工務(wù)系統(tǒng)大型計量標準器集中現(xiàn)場檢定的可行性探討

劉偉棟 中國鐵路上海局集團有限公司科研所

在各工務(wù)段的計量實驗室內(nèi)，支距尺檢定器、軌距尺檢定器等大型計量標準器的溯源問題上，一直存在著，因計量器具過于龐大，且準確度等級較高，在送上一級技術(shù)機構(gòu)檢定時，無論采用何種運輸方式，均無法確保在運輸途中，計量器具的完整性及計量性能等不受影響，特別是經(jīng)檢定合格后的大型計量標準器，在返回實驗室后，其準確度等級及其他計量性能均無法保證。本文通過分析，旨在討論是否可以借助上一級技術(shù)機構(gòu)的檢定能力，依據(jù)相關(guān)規(guī)程及規(guī)范，前往各工務(wù)段的計量實驗室，對支距尺檢定器、軌距尺檢定器等大型計量標準器進行現(xiàn)場檢定的可能。

1 計量標準器準確度等級較高

支距尺、軌距尺等作為鐵路靜態(tài)幾何參數(shù)的測量儀器，其準確度與否直接關(guān)系到線路上列車的運行安全。支距尺檢定器、鐵路軌距尺檢定器是對支距尺、軌距尺進行計量檢定的關(guān)鍵計量標準器，其可靠性及準確性直接影響鐵路支距尺、軌距尺量值的準確可靠。

鐵路支距尺檢定器是根據(jù)檢定器的結(jié)構(gòu)型式分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類。Ⅰ型鐵路支距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，Ⅱ型鐵路支距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

兩類檢定器的不同點在于，Ⅰ型支距尺檢定器使用數(shù)顯儀表作為顯示裝置，不是實物量具，在出具檢定證書時，需給出Ⅰ型支距尺檢定器“示值誤差”；Ⅱ型支距尺檢定器因各測量塊位置固定不變，且每個測量塊均被賦予固定的示值，因此可作為實物量具使用。

圖1 Ⅰ型鐵路支距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 Ⅱ型鐵路支距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖

鐵路軌距尺檢定器按復現(xiàn)超高原理分為正弦原理的檢定器（形式一檢定器）和正切原理的檢定器（形式二檢定器），示意圖見圖3和圖4。

目前，兩種形式的檢定器均有使用。形式一檢定器因其“開放”式的受力結(jié)構(gòu)，使得超高測量尺長期磨損以及受軌距尺重力作用后，會出現(xiàn)超高測量機構(gòu)可靠性能降低、超高復現(xiàn)值嚴重失準的情況，尤其是對于0級和1級軌距尺超高進行檢定時，準確度的下降表現(xiàn)得更為明顯。而形式二的檢定器是“封閉”式受力結(jié)構(gòu)，且以使用“塊規(guī)”實際值方式取代傳統(tǒng)的標尺，避免了復雜的傳遞結(jié)構(gòu)，使得超高復現(xiàn)機構(gòu)長期磨損以及受軌距尺重力作用后，不會出現(xiàn)機構(gòu)可靠性降低、超高復現(xiàn)值失準的現(xiàn)象，具有明顯的實物量具特征，其示值準確度和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于形式二檢定器。

圖3 鐵路軌距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖（形式一）

圖4 鐵路軌距尺檢定器結(jié)構(gòu)示意圖（形式二）

2 計量標準器體積大、質(zhì)量重

支距尺檢定器、軌距尺檢定器一般裝在用木制或鋁制材料打造的大箱子內(nèi)進行運輸，大箱子的外形尺寸一般在200 cm×30 cm×45 cm，重量達80 kg左右，需要至少2個成年人勉強才能抬得動。

3 計量標準器運輸難

各工務(wù)段的計量實驗室人員，對于大型計量標準器送上一級技術(shù)機構(gòu)進行檢定，一般有3種運輸方式：一是站段內(nèi)部通過相關(guān)申請手續(xù)，指派相應(yīng)工程車、貨運卡車等進行運輸；二是站段指派2至3人通過相應(yīng)的高鐵、動車及貨運出租等公共交通工具進行運輸；三是通過物流公司，委托第三方進行運輸。這三種運輸方式各有弊端，均無法確保計量標準器在運輸途中的計量性能沒有變化。第一種方式，首先就是對于能裝載大型計量器具的車輛有一定的要求，各工務(wù)段一般會選派工程車、貨運卡車等，車輛的穩(wěn)定性較差，且在資源調(diào)配上存在一定難度，其次，各工務(wù)段至上一級技術(shù)機構(gòu)的路程較遠，存在一定的交通安全隱患，再者，因路途遙遠，大型計量標準器具難免會遭受顛簸，而導致計量性能下降，而且此種運輸方式，需要消耗大量的人力及物力成本。第二種運輸方式，由于大型的計量標準器其外形尺寸過大，一般均無法放置于高鐵、動車的儲物區(qū)內(nèi)，若放置車廂走廊也存在一定的安全隱患，影響旅客的正常行走，且由于其重量過重，由2至3人也很難長時間搬運，進出火車站也很難找到合適的車輛進行二次運輸，搬運過程中容易磕碰等因素導致計量標準器的計量性能下降。第三種方式，一般快遞公司對收件的物品尺寸不超過2.5 m×1.5 m×1.5 m，因此只能選擇物流公司來運輸大型的計量標準器具，由于是委托第三方進行運輸，這就導致了計量標準器在運輸途中，容易遭受撞擊等不確定因素導致破損，無法確保計量性能的穩(wěn)定性。綜上所述，無論采用哪種運輸方式，均無法確保計量標準器在運輸途中其計量性能沒有發(fā)生改變。

4 檢定支距尺檢定器、軌距尺檢定器的環(huán)境條件要求

根據(jù)JJG 1109-2015《鐵路支距尺檢定器》檢定規(guī)程要求，對于檢定支距尺檢定器的環(huán)境條件：檢定環(huán)境溫度為（20±5）℃，檢定前，檢定器與必要的檢定器具的溫度平衡實際應(yīng)不少于4 h。根據(jù)JJG 404-2015《鐵路軌距尺檢定器》檢定規(guī)程要求，對于檢定軌距尺檢定器的環(huán)境條件：檢定環(huán)境溫度為（20±4）℃，溫度變化應(yīng)不大于1℃/h。檢定器工作量桿的測量環(huán)境溫度及其變化根據(jù)其長度實際值的測量不確定度要求確定。檢定前，檢定器與必要的檢定器具的溫度平衡時間應(yīng)不少于4 h。以上所需的檢定環(huán)境條件，各工務(wù)段已經(jīng)建立標準的實驗室基本均可滿足需求。

5 檢定支距尺檢定器、軌距尺檢定器的主要檢定器具

根據(jù)JJG 1109-2015《鐵路支距尺檢定器》檢定規(guī)程要求，對于檢定支距尺檢定器的主要檢定器具見表1。

表1 主要檢定器具一覽表（檢定支距尺檢定器）

根據(jù)JJG 404-2015《鐵路軌距尺檢定器》檢定規(guī)程要求，對于檢定軌距尺檢定器的主要檢定器具見表2。

表2 主要檢定器具一覽表（檢定軌距尺檢定器）

其中，在檢定支距尺檢定器時，需要用到的平板；在檢定軌距尺檢定器時，需要用到的測長機、平板、工字平尺（工字平尺根據(jù)檢定方法可不選用），其尺寸都較大，重量較重，無法搬運，而其他檢定器具均可由檢定員隨身攜帶，便于外出檢定。

6 目前存在的問題

（1）對于大型計量標準器的送檢，往往因為其準確度等級較高，體積及重量都較大，導致無法確保檢定完成后，其計量性能是否準確可靠。

（2）檢定大型計量標準器時，依據(jù)相應(yīng)檢定規(guī)程要求，所用到的檢定器具中，有2種設(shè)備（測長機、平板）因為體積龐大，無法帶去現(xiàn)場進行檢定，從而影響上門檢定的可能性。

7 解決問題的措施

（1）在檢定軌距尺檢定器時，需要用到的測長機，主要是檢定工作量桿的實際尺寸，由于量桿的體積較小，重量較輕，可定制專用模具隨身攜帶，且基本不影響其計量性能，可建議提前將量桿送往上一級計量檢定機構(gòu)，進行檢定。

（2）在檢定支距尺檢定器及軌距尺檢定器時，需要用到的平板，可建議各個工務(wù)段自行配備符合相應(yīng)規(guī)程技術(shù)指標要求的平板，一來是方便現(xiàn)場檢定，二來是能夠提高各工務(wù)段的計量建標能力，為今后建立更多樣的計量標準提供了有利條件。

（3）在克服了以上檢定所用的大型計量標準器無法帶去現(xiàn)場檢定的困難后，其他檢定所需要的計量標準器均可由檢定人員隨身攜帶，依據(jù)各項目的檢定規(guī)程，在各工務(wù)段實驗室內(nèi)已經(jīng)具備相應(yīng)的檢定環(huán)境條件下，前往現(xiàn)場對鐵路支距尺檢定器、軌距尺檢定器逐項進行檢定。

8 結(jié)束語

檢定各工務(wù)段的支距尺檢定器、軌距尺檢定器的上一級計量檢定機構(gòu)，一般為各集團公司計量站，不論是各工務(wù)計量實驗室，亦或是集團公司計量站，均隸屬于集團公司科信部統(tǒng)籌管理。

所以在現(xiàn)場檢定時，有些大型的計量檢定器具無法帶往現(xiàn)場，例如平板，在上一級計量技術(shù)機構(gòu)相對應(yīng)的計量標準中，可將各工務(wù)段所配備的平板納入管理，對其溯源證書進行有效確認，而各工務(wù)段對其平板進行日常維護及保養(yǎng)工作，通過雙方的共同管理，確保其技術(shù)指標滿足規(guī)程要求。

當然，無論對鐵路支距尺檢定器、軌距尺檢定器，均需要按照相應(yīng)的檢定規(guī)程，在檢定過程中嚴格執(zhí)行規(guī)程規(guī)定，達到有效控制標準器計量性能的目的。