.系统误差的消除 消除系统误差的基本方法有：以修正值的方法对测量结果进行修正；在实验过程中消除一切产生系统误差的因素；在测量过程中，选择适当的测量方法，使系统误差抵消而不致带入测量结果中。下面分别加以介绍： （1）恒定系统误差的消除 检定修正法将计量器具送检，求出示值的修正值，对测量结果进行修正。 异号法（方向对称法）改变测量中的某些条件，如测量方向等，使两种条件下测量结果的误差符号相反，取其平均值，以消除误差。 交
14、换法本质上也是异号，但形式上是将测量中的某些条件，如被测物的位置等相互交换，使产生系统误差的原因对测量结果起相反的作用，然后取交换前后测量结果的平均值，从而抵消系统误差。如用等臂天平称量时，若两臂存在微小的差异，为获得被测物的准确质量，就必须采用交换法。替代法保持测量条件不变，用某一已知量替换被测量，再进行测量以达到消除系统误差的目的。（2）可变系统误差的消除 对呈线性变化的系统误差可采用“对称测量消除法”，即将测量程序按某时刻对称地再做一次，这可有效地消除随时间变化的线性系统误差；而对周期性变化的系统误差，根据周期变化的特点可采用“半周期偶数测量法”（对径测量法）消除；至于其他有规律性变化的
15、系统误差，往往可以求出其变化函数关系，再进行修正，如消除由引线电阻引起的系统误差的“四步平衡消除法”。 2.随机误差的消除 根据随机误差的对称性和抵偿性可知，当无限次的增加测量次数时，就会发现测量误差的算术平均值的极限为零。因此，应尽可能地多测几次，并取其多次测量结果的算术平均值作为最终测得值，以达到减少或消除随机误差的目的。 3.粗大误差的剔除 测量列中的粗大误差应在做数据处理之前将其剔除。这样剩下的测得值才会更符合客观情况。 判别粗大误差的方法很多，如莱依达准则（又称3准则）、肖维勒准则、狄克逊准则、罗曼诺夫斯基准则（又称t分布准则），它们都是以数据按正态分布为前提的。6.2 散装静态计量
16、器具6.2.1 量油尺量油尺是用于测量容器内油品高度或空间高度的专用尺。 6.2.1.1量油尺的结构 量油尺由尺铊、尺架、尺带、挂钩、摇柄、手柄等部件构成。其中，尺铊由黄铜制成。 测量低黏度油品采用轻型尺铊，重O.7kg的测深量油尺；测量高黏度油品采用重型尺砣，重1.6kg的测深量油尺或测空量油尺。用挂钩将尺铊连接在尺带上，铊身呈圆柱形或棱柱形，下端呈圆台形，测深量油尺的零点在尺铊底端，测空量油尺的零点在尺铊的中部。所以，尺铊和旋转闭合的转动钩必须固摇柄定，不能调换或松动。尺架上装有鼓轮和轴，轴的一端连接摇柄。摇柄的作用是将尺带卷在鼓轮上，摇柄上刻有量油尺的标称长度。量油尺的结构见图 1-6-
17、2。 图 1-6-2 量油尺（需要更换图） 6.2.1.2 量油尺的技术要求 1.尺带必须是含碳量低于O.8的具有一定弹性的连续钢制尺带，钢带经热处理后，在鼓轮上收卷和伸开不得留有残存的变形。 2.尺带表面必须洁净，不得有斑点、锈迹、扭折等缺陷。边缘应平滑，不得有锋口和倒刺。 3.尺带的一面蚀刻或印有米、分米、厘米和毫米等刻度及其相应的数字，尺带上所有刻线必须均匀、清晰，并垂直于钢带的边缘。 4.表示分米、米的刻线必须横贯尺带表面，表示厘米和毫米的刻线长度应为尺带宽的 2/3和1/2。 5.厘米、分米、米的分度值必须标有数字。6.尺带任意两线纹间的允许误差，不同准确度等级由下列公式求出：级：（
18、0.10.1L）mm (1-6-4)级：（0.30.2L）mm (1-6-5)式中，L是以米为单位的长度，当长度不是米的整数倍时，取最接近的较大的整“米”数。6.2.1.3量油尺的使用要求使用量油尺前，应注意检查量油尺是否合格，使用中的量油尺必须符合以下规定：1.尺带不许扭折、弯曲及镶接；2.刻度线、数字应清晰；3.尺铊尖部无损坏；4.有检定周期内的修正值表；5.根据被测油品的黏度，选用不同类型量油尺，使用量油尺前应校对零点，并检查尺砣与挂钩是否连接牢固。6.量油尺使用后应擦净，收卷好，放在固定的尺架上。油品交接计量使用的量油尺检定周期一般为半年，最长不得超过1年。6.2.2量水尺量水尺的技术
19、要求如下：1.量水尺应采用与金属磨擦不发生火花的铜或铝合金材料制成。2.量水尺表面应光洁，刻线清晰，垂直立在平面上应构成90角，误差倾斜不超过0.53.量水尺的长度为300mm500mm，分度值为1mm。6.2.3温度计6.2.3.1温度计的种类温度计是利用物质的某些物理性质随温度变化而变化的特性制成的。根据物质特性随温度变化的物理性质制作的温度计有：1.膨胀式温度计 是利用物体随温度的变化而膨胀或收缩的原理制成的，例如玻璃液体温度计就是常见的一种。2.电阻式温度计 是利用金属的电阻随温度升高而增大，半导体电阻温度增高而减小的特性，通过测量电阻值变化的大小来确定温度高低的，如半导体点温计。3.
20、热电偶温度计 是根据不同温度的两个接点电位不等产生电动势（热电势），通过测量热电势变化的大小来判断温度的高低。4.辐射式高温计 是利用测量物体热辐射强度的原理制作的，如光学温度计。5.压力式温度计 是利用温度变化后工作物质的压力变化测量温度的，它的结构与压力表相似。6.2.3.2玻璃液体温度计 玻璃液体温度计是利用感温液体在透明玻璃感温泡和毛细管内的热膨胀作用来测量温度的。按温度计的结构，分为内标式和外标式两种；按使用时的浸没深度分为全浸和局浸两种。使用全浸温度及测温时，温度计示值以下的部分应全部浸在测温介质内，特殊情况下无法全浸时，可用下式修正为 t = n(t - t 1) (1-6-6)
21、式中 t露出液柱的温度修正值，； 感温液体的膨胀系数（水银0.00016）； n露出液柱的度数（修正到整数度），； t被测介质的实际温度，； t 1借助辅助温度计测出的露出液柱平均温度，。 玻璃液体温度计的玻璃应光洁透明，不得有裂痕和影响强度的缺陷，刻线应清晰，数字清楚，毛细管内的液柱不得中断。6.2.3.3玻璃液体温度计的使用要求油品交接计量应选择最小分度值为0.2的玻璃棒全浸水银温度计。使用中的温度计应符合以下规定：1.玻璃棒内的毛细管水银柱不许断裂；2.感温泡无裂痕；3.温度计的刻线和数字应清晰；4.有检定周期内的修正值表。5玻璃液体温度计检定周期为1年。6.2.4石油密度计密度计是测量
22、液体密度的。用于测量石油密度的密度计称为石油密度计。6.2.4.1密度计的结构和技术要求密度计又称浮计。它由躯体、压载室、干管三部分组成。躯体是圆柱形的中空玻璃管，下端是压载室，室内填满金属丸，用胶固物或玻璃板封固，躯体上端有直接均匀的干管，指示读数的分度表粘于干管内。密度计的结构见图 1-6-3。图1-6-3 石油密度计构造图密度计是按阿基米德定律设计的。同一支密度计的质量是不变的，它却可以测定一定范围的液体密度。这是因为液体密度小时，浸没深度大；液体密度大时，浸没深度小。浸没深度大小反映了液体的密度大小，所以密度计的示值从下至上逐渐减小。 符合SH 03161998石油密度计的技术要求见表
23、1-6-4。 表 1-6-4密度计技术要求型号单位密度范围每支单位刻度间隔最大刻度误差弯用面修正值SY02SY05SY10kg/m3(20)6001100600110060011002050500.20.51.00.20.3O.6+0.3+0.7+1.4SY02SY05SY10g/cm3(20)060011000.6001.1000.6001.1000.020.050.050.00020.0005O.00100.00020.00030.0006+0.0003+0.0007+0.00146.2.4.2密度计的使用要求用于油品计量的密度计应按新标准选用SY-02型或SY-05型的密度计，所用密度计
24、应符合下列规定：1.密度计的玻璃应光洁、透明、无裂痕和其他影响读数的缺陷；2.密度计的分度标尺刻线和数字应清晰，标尺纸条应牢固地贴于干管内壁，并应有判断标尺是否发生移动的标记；3.密度计的金属弹丸不得有明显的移动；4.应有检定周期内的修正值表。5. 密度计检定周期为1年，但根据其使用及稳定性等情况可为2年。6.3散装油品人工计量操作6.3.1油面高度测量所有油面高度测量应符合GB/T 1389492石油和液体石油产品液位测量法（手工法）的规定。操作方法和要求 1.检实尺对于轻油(汽油、煤油、柴油和轻质润滑油)应检实尺。检尺操作时，站在上风头，一手握尺小心地沿着计量口的下尺槽下尺。尺铊不要摆动，
25、另一手拇指和食指轻轻地固定下尺位置，使尺带下伸，尺铊将接触油面时应缓慢放尺，以免破坏油面的平稳。当下尺深度接近参照高度时，用摇柄卡住尺带，手腕缓缓下移，手感尺铊触底后核对下尺深度(下尺深度应等于参照高度)，以确认尺铊触底。对于轻油可立即提尺读数，对于黏油稍停留数秒钟后提尺读数。读数时可摆动尺带，借助光线折射读取油痕的毫米数，再读大数。轻油易挥发，读数应迅速。若尺带油痕不明显，可在油痕附近的尺带上涂试油膏。连续测量2次，读数误差不大于1mm，取第一次的读数，超过时应重新检尺。 2.检空尺 对于原油、重质燃料油、重质润滑油应检空尺。待油面稳定后，站在容器顶部计量口的上风头，一手握尺，小心地沿参照点
26、的下尺位置下尺。下尺时尺铊不要摆动，尺铊接近油面时应缓慢下尺，以防静止的油面被破坏。当尺铊和部分尺带进入油层后，卡住尺带，用另一手指压住尺带，对准计量口的上计量基准点停留1min后，读取与上计量基准点相重合的尺带刻线示值L。L值最好是整数，否则可将尺带继续下伸，使L值的刻线读数是厘米以上的整数。提尺后读取尺带的浸油深度L1，(L - L1)即为空间高度(空距)。容器的总高减去空间高度，即为容器内油面的高度。表达式为 H1 = H -(L - L1) (6-7)式中 H1油面高度，m； H容器参照高度，m； L尺带下尺高度示值，m； L1浸油深度，m。 空距应连续测量2次，读数误差不得超过2mm
27、。若2次读数误差不超过1mm时，取第一次测量值。若超过l mm时，取两个测量值的平均值。若连续测量两次误差超过2mm应重新检尺。 3其他规定 (1)检尺部位 立式金属罐、卧式金属罐均在罐顶计量口的下尺槽或标记处(参照点)进行检尺。如油罐有多个计量口时，应对这些计量口的使用做出规定，每批油品输转前后，测量应按照同一方法在同一位置进行。 铁路罐车在罐体顶部人孔盖铰链对面处进行检尺。 油船舱上有两个以上计量检测口时，应在舱容表规定的计量口进行检尺。 (2)液面稳定时间 收、付油后进行油面高度检尺时必须待液面稳定、泡沫消除后方可进行检尺，其液面稳定时间有如下规定：对于立式金属罐，轻油收油后液面稳定2h
28、，付油后液面稳定30min。重质黏油收油后液面稳定4h，付油后液面稳定2h。对于卧式金属罐和铁路罐车，轻油液面稳定15min，重质黏油稳定30min。（3）新投用和清刷后的立式油罐在罐底垫1m以上的油后，再进行收、付油品交接计量。（4）浮顶罐的油品交接计量，应在浮顶完全起浮并稳定后进行量油，以避免收、付油前后浮顶状态发生变化产生计量误差。（5）油品交接计量前后，与容器相连的管路工艺状态应保持一致。（6）对于油船检尺后一定要按规定进行倾斜修正，修正按吃水差修正值进行。（7）吃水差修正值 当舶发生倾斜时（横倾应尽量避免），为了减少计量管不在自由液面几何中心点引起的误差，对舱内液面高度进行修正的值，用hBP表示 hBP = （TA TF） L/LBP (6-8)式中 hBP吃水差修正值； TF艏吃水； TA艉吃水； L计量口距液货舱几何中心的距离。 注：1.计量口在舱几何中心后修正值，符号为负，否则为正。 2.当|（TA TF）/LBP | 0.05时，不予修正；应调整船舶吃水差。 4.报告测量结果 报告检尺日期、时间、容器的名称、编号、测量点、油品名称等。 报告检尺量值，准确到1mm。在进行大量油品输转的有关测量时，应
