CN101855526B - 用于形成地下燃料罐的校准图表的方法和装置 - Google Patents

用于形成地下燃料罐的校准图表的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于形成校准图表的方法和装置，该图表用于测量燃料罐(1)内的燃料数量，其包括至少一个激光遥测设备(2)，该设备设置在所述燃料罐(1)内并且测量它本身和所述燃料罐(1)的内壁在分离的点之间的距离，至少一根主轴(14)，该主轴使得所述遥测设备(2)在B方向圆形地做360度的转动运动和在向上-向下的A方向做270度的圆形的转动运动，和至少一个设置在地表(9)上的倾斜计(4)，该倾斜计测量所述燃料罐(1)和它所座落的地面之间的角度X。

Description

用于形成地下燃料罐的校准图表的方法和装置
技术领域
本发明涉及确定在气站中的地下液体燃料罐内的燃料液位和数量。
本发明尤其涉及形成校准图表，用以确定气站中的地下液体燃料罐内的燃料液位和数量，其中的误差容限最小化了。
背景技术
在气站中，已经应用多种方法来测量在地下燃料罐内的油位。这些方法可以通过在罐中手工地浸入液位测量杆来实现，还可以利用在罐中放置的电子测量传感器的帮助自动地实现。
在所有上述的方法中，算法是用于根据对应于用毫米测量的液位换算为公升量。所述算法是利用之前为燃料罐制备校准图表来换算的。该校准图表显示了罐内的燃料的高度和对应的体积数值。罐内的燃料的高度是通过前述的方法计算并成比例地对应于罐的容积，以确定燃料数量(体积)。
为了准确地执行该算法，燃料罐的校准图表(毫米/公升)必须准确。否则，所测量的毫米值不会对应出准确地公升量。
用于燃料罐的校准图表通常在其生产中拟订。然而，该图表适用于理想条件，当罐放置在地下时，其偏离了理想条件，因此罐的标准图表也产生了偏差。
在这种情况下，需要重新执行罐的计算，以在液位测量系统安装到罐中时或在进行手工测量时获得准确地结果。这是很困难和成本很大的工作。
为了执行计算，要将罐内的燃料倒出，然后在注入燃料的过程中分段地进行毫米测量。对于该系统，设备例如一个或两个燃料罐和燃料传输泵在气站中使用，其需要大量的时间以完成对于一个罐的校准。
在所述的时间中，气站的操作必须以分段的方式停止，也不能进行销售。手工地校准需要密集的劳动和大成本，此外，它还阻碍了气站的所有的功能。
另一个计算方法以自动的方式进行，依靠计算软件和自动系统，在该系统中具有罐自动系统和泵自动系统。当罐完成注满之后自动计算启动，该系统比较从罐自动系统接收的毫米值和在泵销售的燃料的数量，以制备用于罐的校准图表。
为了使该系统运行准确，需要等待罐完全清空，在此期间不能有任何干扰；此外，为了形成准确的和完整的图表，需要等待罐注满和清空好几次。
在上述的自动系统中，需要完全注满具有平均容积为20000公升的昂贵的罐好几次。这种情况导致了很高的价格和很长的持续时间。此外，在这种状态下，持续时间变得非常长，而销售率很低，遇到的困难在于获得准确的结果。
现在，PCT文件NO.WO2007078221、名称为“用于确定罐内的液体数量的校准方法和装置”，该发明公开的内容涉及通过燃料传感器测量和校准燃料罐内的燃料液位。在所述申请中，罐内的燃料量根据与所述的燃料液位对应的校准值测量。
然而，针对该实际应用，当所述罐的放置在不平坦的区域，所述燃料液位呈现的数值小于或大于实际的带有一定的倾斜的值，因此，也就不能获得所期望的实际的燃料值。
类似地，EPC申请NO.EP1602826、名称为“用于在气站中的地下液体燃料罐的测量系统”涉及系统，该系统测量从安置在气站的地下的液体燃料罐中抽出的燃料值。在此，测量程序通过浸入在罐中的涡轮泵执行。测量通过气泵抽出的燃料值，因此可以计算剩余的燃料值。
效果不好的是，在这个实际应用中也需要等待，直到完全清空罐，期间不能有干扰，以使得该系统运行准确。
进一步参考现有技术的状态，在专利文献NO.US2003230141、名称为“光学燃料传感器”，不同的燃料液位通过电子液位测量传感器确定。
在所述的应用中，其困难也在于消除前述的缺点。
由于上述的缺点，已经致力于寻找一种创新的校准方法，用于测量在液体燃料罐中的燃料值。
发明内容
基于上述的现有技术，本发明的目的是提供一种方法，不管液体燃料罐放置在地面上的角度如何，该方法与其他的系统相比能够以更快速和更准确的方式校准罐内的燃料的实际值。
本发明的另一个目的是提供一种结构，该结构因为利用了激光测量工具从而提供了更加精确和实际的校准。
本发明的另一个目的是提供了一种结构，该结构能够使得校准程序在很短的时间内进行，且更加容易地制备校准图表。
本发明的另一个目的是提供一种结构，该结构更加低的成本来形成校准图表。
本发明又一个目的是根据通过在罐内的激光测量形成的3D(三维的)空间点和罐内的3D模型提供制备好的校准图表。
本发明的又一个目的是使得探测罐上的凹陷和变形成为可能，该目的通过现有的校准系统是不可能实现，这归功于所述的3D模型的特性。
本发明的又一个目的是提供一种结构，该结构不会在执行校准的液体燃料站中长时间地阻碍液体燃料站的操作，并且不会促使所述站受到材料损耗，这归功于在短时间内更快速的校准特性。
附图说明
图-1：用于形成地下罐的校准图表的装置的侧视图。
附图标记
1.燃料罐
2.激光遥测设备
3.激光装置的射线
4.倾斜计
5.电机A
6.电机B
7.洞
8.控制单元
9.地表
10.带或齿轮系统A
11.带或齿轮系统B
12.检修孔
13.罐盖
14.主轴
15.地面区域
16.连接电缆
17.钢保护管
18.计算机
X-角度，可能是由于罐不能完全与地面平行形成的
A-激光装置的向上-向下的旋转轴
B-主轴的圆形的旋转轴
具体实施方式
本发明涉及用于形成用来测量燃料罐(1)内的燃料值的校准图表的方法和装置。
在图1中，显示了依照本发明描述的用于形成用来测量燃料罐(1)内的燃料值的校准图表的装置。
所述装置包括的主要组件为：储藏燃料的燃料罐(1)，设置于所述燃料罐(1)中的激光遥测设备(2)，确定位于所述罐和地面之间的角度的倾斜计(4)，为所述激光遥测设备(2)提供向上的和圆形动作的主轴(14)，通过带或齿轮系统A(10)驱动所述主轴(14)的电机A(5)，通过带或齿轮系统B(10)驱动所述主轴(14)的电机B(5)，控制所述装置的控制单元(8)和计算机(18)，在该计算机中收集从所述控制单元(8)传出的信息并且制备校准图表。
用于形成用来测量燃料罐(1)内的燃料值的校准图表的方法包括下列步骤：
-通过至少一根主轴(14)将设置于燃料罐(1)内的激光遥测设备(2)在环形的B方向旋转360度，并且在向上-向下的A方向旋转270度，利用激光装置的射线(3)，确定它与所述燃料罐(1)的内壁对应分离的点的距离；
-通过至少一个倾斜计(4)确定所述燃料罐(1)和它所座落的平面之间的角度X；
-通过至少一个控制单元(8)，将在分离的点测量到的激光遥测设备(2)和燃料罐(1)的内壁之间的距离值和通过倾斜计(4)测量的角度X的值发送到计算机；和
-利用获得的距离值和角度X的值形成校准图表。
通过在所述燃料罐(1)内的激光测量形成的3D(三维的)空间点和罐内的3D模型提供制备好的校准图表。
利用不同的测量技术(磁力控制的、超声波的、电容性的等等)从液位测量传感器获得的高度信息仅仅以毫米为单位指示出从罐的底部点的液体的高度。
所述装置，正如液位探针，其优选的是通过2英寸的洞(7)延伸到罐(1)中，又如液位探针，其穿过所述洞(7)，固定到燃料罐(1)。
所述主轴(14)穿过检修孔(12)和位于罐盖(13)上的所述洞(7)，因此插入到燃料罐(1)中。钢保护的管(17)围绕主轴(14)设置，以增加所述主轴(14)的强度，并且保护它不受外部的影响。
燃料罐(1)设置在相对地面成一定角度X的地面区域(15)内。
位于装置的存留在地表(9)之上的延伸部分的倾斜计(4)是设置为计算罐(1)的倾斜角度X或连接点，如果有的话。该信息在后被用于3D计算。因为电机不能插入到燃料罐(1)中，两个伺服电机(5、6)设置在地表(9)的顶部。
所述电机(5、6)的动作是通过主轴(14)传递到位于所述燃料罐(1)内的激光遥测设备(2)。当所述装置开始操作时，主轴(14)在B方向从0到360度运动。所述主轴(14)通过带或齿轮系统A(10)进行圆形运动，这是因为它接收来自电机A(5)的驱动。
类似地，激光遥测设备(2)优选的是通过0到270度在A方向运动。所述激光测量设备(2)由于带或齿轮系统B(11)通过接收来自电机B(6)的驱动移动主轴(14)向上和向下运动来提供所述的向上-向下运动。
因此激光遥测设备(2)利用激光装置的射线(3)在达到360度的水平位置和在达到270度的垂直位置测量从它所座落的点到沿着罐(1)的内壁的多个点的距离。
所述遥测执行多次以将不同的点收集到计算机(18)中，并且分析以计算罐的实际的3维形状。此外，X的值显示罐(1)的倾斜或者相对地面的连接点，如果有的话，其也在这些计算中应用。
理由是在罐内待测量的液体总是维持与重力的地轴垂直。换句话说，如果在罐(1)中存在角度，液体会保持与地面平行，而不与罐(1)平行。
上述装置的控制可以通过至少一个控制单元(8)提供。该控制单元(8)将通过所述激光遥测设备(2)和倾斜计(4)传达的测量结果通过连接电缆(16)传输到至少一台计算机(18)。
一旦全部的数据收集过程完成，所述装置从燃料罐中拿出，并且液位测量探针也装配到其位置。所获得的资料在计算机环境中转换为校准图表，并且现在它可以将从液位探针得到的高度数据转换为液体容积信息。
依照本发明的不同的实施方式，超声波传感器被用作激光遥测设备(2)。
依照本发明的不同的实施方式，紫外线传感器被用作激光遥测设备(2)。
依照本发明的不同的实施方式，超宽波段传感器被用作激光遥测设备(2)。
依照本发明的不同的实施方式，所述激光遥测设备(2)在装置中的位置可以变化，它可以固定到上部位置(因此激光的方向是向下的)。类似于所述激光遥测设备(2)的运动能力，可以使用镜组，其随着装置一同移动。这样，距离通过具有相同的运动特性的镜子的反射来测量，替代了传感器本身的移动。
本申请的保护范围由权利要求部分确定，该范围可以并非局限于上面提供的仅仅作为示意性的目的的描述。明显的是，本领域技术人员可以通过本发明或通过利用类似的实施方式提出改进，和/或将本实施方式应用到其他的用于相关的技术中的具有类似的目的的领域。因此，这样的实施方式明显缺乏了创新步骤的标准。

Claims (19)

1.一种用于确定校准图表的方法，该图表用于确定在气站中放置在地面的地下的燃料罐(1)内的燃料的液位和数量，其特征在于：设置在燃料罐(1)内的激光遥测设备(2)通过至少一根主轴(14)在圆形的B方向旋转360度和在向上-向下的A方向旋转270度，所述激光遥测设备借助于激光装置的射线(3)利用分离的点确定与所述燃料罐(1)的内壁的距离，所述燃料罐(1)和地面之间的角度X通过至少一个倾斜计(4)确定，位于激光遥测设备(2)和在分离的点测量的燃料罐(1)的内壁之间的距离值以及通过倾斜计(4)测量的角度X通过至少一个控制单元(8)传送到计算机(18)，并且燃料罐(1)校准图表利用所获得的距离值和角度X的值形成。
2.根据权利要求1所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：通过在所述燃料罐(1)内的激光测量形成的3D(三维的)空间点和罐内的3D模型制备校准图表。
3.根据权利要求1所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：在圆形的B方向将激光遥测设备(2)旋转360度的主轴(14)接收从至少一个带或齿轮系统A(10)的旋转运动。
4.根据权利要求3所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：所述带或齿轮系统A(10)通过至少一个电机A(5)驱动。
5.根据权利要求1所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：在向上-向下的A方向将激光遥测设备(2)旋转270度的主轴(14)接收从至少一个带或齿轮系统B(11)的向上-向下运动。
6.根据权利要求5所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：所述带或齿轮系统B(11)通过至少一个电机B(6)驱动。
7.根据权利要求1所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：所述激光遥测设备(2)在燃料罐中的位置是可变的，其固定到上部位置，因此激光的方向是向下的，并且使用至少一个镜组，其随着所述激光遥测设备移动。
8.根据权利要求7所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：超声波传感器被用作所述激光遥测设备(2)。
9.根据权利要求7所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：微波传感器被用作所述激光遥测设备(2)。
10.根据权利要求7所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：超宽波段传感器被用作所述激光遥测设备(2)。
11.根据权利要求7所述的用于确定校准图表的方法，其特征在于：雷达传感器被用作所述激光遥测设备(2)。
12.一种用于确定校准图表的装置，该图表用于确定在气站中的地面的地下燃料罐(1)内的燃料的液位和数量，其特征在于：校准图表的装置包括至少一个激光遥测设备(2)，通过至少一根主轴(14)将设置于燃料罐(1)内的激光遥测设备(2)在圆形的B方向旋转360度，并且在向上-向下的A方向旋转270度，利用激光装置的射线(3)，确定激光遥测设备(2)与所述燃料罐(1)的内壁对应分离的点的距离，和至少一个设置在地表(9)上的倾斜计(4)，确定所述燃料罐(1)和地面之间的角度X。
13.根据权利要求12所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：用于确定校准图表的装置包括至少位于地表(9)的控制单元(8)，该单元将通过所述倾斜计(4)测量的角度X值和通过所述激光遥测设备(2)测量的距离值传递到至少一台计算机(18)。
14.根据权利要求12所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：所述主轴(14)包括至少一个位于地表(9)上的带或齿轮系统A(10)，以在圆形的B方向使得激光遥测设备(2)进行360度转动运动。
15.根据权利要求12所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：所述主轴(14)包括至少一个位于地表(9)上的带或齿轮系统B(11)，以在向上-向下的A方向使得激光遥测设备(2)进行270度转动运动。
16.根据权利要求14所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：用于确定校准图表的装置包括至少一个设置在地表(9)上的电机A(5)，该电机A(5)驱动所述带或齿轮系统A(10)。
17.根据权利要求15所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：用于确定校准图表的装置包括至少一个设置在地表上的电机B，该电机B驱动所述带或齿轮系统B。
18.根据权利要求12所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：用于确定校准图表的装置包括至少一个设置在罐盖(13)上的洞(7)，所述洞(7)使得所述主轴(14)能够通入到所述燃料罐(1)并且容纳所述主轴(14)。
19.根据权利要求12所述的用于确定校准图表的装置，其特征在于：用于确定校准图表的装置包括至少一个围绕所述主轴(14)的钢保护管(17)，以增加所述主轴(14)的强度，并且保护主轴(14)不受外部的影响。
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