CN103175490A - 一种陶坛容积快速测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶坛容积快速测量方法，通过以坛肩为分界面将陶坛分为上下两部分，通过测量陶坛的特征尺寸，根据圆锥台体积计算公式计算出陶坛上部分的体积，应用微积分的原理计算出陶坛下部分的体积，再将上下两部分体积相加即为陶坛的总容积。采用该方法仅通过测量陶坛容器的外形尺寸及简单的数据计算，即可快速的获得陶坛的容积。不需经过注水入陶坛内称重，从而节约了大量水资源的消耗，克服了需相关场地、设备等条件的限制，测量效率高；同时不需经过各种曲线拟合及困难的微积分计算，劳动强度低、效率高，数据处理简单，对后期数据处理人员要求较低。可在计算大型坛型容器的容量中广泛推广应用。

Description

一种陶坛容积快速测量方法

技术领域

本发明涉及容器容量测量技术领域，涉及一种计算坛型容器容量的方法，特别是涉及一种陶坛容积快速测量方法。

背景技术

陶坛是我国白酒行业常用于贮存基酒的一种容器。陶土容器中本身存在着Ni²⁺、Ti⁴⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Cr³⁺等离子，对酒质中酸和醇反应生成酯，酯及酯还原生成的酸和醇都具有催化的功能，加快酒的老熟。高档白酒一般贮存时间长，这样就造成需要应用大量的陶坛。然而手工制造的陶坛大小不一，使得其容积也就各异，如没有简单快速的检测手段，会使得酒库的利用率降低，也不易实现较好的陶坛管理标准。现有国家标准GB/T3301《日用陶瓷的容积、口径误差、高度误差、重量误差、缺陷尺寸的测定方法》中容积的测量方法是通过注水测量，这种方法劳动强度大、耗水量大、效率低，不便于坛容量的大批量检测。

为解决上述问题，目前出现了很多测量坛型容器的方法，如申请号为“201210251193.9”的中国发明专利就公布了“一种测量坛型容器容量的方法”。该方法是通过测量坛型容器的特征尺寸、将坛型容器的各种尺寸换算为坛内壁在二维坐标系内的坐标值、将坛底至坛肩之间的陶坛内壁曲线进行曲线拟合运算，根据所求得的拟合曲线方程按照旋转体体积积分计算方法和圆锥台体积计算方法得出坛的总容量。该方法虽然仅通过测量坛型容器的外形尺寸，便可获得坛型容器的理论容量。但是采用该方法计算较复杂，需要多种曲线拟合、复杂的微积分计算，数据处理繁重。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种数据处理简单的陶坛容积快速测量方法。采用该方法仅需通过简单运算法则的计算即能得出结果，对数据处理人员要求较低，更便于操作。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种陶坛容积快速测量方法，包括如下步骤：

（1）陶坛划分：以坛肩e为分界面，将陶坛看成由坛颈f至坛肩e及坛肩e至坛底a两部分组成；

（2）根据步骤（1）所划分的陶坛测量出陶坛的特征尺寸；

（3）将陶坛的各种尺寸换算为陶坛内壁后续计算所需的数值；

（4）根据圆锥台体积计算公式计算出陶坛坛颈f至坛肩e的体积；

其体积计算公式为：

$V=\frac{1}{3}\×\mathrm{\π}\×h\×({r_1}^2+r_1\×r_2+{r_2}^2)$

其中h为坛颈至坛肩的垂直距离，r₁为坛颈内径，r₂为坛肩内径。

（5）将坛肩e至坛底a之间的陶坛内壁应用微积分的原理，在陶坛上选取若干个平行于坛底的分割面，将下部分陶坛分割成若干个部分，将这些部分看成圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算出每个圆柱体的体积后相加得陶坛下部分总体积；

其体积计算公式为：

V=π×h×r²

（6）将步骤（4）和（5）中计算出的两部分体积值相加，即为陶坛的总容积。

所述的测量陶坛容积的特征尺寸包括：陶坛颈部f到坛肩e垂直距离；颈部f所在处坛体的周长；坛底a周长；坛底a至坛肩e之间3～6点距离坛底垂直距离及所在高度的坛体周长（所取点越多结果越准确）；陶坛的坛底厚度和坛壁厚度。

所述测量周长的方法是，用直尺从坛的四边量取与离地面高度相等的距离，然后用软尺经过这四个点绕一周，读取软尺数据。

所述坛壁厚度的测量采用超声波测厚仪测取。

所述测量坛底厚度的方法是，用直尺在坛的外侧从地面测量坛高，然后用直尺从坛内测测量坛高，二者测量的数据相减即为坛底厚度。

所述步骤（5）中圆柱体的半径取上下分割面内径的平均值。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明仅通过测量陶坛容器的外形尺寸及简单的数据计算，即可快速的获得陶坛的容积。不需经过注水入陶坛内称重，从而节约了大量水资源的消耗，克服了需相关场地、设备等条件的限制，测量效率高；同时不需经过各种曲线拟合及困难的微积分计算，劳动强度低、效率高，数据处理简单，对后期数据处理人员要求较低。可在计算大型坛型容器的容量中广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明所述的陶坛结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案，如图1所示，根据本发明的方法，对陶坛进行划分，将陶坛看做由上部分E和下部分组成，所述下部分由三个分割点b、c、d及坛底面a、坛肩e构成的四个部分A、B、C、D的共同之和。首先测量陶坛外形特征尺寸，包括坛颈f的周长、坛肩e的周长、坛底a的周长、坛肩e据坛底的高度、坛底a至坛肩e之间三个点（20cm高处b点、40cm高处c点、70cm高处d点）的坛体周长以及坛底厚度、坛壁厚度。

计算陶坛上部分E的体积，该部分体积由圆锥台体积计算公式计算，其计算公式如下：

$V=\frac{1}{3}\×\mathrm{\π}\×h\×({r_1}^2+r_1\×r_2+{r_2}^2)$

其中h为f到e的垂直距离，即为测量的坛颈至坛底的距离减去坛肩至坛底的距离；r₁为测得的f的周长换算为半径后减去坛壁厚度；r₂为测得的坛肩e的周长换算为半径后减去坛壁厚度。

计算陶坛下部分体积，下部分体积为由分割点b、c、d分割后组成的A、B、C、D这四个部分的体积：

A部分的体积看成半径为坛底a处及分割点b处的半径的平均值，高为a至b处垂直距离的一个圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算其体积。

B部分的体积看成半径为分割点b处及分割点c处的半径的平均值，高为b至c处垂直距离的一个圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算其体积。

C部分的体积看成半径为分割点c处及分割点d处的半径的平均值，高为c至d处垂直距离的一个圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算其体积。

D部分的体积看成半径为分割点d处及分割点e处的半径的平均值，高为d至e处垂直距离的一个圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算其体积。

将计算出的A、B、C、D这四个部分的体积相加即为陶坛下部分的体积。

将陶坛上部分体积与下部分体积相加即为陶坛的总容积。

在本发明所述测量方法中，坛壁厚度的测量采用超声波测厚仪测取。坛底厚度测量的具体方法是，用直尺在坛的外侧从地面测量坛高，后用直尺从坛内测测量坛高，二者测量的数据相减即为坛底厚度。

采用本发明所述方法计算陶坛容积所需的内径皆为陶坛外壁测得的周长换算成半径后减去壁厚。

下表数据为注水方法与本发明方法测量结果的对比，其偏差在5%以内，说明本发明的方法测量准确度较高，适用于陶坛容量的快速测量。

Claims (6)

1.一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）陶坛划分：以坛肩e为分界面，将陶坛看成由坛颈f至坛肩e及坛肩e至坛底a两部分组成；

（2）根据步骤（1）所划分的陶坛测量出陶坛的特征尺寸；

（3）将陶坛的各种尺寸换算为陶坛内壁后续计算所需的数值；

（4）根据圆锥台体积计算公式计算出陶坛坛颈f至坛肩e的体积；

（5）将坛肩e至坛底a之间的陶坛内壁应用微积分的原理，在陶坛上选取若干个平行于坛底的分割面，将下部分陶坛分割成若干个部分，将这些部分看成圆柱体，根据圆柱体体积计算公式计算出每个圆柱体的体积后相加得陶坛下部分总体积；

（6）将步骤（4）和（5）中计算出的两部分体积值相加，即为陶坛的总容积。

2.根据权利要求1所述的一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：所述的测量陶坛容积的特征尺寸包括：陶坛颈部f到坛肩e垂直距离；颈部f所在处坛体的周长；坛底a周长；坛底a至坛肩e之间3～6点距离坛底垂直距离及所在高度的坛体周长；陶坛的坛底厚度和坛壁厚度。

3.根据权利要求1或2所述的一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：所述测量周长的方法是，用直尺从坛的四边量取与离地面高度相等的距离，然后用软尺经过这四个点绕一周，读取软尺数据。

4.根据权利要求1或2所述的一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：所述坛壁厚度的测量采用超声波测厚仪测取。

5.根据权利要求1或2所述的一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：所述测量坛底厚度的方法是，用直尺在坛的外侧从地面测量坛高，然后用直尺从坛内测测量坛高，二者测量的数据相减即为坛底厚度。

6.根据权利要求1所述的一种陶坛容积快速测量方法，其特征在于：所述步骤（5）中圆柱体的半径取上下分割面内径的平均值。

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