立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具及測量方法
2023-06-11 18:43:16
專利名稱：立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具及測量方法
技術領域：
本發明涉及一種測量金屬儲罐失穩變形的測量工具及測量方法，特別涉及圓筒形 金屬儲罐的罐壁失穩變形的測量工具及測量方法。
背景技術：
工業上用的金屬儲罐通常用來存儲石油等液態物質，這些金屬儲罐體積較大，其 直徑一般為數米至數十米，因溫度變化、金屬儲罐呼吸口失靈等原因引起金屬儲罐內負壓 造成圓筒形金屬儲罐的罐壁失穩，罐壁會產生較大面積的凹癟，根據已有的統計結果，變形 位置主要集中於罐壁上部1 2圈。為了確定金屬儲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。在拱頂金屬儲罐容積標定時，需要對罐 壁進行測量。根據JJG168《立式金屬罐容積量檢定規程》、GB/T13235《石油和液體石油產 品-立式圓柱形金屬油罐容積標定法》，主要標定方法有圍尺法、光學參比法和光電內測距 法。對於罐徑不足5m的金屬儲罐，可以使用圍尺法標定其容積，對其產生的凹癟可以 通過搭梯用圍尺法測量，得到凹癟的容積，主要採用跨越規測定凹癟區域的弦長，這種方法 無法準確測量出大變形的罐壁凹癟的容積。罐徑大於8m的金屬儲罐，通常使用光學參比法標定金屬儲罐容積，需要使用光學 垂準儀、水平直尺、移動式磁性標尺儀等。理論上，該方法可以對大變形的罐壁進行測量，但 由於移動式磁性標尺儀的小車的輪距限制了對面積較小的凹陷無法貼攏凹陷底部，導致當 罐壁變形複雜時，測量誤差太大。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，通過分式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金屬儲罐變形也就十分方便，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 了很高的要求首先，一般電器設備及電子儀器在使用時會產生電火花、電弧，對於金屬儲 油罐，罐區是油蒸汽密集的場所，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；其次，儀器必須架設在能觀測到整個罐壁的位置，但在很多罐區，特別是 洞庫內，很難找到這樣的位置；最後，全站儀底部有一個支座，需要有一定的安裝高度，但是 洞庫罐室內空間陝小，儀器很難展開。從以上這些條件看來，要在測量中使用全站儀很不方 便，特別是在洞庫內，想要使用光電法更加困難。
發明內容
本發明解決的技術問題是
1、提供一種結構簡單、在狹小空間使用方便的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形 的測量工具。2、提供一種能夠對失穩變形大、失穩變形複雜的立式圓筒形金屬儲罐罐壁進行準 確測量的測量方法。本發明的技術方案是為解決技術問題1 本發明提供一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工 具，包括一長硬尺、一短硬尺和一軟尺，所述長硬尺的一端和短硬尺的一端鉸接在一起，長 硬尺上設有一標記點，所述軟尺的一端連接在長硬尺的標記點位置。進一步，所述軟尺的長度大於或等於所述長硬尺標記點到長硬尺鉸接點的距離與 所述短硬尺長度之和。進一步，所述短硬尺的自由端設置有一個用於將短硬尺可拆卸固定在金屬儲罐上 方的固定部件。進一步，所述長硬尺為U形槽形狀，所述短硬尺可旋轉收折到長硬尺的U形凹槽 內。進一步，所述軟尺的一端通過一個U形叉塊鉸接在長硬尺的標記點位置。為解決技術問題2 :本發明提供一種運用檢測立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量方法，其關鍵 在於包括以下步驟1)、布置第一條測量線將一根鉛垂線的一端固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄 上並豎直懸下鉛錘，此時與圓筒形金屬儲罐的變形部位相交的鉛垂線部分即為測量線；2)、建立測量線的局部坐標系將鉛垂線與圓筒形金屬儲罐頂部邊沿圓周上相交 的點設為局部坐標原點，通過該局部坐標原點的豎直線為y軸，以圓筒形金屬儲罐的罐壁 上局部坐標原點所在的外法線方向為χ軸；3)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第一測量點將測量工具的短硬尺自由端的 固定部件固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄上，旋轉長硬尺，使長硬尺的測量端沿測量線 貼於圓筒形金屬儲罐的變形部位上的一點，該點即為第一測量點，並將軟尺拉直至短硬尺 的自由端，此時保持長硬尺和短硬尺均位於局部坐標系所在的豎直面上；4)、運用三角函數關係計算出上一步中所述的第一測量點在局部坐標系中的xF 值、yF值；5)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第二測量點保持短硬尺自由端的位置，旋轉 長硬尺，調整長硬尺與短硬尺之間的夾角，使長硬尺的測量端沿測量線貼於圓筒形金屬儲 罐的變形部位上的另一點，該點即為第二測量點，此時保持長硬尺和短硬尺均位於局部坐 標系所在的豎直面上；6)、重複步驟4計算出第二測量點F2在局部坐標系中的xF值、yF值；7)、重複步驟5和步驟6，計算第η測量點Fn在局部坐標系中的xF值、yF值；8)、按照步驟1布置第η條測量線，相鄰測量線之間均留有橫向間隙距離，並按照 步驟2 7計算出每條測量線對應的各個測量點在局部坐標系中的xF值、yF值；9)、建立總體坐標系以圓筒形金屬儲罐底面圓的中心為總體坐標原點，以所建立 的最後一個局部坐標系的X軸正方向為總體坐標系的Y軸正方向，局部坐標系豎直向上的y軸正方向為總體坐標系的Z軸正方向，最後按照右手坐標系原則確定總體坐標系的X軸正 方向；10)將每個測量點在局部坐標系中的二維值對應換算成在總體坐標系中的三維 值首先測出圓筒形金屬儲罐的罐壁高度、罐壁直徑和當前測量點對應的測量線到最後一 個測量線之間的罐壁頂部的弧長，然後按下列計算公式即可將測量點的局部坐標換算成總 體坐標
τ, / D、. 2S MX = (xF+ —)sin -—-
L 「，
τ, / D 2S MY = (xF+ —) COS ——
L 「，Z = yF+L,式中X—測量點在總體坐標系中的X值；
Y——測量點在總體坐標系中的Y值；Z——測量點在總體坐標系中的Z值；xF——測量點在局部坐標系中的χ值；yF——測量點在局部坐標系中的y值；D——圓筒形金屬儲罐的罐壁直徑；SN——測量點對應的測量線到最後一個測量線之間的罐壁頂部的弧長；L——罐壁高度。進一步，位於金屬儲罐罐壁變形大或變形複雜部位的數根測量線之間的間隙距 離，比位於金屬儲罐罐壁變形小或變形簡單部位的數根測量線之間的間隙距離小。進一步，測量線之間的間隙距離值為5cm 20cm。本發明的有益效果是1、由於立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，包括一長硬尺、一短硬尺 和一軟尺，長硬尺的一端和短硬尺的一端鉸接在一起，通過改變長硬尺和短硬尺之間的夾 角來改變長硬尺測量端的位移，長硬尺上設有一標記點，軟尺的一端連接在長硬尺的標記 點位置，可以方便的利用軟尺進行數據測量；短硬尺長度由金屬儲罐周邊空間確定，如對於 隱蔽金屬儲罐，則短硬尺長度小於金屬儲罐罐壁到罐室壁的距離，便於在狹小空間操作。本 測量工具結構簡單、在狹小空間使用方便。2、本發明採用的測量方法通過在立式圓筒形金屬儲罐罐壁的失穩變形部位布置 多條測量線，然後在利用每條測量線選擇測量點，通過計算每個測量點的三維坐標完成在 立式圓筒形金屬儲罐罐壁的失穩變形的測量；對失穩變形大、失穩變形複雜的立式圓筒形 金屬儲罐罐壁的部位能夠方便的密集布置測量線，並在每條測量線上密集選擇測量點，以 通過增加測量線和測量點能過方便的對失穩變形大、失穩變形複雜的立式圓筒形金屬儲罐 罐壁進行準確測量。
圖1是測量工具示意圖；圖2為測量工具中的短硬尺收折在長硬尺中的狀態圖3為圖2的A向視圖；圖4為測量工具固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄上的示意圖；圖5為是測量線布置在圓筒形金屬儲罐罐壁的示意圖；圖6是局部坐標系示意圖；圖7為圖6的P處局部放大圖；圖8是沿測量線測量變形區域的測量點示意圖；圖9局部坐標系中測量點坐標計算示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明實施例一如圖1 如4所示，一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，包括一長 硬尺1、一短硬尺2和一軟尺3，長硬尺1的一端和短硬尺2的一端鉸接在一起，長硬尺1和 短硬尺2之間的夾角可以在0° 180°之間任意變化，長硬尺1寬度和短硬尺2寬度均小 於或等於10cm，本實施例中長硬尺1寬度和短硬尺2寬度均為10cm。短硬尺2厚度彡2cm， 長硬尺1厚度厚於短硬尺2，本實施例中短硬尺2厚度取值2cm，長硬尺1厚度取值3cm。長 硬尺1為U形槽形狀，短硬尺2可旋轉收折到長硬尺1的U形凹槽內Ia內。長硬尺1的零 刻度和短硬尺2的零刻度同在長硬尺1和短硬尺2相互鉸接的鉸接點C上，在長硬尺1上 距離鉸接點15 40cm處設一標記點D，本實施例中標記點距離長硬尺1鉸接點20cm，軟尺 3的一端通過一個U形叉塊5鉸接在長硬尺1的標記點D位置。軟尺3的長度大於或等於 長硬尺標記點D到長硬尺鉸接點C的距離與短硬尺2長度之和。長硬尺1的測量端和段硬 尺的自由端均為尖頭狀，短硬尺2的自由端設置有一個用於將短硬尺2可拆卸固定在金屬 儲罐上方的固定部件4，該固定部件4為一圓弧形掛鈎。長硬尺1和短硬尺2的總長度大於金屬儲罐護欄上部到變形部位下邊緣的垂直高 度。短硬尺2長度由金屬儲罐周邊空間確定，如對於隱蔽金屬儲罐，則短硬尺2長度小於金 屬儲罐罐壁到罐室壁的距離。同時，短硬尺2長度要以能方便操作鉸接點為宜，因此一般取 短硬尺2長度60 120cm，本實施例中短硬尺2長度為60cm。短硬尺2與長硬尺1的長度 之比小於等於0. 9，本實施例中短硬尺2與長硬尺1的長度之比小於等於0. 5，即長硬尺1 長度為120cm。實施例二如圖1 圖4所示，首先製作出立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，包 括一長硬尺1、一短硬尺2和一軟尺3，長硬尺1的一端和短硬尺2的一端鉸接在一起，長 硬尺1和短硬尺2之間的夾角可以任意變化，長硬尺1寬度和短硬尺2寬度均小於或等於 10cm，本實施例中長硬尺1寬度和短硬尺2寬度均為10cm。短硬尺2厚度< 2cm，長硬尺1 厚度厚於短硬尺2，本實施例中短硬尺2厚度取值2cm，長硬尺1厚度取值3cm。長硬尺1為 U形槽形狀，短硬尺2可旋轉收折到長硬尺1的U形凹槽Ia內。長硬尺1的零刻度和短硬 尺2的零刻度同在長硬尺1和短硬尺2相互鉸接的鉸接點上，在長硬尺1上距鉸接點15 40cm處設一標記點D，本實施例中標記點D距離長硬尺1鉸接點C的距離LcD = 20cm,軟尺 33的一端通過一個U形叉塊5鉸接在長硬尺1的標記點D位置。軟尺3的長度大於或等於長硬尺標記點D到長硬尺鉸接點C的距離與短硬尺2長度之和。長硬尺1的測量端F和 段硬尺的自由端E均為尖頭狀，短硬尺2的自由端E設置有一個用於將短硬尺2可拆卸固 定在金屬儲罐上方的固定部件4，該固定部件4為一圓弧形掛鈎。長硬尺1和短硬尺2的 總長度大於金屬儲罐護欄上部到變形部位下邊緣的垂直高度。短硬尺2長度由金屬儲罐周 邊空間確定，如對於隱蔽金屬儲罐，則短硬尺2長度小於金屬儲罐罐壁到罐室壁的距離。同 時，短硬尺2長度要以能方便操作鉸接點為宜，因此一般取短硬尺2長度60 120cm，本實 施例中短硬尺2長度Lce = 98. 5cm,長硬尺1長度Lcf = 113. 6cm。然後如圖1 圖9所示，利用上述測量工具來測量立式圓筒形金屬儲罐7罐壁失 穩變形，其測量方法包括以下步驟1)、布置第一條測量線將一根鉛垂線6的一端固定在圓筒形金屬儲罐7頂部的護 欄上並豎直懸下鉛錘，此時與圓筒形金屬儲罐7的變形部位7a相交的鉛垂線部分即為測量 線.
一入 ，2)、建立測量線的局部坐標系將鉛垂線6與圓筒形金屬儲罐7頂部邊沿圓周上相 交的點設為局部坐標原點0，通過該局部坐標原點0的豎直線為y軸，以圓筒形金屬儲罐7 罐壁上局部坐標原點所在的外法線方向為χ軸；3)、在圓筒形金屬儲罐7變形部位選擇第一測量點Fl 將測量工具的短硬尺自由 端的固定部件4固定在圓筒形金屬儲罐7頂部的護欄8上，旋轉長硬尺1，使長硬尺的測量 端F沿測量線貼於圓筒形金屬儲罐的變形部位7a上的一點，該點即為第一測量點F1，並將 軟尺3拉直至短硬尺的自由端E，此時保持長硬尺1和短硬尺2均位於局部坐標系所在的豎 直面上；用軟尺3測量並記錄短硬尺自由端E到局部坐標系原點0的距離、Ε，短硬尺自由 端E在局部坐標系y軸上投影點G與局部坐標系原點0之間的距離Lre，長硬尺標記點D到 短硬尺自由端E的距離Lde，短硬尺與y軸交點H到短硬尺自由端在局部坐標系y軸上投影 點G的距離LeH。4)、運用三角函數關係計算出上一步中的第一測量點Fl在局部坐標系中的xF值、 yF值；a、用餘弦定理和餘切函數計算短硬尺與局部坐標系χ軸夾角本實施例中長硬尺長度和短硬尺的長度已知，長硬尺長度LeF = 113. 6cm，短硬尺 的長度Lce = 98. 5cm。根據測量所得的長硬尺標記點D到短硬尺自由端E的距離Lde，由余 弦定理計算出長硬尺與短硬尺的夾角Z DCE和長硬尺與軟尺的夾角Z CDEjP :
T2 -I- T2 - T2T2 -I- T2 - T2ZDCE = arccos CD CE DE ,ZCDE = arccos CD DE CE
OT TOT T
-t^ CD-t^ CE-t^ CD-t^ DE在由短硬尺自由端Ε、短硬尺自由端E在局部坐標系y軸的投影點G、短硬尺與y 軸的交點H構成的直角三角形Δ EGH ；和由短硬尺自由端Ε、短硬尺自由端E在局部坐標系 y軸的投影點G、軟尺3與局部坐標系y軸的交點I構成的直角三角形Δ EGI中，根據三角 形中邊長與角度關係由余切函數即可計算得到短硬尺2與局部坐標系χ軸夾角，短硬尺2 與局部坐標系χ軸的焦點為J，即
ΙχρΙZCJO = π-arccotlj^
Lgh其中，xE|表示局部坐標系中短硬尺自由端E到y軸的距離，由下式計算
\xE\ = ^L2oe-L2ogb、用已知斜率直線上的距離公式計算測量尺鉸接點C坐標值根據短硬尺自由端E到坐標原點的距離LOE和短硬尺自由端在局部坐標系y軸上 投影點G與局部坐標系原點0之間的距離LOG計算短硬尺自由端E的坐標值(xE，yE)，再結 合短硬尺在局部坐標系中的斜率和短硬尺長度計算出鉸接點C的坐標值(χ。，yc)，即 c、用已知斜率直線上的距離公式計算測量點的坐標值由短硬尺與局部坐標系χ軸夾角和測量尺長硬尺與短硬尺的夾角計算測量尺長 硬尺所在直線在局部坐標系中的斜率，再結合鉸接點C的坐標值和長硬尺長度計算出長硬 尺測量端F的坐標值，即為測量點Fl在局部坐標系中的坐標值。
_Lcf_ Lcf ■ tan(ZCJO + ZDCE) 5)、在圓筒形金屬儲罐7變形部位選擇第二測量點F2 保持短硬尺自由端的位置， 旋轉長硬尺，調整長硬尺與短硬尺之間的夾角，使長硬尺的測量端F沿測量線向下移動並 貼於圓筒形金屬儲罐7的變形部位上的另一點，該點即為第二測量點F2，長硬尺的測量端F 沿測量線向下移動使長尺標記點D到短尺自由端E的距離增大5cm，此時保持長硬尺和短硬 尺均位於局部坐標系所在的豎直面上；6)、重複步驟(4)計算出第二測量點F2在局部坐標系中的xF值、力值；7)、重複步驟(5)和步驟(6)，計算第三測量點至第十個測量點FlO在局部坐標系 中的Xf值、^值，本實施例中僅取了十個測量點，但不限於取十個測量點還可根據金屬儲罐 罐壁的變形部位的變形量大小取更多的測量點；8)、按照步驟(1)按逆時針方向布置第2至第17條測量線，相鄰測量線之間均留 有橫向間隙距離，本實施例中前11條測量線所在金屬儲罐罐壁比後6條測量線所在金屬儲 罐罐壁的變形部位的變形小、變形簡單，因此前11條相鄰測量線的間距為20cm，後6條相鄰 測量線的間距為10cm，並按照步驟(2) 步驟(7)計算出每條測量線上對應的10個測量點 在局部坐標系中的xF值、yF值；9)、建立總體坐標系以圓筒形金屬儲罐7底面圓的中心為總體坐標原點，以所建 立的最後一個局部坐標系的X軸正方向為總體坐標系的Y軸正方向，局部坐標系豎直向上 的y軸正方向為總體坐標系的Z軸正方向，最後按照右手坐標系原則確定總體坐標系的X 軸正方向；10)將每個測量點在局部坐標系中的二維值對應換算成在總體坐標系中的三維 值首先測出圓筒形金屬儲罐7的罐壁高度L、罐壁直徑D和當前測量點對應的測量線到最 後一個測量線之間的罐壁頂部的弧長SN，然後按下列計算公式即可將測量點的局部坐標換 算成總體坐標
D 2S Z = yF+L,
式中X——測量點在總體坐標系中的X值；Y-Z-Xf-yF-D-
-測量點在總體坐標系中的Y值； -測量點在總體坐標系中的Z值； -測量點在局部坐標系中的X值； -測量點在局部坐標系中的y值； -圓筒形金屬儲罐7的罐壁直徑；
一測量點對應的測量線到最後一個測量線之間的罐壁頂部的弧長；SN——L——罐壁高度。本實施例中罐壁高度L = 713. 7cm,罐壁直徑D = 775cm ；則第1條測量線的變形部位的測量點的局部坐標換算成總體坐標為
775 320775 320X = (xF +——)sin ——,Y = (xF +——)cos——，Z = yF+713. 7
F 2 775F 2 775其中xF——測量點在局部坐標系中的χ值；yF——測量點在局部坐標系中的y值；第2條測量線的變形部位的測量點的局部坐標換算成總體坐標為
Γ ^ , 775. . 300 τ, . 775. 300X = (xF +——)sin ——,Y = (xF +——)cos——，Z = yF+713. 7
F 2 775F 2 775其餘測量點的坐標換算依此類推。以此得出17條測量線上的每個測量點的三維坐標，完成立式圓筒形金屬儲罐罐 壁失穩變形的測量。
權利要求
一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特徵在於包括一長硬尺(1)、一短硬尺(2)和一軟尺(3)，所述長硬尺(1)的一端和短硬尺(2)的一端鉸接在一起，長硬尺(1)上設有一標記點(D)，所述軟尺(3)的一端連接在長硬尺的標記點(D)位置。
2.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特徵在 於所述軟尺(3)的長度大於或等於所述長硬尺標記點(D)到長硬尺鉸接點(C)的距離與 所述短硬尺(2)長度之和。
3.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特徵在 於所述短硬尺(2)的自由端(E)設置有一個用於將短硬尺(2)可拆卸固定在金屬儲罐上 方的固定部件(4)。
4.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特徵在 於所述長硬尺(1)為U形槽形狀，所述短硬尺(2)可旋轉收折到長硬尺(1)的U形凹槽 (Ia)內。
5.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特徵在 於所述軟尺(3)的一端通過一個U形叉塊(5)鉸接在長硬尺的標記點(D)位置。
6.一種運用權利要求1至5任一項所述的測量工具來檢測立式圓筒形金屬儲罐罐壁失 穩變形的測量方法，其特徵在於包括以下步驟1)、布置第一條測量線將一根鉛垂線(6)的一端固定在圓筒形金屬儲罐(7)頂部的護 欄(8)上並豎直懸下鉛錘，此時與圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)相交的鉛垂線(6)部分 即為測量線；2)、建立測量線的局部坐標系將鉛垂線(6)與圓筒形金屬儲罐(7)頂部邊沿圓周上相 交的點設為局部坐標原點(0)，通過該局部坐標原點(0)的豎直線為y軸，以圓筒形金屬儲 罐的罐壁上局部坐標原點(0)所在的外法線方向為χ軸；3)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第一測量點(Fl)將測量工具的短硬尺自由端 (E)處的固定部件(4)固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄(8)上，旋轉長硬尺(1)，使長硬 尺(1)的測量端(F)沿測量線貼於圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)上的一點，該點即為第 一測量點(Fl)，並將軟尺(3)拉直至短硬尺的自由端(E)，此時保持長硬尺(1)和短硬尺(2)均位於局部坐標系所在的豎直面上；4)、運用三角函數關係計算出上一步中所述的第一測量點(Fl)在局部坐標系中的xF 值、yF值；5)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第二測量點(F2)保持短硬尺自由端的位置，旋 轉長硬尺(1)，調整長硬尺(1)與短硬尺(2)之間的夾角，使長硬尺(1)的測量端(F)沿測 量線貼於圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)上的另一點，該點即為第二測量點(F2)，此時保 持長硬尺(1)和短硬尺(2)均位於局部坐標系所在的豎直面上；6)、重複步驟4計算出第二測量點(F2)在局部坐標系中的xF值、^值；7)、重複步驟(5)和步驟(6)，計算第η測量點在局部坐標系中的xF值、^值；8)、按照步驟1布置η條測量線，相鄰測量線之間均留有橫向間隙距離，並按照步驟 2 7計算出每條測量線對應的各個測量點在局部坐標系中的位置；9)、建立總體坐標系以圓筒形金屬儲罐(7)底面圓的中心為總體坐標原點，以所建立 的最後一個局部坐標系的χ軸正方向為總體坐標系的Y軸正方向，局部坐標系豎直向上的y軸正方向為總體坐標系的Z軸正方向，最後按照右手坐標系原則確定總體坐標系的X軸正 方向；10)將每個測量點在局部坐標系中的二維值對應換算成在總體坐標系中的三維值首 先測出圓筒形金屬儲罐(7)的罐壁高度、罐壁直徑和當前測量點對應的測量線到最後一個 測量線之間的罐壁頂部的弧長，然後按下列計算公式即可將測量點的局部坐標換算成總體 坐標 式中X——測量點在總體坐標系中的X值； Y——測量點在總體坐標系中的Y值； Z——測量點在總體坐標系中的Z值； xF——測量點在局部坐標系中的χ值； yF——測量點在局部坐標系中的y值； D——圓筒形金屬儲罐的罐壁直徑；SN——測量點對應的測量線到最後一個測量線之間的罐壁頂部的弧長； L——罐壁高度。
7.按照權利要求6所述的測量方法，其特徵在於位於圓筒形金屬儲罐(7)罐壁變形 大或變形複雜部位的數根測量線之間的間隙距離，比位於金屬儲罐罐壁變形小或變形簡單 部位的數根測量線之間的間隙距離小。
8.按照權利要求7所述的測量方法，其特徵在於測量線之間的間隙距離值為5cm 20cmo
全文摘要
本發明提供一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具和測量方法，測量方法包括以下步驟1)布置第一條測量線；2)建立測量線的局部坐標系；3)選擇第一測量點；4)計算出第一測量點在局部坐標系中坐標值；5)選擇第二測量點；6)計算出第二測量點在局部坐標系中的坐標值；7)重複步驟5和步驟6，計算第n測量點Fn在局部坐標系中的坐標值；8)按照步驟1布置第n條測量線，計算出每條測量線對應的各個測量點在局部坐標系中坐標值；9)建立總體坐標系；10)將每個測量點在局部坐標系中的二維值對應換算成在總體坐標系中的三維值。本方法能對失穩變形大、失穩變形複雜的立式圓筒形金屬儲罐罐壁進行準確的測量。
文檔編號G01B5/30GK101915539SQ20101026656
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月30日 優先權日2010年8月30日
發明者劉麗川, 劉瑬, 楊繼平 申請人:中國人民解放軍後勤工程學院