本技術(shù)涉及物位測量，具體涉及一種現(xiàn)場物位模擬裝置及物位計的現(xiàn)場原位校準方法

背景技術(shù)：

1、目前，隨著船舶、石油、化工等領(lǐng)域?qū)ξ镂粶y量的需求越來越高，雷達等反射式物位計也得到了飛速的發(fā)展。然而，雖然大多反射式物位計通過了計量單位的校準發(fā)證，但在實際使用中測量精度不能滿足要求，給日常物位測量工作帶來了極大的困擾。這是由于反射式物位計的校準是在實驗室環(huán)境下進行的，而實驗室環(huán)境條件與現(xiàn)場條件差別較大，反射式物位計的安裝狀態(tài)也很難與現(xiàn)場保持一致，以致實驗室標注的原位參數(shù)并不適用于現(xiàn)場。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，通過在反射式物位計的導(dǎo)波管旁路加裝副管，并在副管中安裝反射板以提供參照物的方式，來解決反射式物位計現(xiàn)場搭建標準校準環(huán)境的難題。但對于不具備導(dǎo)波管的空間型反射式物位計而言，難以在已建成的大型容量計量器具上額外加裝導(dǎo)波管與副管，使得空間型反射式物位計較難進行現(xiàn)場原位校準。

3、由于上述技術(shù)缺陷，大多數(shù)空間型反射式物位計不進行原位校準，量值準確性處于未知狀態(tài)，無法得到保障，少數(shù)必須進行原位校準的情況只能采用人工現(xiàn)場原位校準，具體來說是由人工托舉反射板作為校準參考目標，再由鋼卷尺或激光測距儀產(chǎn)生參考值進行比對校準。而人工現(xiàn)場原位校準中，不僅反射板水平狀態(tài)、穩(wěn)定性無法保障，而且反射板的校準高度有限，無法覆蓋空間型反射式物位計測量范圍。

4、因此，亟待需要一種現(xiàn)場物位模擬裝置以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于解決或至少減輕上述問題的一部分或者全部。為此，本技術(shù)的目的在于提供一種現(xiàn)場物位模擬裝置及物位計的現(xiàn)場原位校準方法，能夠為待校準的空間型反射式物位計提供測量參照目標，提高空間型反射式物位計原位校準精度，滿足日常物位測量的精度需求。

2、為了實現(xiàn)上述目標，本技術(shù)采用如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，提供了一種現(xiàn)場物位模擬裝置，用于空間型反射式物位計的現(xiàn)場原位校準，所述現(xiàn)場物位模擬裝置包括：

4、升降模組，包括機架和升降機構(gòu)，所述升降機構(gòu)包括能夠相對于所述機架升降的升降平臺；

5、反射板調(diào)平模組，包括調(diào)平平臺和調(diào)平機構(gòu)，三個所述調(diào)平機構(gòu)安裝于所述升降平臺并呈等邊三角形布置，各所述調(diào)平機構(gòu)的輸出端與所述調(diào)平平臺相連接，并用于調(diào)整所述調(diào)平平臺的水平姿態(tài)；

6、反射板，固定于所述調(diào)平平臺；

7、控制系統(tǒng)，包括控制模塊和雙軸傾角傳感器，所述雙軸傾角傳感器安裝于所述反射板，所述控制模塊能根據(jù)所述雙軸傾角傳感器的檢測結(jié)果控制所述調(diào)平機構(gòu)調(diào)整所述調(diào)平平臺的水平姿態(tài)。

8、作為所述現(xiàn)場物位模擬裝置的可選方案，所述調(diào)平機構(gòu)包括球鉸組件和調(diào)平驅(qū)動組件，所述調(diào)平驅(qū)動組件通過所述球鉸組件與所述升降平臺固定連接，所述調(diào)平驅(qū)動組件的輸出端與所述調(diào)平平臺相連接，并能夠相對于所述升降平臺升降。

9、作為所述現(xiàn)場物位模擬裝置的可選方案，所述球鉸組件包括球鉸座和球頭件，所述球鉸座固定于所述升降平臺，且所述球鉸座具有球形槽以及與所述球形槽連通的開孔，所述球頭件包括連接部和球狀部，所述球狀部與所述球形槽配合，所述連接部穿過所述開孔伸出至所述球鉸座外并用于安裝所述調(diào)平驅(qū)動組件。

10、作為所述現(xiàn)場物位模擬裝置的可選方案，所述升降模組還包括防晃動機構(gòu)，所述機架包括底座以及至少兩個固定于所述底座上的立柱，所述升降平臺與所述立柱相對的一側(cè)設(shè)有所述防晃動機構(gòu)，各所述防晃動機構(gòu)與與其對應(yīng)所述立柱滑動及滾動配合。

11、作為所述現(xiàn)場物位模擬裝置的可選方案，所述防晃動機構(gòu)包括支架、滑動件和滾動組件，所述支架固定于升降平臺，所述滑動件及所述滾動組件均固定于所述支架，所述立柱具有與所述滑動件滑動配合并沿豎直方向延伸的滑槽，所述滾動組件的球體與所述立柱抵接。

12、作為所述現(xiàn)場物位模擬裝置的可選方案，所述升降模組還包括機架調(diào)平組件，所述機架調(diào)平組件包括固定件和升降支撐件，所述固定件固定于所述底座上，所述升降支撐件與所述固定件螺紋連接并沿豎直方向延伸，且所述升降支撐件的底部能夠與所述底座的放置面抵接；至少三個所述機架調(diào)平組件均勻間隔布置，并用于調(diào)整所述底座的水平姿態(tài)。

13、第二方面，提供了一種物位計的現(xiàn)場原位校準方法，基于如上任一項所述的現(xiàn)場物位模擬裝置，所述物位計的現(xiàn)場原位校準方法包括如下步驟：

14、設(shè)備組裝：組裝所述現(xiàn)場物位模擬裝置；將空間型反射式物位計安裝于所述橫梁上方h1處，并使所述空間型反射式物位計的天線口徑面中心與所述波束孔的中心位于同一垂線；將激光干涉儀安裝于所述反射板底部中心位置；

15、原位校準：使所述升降平臺升降至所需要高度，然后調(diào)節(jié)所述反射板的水平姿態(tài)，并使所述反射板的中心、所述波束孔的中心以及所述空間型反射式物位計的天線口徑面中心共線。

16、作為所述物位計的現(xiàn)場原位校準方法的可選方案，調(diào)節(jié)所述反射板的水平姿態(tài)包括如下步驟：

17、將三個所述調(diào)平機構(gòu)與所述調(diào)平平臺的交接處分別記為a點、b點、c點，其中，a點與b點之間的連線記為第一軸線，a點與c點之間的連線記為第二軸線，所述第一軸線與水平面之間的夾角為α，所述第二軸線與水平面之間的夾角為β；

18、所述雙軸傾角傳感器檢測α和β的數(shù)值；

19、根據(jù)α和β判斷a點、b點、c點中的最高點；

20、若a點最高，則先使b點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至α小于0.01°，然后使c點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至β小于0.01°，最后鎖定所有所述調(diào)平機構(gòu)；

21、若b點最高，則先使a點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至α小于0.01°，然后使c點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至β小于0.01°，最后鎖定所有所述調(diào)平機構(gòu)；

22、若c點最高，則先使a點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至β小于0.01°，然后使b點對應(yīng)的調(diào)平機構(gòu)驅(qū)動所述調(diào)平平臺上升，直至α小于0.01°，最后鎖定所有所述調(diào)平機構(gòu)。

23、作為所述物位計的現(xiàn)場原位校準方法的可選方案，其中，d1為所述波束孔的直徑，θ為所述空間型反射式物位計的波束角。

24、作為所述物位計的現(xiàn)場原位校準方法的可選方案，所述反射板的直徑其中，hmax為空間型反射式物位計處于最大校準高度時所述反射板與所述空間型反射式物位計之間的距離。

25、本技術(shù)的有益效果在于：

26、本技術(shù)提供的現(xiàn)場物位模擬裝置，包括升降模組、反射板調(diào)平模組、反射板和控制系統(tǒng)，升降模組用于調(diào)節(jié)反射板調(diào)平模組及反射板的高度，反射板調(diào)平模組配合控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)反射板的水平姿態(tài)，以確保待校準空間型反射式物位計的波束軸線、激光干涉儀等長度標準器的測量軸線、以及測量參照目標三者幾何關(guān)系符合標準一維長度的校準要求，提高空間型反射式物位計的原位校準精度。

27、本技術(shù)提供的物位計的現(xiàn)場原位校準方法，應(yīng)用上述現(xiàn)場物位模擬裝置，原位校準精度較高，能夠滿足日常物位測量需求。