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      水尺計重中密度測量與計算誤差分析及相關(guān)問題的思考

      2018-05-14 00:23:58楊衛(wèi)星陳怡杜美憬
      科技風(fēng) 2018年2期
      關(guān)鍵詞:計算誤差

      楊衛(wèi)星 陳怡 杜美憬

      摘 要:本文將對密度誤差對水尺計重產(chǎn)生的主要影響進行分析,并對誤差產(chǎn)生的原因及控制措施加以闡述。

      關(guān)鍵詞:水尺計重;密度測量;計算誤差

      由于受地球重力的影響,人們通常習(xí)慣于將質(zhì)量與重量混為一談。實際上,重量即質(zhì)量等于體積乘以密度,密度是除了體積以外進行重量計算的另一重要參數(shù)。在水尺計重過程中,密度測量主要分為兩個方面,即港水密度以及壓載水密度,本文將對密度測量與誤差之間展開分析。

      一、密度誤差對水尺計重產(chǎn)生的主要影響

      對船舶排水量的計算能夠以港水密度測量的方式來獲得,再以比值船舶排水量圖表的密度為參照,對排水量密度進行調(diào)整,進而獲得實際排水量數(shù)值。一旦港水密度的測量結(jié)果失真,則會對重量計算結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,甚至能夠達到千分之一到二的誤差。如果在裝貨和卸貨兩次活動之間,其密度測量的差值都在千分之一到二的范圍內(nèi),同時對凈排水量的影響分別為裝貨時增大,卸貨時減小,則兩次相減獲得的重量差值則會在千分之二到四之間,如果再受到其他一些外界因素的影響,則誤差將會繼續(xù)增加,進而致使整船貨物的重量準確值降低,甚至超出水尺計重的千分之五。

      對壓載水重量的計算主要利用壓載水密度測量的方式進行,與港水密度測量相比較而言,壓載水密度通常被認為其測量結(jié)果的準確性小于港水密度測量。但事實卻恰恰相反,對于一艘空船來說,其中通常會存有大量的壓載水,由于不同船舶的載重量也不盡相同,因此有時能夠達到上萬噸或者數(shù)萬噸。此外,由于壓載水艙存在區(qū)別,因此其中的壓載水密度方面也可能不同[1]。

      二、密度測量過程中誤差產(chǎn)生的原因

      (一)取樣器不標準

      船方所提供的取樣器包括各種類型,其中有較大開口的鐵質(zhì)取樣筒、不銹鋼取樣筒、鐵筒、油漆筒等等。在利用這些容器進行取樣時,容易收集到非船體吃水深度的二分之一處水樣,而是在港水中的表層物質(zhì),這樣測量出來的結(jié)果密度值將會偏低。由于深度和密度之間具有較為緊密的聯(lián)系,因此根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗,通常偏小的數(shù)值范圍為千分之一到萬分之五之間。

      (二)密度計不精準

      通常船方所使用的密度計為千分之一,有時船方所提供的密度計誤差都屬于偏大或者偏小,最大的能夠達到千分之三。事實上,船方會為了自身利益考慮,在選擇密度計時,選取對自身有利的偏大或者偏小的密度計,這樣做將不符合水尺計重規(guī)定中的要求,對測量結(jié)果的準確性造成嚴重的不良影響。

      (三)取樣器不夠清潔

      在提供的取樣器中,可能會摻雜一些以往測量中未及時去除的雜質(zhì)、液體或者海水的鹽分結(jié)晶等,這些雜質(zhì)未來得及妥善清理就被投入到本次取樣當中,將導(dǎo)致測量結(jié)果失真。這種誤差可能偏大或者偏小,通常能夠達到千分之一到萬分之五之間。

      (四)取樣點數(shù)不足

      通常來說,取樣的最佳地點是船吃水的二分之一位置,但是部分地區(qū)由于鄰近岸上的排水管道,山水的流水或者淡水等會順著下水道流入港水當中,致使局部港水密度發(fā)生改變。對于此種情況,應(yīng)適當增加船體周圍密度取樣點數(shù),并且對幾次測量結(jié)果求取平均值,以此來保障港水密度測量結(jié)果的準確性。在對壓載水密度進行測量時,由于部分測量管彎曲或者口徑狹窄,使得取樣器難以深入其中,不能夠?qū)崿F(xiàn)對上邊柜與雙層底全部逐艙取樣,因此有時密度存在差異之處很難被發(fā)現(xiàn),進而產(chǎn)生誤差。

      三、有效控制誤差的方法

      (一)保障取樣器的準確性

      在密度測量的工作中,最好使用帶有塞子的標準石油密度取樣器,這種取樣器的好處除了具備取樣繩之外,還有一根繩子相連,利用其將塞子打開。在具體的測量過程中,測量人員首先將取樣器送至船中外弦吃水的二分之一處,再利用繩子將塞子打開,液體將會被灌入到取樣器當中。這種方式與以往開放式的取樣器相比而言,能夠更加精準的獲取指定層面的液體,能夠有效的減少誤差產(chǎn)生。但缺點操作難度增加,繩子在水中容易發(fā)生纏繞現(xiàn)象。

      如果不能夠利用上述儀器,也可以使用常規(guī)的標準取樣器,在使用過程中,可以在指定的取樣點周圍反復(fù)抖動繩子,并且停留1-2分鐘,讓取樣器中的液體與周圍的港水保持一致,這時快速的將取樣器拉起,使其離開水面,以此來減少誤差的產(chǎn)生。

      (二)采用合格的密度計

      我國在水尺計重的重量鑒定方面要求,所使用的密度計的準確度應(yīng)能夠達到萬分之五,并且要經(jīng)過標準計量局的檢定合格才能夠投入使用。此外,還應(yīng)對容器進行清洗,這樣做能夠避免樣品由于與器內(nèi)原有殘留物質(zhì)相接觸,使得樣品被污染。對此,首先應(yīng)對容器進行清洗,將首次采集到的液體作為清潔劑,在瓶中用力搖晃之后,將液體倒出,保障器內(nèi)物體的干凈清潔。然后,對第二次獲得的樣品進行密度的測量,如果不確定內(nèi)部雜質(zhì)是否被清洗干凈,可以采用多次清洗的方式,將洗滌用品浸泡幾分鐘之后再進行清洗,能夠達到最佳的清潔效果。

      (三)適當增加取樣點

      對于山水、海水或者鄰近排水管道的港口處,可以適當?shù)脑黾尤狱c數(shù)量,以此來減少密度測量過程中由于局部密度分層帶來的誤差。對于壓載水艙來說,如果不能夠?qū)崿F(xiàn)對每一個水艙進行密度的測量,則可以對上邊柜與雙層底的左、右邊艙的交叉處進行取訓(xùn)練,以此來有效減少誤差。在對密度進行檢測的過程中,對于船方所取得的樣品,通常難以得到認可,需要鑒定人員與船方同時在場的情況下,嚴格按照相關(guān)的檢測標準進行檢驗,防止其中出現(xiàn)操作不當?shù)痊F(xiàn)象,對測量結(jié)果的準確性產(chǎn)生不利影響。

      (四)及時排查異常狀況

      在密度測量的過程中,可能會出現(xiàn)一些特殊情況,對于這些問題應(yīng)對導(dǎo)致其產(chǎn)生的因素進行排查和分析。這些問題中除了人為原因之外,還可能包括密度計裂縫、意外損壞或者其外部玻璃殼中出現(xiàn)細微損壞等,這些問題如果不細致觀察,通常不容易發(fā)現(xiàn),因此一旦發(fā)現(xiàn)其中存在異?,F(xiàn)象,應(yīng)及時尋找原因,并且更換新的密度計進行測量,將幾次測量結(jié)果進行對比。

      四、結(jié)語

      拉脫維亞LEMIS BALTIC儀器公司研制的便攜式電子密度計能夠?qū)崿F(xiàn)高達萬分之五的精度,其缺點是壓載水艙測量關(guān)口直徑方面受到了制約,因此不能夠投入使用,但這也為科技發(fā)展提供了方向,未來的取樣方式將會更加多元,測量結(jié)果將會更加精準、科學(xué)。

      參考文獻:

      [1]王偉.關(guān)于水尺計重中幾個突出問題的研究[J].現(xiàn)代商檢科技,2013,04:36-38.

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