水尺计重中密度测量与计算误差分析及相关问题的思考

杨卫星 陈怡 杜美憬

摘 要：本文将对密度误差对水尺计重产生的主要影响进行分析，并对误差产生的原因及控制措施加以阐述。

关键词：水尺计重；密度测量；计算误差

由于受地球重力的影响，人们通常习惯于将质量与重量混为一谈。实际上，重量即质量等于体积乘以密度，密度是除了体积以外进行重量计算的另一重要参数。在水尺计重过程中，密度测量主要分为两个方面，即港水密度以及压载水密度，本文将对密度测量与误差之间展开分析。

一、密度误差对水尺计重产生的主要影响

对船舶排水量的计算能够以港水密度测量的方式来获得，再以比值船舶排水量圖表的密度为参照，对排水量密度进行调整，进而获得实际排水量数值。一旦港水密度的测量结果失真，则会对重量计算结果产生较大的影响，甚至能够达到千分之一到二的误差。如果在装货和卸货两次活动之间，其密度测量的差值都在千分之一到二的范围内，同时对净排水量的影响分别为装货时增大，卸货时减小，则两次相减获得的重量差值则会在千分之二到四之间，如果再受到其他一些外界因素的影响，则误差将会继续增加，进而致使整船货物的重量准确值降低，甚至超出水尺计重的千分之五。

对压载水重量的计算主要利用压载水密度测量的方式进行，与港水密度测量相比较而言，压载水密度通常被认为其测量结果的准确性小于港水密度测量。但事实却恰恰相反，对于一艘空船来说，其中通常会存有大量的压载水，由于不同船舶的载重量也不尽相同，因此有时能够达到上万吨或者数万吨。此外，由于压载水舱存在区别，因此其中的压载水密度方面也可能不同[1]。

二、密度测量过程中误差产生的原因

（一）取样器不标准

船方所提供的取样器包括各种类型，其中有较大开口的铁质取样筒、不锈钢取样筒、铁筒、油漆筒等等。在利用这些容器进行取样时，容易收集到非船体吃水深度的二分之一处水样，而是在港水中的表层物质，这样测量出来的结果密度值将会偏低。由于深度和密度之间具有较为紧密的联系，因此根据相关经验，通常偏小的数值范围为千分之一到万分之五之间。

（二）密度计不精准

通常船方所使用的密度计为千分之一，有时船方所提供的密度计误差都属于偏大或者偏小，最大的能够达到千分之三。事实上，船方会为了自身利益考虑，在选择密度计时，选取对自身有利的偏大或者偏小的密度计，这样做将不符合水尺计重规定中的要求，对测量结果的准确性造成严重的不良影响。

（三）取样器不够清洁

在提供的取样器中，可能会掺杂一些以往测量中未及时去除的杂质、液体或者海水的盐分结晶等，这些杂质未来得及妥善清理就被投入到本次取样当中，将导致测量结果失真。这种误差可能偏大或者偏小，通常能够达到千分之一到万分之五之间。

（四）取样点数不足

通常来说，取样的最佳地点是船吃水的二分之一位置，但是部分地区由于邻近岸上的排水管道，山水的流水或者淡水等会顺着下水道流入港水当中，致使局部港水密度发生改变。对于此种情况，应适当增加船体周围密度取样点数，并且对几次测量结果求取平均值，以此来保障港水密度测量结果的准确性。在对压载水密度进行测量时，由于部分测量管弯曲或者口径狭窄，使得取样器难以深入其中，不能够实现对上边柜与双层底全部逐舱取样，因此有时密度存在差异之处很难被发现，进而产生误差。

三、有效控制误差的方法

（一）保障取样器的准确性

在密度测量的工作中，最好使用带有塞子的标准石油密度取样器，这种取样器的好处除了具备取样绳之外，还有一根绳子相连，利用其将塞子打开。在具体的测量过程中，测量人员首先将取样器送至船中外弦吃水的二分之一处，再利用绳子将塞子打开，液体将会被灌入到取样器当中。这种方式与以往开放式的取样器相比而言，能够更加精准的获取指定层面的液体，能够有效的减少误差产生。但缺点操作难度增加，绳子在水中容易发生缠绕现象。

如果不能够利用上述仪器，也可以使用常规的标准取样器，在使用过程中，可以在指定的取样点周围反复抖动绳子，并且停留1-2分钟，让取样器中的液体与周围的港水保持一致，这时快速的将取样器拉起，使其离开水面，以此来减少误差的产生。

（二）采用合格的密度计

我国在水尺计重的重量鉴定方面要求，所使用的密度计的准确度应能够达到万分之五，并且要经过标准计量局的检定合格才能够投入使用。此外，还应对容器进行清洗，这样做能够避免样品由于与器内原有残留物质相接触，使得样品被污染。对此，首先应对容器进行清洗，将首次采集到的液体作为清洁剂，在瓶中用力摇晃之后，将液体倒出，保障器内物体的干净清洁。然后，对第二次获得的样品进行密度的测量，如果不确定内部杂质是否被清洗干净，可以采用多次清洗的方式，将洗涤用品浸泡几分钟之后再进行清洗，能够达到最佳的清洁效果。

（三）适当增加取样点

对于山水、海水或者邻近排水管道的港口处，可以适当的增加取样点数量，以此来减少密度测量过程中由于局部密度分层带来的误差。对于压载水舱来说，如果不能够实现对每一个水舱进行密度的测量，则可以对上边柜与双层底的左、右边舱的交叉处进行取训练，以此来有效减少误差。在对密度进行检测的过程中，对于船方所取得的样品，通常难以得到认可，需要鉴定人员与船方同时在场的情况下，严格按照相关的检测标准进行检验，防止其中出现操作不当等现象，对测量结果的准确性产生不利影响。

（四）及时排查异常状况

在密度测量的过程中，可能会出现一些特殊情况，对于这些问题应对导致其产生的因素进行排查和分析。这些问题中除了人为原因之外，还可能包括密度计裂缝、意外损坏或者其外部玻璃壳中出现细微损坏等，这些问题如果不细致观察，通常不容易发现，因此一旦发现其中存在异常现象，应及时寻找原因，并且更换新的密度计进行测量，将几次测量结果进行对比。

四、结语

拉脱维亚LEMIS BALTIC仪器公司研制的便携式电子密度计能够实现高达万分之五的精度，其缺点是压载水舱测量关口直径方面受到了制约，因此不能够投入使用，但这也为科技发展提供了方向，未来的取样方式将会更加多元，测量结果将会更加精准、科学。

参考文献：

[1]王伟.关于水尺计重中几个突出问题的研究[J].现代商检科技，2013，04：36-38.