Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11156-4:2015 ISO 7507-4:2010 Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng-Hiệu chuẩn bể trụ đứng-Phần 4: Phương pháp đo dải khoảng cách quang điện bên trong

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11156-4:2015

ISO 7507-4:2010

DẦU MỎ VÀ SẢN PHẨM DẦU MỎ DẠNG LỎNG - HIỆU CHUẨN BỂ TRỤ ĐỨNG - PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP ĐO DẢI KHOẢNG CÁCH QUANG ĐIỆN BÊN TRONG

Petroleum and liquid petroleum products - Calibration of vertical cylindrical tanks - Part 4: Internal electro-optical distance-ranging method

Lời nói đầu

TCVN 11156-4:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 7507-4:2010.

TCVN 11156-4:2015 do Tiểu Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC28/SC2 Nhiên liệu lỏng - Phương pháp thử biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 11156 (ISO 7507), Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Hiệu chuẩn bể trụ đứng gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 11156-1:2015 (ISO 7507-1:2003), Phần 1: Phương pháp thước quấn;

- TCVN 11156-2:2015 (ISO 7507-2:2005), Phần 2: Phương pháp đường quang chuẩn;

- TCVN 11156-3:2015 (ISO 7507-3:2006), Phần 3: Phương pháp tam giác quang;

- TCVN 11156-4:2015 (ISO 7507-4:2010), Phần 4: Phương pháp đo dải khoảng cách quang điện bên trong;

- TCVN 11156-5:2015 (ISO 7507-5:2000), Phần 5: Phương pháp đo dải khoảng cách quang điện bên ngoài.

DẦU MỎ VÀ SẢN PHẨM DẦU MỎ DẠNG LỎNG - HIỆU CHUẨN BỂ TRỤ ĐỨNG - PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP ĐO DẢI KHOẢNG CÁCH QUANG ĐIỆN BÊN TRONG

Petroleum and liquid petroleum products - Calibration of vertical cylindrical tanks - Part 4: Internal electro-optical distance-ranging method

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp hiệu chuẩn bể hình trụ đứng có đường kính lớn hơn 5 m đo bằng các phép đo bên trong, sử dụng thiết bị dải khoảng cách quang điện tử bên trong (EODR), và sau đó lập các bảng dung tích bể.

Phương pháp này phù hợp đối với các bể có độ nghiêng không quá 3 % so với phương thẳng đứng miễn là áp dụng các hiệu chính thích hợp như quy định tại Điều 11, TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

Phương pháp này áp dụng cho các bể có mái nổi/phao hoặc có các tấm phủ (blanket) nổi bên trong.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 11156-1:2015 (ISO 7507-1:2003), Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Hiệu chuẩn bể trụ đứng - Phần 1: Phương pháp thước quấn.

IEC 60825-1:1998, Safety of lazer products - Part 1: Equipment classification, requirements and user's guide (Yêu cầu an toàn đối với các thiết bị laze - Phần 1: Phân loại thiết bị, các yêu cầu và hướng dẫn sử dụng).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ, định nghĩa nêu tại TCVN 11156-1 (ISO 7507-1) và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1. Điểm mốc chuẩn (reference target point)

Điểm cố định được đánh dấu, rõ ràng tại vị trí cố định trong bể, ví dụ, trên bề mặt trong của thành bể.

3.2. Khoảng cách nghiêng (slope distance)

Khoảng cách đo được từ thiết bị dải khoảng cách quang điện tử đến điểm mốc trên bất kỳ tầng nào của thành bể.

3.3. Điểm mốc (target point)

Một trong hàng loạt các điểm trên bề mặt trong của thành bể mà khoảng cách nghiêng, các góc theo phương thẳng đứng và các góc phương nằm ngang được đo bằng thiết bị dải khoảng cách quang điện.

4. Các yêu cầu về an toàn

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các yêu cầu chung và yêu cầu về an toàn quy định tại TCVN 11156-1 (ISO 7507-1). Ngoài ra, mặt trong thành bể phải đảm bảo sạch sẽ. Chùm tia laze phát ra bởi thiết bị đo khoảng cách phải phù hợp với IEC 60825-1.

5. Thiết bị, dụng cụ

5.1. Thiết bị dải khoảng cách quang điện

Để đạt được các yêu cầu về độ không đảm bảo đo đối với dung tích bể có thể chấp nhận theo đo lường hợp pháp, bộ phận đo góc của thiết bị phải có vạch chia và có độ chính xác bằng hoặc tốt hơn 3,142 × 10^-6 rad [0,2 mgon¹⁾] và bộ phận đo khoảng cách của thiết bị được sử dụng để xác định trực tiếp khoảng cách, có vạch chia và độ chính xác bằng hoặc tốt hơn 1 mm.

CHÚ THÍCH: Để phân tích ảnh hưởng của độ không đảm bảo của thiết bị lên độ không đảm bảo của bảng hiệu chuẩn, tham khảo các ví dụ nêu tại Phụ lục C.

Độ phân giải của thiết bị EODR có thể bị ảnh hưởng do sự thay đổi của nhiệt độ. Phải tuân thủ các hướng dẫn của nhà sản xuất thiết bị.

5.2. Cố định thiết bị

Giá đỡ phải được cố định chắc chắn. Nếu sử dụng giá đỡ ba chân, thì cố định các chân chắc và vững bằng các dụng cụ thích hợp, ví dụ các gối đỡ từ hoặc các hệ thống tương đương. Đối với các bể có phao che hoặc các bể có tấm phủ nổi bên trong, các giá đỡ của thiết bị EODR thường được đặt tựa trên đáy bể, khi đó tiếp cận với thiết bị bằng cách đi qua mái hoặc tấm phủ (xem Hình 1). Nếu điều kiện thực tế không cho phép thì có thể gắn trực tiếp trên phao che hoặc tấm phủ, nhưng chỉ thực hiện điều này khi đảm bảo được độ ổn định của thiết bị trong quá trình hiệu chuẩn.

Các phép đo bằng thiết bị EODR được giới hạn bởi:

a) khoảng cách nhỏ nhất có thể đo được;

b) góc tới nhỏ nhất mà vẫn cấp được độ không đảm bảo đo dự kiến.

Thông thường nhà chế tạo thiết bị EODR sẽ cung cấp các giới hạn này.

Đối với hình dạng bể đã biết (chiều cao và đường kính), nếu các giới hạn về góc tới mà nhà chế tạo thiết bị cung cấp không phù hợp với một vị trí, thì có thể chấp nhận độ không đảm bảo đo cao hơn hoặc thiết bị EODR sẽ phải lắp đặt tại một vài vị trí. Nếu điều này không thực hiện được, thì có thể phương pháp này không phù hợp với phạm vi áp dụng đã nêu.

CHÚ THÍCH: Tích hợp các phép đo từ các vị trí của EODR, nếu yêu cầu, là luôn luôn được thực hiện sử dụng các quy trình do nhà sản xuất ban hành. Không có các tính toàn tiêu chuẩn và do vậy tiêu chuẩn này không bao gồm các phương trình cho trường hợp này.

CHÚ DẪN:

1  thiết bị EODR

2  mái nổi

3  đáy bể

Hình 1 - Lắp đặt thiết bị trên mái nổi

5.3. Bộ phát chùm laze

Bộ phát chùm tia laze được sử dụng để định vị các điểm mốc trên thành bể là một phần tích hợp của thiết bị EODR hoặc là một dụng cụ riêng biệt có trục song song với trục của thiết bị EODR.

5.4. Thước đo stadia (thước cứng có khắc vạch)

Thước đo phải là một thanh với chiều dài ít nhất bằng 2m có khắc hai vạch, khoảng cách giữa các vạch phải được hiệu chuẩn. Độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn mở rộng phải có độ lớn bằng khoảng 0,05 mm. Thước đo stadia phải được làm từ vật liệu có độ giãn nở nhiệt đã biết.

5.5. Thiết bị hiệu chuẩn đáy bể

Thiết bị để hiệu chuẩn đáy bể được quy định tại Điều 10 TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

5.6. Thiết bị phụ trợ

Thiết bị phụ trợ bao gồm các phương tiện khác dùng để cố định thiết bị EODR, chiếu sáng, v.v...

6. Các yêu cầu chung

6.1. Thiết bị EODR cần được bảo trì sao cho hiệu năng của phải đáp ứng các chuẩn đo lường quốc gia và/hoặc quốc tế. Độ phân giải của thiết bị đo góc phải được kiểm tra xác nhận (kiểm định), sử dụng các quy trình nêu tại Phụ lục A. Thiết bị đo khoảng cách sẽ hiệu chuẩn thì không nhất thiết phải kiểm định trong lĩnh vực này. Nếu kiểm định thì áp dụng quy trình nêu tại Phụ lục A.

6.2. Các bể chỉ được hiệu chuẩn sau khi đã nạp ít nhất một lần bằng chất lỏng có khối lượng riêng bằng hoặc lớn hơn khối lượng riêng của chất lỏng sau này sẽ chứa trong đó trong quá trình sử dụng.

CHÚ THÍCH: Phép thử thủy tĩnh hoặc áp lực đối với các bể mới phải đạt yêu cầu trong hầu hết các trường hợp.

6.3. Phải đảm bảo bể không bị rung lắc và không bị hạt bụi bẩn bám. Đáy bể phải sạch, không có các mảnh vụn, bụi bẩn và các lớp gỉ.

6.4. Cần kiểm tra lớp cặn bên trong thành bể. Nếu chiều dày dự đoán lớp phủ tự nhiên và sự phân bố của lớp cặn trên thành bể có vẻ không chấp nhận được thì cũng không sử dụng phương pháp này để hiệu chuẩn bể chứa.

6.5. Khi có yêu cầu, đèn chiếu sáng được đưa vào bể theo cách sao cho không gây ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị EODR.

6.6. Việc hiệu chuẩn được thực hiện liên tục, không được gián đoạn.

7. Lắp đặt thiết bị EODR trong bể

7.1. Thiết bị phải được lắp đặt cẩn thận, phù hợp quy trình cũng như các hướng dẫn của nhà sản xuất.

7.2. Thiết bị phải được lắp đặt chắn chắn.

Nếu cần thiết, đáy bể, chỗ gần thiết bị, phải được cố định vững chắc bằng cách neo thêm các khối nặng trong khu vực đó.

Các chân của giá đỡ thiết bị phải được lắp đặt vững chắc bằng cách sử dụng các dụng cụ phù hợp như gối đỡ từ, để ngăn ngừa hiện tượng chệch, trượt trên đáy bể.

7.3. Thiết bị phải được lắp đặt tại tâm bể hoặc sát đó để đảm bảo rằng tại bất kỳ một mức nằm ngang nào đó, các khoảng cách nghiêng đo được không bị thay đổi đáng kể và nhằm giảm thiểu độ không đảm bảo đo toàn phần của phép xác định khoảng cách nghiêng.

CHÚ THÍCH: Độ ổn định của thiết bị EODR là quan trọng hơn so với vị trí đặt thiết bị này tại trung tâm bể.

7.4. Đảm bảo thiết bị không bị rung lắc từ bên ngoài.

7.5. Đảm bảo đường ngắm từ thiết bị đến thành bể không bị che khuất.

7.6. Lựa chọn và đánh dấu rõ ràng trên các điểm cố định bên trong bể, ví dụ, hai điểm mốc chuẩn trên thành bể. Các điểm này phải cách nhau khoảng 1,571 rad (100 gon) và càng sát mặt phẳng ngang của thiết bị càng tốt.

7.7. Trước khi sử dụng, thiết bị nên được điều chỉnh trong khoảng thời gian tối thiểu theo khuyến cáo của nhà sản xuất.

7.8. Thiết bị được lắp đặt theo phương ngang nhưng phải đảm bảo trục dọc (trục đứng) là thẳng đứng.

8. Lựa chọn các điểm mốc

8.1. Chọn hai nhóm điểm mốc trên một tầng, một nhóm tại khoảng 1/4 chiều cao tầng, trên đường nối ngang phía dưới, và nhóm kia cách khoảng 1/4 chiều cao tầng, dưới đường nối ngang phía trên.

Trên mỗi tầng của thành bể, số lượng các điểm mốc của một nhóm phụ thuộc vào chu vi bể. Số lượng tối thiểu các điểm mốc trên nhóm là hàm số của chu vi bể phù hợp với Bảng 1, và được mô phỏng trên Hình 2.

Khi thành bể bị biến dạng, số lượng các điểm mốc có thể lớn hơn số lượng tối thiểu quy định tại TCVN 11156-4 (ISO 7507-4).

8.2. Các điểm mốc phải cách ít nhất 300 mm kể từ bất kỳ đường hàn dọc nào.

Bảng 1 - Số lượng tối thiểu các điểm mốc

CHÚ DẪN

1  đường nối

Hình 2 - Mô phỏng vị trí các điểm mốc trên thành bể

9. Quy trình hiệu chuẩn

9.1. Thực hiện liên tục các phép đo, không để gián đoạn và càng nhanh càng tốt.

9.2. Thực hiện các phép đo và ghi lại khoảng cách nghiêng, các số đo góc theo phương ngang, dọc đến từng điểm mốc chuẩn.

9.3. Kiểm tra quan sát tất cả các điểm mốc dọc theo mặt phẳng ngang tại từng tầng, và tiến hành đo khoảng cách nghiêng, góc phương ngang, dọc, như thể hiện trên Hình 3.

9.4. Sau khi đã hoàn thành các phép đo trên một tầng, lặp lại các phép đo đối với các điểm mốc chuẩn.

9.5. Nếu các kết quả đo lặp lại của các khoảng cách nghiêng đến điểm mốc chuẩn không phù hợp với các kết quả đo trong quá trình lắp đặt thiết bị, trong phạm vi 2 mm, thì lặp lại các bước từ 9.1 đến 9.4. Ghi lại chênh lệch của hai số đo làm độ lệch của thiết bị chưa hiệu chính, e(R_dr). Cộng độ không đảm bảo tiêu chuẩn tương ứng, u(R_dr), tính được theo Công thức (1), vào kết quả độ không đảm bảo đo bán kính bể (xem Phụ lục C):

CHÚ DẪN:

1  chiều cao tầng

2  Thiết bị EODR

3  các điểm mốc trên thành bể

θ  góc theo phương ngang

f  góc theo phương dọc

D  khoảng cách nghiêng

Hình 3 - Mô phỏng quy trình hiệu chuẩn

9.6. Nếu các kết quả đo của các góc phương ngang hoặc phương dọc đến điểm mốc chuẩn không phù hợp với các kết quả đo trong quá trình lắp đặt thiết bị, trong phạm vi 1,571 × 10^-4 rad (0,01 gon), thì lặp lại các bước từ 9.1 đến 9.4. Ghi lại chênh lệch của hai số đo làm độ lệch của thiết bị chưa hiệu chính, e(θ_dr) (góc phương ngang) và e(f_dr) (góc phương dọc). Cộng độ không đảm bảo tiêu chuẩn tương ứng, u(θ_dr), tính được theo Công thức (2) đối với các góc phương ngang, hoặc theo Công thức (3) đối với các góc phương dọc vào kết quả độ không đảm bảo của các phép đo góc (xem Phụ lục C);

10. Các phép đo khác

10.1. Thực hiện hiệu chuẩn đáy bể và chiều cao tổng của điểm chuẩn tại lỗ đo phù hợp theo Điều 10 và 6.3 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

10.2. Xác định và ghi lại các dữ liệu sau:

a) Dải các khối lượng riêng và nhiệt độ làm việc của chất lỏng đang chứa trong bể;

b) chiều cao từng tầng, phù hợp với 8.2 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

c) chiều dày tấm của từng tầng, không bao gồm chiều dày lớp sơn, phù hợp với 8.1 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

d) Chiều cao nạp chất lỏng an toàn và chiều cao nạp tối đa, như quy định tại các tiêu chuẩn/quy chuẩn địa phương;

e) Vật choán chỗ, phù hợp với Điều 9 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

f) độ nghiêng của bể như thể hiện theo độ lệch so với đường thẳng đứng, phù hợp với Điều 9 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

g) nhiệt độ trung bình của thành bể. Đo xung quanh thành bể (ít nhất tại bốn điểm), càng gần đáy thành bể và càng gần đầu bể càng tốt. Sử dụng nhiệt độ trung bình để hiệu chính bán kính đo được.

10.3. Nếu có chênh lệch chiều cao thẳng đứng giữa điểm mốc và điểm đo thì tiến hành đo bằng các phương pháp quan trắc thông thường và ghi lại kết quả.

CHÚ THÍCH: Trong khi sử dụng, lỗ đo của từng bể được coi là điểm đo, vị trí điểm đo có thể khác so với điểm mốc sử dụng để hiệu chuẩn bể (ví dụ, trên chỗ giao nhau của thành và đáy bể).

11. Tính và lập bảng dung tích

11.1. Các bán kính trong của bể được tính theo Phụ lục B.

11.2. Sau khi đã tính được các bán kính trong, tiến hành lập bảng dung tích theo Điều 14, TCVN 11156-1 (ISO 7507-1). Áp dụng các điều kiện sau để lập các bảng dung tích:

a) hiệu chính về ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh, phù hợp với Phụ lục A, TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

b) hiệu chính về nhiệt độ thành bể ghi trên chứng chỉ, phù hợp với 16.1 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

c) hiệu chính đối với vật choán chỗ, phù hợp với 17.1 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1);

d) hiệu chính đối với độ nghiêng, phù hợp với 16.2 của TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

Phụ lục A

(quy định)

Quy trình kiểm tra xác nhận các thiết bị EODR

A.1. Quy định chung

Thiết bị EODR sử dụng trong tiêu chuẩn này phải được kiểm tra xác nhận theo quy trình nêu tại phụ lục này.

Quy trình này được thực hiện để kiểm tra xác nhận phép đo các góc theo phương ngang và phương dọc bằng thiết bị EODR. Việc kiểm tra xác nhận được thực hiện trong các điều kiện môi trường càng ổn định càng tốt. Việc kiểm tra xác nhận được tiến hành thường xuyên, hoặc trong trường hợp sử dụng một lần, trước khi hiệu chuẩn bể.

Có thể bỏ qua quy trình kiểm tra xác nhận các phép đo khoảng cách, thay vào đó người sử dụng có thể dựa vào phép hiệu chuẩn định kỳ trong phòng thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Trong quá trình hiệu chuẩn bể, nếu việc lắp đặt không đảm bảo ổn định, chiếu sáng kém, và các điều kiện môi trường thay đổi thì sẽ ảnh hưởng đến kết quả và làm tăng độ không đảm bảo đo.

A.2. Kiểm tra xác nhận phép đo góc

A.2.1. Cách tiến hành

A.2.1.1. Thiết bị được lắp đặt cẩn thận, phù hợp quy trình cũng như các hướng dẫn của nhà sản xuất.

CHÚ THÍCH: Không cần thực hiện kiểm tra xác nhận trong bể chứa.

A.2.1.2. Đặt kính viễn vọng (telescope) tại điểm xác định rõ ràng, nằm càng sát với mặt phẳng thiết bị EODR càng tốt. Tiến hành đo các góc theo phương ngang và dọc, sau đó ghi lại các kết quả.

A.2.1.3. Thực hiện phép đo hai mặt bằng cách quay kính viễn vọng 3,142 rad (200 gon), ví dụ, đầu tiên theo hướng dọc và sau đó theo hướng ngang, và định vị lại tại cùng điểm đó như tại A.2.1.2. Tiến hành đo các góc theo phương ngang và dọc, sau đó ghi lại các kết quả.

A.2.1.4. Lặp lại A.2.1.2 và A.2.1.3 bốn lần nữa để có được một bộ (nhóm) gồm năm lần kiểm tra chuẩn trực.

A.2.1.5. Lặp lại A.2.1.2 đến A.2.1.3 tại hai điểm xác định khác, cách khoảng 1,037 rad (66 gon) theo phương nằm ngang, để có được ba bộ kiểm tra chuẩn trực riêng rẽ.

CHÚ THÍCH: Điều này sẽ bao toàn bộ dải góc của thiết bị [6,184 rad (400 gon)].

A.2.2. Xử lý kết quả

A.2.2.1. Tính chênh lệch của trường hợp xấu nhất giữa hai phép đo tại từng điểm đo và độ lệch chuẩn của từng nhóm kết quả. Do thiết bị EODR có thể sử dụng xung quanh trục của nó, nên có thể sử dụng các nhóm tạo thành trong các độ lệch chuẩn lớn nhất để tính độ không đảm bảo của các góc đã đo.

A.2.2.2. Tính độ không đảm bảo tiêu chuẩn, u(θ_th), của phép đo góc theo phương ngang và phương dọc bằng thiết bị EODR theo Công thức (A.1) sau:

trong đó

A.2.2.3. Sử dụng kết quả của quy trình kiểm tra xác nhận thiết bị EODR để:

a) tính độ không đảm bảo đo của các phép đo góc sử dụng trong Phụ lục C;

b) không chấp nhận thiết bị nếu độ không đảm đo góc tính theo C.3 lớn hơn 7,854 × 10^-5 rad (5 mgon).

A.3. Kiểm tra xác nhận phép đo khoảng cách

A.3.1. Hoàn thành các quy trình nêu tại A.2 trước khi kiểm tra phép đo/khoảng cách của thiết bị.

A.3.2. Định vị giá đỡ tại khoảng cách không lớn hơn 15 m so với thiết bị.

A.3.3. Lắp cẩn thận thước đo stadia trên giá đỡ theo quy trình và hướng dẫn của nhà sản xuất. Lắp stadia theo phương nằm ngang và tiếp tuyến với đường ảo giữa máy EODR và trung điểm của thước stadia bằng cách điều chỉnh thiết bị trên stadia như thể hiện trên Hình A.1. Chốt vị trí thước stadia và kiểm tra đảm bảo rằng thước được lắp đúng theo trục ngang và thẳng góc.

A.3.4. Sử dụng thiết bị EODR đo góc theo phương ngang, 2θ, đối diện theo hại vạch dấu trên thước stadia.

A.3.5. Tính khoảng cách nằm ngang, D, (xem Hình A.1) theo Công thức (A.2):

trong đó B là chiều dài giữa hai vạch dấu/khắc chuẩn trên thước stadia, tính bằng mét.

A.3.6. Thực hiện ít nhất năm lần phép đo góc và tính toán khoảng cách, D. Sai số của khoảng cách D tính được phải nằm trong phạm vi 2 mm, hoặc phải thực hiện lại toàn bộ quy trình này. Tính toán và ghi lại các giá trị trung bình.

A.3.7. Khoảng cách nghiêng, D, đo được bằng thiết bị EODR và khoảng cách trung bình D tính được phải nằm trong phạm vi ± 2 mm.

CHÚ DẪN:

1  thiết bị EODR

2  vạch chuẩn trên thước stadia

T  vị trí giá đỡ

L  vị trí trung điểm của thước stadia

Hình A.1 - Mô phỏng việc lắp đặt phép đo khoảng cách

Phụ lục B

(quy định)

Tính các bán kính trong từ các thông số đo được

B.1. Tọa độ kích thước của từng điểm mốc (xem Hình 3) được đưa về hệ tọa độ vuông góc, sử dụng Công thức B.1 đến B.3:

trong đó

B.2. Việc tính toán của các vị trí của các điểm mốc khác nhau tại độ cao bất kỳ sẽ được đơn giản nếu các tọa độ dọc của chiều cao đều được giảm về cùng một giá trị. Khi thực hiện điều này cần cẩn thận để đảm bảo rằng mặt phẳng điều chỉnh là vuông góc với trục tung đối xứng với bể không được coi bể đứng thẳng hoàn toàn.

Các giá trị thay thế khác của tọa độ Z cần sự thay đổi bù trừ về các giá trị của tọa độ X và Y tại điểm đó.

Thực hiện các điều chỉnh này bằng các phương pháp toán học.

B.3. Giảm các giá trị của tọa độ X và Y đến bán kính trong tại từng mức mà tại đó thực hiện các phép đo. Thực hiện các điều chỉnh này bằng các phương pháp toán học.

Phụ lục C

(quy định)

Độ không đảm bảo hiệu chuẩn

C.1. Giới thiệu

Phụ lục này mô tả các phép tính toán áp dụng khi tính các độ không đảm bảo đo sử dụng phương pháp quang điện để hiệu chuẩn các bể chứa hình trụ đứng.

Các phép tính toán phải tuân thủ các hướng dẫn nêu tại ISO 98 (tất cả các phần).

CHÚ THÍCH: ISO 98 (tất cả các phần là phiên bản soát xét của tài liệu Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM).

Tiêu chuẩn này quy định các thành phần độ không đảm bảo lấy từ phép đo và tính bán kính bể. Bảng tính cuối cùng của bể cũng dựa trên cơ sở các phép đo và các phép hiệu chuẩn khác. Các thành phần độ không đảm bảo đo của các phép đo và các phép tính này được nêu tại Phụ lục D, TCVN 11156-1 (ISO 7507-1).

Các thành phần của độ không đảm bảo nêu tại C.3 có thể khác nhau tùy thuộc vào thiết bị và điều kiện đo. Mỗi phép đo và mục đích của phép đo là duy nhất. Cần đánh giá các thành phần không đảm bảo đo cho từng phép thử riêng biệt.

Tiêu chuẩn này quy định các phép đo hai thông số. Các quy trình này không cho các kết quả đầy đủ thông tin ba chiều. Do các phép đo không được thực hiện trên mặt phẳng hoàn hảo/lý tưởng (có sự chênh lệch chiều cao khi ngắm các điểm) nên các độ không đảm bảo đo không được nghiên cứu trong đánh giá này.

C.2. Các ký hiệu

Trong phụ lục này sử dụng các ký hiệu và các định nghĩa của chúng dưới đây:

C.3. Độ không đảm bảo đo

C.3.1. Độ không đảm bảo đo của khoảng cách nghiêng

Dụng cụ đo khoảng cách được hiệu chuẩn liên kết với chuẩn quốc gia/quốc tế. Độ không đảm bảo đo mở rộng, U_m(D), trên chứng chỉ hiệu chuẩn {(thông thường, U_m(D), được tính bằng mét, bằng [5 × 10^-4 + (2 × 10^-5 × D_m)], trong đó D_m là khoảng cách đo được tính bằng mét, với hệ số phủ k (thông thường k = 2, tương ứng với 95 % độ tin cậy)}, tính độ không đảm bảo đo, biểu thị bằng mét, theo Công thức (C.1);

trong đó U_a là độ không đảm bảo bổ sung của các phép đo khoảng cách do sự thay đổi của các góc theo phương dọc, sự phản chiếu từ thành bể, v.v..., giá trị này thông thường bằng 0,002 m với độ tin cậy 95 % (hệ số phủ k = 2), đối với các thiết bị EODR có chất lượng tốt và các điều kiện thành bể tốt.

C.3.2. Độ không đảm bảo của góc

C.3.2.1. Độ tuyến tính góc của thiết bị EODR

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn ước tính, u(θ_th) do độ không tuyến tính phần góc của thiết bị EODR theo quy trình nêu tại Phụ lục A.

C.3.2.2. Độ phân giải về góc của thiết bị EODR

Nếu độ chính xác của thiết bị là θ_tr, tính bằng radian (mgon) [thông thường θ_tr = 3,142 × 10-6 rad (θ_tr = 0,2 gon)], thì độ không đảm bảo tiêu chuẩn tương ứng, tính bằng radian (mgon), được tính theo Công thức (C.2):

trong đó hệ số  tương ứng với phân phối chữ nhật.

C.3.2.3. Sự lệch tia laze trong phạm vi thiết bị EODR

Sự lệch các tia laze đo khoảng cách và đo góc sẽ gây ra sai số hệ thống. Có thể sử dụng giá trị ước tính của sai số này [thông thường e(θ_pi) = 3,142 × 10^-5 rad (e(θ_pi) = 2 mgon)], dẫn đến độ không đảm bảo, tính bằng radian (mgon), được tính theo Công thức (C.3):

trong đó hệ số  tương ứng với phân phối chữ nhật.

C.3.2.4. Độ không đảm bảo tổng của các góc

Độ không đảm bảo tổng của các góc nhận được là căn bậc hai trung bình (RMS) của các thành phần của nó và như nhau đối với các góc phương ngang và phương dọc, θ và f được tính bằng radian, tính theo Công thức (C.3):

trong đó tất cả các thành phần tính bằng radian và u(θ_dr) là độ không đảm bảo tiêu chuẩn do độ lệch của thiết bị như ghi được tại 9.6.

C.3.3. Độ không đảm bảo của các tọa độ

Độ không đảm bảo tổng của các tọa độ, u(X) và u(Y), được tính sử dụng các đạo hàm riêng phần của các thành phần khác nhau, tính theo Công thức (C.5) đến (C.12):

trong đó

trong đó

Tất cả các độ không đảm bảo của X và Y được tính bằng mét trong khi của θ và f được tính bằng radian. Nếu trước đây các thông số của θ và f đã được tính bằng gon hoặc mgon, thì chuyển đổi về radian, sử dụng hệ thức: 2p rad = 400 gon = 400 000 mgon.

C.3.4. Độ không đảm bảo của bán kính

C.3.4.1. Bán kính lắp vào

Đường tròn có bán kính, R, được lắp vào với các tọa độ đo được của thành bể sử dụng Công thức (C.13):

trong đó

Coi các sai số của X và Y là tương quan (cả hai phụ thuộc vào các sai số D không phải là ngẫu nhiên), thì độ không đảm bảo, u(R_ang), của các đường tròn lắp vào các tọa độ đo được của thành bể được đo theo Công thức (C.14):

trong đó

Đặt các giá trị A_x và B_y bằng không (0), Công thức (C.14) đơn giản còn như Công thức (C.15):

trong đó

D  là khoảng cách nghiêng (trung bình), gần như không đổi, có độ không đảm bảo u(D);

f  là góc (trung bình), gần như không đổi nâng theo chiều dọc, có độ không đảm bảo u(f).

C.3.4.2. Lắp các đường tròn vào các bể bị biến dạng

Nếu các bể chứa bị biến dạng ít nhiều, tức là bể không còn là hình trụ hoàn hảo, thì điều này sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến độ không đảm bảo của bán kính. Quy trình lắp các đường tròn vào tập hợp các điểm đo được nêu tại TCVN 11156-3 (ISO 7507-3), Phụ lục B^[4]. Để tính độ không đảm bảo tiêu chuẩn của việc lắp đặt, u(R_LS), độ lệch chuẩn của các phần chênh lệch, s, tính bằng mét, được sử dụng như tại Công thức (C.16):

CHÚ THÍCH 1: Hệ số  là do giá trị trung bình của n số đọc sử dụng để tính bán kính.

CHÚ THÍCH 2: Độ lệch chuẩn, s, của các chênh lệch của bán kính thường nhận được bằng cách lấy tổng bình phương các độ lệch của bán kính từ giá trị trung bình của chúng chia cho (n - 3), trong đó ba điểm được coi là đã sử dụng để lắp đường tròn.

C.3.4.3. Độ không đảm bảo do nhiệt độ

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của bán kính bể đã hiệu chính về độ giãn nở nhiệt của thành bể bao gồm:

- độ không đảm bảo tiêu chuẩn của các hệ số giãn nở của bể;

- độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nhiệt độ thành bể;

Dải nhiệt độ thành bể lớn nhất là e(T_tk), dựa trên các biến số sau:

Điều này có thể tính được từ các phép đo nhiệt độ (các điểm nóng nhất và lạnh nhất trên thành bể) hoặc ước tính các chênh lệch nhiệt độ (gradient nhiệt) tại thời điểm hiệu chuẩn; giả sử phân phối chữ nhật, độ không đảm bảo tiêu chuẩn được tính bằng độ C, theo Công thức (C.17):

Sai số lớn nhất của việc ước tính hệ số giãn nở nhiệt, e(a_tk), là thường bằng 2 × 10^-6 °C^-1; giả sử phân phối chữ nhật, độ không đảm bảo đo được tính bằng độ C, theo Công thức (C.18):

Độ không đảm bảo của bán kính bể đã hiệu chính, tính bằng mét, theo Công thức (C.19):

C.3.4.4. Độ không đảm bảo tổng của các bán kính

Độ không đảm bảo tổng của các bán kính, u(R_total), tại chiều cao cho trước, tính bằng mét, theo Công thức (C.20):

trong đó u(R_dr,) là độ không đảm bảo tiêu chuẩn do sự lệch của thiết bị ghi được tại 9.6.

C.3.4.5. Độ không đảm bảo của diện tích tiết diện/mặt cắt ngang

Diện tích mặt cắt ngang, A, tại độ cao cho trước lấy từ biểu thức p × R², độ không đảm bảo của nó, tính bằng mét vuông, theo Công thức (C.21):

C.3.6. Ví dụ bằng số

C.3.6.1. Quy định chung

Ví dụ này mô phỏng độ lớn thông thường của các độ không đảm bảo và các số này có thể khác nhau thế nào theo chiều cao của bể có đường kính bằng 45 m và chiều cao tổng xấp xỉ bằng 12,6 m, với thiết bị EODR được gắn tại trung tâm của bể tại độ cao bằng 1,5 m.

C.3.6.2. Độ không đảm bảo các góc

Không phụ thuộc vào chiều cao, giả sử như sau:

a) Sai số không tuyến tính của góc của thiết bị EODR bằng 1,572 × 10^-5 rad (1 mgon) dẫn đến độ không đảm bảo tiêu chuẩn:

b) Độ phân giải của góc của thiết bị EODR bằng 3,142 × 10^-6 rad (0,2 mgon) dẫn đến độ không đảm bảo tiêu chuẩn:

c) Sự không thẳng hàng của tia laze trong thiết bị EODR bằng 3,142 × 10^-6 rad (0,2 mgon) dẫn đến độ không đảm bảo tiêu chuẩn:

d) Sự trôi của tia laze trong thiết bị EODR bằng 1,571 × 10^-7 rad (0,01 mgon) dẫn đến độ không đảm bảo tiêu chuẩn:

Các độ không đảm bảo tại 3.6.2 từ a) đến d) cộng vào độ không đảm bảo tổng của các góc như sau:

C.3.6.3. Độ không đảm bảo của bán kính và diện tích tiết diện

Sau đây là các độ không đảm bảo do nhiệt độ, chung cho tất cả các chiều cao:

Độ không đảm bảo đối với R = 22,5 m, giả sử T_tk - T_ref = 5°C và a_tk = 12 × 10^-6 °C^-1 như sau:

Độ không đảm bảo của bán kính và diện tích tiết diện được nêu tại Bảng C.1, giả sử là:

Riêng đối với các phép tính toán, mức thấp được giả sử là tại mặt phẳng ngang của thiết bị EODR, còn mức cao là trên đỉnh bể.

Bảng C.1 - Độ không đảm bảo của bán kính và diện tích tiết diện

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]  ISO Guide 98 (all part), Uncertainty of measurement (formerly known as GUM) (Độ không đảm bảo đo (trước đây gọi là GUM).

[2]  TCVN 11156-2 (ISO 7507-2), Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Hiệu chuẩn bể trụ đứng - Phần 2: Phương pháp đường quang chuẩn.

[3]  ISO 7078-3:1985, Building construction - Procedure for setting out, measurement and surveying - Vocabulary and guidance notes (Công trình xây dựng - Quy trình lắp dựng, đo lường và khảo sát - Từ vựng và hướng dẫn).

[4]  TCVN 11156-3 (ISO 7507-3), Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ dạng lỏng - Hiệu chuẩn bể trụ đứng - Phần 6: Phương pháp tam giác quang.

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Các yêu cầu về an toàn

5. Thiết bị, dụng cụ

6. Các yêu cầu chung

7. Lắp đặt thiết bị EODR trong bể

8. Lựa chọn các điểm mốc

9. Quy trình hiệu chuẩn

10. Các phép đo khác

11. Tính và lập bảng dung tích

Phụ lục A (tham khảo)  Quy trình kiểm tra xác nhận các thiết bị EODR

Phụ lục B (tham khảo)  Tính các bán kính trong từ các thông số đo được

Phụ lục C (tham khảo)  Độ không đảm bảo hiệu chuẩn

Thư mục tài liệu tham khảo