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浮子式液位計原位校準誤差修正研究

日期：2019-10-09 來源：上海船舶研究設計院作者：吳凱金榮品李志剛沈繼飛

從校準裝置和校準原理可知，浮子式液位計原位校準裝置測量的主要誤差來源于以下幾個方面：頂板傾斜造成的誤差、測距軸線與鉛垂線不平行造成的誤差、溫度影響產生的誤差。下文針對這三方面的因素逐一進行分析。

一、頂板傾斜誤差及修正方法

如圖1所示，浮球提升裝置的頂板在升高過程中會發生傾斜，導致高度值測量存在誤差。為了真實地模擬浮子隨液面升降的變化，頂板應保持水平，浮子在上下移動過程中才能保持垂直滑動。但

是由于提升裝置的做工誤差、液位計導桿不垂直等原因導致頂板發生傾斜，因此，應根據頂板的傾斜量對高度值進行補償，減小由于頂板傾斜帶來的誤差。

修正方法如下：設傾斜前與傾斜后頂板之間的夾角為β，再根據棱鏡中心至浮子中心的距離L由式（1）求得頂板傾斜誤差γ。

二、測距軸線與鉛垂線不平行誤差及修正方法

液位計測量的對象為液面的高度，液體表面屬于重力面，故浮子在液位計導桿上自由升降線為鉛垂線，因此測距軸線也應與鉛垂線方向平行。如果測距軸線與鉛垂線存在夾角，則應對高度值進行傾

斜改正。由圖2得出，當測距軸線與鉛垂線不重合時，導致液面高度H測量不準確，即二者之間存在差值Δ，具體修正公式如式（2）。

式（2）中，未知數α指測距軸線與鉛垂線的傾斜角，通過在測距儀內部安裝二維電子傾斜儀進行測量并計算，從而求得差值Δ。

三、溫度造成的誤差影響及修正方法

在現場測量過程中，浮子式液位計導桿受到環境溫度影響發生熱脹冷縮，故在實際測量之前，需對環境溫度進行測量，并對zui終測量結果修正。浮子式液位計導桿的熱脹冷縮程度與導桿材質有關，在實際應用中，以普通船用鋼zui為常見，故修正公式為

式中：Lt——經溫度修正后的導桿長度，m；Lc——浮子式液位計原位校準時的導桿長度，m；——實際運用過程中的測量溫度，℃；tc——浮子式液位計原位校準時的溫度，℃；α——導桿材料的線膨脹系數，α=0.000012/℃。

四、結束語

浮子式液位計現場校準是一項具有創新性的工作，液位計數值測量的精確與否直接影響到貿易交接，所以我們要充分分析存在的誤差，把誤差降到zui小。上述修正方式較為全面，但由于浮子式液位計校準技術的不斷進步，具體問題

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