RU2521212C1 - Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения - Google Patents
Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521212C1 RU2521212C1 RU2013100443/28A RU2013100443A RU2521212C1 RU 2521212 C1 RU2521212 C1 RU 2521212C1 RU 2013100443/28 A RU2013100443/28 A RU 2013100443/28A RU 2013100443 A RU2013100443 A RU 2013100443A RU 2521212 C1 RU2521212 C1 RU 2521212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- scanning
- filling
- reservoir
- exceed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров вертикальных цилиндрических. Способ заключается в том, что производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор. Выполняют объединение сканов между собой, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения следующих условий: средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения сканов не должна превышать ±3 мм; расхождение координат расположения специальных марок не должно превышать ±5 мм; средняя квадратическая ошибка определения элементов внешнего ориентирования для линейных величин не должна превышать ±2 мм, а для угловых величин - ±15". Производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выполнить привязку сканов к заданной системе координат, причем сканирование и обработку производят каждый раз при заполнении резервуара поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами, передают полученную цифровую информацию в специальную компьютерную программу, где, сравнивая полученные модели внешней поверхности резервуара для каждого измерения, получают градуировочную характеристику резервуара в виде цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, соответствующей высоте его наполнения поверочной жидкостью. Технический результат - повышение достоверности и точности градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. 3 ил.
Description
Данный способ относится к измерительной технике и может быть использован для определения вместимости и градуировки резервуаров вертикальных цилиндрических.
Известен способ определения вместимости цилиндрических резервуаров, в котором в центре резервуара устанавливают лазерный теодолит и на базовом расстоянии от него - второй теодолит, формируют на внутренней стенке резервуара световую марку от лазерного теодолита, наводят на нее оптическую ось зрительной трубы второго теодолита, последовательно перемещают световую марку вдоль образующей резервуара, определяют для каждого положения световой марки радиус резервуара и оценивают его вместимость [Авторское свидетельство SU 1415059, G01В 11/00, 07.08.1988].
Недостатком данного способа является то, что надо освобождать резервуар от имеющейся в нем жидкости для установления теодолита в его центре, а также большая погрешность в определении вместимости резервуара.
Известен способ, который заключается в определении площадей горизонтальных сечений поясов резервуаров и посредством расчетных методов определения его вместимости [Патент №(11) 2286549. Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. Фторов А.Ю., 2005]. Данный способ предполагает предварительную горизонтальную разбивку исходного сечения резервуара путем измерения длины периметра первого пояса резервуара, с последующим делением периметра на отрезки. Выполняют вертикальную разбивку исходного сечения резервуара методом технического нивелирования. Вертикальной проекцией точек предварительной горизонтальной разбивки на уровень вертикальной разбивки определяют опорные точки исходного горизонтального сечения резервуара. Электронным тахеометром с функцией измерения расстояний в безотражательном режиме и электронной регистрацией данных осуществляют измерение высот поясов резервуара, наклонных расстояний, горизонтальных и вертикальных углов при координировании точек. С учетом полученных данных определяют пространственные координаты опорных точек на периметрах горизонтальных сечений резервуара. Строят трехмерную математическую модель резервуара. На основе построенной модели с использованием математических методов интерполяции определяют площади горизонтальных сечений проверяемого резервуара, по которым рассчитывают вместимость резервуара.
Недостатком этого способа является то, что он основан на интерполяции между измерениями. В результате чего не учитываются изменения вместимости из-за неровности стенок резервуара.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения.
Поставленная задача достигается тем, что согласно изобретению производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара вертикального цилиндрического при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор выполняют объединение сканов между собой, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения следующих условий:
- средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения сканов не должна превышать ±3 мм;
- расхождение координат расположения специальных марок не должно превышать ±5 мм;
- средняя квадратическая ошибка определения элементов внешнего ориентирования для линейных величин не должна превышать ±2 мм, а для угловых величин - ±15",
производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выполнить привязку сканов к заданной системе координат, причем сканирование и обработку производят каждый раз при заполнении резервуара поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами, передают полученную цифровую информацию в специальную компьютерную программу, в которой, сравнивая полученные модели внешней поверхности резервуара для каждого измерения, получают градуировочную характеристику резервуара в виде цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, соответствующей высоте его наполнения поверочной жидкостью.
Способ поясняется чертежами. На Фиг.1 представлена схема определения углового шага сканирования, на Фиг.2 представлена схема определения зон перекрытия между сканерными станциям, на Фиг.3 представлена схема расположения сканерных станций и связующих марок.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Для определения геометрических характеристик резервуара вертикального цилиндрического выбирают шаг сканирования, количество станций и место их расположения. Шаг сканирования должен быть подобран с учетом того, чтобы плотность точек, измеряемых на поверхности резервуара, позволяла с достаточной точностью и достоверностью определять его геометрию, учитывая деформацию стенок резервуара при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами. Также цифровые точечные модели, полученные с разных станций, должны иметь достаточную плотность в зонах перекрытий для качественного объединения их в единую модель. Для выбора необходимого количества станций сканирования и определения зон перекрытия точечных моделей (фиг.1) необходимо определить угловой шаг сканирования ей, при котором расстояние между наиболее близкими к сканеру точками на поверхности резервуара d будет составлять заданное значение:
где: α1· - угловой шаг сканирования;
R - радиус резервуара;
S1 - расстояние от сканера;
φ1 - угловой сектор поверхности резервуара;
D - расстояние от сканера до стенок резервуара.
d1 - расстояние между наиболее близкими к сканеру точками на внешней поверхности резервуара.
Определяют угловой сектор на внешней поверхности резервуара (р max, в пределах которого плотность измеряемых точек будет достаточна, вводят коэффициент k, определяющий максимально допустимую степень разрежения измеряемых точек, определяют допустимый линейный шаг сканирования dmax:
Угол φmax равен двойному углу φi для последнего i-го шага сканирования, для которого должно соблюдаться условие (di-di-1)≤dik.
Определяют расстояние di по формулам:
где αi - угловой шаг сканирования;
i - измеряемая точка.
Кроме φmax определяют угловой сектор резервуара φv, видимый со станции сканирования. Для границы видимого сектора всегда будет соблюдаться условие Av=90°:
где φv - угловой сектор резервуара;
Av - угол между направлениями на крайнюю точку области сканирования и радиуса резервуара;
αv - угол области сканирования.
Имея значение φmax, определяют количество станций N (значение округляют вперед до ближайшего целого) и величину перекрытия между станциями М как в угловых величинах mугл, так и в линейных mлин: (Фиг.2):
Вычисляя зоны перекрытия между станциями, можно проектировать места их положения еще до начала полевых работ, что позволяет выбрать оптимальную конфигурацию станций. Величину угловой зоны перекрытия между двумя станциями Мугл вычисляют по формуле:
где φmax (n) - угловой сектор резервуара с достаточным шагом сканирования,
V - угол между осями сканирования в линейном выражении на поверхности резервуара перекрытия
В линейном выражении на поверхности резервуара перекрытие Млин будет равно:
где Mлин - выражение углового сектора резервуара;
R - радиус резервуара, м.
На Фиг.3 приведена оптимальная схема расположения сканерных станций и количество используемых связующих марок при проведении работ по градуировке резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. Снаружи резервуара вертикального цилиндрического устанавливают наземный лазерный сканер и собственной программой обработки данных, принадлежащей данному оборудованию, и в соответствии с эксплуатационной документацией на прибор (ЭД) автоматически определяют координаты точек, принадлежащих внешней поверхности резервуара, выполняют измерение расстояний при помощи встроенного лазерного дальномера, при этом для каждого измерения фиксируют вертикальные и горизонтальные углы, шаг сканирования (расстояние между смежными точками) должен соответствовать вышеизложенным условиям (Фиг.1). Для выполнения сплошной сканерной съемки внешней поверхности резервуара сканирование выполняют с нескольких точек установки прибора (сканерных станций), соответствующих вышеизложенным условиям (Фиг.2), передают результаты сканирования (сканы) в ПЭВМ и с помощью специальной компьютерной программы регистрируют в ней сканы со всех станций и получают цифровую точечную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара. Результатом работ является «облако точек» лазерных отражений или «сканы» внешней поверхности резервуара. Производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выполнять привязку сканов к заданной системе координат (Фиг.3), производят построение точечной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, передают цифровую точечную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара в специальную компьютерную программу и получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель внешней поверхности резервуара, при наполнении ее поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами для определения вместимости передают полученную цифровую информацию в специальную компьютерную программу, в которой, сравнивая полученные модели внешней поверхности резервуара для каждого измерения, получают градуировочную характеристику резервуара в виде цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, соответствующей высоте его наполнения поверочной жидкостью.
В настоящее время не существует достоверного геометрического способа определения вместимости резервуара вертикального цилиндрического. Предлагаемый инновационный способ позволит проводить калибровку и градуировку резервуаров вертикальных цилиндрических с относительной погрешностью измерений вместимости резервуара 0,07%. Кроме того, данный способ, основанный на бесконтактном дистанционном методе не требует предварительного освобождения его от нефтепродуктов, зачистку, определение объема внутренних элементов конструкций и других затратных мероприятий, связанных с простоем, а значит - с упущенной коммерческой прибылью.
Claims (1)
- Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения, включающий построение трехмерной (3D) модели поверхности вышеупомянутого резервуара, отличающийся тем, что производят построение цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара вертикального цилиндрического, при наполнении его поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с четырех сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор выполняют объединение сканов между собой, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения следующих условий:
- средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения сканов не должна превышать ±3 мм;
- расхождение координат расположения специальных марок не должно превышать ±5 мм;
- средняя квадратическая ошибка определения элементов внешнего ориентирования для линейных величин не должна превышать ±2 мм, а для угловых величин - ±15",
производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью специального программного обеспечения, позволяющего выполнить привязку сканов к заданной системе координат, причем сканирование и обработку производят каждый раз при заполнении резервуара поверочной жидкостью отдельными фиксированными дозами, передают полученную цифровую информацию в специальную компьютерную программу, в которой, сравнивая полученные модели внешней поверхности резервуара для каждого измерения, получают градуировочную характеристику резервуара в виде цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара, соответствующей высоте его наполнения поверочной жидкостью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100443/28A RU2521212C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100443/28A RU2521212C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2521212C1 true RU2521212C1 (ru) | 2014-06-27 |
Family
ID=51218169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100443/28A RU2521212C1 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521212C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581722C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического |
RU2590342C1 (ru) * | 2015-04-30 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величины и направления отклонения наружного контура днища резервуара вертикального цилиндрического от горизонтали |
RU2662037C1 (ru) * | 2017-09-25 | 2018-07-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ градуировки ёмкости для определения объёмов, соответствующих положению контрольных точек по их высоте |
CN110470362A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | Lng罐底量测量装置及其方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU93007362A (ru) * | 1993-02-03 | 1995-04-30 | Научно-технический центр "Нефтепромдиагностика" | Способ определения вместимости и градуировки резервуаров и устройство для его осуществления |
RU2174219C2 (ru) * | 1999-04-07 | 2001-09-27 | Бондаренко Владимир Алексеевич | Устройство градуировки резервуаров |
RU2178153C2 (ru) * | 1999-09-09 | 2002-01-10 | Научно-технический центр информационно-измерительной техники | Способ градуировки резервуаров и устройство для его осуществления |
RU2286549C1 (ru) * | 2005-12-09 | 2006-10-27 | Алексей Юрьевич Второв | Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения |
WO2007078221A1 (en) * | 2006-01-02 | 2007-07-12 | Cpac Systems Ab | A method and arrangement for calibration of a system for determining the amount of liquid in a reservoir |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2047108C1 (ru) * | 1993-02-03 | 1995-10-27 | Научно-технический центр "Нефтепромдиагностика" Научно-исследовательского института разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Способ определения вместимости и градуировки резервуаров и ультразвуковое устройство для его осуществления |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100443/28A patent/RU2521212C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU93007362A (ru) * | 1993-02-03 | 1995-04-30 | Научно-технический центр "Нефтепромдиагностика" | Способ определения вместимости и градуировки резервуаров и устройство для его осуществления |
RU2174219C2 (ru) * | 1999-04-07 | 2001-09-27 | Бондаренко Владимир Алексеевич | Устройство градуировки резервуаров |
RU2178153C2 (ru) * | 1999-09-09 | 2002-01-10 | Научно-технический центр информационно-измерительной техники | Способ градуировки резервуаров и устройство для его осуществления |
RU2286549C1 (ru) * | 2005-12-09 | 2006-10-27 | Алексей Юрьевич Второв | Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения |
WO2007078221A1 (en) * | 2006-01-02 | 2007-07-12 | Cpac Systems Ab | A method and arrangement for calibration of a system for determining the amount of liquid in a reservoir |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581722C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического |
RU2590342C1 (ru) * | 2015-04-30 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Способ определения величины и направления отклонения наружного контура днища резервуара вертикального цилиндрического от горизонтали |
RU2662037C1 (ru) * | 2017-09-25 | 2018-07-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Способ градуировки ёмкости для определения объёмов, соответствующих положению контрольных точек по их высоте |
CN110470362A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | Lng罐底量测量装置及其方法 |
CN110470362B (zh) * | 2019-08-21 | 2024-04-09 | 舟山市质量技术监督检测研究院 | Lng罐底量测量装置及其方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2521212C1 (ru) | Способ градуировки резервуара вертикального цилиндрического для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения | |
CN106813590B (zh) | 外浮顶储罐变形检测方法 | |
US9188472B2 (en) | Enhanced reference line tank calibration method and apparatus | |
CN104569988B (zh) | 利用回声测深进行大水深测量的校正方法 | |
KR100753774B1 (ko) | 수위계의 표준 교정장치 및 교정방법 | |
CN102322815B (zh) | 基于三维激光扫描的高精度大容积测量装置及方法 | |
CN103389136A (zh) | 基于三维激光扫描技术的外浮顶立式金属罐容积测量方法 | |
CN105806310A (zh) | 用激光测距仪监测隧道洞口边仰坡地表三维位移的方法 | |
Tuckey | An integrated field mapping-numerical modelling approach to characterising discontinuity persistence and intact rock bridges in large open pit slopes | |
US20060009929A1 (en) | In-service insulated tank certification | |
Rak et al. | Measuring water surface topography using laser scanning | |
CN106813589B (zh) | 在用外浮顶储罐实时变形监测方法 | |
CN106289454A (zh) | 液位计量尺及应用其的液位计校准方法 | |
RU2526793C1 (ru) | Способ определения состояния поверхности покрытия автомобильной дороги по ее геометрическим параметрам | |
Nuttens et al. | Application of laser scanning for deformation measurements: a comparison between different types of scanning instruments | |
RU2581722C1 (ru) | Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического | |
RU2442112C1 (ru) | Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения | |
RU2286549C1 (ru) | Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения | |
RU2590342C1 (ru) | Способ определения величины и направления отклонения наружного контура днища резервуара вертикального цилиндрического от горизонтали | |
RU2470266C2 (ru) | Способ градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения | |
Rákay et al. | Verification of floor planarity by trigonometrical measurement of heights on a 5-storey monolithic building | |
Bednarski et al. | DETERMINATION OF VERTICAL AND HORIZONTAL SOIL DISPLACEMENTS IN AUTOMATED MEASURING SYSTEMS ON THE BASIS OF ANGULAR MEASUREMENTS. | |
RU2456553C2 (ru) | Способ и устройство формирования градуировочной диаграммы для подземных топливных баков | |
RU2572502C1 (ru) | Способ определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали | |
RU2597958C2 (ru) | Способ определения величины и направления крена резервуара вертикального цилиндрического |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |