受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法
2023-09-18 02:36:35 1
專利名稱：受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法
技術領域：
本發明涉及一種測量受限空間內儲油罐失穩變形的方法，特別涉及一種受限空間內的立式鋼製油罐頂部變形測量方法。
背景技術：
油庫的儲油罐因溫度急劇變化、油罐呼吸口失靈等原因引起罐內負壓造成圓筒形油罐失穩，罐頂會產生較大面積的凹癟。為了確定油罐變形後的修複方案，需要掌握變形部位的幾何尺寸，因此需要對變形部位進行測量。目前常用的罐頂凹癟測量最常見的方法是光電法。光電法測量罐頂變形一般採用全站儀。全站儀是集測距、測角、處理和記錄於一身的設備。儀器的測量原理是儀器發射一個光束到被測點，記錄下光束從發射到反射回來的時間差T，通過公式D = CT/2計算出被測點到儀器的距離，同時儀器自帶的測角裝置能測出儀器自起始坐標轉過的水平角和豎直角，從而通過距離和轉角計算出被測點相對於起始坐標的坐標值，並記錄下來。因此利用光電法測量油罐變形十分方便，只需把全站儀架設在能觀測到整個罐壁的位置，然後從罐壁抽取一些有代表性的點，按一定順序進行測量即可。雖然光電法中全站儀的使用能為測量提供很大的便利，但是他也對測量條件提出了很高的要求因為一般電器設備及電子儀器在使用時會產生電火花、電弧，油罐庫區通常是油蒸汽密集的場所，防火防爆要求很高， 因此在使用全站儀測量時應注意選擇符合罐區防爆要求的防爆型全站儀，即使採用防爆型全站儀測量，一般也是在環境空曠的地面上油庫罐區使用，對於在室內和洞內的油庫罐區， 因空間受限，處於相對密閉的空間內，場所的油蒸汽比地面更加密集，濃度更高，往往慎用全站儀測量進行測量，一旦出現事故，將造成極大的危害。而且，使用全站儀進行測量，儀器必須架設在能觀測到整個罐頂的位置，但在室內庫，特別是洞庫內，因空間有限，很難找到這樣的位置；尤其是全站儀底部有一個支座，需要有一定的安裝高度，但是洞庫室內空間陝小，儀器難以展開到要求高度。因此，用全站儀測量受限空間內鋼製油罐頂部變形既不安全，也難以達到技術要求。怎樣用一種簡單、方便，而且又安全的方法測量受限空間內的立式鋼製油罐頂部變形，一直是人們尚未解決的問題。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法。它採用標杆、軟尺、垂尺、量角器等簡單測量工具在油罐頂部測量區域建立空間直角坐標系進行測量，按步驟根據三角函數關係求出坐標值，根據得到的罐頂表面測量部分各點坐標值，繪製出油罐頂部變形區域三維網格圖，即可在受限空間內測量出立式鋼製油罐頂部失衡變形的形狀。本發明的目的是這樣實現的本受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法包括以下步驟I)通過油罐資料或實地測量獲取被測油罐直徑；
2)在油iil頂部中心區域確定Iv基點O,在油iip頂部圓周上確定弟一固定點Α,從該基點O起至第一固定點A建立第一徑向測量線0Α，使第一徑向測量線OA位於灌頂變形部位的一邊緣上方；從第一固定點A引出一條水平線至基點O的投影點O'，構成第一徑向測量線OA的投影水平線AO'，測量第一徑向測量線OA的長度L1,以及由第一徑向測量線OA 與投影水平線AO'的夾角Z OAO'的角度Q1，並記錄；3)在第一徑向測量線OA上等間距的依次設置若干測量點，測量各測量點到罐頂表面投影點的垂直距離，以及到第一固定點A的距離，並依次記錄；4)以第一固定點A為起點，沿逆時針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設置第二至第N個固定點，該間距為弧長，並依次建立從基點O至第二及第N個固定點B的第二徑向測量線0Β，基點O至第N個固定點的第二徑向測量線位於灌頂變形部位的另一邊緣上方， 從各固定點B引出水平線至基點O的投影點O'，構成投影水平面，依次測量各條徑向測量線OB的長度L2，以及各條徑向測量線與投影水平面的夾角Z OBO'的角度θ2，並記錄；5)按步驟3)在第一徑向測量線OA上依次設置的各測量點的間隔距離，在第二徑向測量線OB上等間距依次設置若干測量點，測量各條徑向測量線上各測量點C到罐頂表面投影點C'的垂直距離h，以及這些測量點到本徑向測量線固定點B的距離，並依次記錄；6)以第一徑向測量線OA的第一固定點A為坐標原點，投影水平線AO'為X軸的負方向，X軸的正半軸逆時針方向為Y軸的正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立第一空間直角坐標系；7)根據前面步驟測量得到的數據，通過計算求出所述第一空間直角坐標系中原點 A與第二及第N個固定點中任一固定點B間的距離AB及角Z 0ΑΒ，根據三角函數關係求出任一固定點B相對於原點A的坐標值；8)以第一空間直角坐標系中的任一固定點B為原點,建立與第一空間直角坐標系平行的第二空間直角坐標系，根據測量得到的數據，通過計算求出角Z BO' A，根據三角函數關係求出第二空間直角坐標系原點B所位於的這條徑向測量線OB上任一測量點C相對於原點B的坐標值；9)將步驟5)測量獲得的任一測量點到罐頂表面投影點之間的垂直距離h的值代入，根據三角函數關係計算出該測量點在罐頂表面的投影點相對於固定點的坐標值；10)重複步驟7)、步驟8)和步驟9)，計算各條第二徑向測量線OB上第η測量點C 相對於固定點B的距離的坐標值，第η測量點C的投影點C'在局部坐標系中的坐標值；11)通過空間坐標換算公式計算出測量點C在罐頂表面上的投影點C'在以第一固定點A為坐標原點的坐標系中坐標值；12)根據得到的罐頂表面測量部分各點坐標值，繪製出油罐頂部變形區域三維網格圖。步驟7)根據三角函數關係求出任一固定點B相對於原點A的坐標值運用下式求出
權利要求
1.一種受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於油罐頂部變形測量， 包括以下步驟1)通過油罐資料或實地測量獲取被測油罐直徑；2)在油罐頂部中心區域確定一個基點0，在油罐頂部圓周上確定第一固定點A，從該基點O起至第一固定點A建立第一徑向測量線0A，使第一徑向測量線OA位於罐頂變形部位的一邊緣上方；從第一固定點A引出一條水平線至基點O的投影點O'，構成第一徑向測量線 OA的投影水平線AO'，測量第一徑向測量線OA的長度L1,以及由第一徑向測量線OA與投影水平線AO'的夾角Z OAO'的角度Θ i，並記錄；3)在第一徑向測量線OA上等間距的依次設置若干測量點，測量各測量點到罐頂表面投影點的垂直距離，以及到第一固定點A的距離，並依次記錄；4)以第一固定點A為起點，沿逆時針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設置第二至第N個固定點，該間距為弧長，並依次建立從基點O至第二及第N個固定點B的第二徑向測量線0B，基點O至第N個固定點的第二徑向測量線位於灌頂變形部位的另一邊緣上方，從各固定點B引出水平線至基點O的投影點O'，構成投影水平面，依次測量各條徑向測量線OB 的長度L2，以及各條徑向測量線與投影水平面的夾角Z OBO'的角度θ2，並記錄；5)按步驟3)在第一徑向測量線OA上依次設置的各測量點的間隔距離，在第二徑向測量線OB上等間距依次設置若干測量點，測量各條徑向測量線上各測量點C到罐頂表面投影點C'的垂直距離h，以及這些測量點到本徑向測量線固定點B的距離，並依次記錄；6)以第一徑向測量線OA的第一固定點A為坐標原點，投影水平線AO'為X軸的負方向，X軸的正半軸逆時針方向為Y軸的正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立第一空間直角坐標系；7)根據前面步驟測量得到的數據，通過計算求出所述第一空間直角坐標系中原點A與第二及第N個固定點中任一固定點B間的距離AB及角Z 0ΑΒ，根據三角函數關係求出任一固定點B相對於原點A的坐標值；8)以第一空間直角坐標系中的任一固定點B為原點,建立與第一空間直角坐標系平行的第二空間直角坐標系，根據測量得到的數據，通過計算求出角Z BO' A，根據三角函數關係求出第二空間直角坐標系原點B所位於的這條徑向測量線OB上任一測量點C相對於原點B的坐標值；9)將步驟5)測量獲得的任一測量點到罐頂表面投影點之間的垂直距離h的值代入，根據三角函數關係計算出該測量點在罐頂表面的投影點相對於固定點的坐標值；10)重複步驟7)、步驟8)和步驟9)，計算各條第二徑向測量線OB上第η測量點C相對於固定點B的距離的坐標值，第η測量點C的投影點C'在局部坐標系中的坐標值；11)通過空間坐標換算公式計算出測量點C在罐頂表面上的投影點C'在以第一固定點A為坐標原點的坐標系中坐標值；12)根據得到的罐頂表面測量部分各點坐標值，繪製出油罐頂部變形區域三維網格圖。
2.根據權利要求I所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 步驟7)根據三角函數關係求出任一固定點B相對於原點A的坐標值運用下式求出
3.根據權利要求1所述的受限空間內II式鋼製油_頂部變形測量萬法，其特徵在於 步驟8)根據三角函數關係求出第二空間直角坐標系原點B所位於的這條徑向測量線0B上 任一測量點C相對於原點B的坐標值運用下式求出
4.根據權利要求1所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 步驟9)根據三角函數關係計算出該測量點在罐頂表面的投影點相對於固定點的坐標值運 用下式求出
5.根據權利要求1所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 步驟11)測量點C在罐頂表面上的投影點C在以第一固定點A為坐標原點的坐標系中坐 標值，通過空間坐標換算公式計算
6.根據權利要求I所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 以第一固定點A為起點，沿逆時針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設置第二至第N個固定點的間距為25cm弧長。
7.根據權利要求I所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 在徑向測量線上依次設置的各測量點的間隔距離為15cm。
8.根據權利要求I所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 該測量方法採用的工具包括標杆、軟尺、垂尺、量角器，標杆豎直設立在油罐頂部中心區域， 以標杆的頂端為基點O ;徑向測量線從基點至固定點的長度，以及徑向測量線上測量點至固定點的距離用軟尺測量；徑向測量線上測量點至罐頂表面投影點的距離用垂尺測量；兩個相鄰固定點之間的間距弧長用短尺測量；徑向測量線與投影水平線的夾角用量角器測量。
9.根據權利要求8所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 所述量角器的直邊鑲嵌有水平尺。
10.根據權利要求8所述的受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，其特徵在於 所述垂尺連接在軟尺頭端，垂尺的測錘採用軟金屬材料或塑料材料。
全文摘要
一種受限空間內立式鋼製油罐頂部變形測量方法，在油罐頂部建立徑向測量線和以及投影水平線，在徑向測量線上等間距的依次設置若干測量點，依次測量各條徑向測量線的長度和夾角∠OBO′，以及各測量點到罐頂表面投影點的垂直距離，建立第一空間直角坐標系和與第一空間直角坐標系平行的第二空間直角坐標系，根據三角函數關係計算各點坐標值，通過空間坐標換算公式計算出測量點在罐頂表面上的投影點在以第一固定點為坐標原點的坐標系中坐標值，根據得到的罐頂表面測量部分各點坐標值，繪製出油罐頂部變形區域三維網格圖。該方法能夠在受限空間內測量出立式鋼製油罐頂部失衡變形的形狀，既簡單方便、成本低，又安全。
文檔編號G01B5/30GK102589400SQ20121000558
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月8日 優先權日2012年1月8日
發明者劉麗川, 劉正凡, 常向東, 束秀梅, 王樂湘, 稅愛社, 舒丹, 黃磊 申請人:中國人民解放軍後勤工程學院