專利名稱：受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量受限空間內(nèi)儲(chǔ)油罐失穩(wěn)變形的方法，特別涉及一種受限空間內(nèi)的立式鋼制油罐頂部變形測量方法。
背景技術(shù)：
油庫的儲(chǔ)油罐因溫度急劇變化、油罐呼吸口失靈等原因引起罐內(nèi)負(fù)壓造成圓筒形油罐失穩(wěn)，罐頂會(huì)產(chǎn)生較大面積的凹癟。為了確定油罐變形后的修復(fù)方案，需要掌握變形部位的幾何尺寸，因此需要對(duì)變形部位進(jìn)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采用全站儀。全站儀是集測距、測角、處理和記錄于一身的設(shè)備。儀器的測量原理是儀器發(fā)射一個(gè)光束到被測點(diǎn)，記錄下光束從發(fā)射到反射回來的時(shí)間差T，通過公式D = CT/2計(jì)算出被測點(diǎn)到儀器的距離，同時(shí)儀器自帶的測角裝置能測出儀器自起始坐標(biāo)轉(zhuǎn)過的水平角和豎直角，從而通過距離和轉(zhuǎn)角計(jì)算出被測點(diǎn)相對(duì)于起始坐標(biāo)的坐標(biāo)值，并記錄下來。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(shè)在能觀測到整個(gè)罐壁的位置，然后從罐壁抽取一些有代表性的點(diǎn)，按一定順序進(jìn)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(duì)測量條件提出了很高的要求因?yàn)橐话汶娖髟O(shè)備及電子儀器在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花、電弧，油罐庫區(qū)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(shí)應(yīng)注意選擇符合罐區(qū)防爆要求的防爆型全站儀，即使采用防爆型全站儀測量，一般也是在環(huán)境空曠的地面上油庫罐區(qū)使用，對(duì)于在室內(nèi)和洞內(nèi)的油庫罐區(qū)， 因空間受限，處于相對(duì)密閉的空間內(nèi)，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(jìn)行測量，一旦出現(xiàn)事故，將造成極大的危害。而且，使用全站儀進(jìn)行測量，儀器必須架設(shè)在能觀測到整個(gè)罐頂?shù)奈恢?，但在室?nèi)庫，特別是洞庫內(nèi)，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(gè)支座，需要有一定的安裝高度，但是洞庫室內(nèi)空間陜小，儀器難以展開到要求高度。因此，用全站儀測量受限空間內(nèi)鋼制油罐頂部變形既不安全，也難以達(dá)到技術(shù)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(nèi)的立式鋼制油罐頂部變形，一直是人們尚未解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法。它采用標(biāo)桿、軟尺、垂尺、量角器等簡單測量工具在油罐頂部測量區(qū)域建立空間直角坐標(biāo)系進(jìn)行測量，按步驟根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出坐標(biāo)值，根據(jù)得到的罐頂表面測量部分各點(diǎn)坐標(biāo)值，繪制出油罐頂部變形區(qū)域三維網(wǎng)格圖，即可在受限空間內(nèi)測量出立式鋼制油罐頂部失衡變形的形狀。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法包括以下步驟I)通過油罐資料或?qū)嵉販y量獲取被測油罐直徑；
2)在油iil頂部中心區(qū)域確定Iv基點(diǎn)O,在油iip頂部圓周上確定弟一固定點(diǎn)Α,從該基點(diǎn)O起至第一固定點(diǎn)A建立第一徑向測量線0Α，使第一徑向測量線OA位于灌頂變形部位的一邊緣上方；從第一固定點(diǎn)A引出一條水平線至基點(diǎn)O的投影點(diǎn)O'，構(gòu)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，并記錄；3)在第一徑向測量線OA上等間距的依次設(shè)置若干測量點(diǎn)，測量各測量點(diǎn)到罐頂表面投影點(diǎn)的垂直距離，以及到第一固定點(diǎn)A的距離，并依次記錄；4)以第一固定點(diǎn)A為起點(diǎn)，沿逆時(shí)針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設(shè)置第二至第N個(gè)固定點(diǎn)，該間距為弧長，并依次建立從基點(diǎn)O至第二及第N個(gè)固定點(diǎn)B的第二徑向測量線0Β，基點(diǎn)O至第N個(gè)固定點(diǎn)的第二徑向測量線位于灌頂變形部位的另一邊緣上方， 從各固定點(diǎn)B引出水平線至基點(diǎn)O的投影點(diǎn)O'，構(gòu)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，并記錄；5)按步驟3)在第一徑向測量線OA上依次設(shè)置的各測量點(diǎn)的間隔距離，在第二徑向測量線OB上等間距依次設(shè)置若干測量點(diǎn)，測量各條徑向測量線上各測量點(diǎn)C到罐頂表面投影點(diǎn)C'的垂直距離h，以及這些測量點(diǎn)到本徑向測量線固定點(diǎn)B的距離，并依次記錄；6)以第一徑向測量線OA的第一固定點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)，投影水平線AO'為X軸的負(fù)方向，X軸的正半軸逆時(shí)針方向?yàn)閅軸的正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立第一空間直角坐標(biāo)系；7)根據(jù)前面步驟測量得到的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出所述第一空間直角坐標(biāo)系中原點(diǎn) A與第二及第N個(gè)固定點(diǎn)中任一固定點(diǎn)B間的距離AB及角Z 0ΑΒ，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出任一固定點(diǎn)B相對(duì)于原點(diǎn)A的坐標(biāo)值；8)以第一空間直角坐標(biāo)系中的任一固定點(diǎn)B為原點(diǎn),建立與第一空間直角坐標(biāo)系平行的第二空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出角Z BO' A，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出第二空間直角坐標(biāo)系原點(diǎn)B所位于的這條徑向測量線OB上任一測量點(diǎn)C相對(duì)于原點(diǎn)B的坐標(biāo)值；9)將步驟5)測量獲得的任一測量點(diǎn)到罐頂表面投影點(diǎn)之間的垂直距離h的值代入，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算出該測量點(diǎn)在罐頂表面的投影點(diǎn)相對(duì)于固定點(diǎn)的坐標(biāo)值；10)重復(fù)步驟7)、步驟8)和步驟9)，計(jì)算各條第二徑向測量線OB上第η測量點(diǎn)C 相對(duì)于固定點(diǎn)B的距離的坐標(biāo)值，第η測量點(diǎn)C的投影點(diǎn)C'在局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；11)通過空間坐標(biāo)換算公式計(jì)算出測量點(diǎn)C在罐頂表面上的投影點(diǎn)C'在以第一固定點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中坐標(biāo)值；12)根據(jù)得到的罐頂表面測量部分各點(diǎn)坐標(biāo)值，繪制出油罐頂部變形區(qū)域三維網(wǎng)格圖。步驟7)根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出任一固定點(diǎn)B相對(duì)于原點(diǎn)A的坐標(biāo)值運(yùn)用下式求出
權(quán)利要求
1.一種受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于油罐頂部變形測量， 包括以下步驟1)通過油罐資料或?qū)嵉販y量獲取被測油罐直徑；2)在油罐頂部中心區(qū)域確定一個(gè)基點(diǎn)0，在油罐頂部圓周上確定第一固定點(diǎn)A，從該基點(diǎn)O起至第一固定點(diǎn)A建立第一徑向測量線0A，使第一徑向測量線OA位于罐頂變形部位的一邊緣上方；從第一固定點(diǎn)A引出一條水平線至基點(diǎn)O的投影點(diǎn)O'，構(gòu)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，并記錄；3)在第一徑向測量線OA上等間距的依次設(shè)置若干測量點(diǎn)，測量各測量點(diǎn)到罐頂表面投影點(diǎn)的垂直距離，以及到第一固定點(diǎn)A的距離，并依次記錄；4)以第一固定點(diǎn)A為起點(diǎn)，沿逆時(shí)針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設(shè)置第二至第N個(gè)固定點(diǎn)，該間距為弧長，并依次建立從基點(diǎn)O至第二及第N個(gè)固定點(diǎn)B的第二徑向測量線0B，基點(diǎn)O至第N個(gè)固定點(diǎn)的第二徑向測量線位于灌頂變形部位的另一邊緣上方，從各固定點(diǎn)B引出水平線至基點(diǎn)O的投影點(diǎn)O'，構(gòu)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，并記錄；5)按步驟3)在第一徑向測量線OA上依次設(shè)置的各測量點(diǎn)的間隔距離，在第二徑向測量線OB上等間距依次設(shè)置若干測量點(diǎn)，測量各條徑向測量線上各測量點(diǎn)C到罐頂表面投影點(diǎn)C'的垂直距離h，以及這些測量點(diǎn)到本徑向測量線固定點(diǎn)B的距離，并依次記錄；6)以第一徑向測量線OA的第一固定點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)，投影水平線AO'為X軸的負(fù)方向，X軸的正半軸逆時(shí)針方向?yàn)閅軸的正方向，豎直向上為Z軸正方向，建立第一空間直角坐標(biāo)系；7)根據(jù)前面步驟測量得到的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出所述第一空間直角坐標(biāo)系中原點(diǎn)A與第二及第N個(gè)固定點(diǎn)中任一固定點(diǎn)B間的距離AB及角Z 0ΑΒ，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出任一固定點(diǎn)B相對(duì)于原點(diǎn)A的坐標(biāo)值；8)以第一空間直角坐標(biāo)系中的任一固定點(diǎn)B為原點(diǎn),建立與第一空間直角坐標(biāo)系平行的第二空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)測量得到的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出角Z BO' A，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出第二空間直角坐標(biāo)系原點(diǎn)B所位于的這條徑向測量線OB上任一測量點(diǎn)C相對(duì)于原點(diǎn)B的坐標(biāo)值；9)將步驟5)測量獲得的任一測量點(diǎn)到罐頂表面投影點(diǎn)之間的垂直距離h的值代入，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算出該測量點(diǎn)在罐頂表面的投影點(diǎn)相對(duì)于固定點(diǎn)的坐標(biāo)值；10)重復(fù)步驟7)、步驟8)和步驟9)，計(jì)算各條第二徑向測量線OB上第η測量點(diǎn)C相對(duì)于固定點(diǎn)B的距離的坐標(biāo)值，第η測量點(diǎn)C的投影點(diǎn)C'在局部坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值；11)通過空間坐標(biāo)換算公式計(jì)算出測量點(diǎn)C在罐頂表面上的投影點(diǎn)C'在以第一固定點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中坐標(biāo)值；12)根據(jù)得到的罐頂表面測量部分各點(diǎn)坐標(biāo)值，繪制出油罐頂部變形區(qū)域三維網(wǎng)格圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 步驟7)根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出任一固定點(diǎn)B相對(duì)于原點(diǎn)A的坐標(biāo)值運(yùn)用下式求出
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受限空間內(nèi)II式鋼制油_頂部變形測量萬法，其特征在于 步驟8)根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系求出第二空間直角坐標(biāo)系原點(diǎn)B所位于的這條徑向測量線0B上 任一測量點(diǎn)C相對(duì)于原點(diǎn)B的坐標(biāo)值運(yùn)用下式求出
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 步驟9)根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算出該測量點(diǎn)在罐頂表面的投影點(diǎn)相對(duì)于固定點(diǎn)的坐標(biāo)值運(yùn) 用下式求出
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 步驟11)測量點(diǎn)C在罐頂表面上的投影點(diǎn)C在以第一固定點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中坐 標(biāo)值，通過空間坐標(biāo)換算公式計(jì)算
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 以第一固定點(diǎn)A為起點(diǎn)，沿逆時(shí)針方向在油罐頂部圓周依次間距相等的設(shè)置第二至第N個(gè)固定點(diǎn)的間距為25cm弧長。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 在徑向測量線上依次設(shè)置的各測量點(diǎn)的間隔距離為15cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 該測量方法采用的工具包括標(biāo)桿、軟尺、垂尺、量角器，標(biāo)桿豎直設(shè)立在油罐頂部中心區(qū)域， 以標(biāo)桿的頂端為基點(diǎn)O ;徑向測量線從基點(diǎn)至固定點(diǎn)的長度，以及徑向測量線上測量點(diǎn)至固定點(diǎn)的距離用軟尺測量；徑向測量線上測量點(diǎn)至罐頂表面投影點(diǎn)的距離用垂尺測量；兩個(gè)相鄰固定點(diǎn)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(jù)權(quán)利要求8所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 所述量角器的直邊鑲嵌有水平尺。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的受限空間內(nèi)立式鋼制油罐頂部變形測量方法，其特征在于 所述垂尺連接在軟尺頭端，垂尺的測錘采用軟金屬材料或塑料材料。
全文摘要
一種受限空間內(nèi)立式鋼制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(shè)置若干測量點(diǎn)，依次測量各條徑向測量線的長度和夾角∠OBO′，以及各測量點(diǎn)到罐頂表面投影點(diǎn)的垂直距離，建立第一空間直角坐標(biāo)系和與第一空間直角坐標(biāo)系平行的第二空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)值，通過空間坐標(biāo)換算公式計(jì)算出測量點(diǎn)在罐頂表面上的投影點(diǎn)在以第一固定點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系中坐標(biāo)值，根據(jù)得到的罐頂表面測量部分各點(diǎn)坐標(biāo)值，繪制出油罐頂部變形區(qū)域三維網(wǎng)格圖。該方法能夠在受限空間內(nèi)測量出立式鋼制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(hào)G01B5/30GK102589400SQ20121000558
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月8日
發(fā)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(qǐng)人:中國人民解放軍后勤工程學(xué)院