專利名稱：一種油罐車容積測量系統(tǒng)及方法
技術領域：
本專利涉及測量技術領域，尤其涉及一種油罐車容積測量系統(tǒng)及方法。
背景技術：
汽車油罐車是公路運輸液體石油、化工產(chǎn)品的特殊專用車，它是在汽車上安裝計量油罐，不僅是儲存、運輸工具，經(jīng)檢定合格后也是用于油品交接、貿易結算的計量器具。它屬于國家強制檢定的工作計量器具。近年來，隨著能源產(chǎn)品的日益緊張，油品的價格不斷上漲。汽車油罐車作為油品運輸?shù)闹饕嬃科骶撸凸捃嚾萘坑嬃繂栴}日益突出，人們法制觀念逐步提高，為保障貿易雙方油品交接的公平、公正，要求對油罐車容量進行準確的測量，建立準確、可靠、快速、便捷的油罐車容量檢定裝置是社會的需要，經(jīng)濟發(fā)展的需要。汽車油罐出于其內部結構的特殊性和檢定環(huán)境的制約，采用衡量法和長度量值的幾何測量法均有不宜實行之處，。根據(jù)JJG133-2005《汽車油罐車檢定規(guī)程》的檢定要求，汽車油罐車檢定現(xiàn)在一般都是采用容量比較法或流量計法，仲裁檢定以容量比較法為準。但容量比較法使用二等金屬量器作為標準計量量器，采用人工讀數(shù)、工作量大、效率低、勞動強度大、檢定結果的質量難以保證?，F(xiàn)有技術還公開了一種臥式金屬罐容積測量方法:在金屬罐中某一高度固定一個激光測頭，不斷調整激光測頭的仰角或俯角測量金屬罐各水平截面上各點的極坐標，通過這些極坐標計算各水平截面面積及垂直截面方向的金屬罐高度，獲得金屬罐的容積。這種測量方法需要不斷調整激光測頭的仰角或俯角，以保證測量的極坐標在同一高度水平截面上，容易產(chǎn)生誤差，并且這種方法控制過程復雜，測量速度慢，且只是對測量到的金屬罐各水平截面上各點的極坐標進行簡單的計算得出金屬罐容積，測量精度低?，F(xiàn)有技術還公開了一種臥式罐容積測試系統(tǒng)及其使用方法，測試系統(tǒng)包括控制器和與其連接的PC機，測 試系統(tǒng)的主檢測儀包括激光探測器、旋轉平臺和傾斜平臺，旋轉平臺上固定豎向臺面，該臺面上固定傾斜平臺，傾斜平臺上固定激光探測器，旋轉平臺沿旋轉平臺所在平面旋轉，傾斜平臺沿豎向臺面旋轉。使用方法包括以下步驟:(I)將主檢測儀倒置于臥式罐口，將激光探測器伸入罐口位置；(2)將主檢測儀與控制器連接，設置控制器內的控制參數(shù)，并將相關的命令通過通訊線纜傳輸給主檢測儀，此時旋轉平臺沿旋轉平臺面0-360°旋轉，傾斜平臺沿豎向臺面0-180°旋轉；(3)通過傾斜平臺調整探測器的俯仰角a，對應每一俯仰角a角度，旋轉平臺帶動探測器的激光在一圓周內以旋轉角b間隔測量一組數(shù)據(jù)；(4)與步驟(3)相同的方法，改變俯仰角a角度從0°到180°，完成全部測試；(5)以上測試將整個儲罐分割為若干個斷面，直至測量完所有斷面數(shù)據(jù)，主檢測儀自動停止，然后保存相應的測量數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)和方法需多次調整探測器的俯仰角，控制過程復雜，測量速度慢。

發(fā)明內容
為了克服背景技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種降低工作量、加快測量速度、提高測量精度的油罐車容積測量系統(tǒng)及方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案本發(fā)明提供一種油罐車容積測量系統(tǒng)，包括截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)、控制和計算子系統(tǒng)；截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)均與控制和計算子系統(tǒng)連接；截斷面掃描子系統(tǒng)用于探入到油罐內部，對油罐的截斷面進行掃描，獲取截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)；水平徑向偏差測量子系統(tǒng)用于測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)；軸向長度測量子系統(tǒng)用于測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)；控制和計算子系統(tǒng)用于對截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)進行控制，并根據(jù)所述三個子系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)計算所述油罐的容積。所述截斷面掃描子系統(tǒng)為激光掃描裝置。所述激光掃描裝置在水平方向的掃描范圍為0° 360°。所述激光掃描裝置在豎直方向的掃描范圍為0° 180°。所述水平徑向偏差測量子系統(tǒng)由光柵尺及附屬裝置構成。所述控制和計算子系統(tǒng)為PC機。本發(fā)明還提供一種油罐車容積測量方法，其特征在于在油罐內部選取一截斷面，獲取所述截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)；根據(jù)獲取的所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)，計算出所述截斷面的體積值；測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)；以所述截斷面體積為基準，通過所述截斷面的體積值和所述徑向偏差數(shù)據(jù)，計算出所述油罐除所述截斷面之外其他部分的體積值；測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)；根據(jù)所述截斷面體積值、除所述截斷面之外其他部分的體積值、所述軸向長度數(shù)據(jù)，計算得出整個所述油罐的容積。所述在油罐內部選取一截斷面，獲取所述截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)，具體采用激光掃描來獲取所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)。所述測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，具體采用光柵測量來獲取所述徑向偏差數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提供的一種新型油罐車容積測量系統(tǒng)和方法，與背景技術相比，提高了工作效率，降低了工作強度，節(jié)省人力和物力，減少人為誤差的干擾；滿足國家規(guī)程規(guī)定的技術要求，確保檢定結果的準確；操作簡單、快捷，加快了測量速度，提高了測量精確度。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明提供的油罐車容積測量系統(tǒng)結構框圖2是本發(fā)明提供的油罐車容積測量方法的流程圖；圖3是本發(fā)明提供的油罐車容積測量系統(tǒng)中截斷面掃描設備；圖4是圖3中截斷面掃描設備中使用激光掃描裝置測量的示意圖；圖5是本發(fā)明提供的油罐車容積測量系統(tǒng)中光柵尺的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的目的是提供一種降低工作量、加快測量速度、提高測量精度的油罐車容積測量系統(tǒng)及方法。下面結合具體實施例及附圖對本發(fā)明進行詳細說明如圖1所示，本發(fā)明提供一種油罐車容積測量系統(tǒng)，包括截斷面掃描子系統(tǒng)11、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)12、軸向長度測量子系統(tǒng)13、控制和計算子系統(tǒng)14 ；截斷面掃描子系統(tǒng)11、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)12、軸向長度測量子系統(tǒng)13均與控制和計算子系統(tǒng)14連接；截斷面掃描子系統(tǒng)11用于探入到油罐內部，對油罐的截斷面進行掃描，獲取截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)；水平徑向偏差測量子系統(tǒng)12用于測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)；軸向長度測量子系統(tǒng)13用于測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)；控制和計算子系統(tǒng)14用于對截斷面掃描子系統(tǒng)11、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)12、軸向長度測量子系統(tǒng)13進行控制，并根據(jù)所述三個子系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)計算所述油罐的容積。較佳的，截斷面掃描子系統(tǒng)11可以使用激光掃描裝置，來探入到油罐內部，對油罐的截斷面進行掃描，獲取截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)。所述激光掃描裝置在水平方向的掃描范圍為0° 360° ,并且所述激光掃描裝置在豎直方向的掃描范圍為0° 180°。較佳的，水平徑向偏差測量子系統(tǒng)12可以由光柵尺及附屬裝置構成。以及控制和計算子系統(tǒng)14為PC機。如圖2所示，本發(fā)明還提供一種油罐車容積測量方法，包括以下步驟步驟101 :在油罐內部選取一截斷面，獲取所述截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)；步驟102 :根據(jù)獲取的所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)，計算出所述截斷面的體積值；步驟103 :測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)；步驟104 :以所述截斷面體積為基準，通過所述截斷面的體積值和所述徑向偏差數(shù)據(jù)，計算出所述油罐除所述截斷面之外其他部分的體積值；步驟105 :測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)；步驟106 :根據(jù)所述截斷面體積值、除所述截斷面之外其他部分的體積值、所述軸向長度數(shù)據(jù)，計算得出整個所述油罐的容積。所述步驟101中，所采取的測量方法為激光掃描。將激光掃描裝置探入到油罐內部，在水平方向0° 360°、豎直方向0° 180°的范圍內對截斷面進行掃描，測量所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)。
所述步驟103中，所采取的測量方法為光柵測量。利用附屬設備將光柵尺立于油罐兩側，通過檢測莫爾條紋個數(shù)，來“讀取”光柵刻度，然后再根據(jù)驅動電路的作用，計算出光柵尺(如圖5所示)的位移和速度，進而計算出汽車油罐的徑向偏差。如圖3及圖4所示，為本發(fā)明實施例提供的油罐車容積測量系統(tǒng)中截斷面掃描設備，T軸沿水平方向上360°旋轉，Z軸調整激光掃描裝置的俯仰角度為a，激光掃描裝置探入到油罐內部，在水平方向旋轉0° 360°、在豎直方向旋轉0° 180°的范圍內對截斷面進行掃描，測量所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)。如圖5所示，為光柵尺的結構示意圖，包括光源1、透鏡2、指示光柵3、光敏元件4及驅動線路5，還包括一個標尺光柵6。光源發(fā)出的光線依次通過透鏡2、標尺光柵6、指示光柵3、光敏元件4最后送達驅動線路5進行處理。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的內容為準。任何熟習本技術領域者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，所作的各種變化或等同替換，都應當屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，包括截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)、控制和計算子系統(tǒng)； 截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)均與控制和計算子系統(tǒng)連接； 截斷面掃描子系統(tǒng)用于探入到油罐內部，對油罐的截斷面進行掃描，獲取截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)； 水平徑向偏差測量子系統(tǒng)用于測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)； 軸向長度測量子系統(tǒng)用于測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)； 控制和計算子系統(tǒng)用于對截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)進行控制，并根據(jù)所述三個子系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)計算所述油罐的容積。
2.如權利要求1所述的一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述截斷面掃描子系統(tǒng)為激光掃描裝置。
3.如權利要求2所述的一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光掃描裝置在水平方向的掃描范圍為0° 360°。
4.如權利要求2所述的一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述激光掃描裝置在豎直方向的掃描范圍為0° 180°。
5.如權利要求1所述的 一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述水平徑向偏差測量子系統(tǒng)由光柵尺及附屬裝置構成。
6.如權利要求1所述的一種油罐車容積測量系統(tǒng)，其特征在于，所述控制和計算子系統(tǒng)為PC機。
7.一種油罐車容積測量方法，其特征在于，包括以下步驟: 在油罐內部選取一截斷面，獲取所述截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)； 根據(jù)獲取的所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)，計算出所述截斷面的體積值； 測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，獲取徑向偏差數(shù)據(jù)； 以所述截斷面體積為基準，通過所述截斷面的體積值和所述徑向偏差數(shù)據(jù)，計算出所述油罐除所述截斷面之外其他部分的體積值； 測量所述油罐的軸向長度，獲取軸向長度數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述截斷面體積值、除所述截斷面之外其他部分的體積值、所述軸向長度數(shù)據(jù)，計算得出整個所述油罐的容積。
8.如權利要求7所述的一種油罐車容積測量方法，其特征在于，所述在油罐內部選取一截斷面，獲取所述截斷面的面積及長度數(shù)據(jù)，具體采用激光掃描來獲取所述截斷面的面積和長度數(shù)據(jù)。
9.如權利要求7所述的一種油罐車容積測量方法，其特征在于，所述測量所述油罐軸向兩側的徑向偏差，具體采用光柵測量來獲取所述徑向偏差數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油罐車容積測量系統(tǒng)和方法。測量系統(tǒng)包括截斷面掃描子系統(tǒng)、水平徑向偏差測量子系統(tǒng)、軸向長度測量子系統(tǒng)、控制和計算子系統(tǒng)；截斷面掃描子系統(tǒng)用于對油罐的截斷面進行掃描測量；水平徑向偏差測量子系統(tǒng)用于測量油罐軸向兩側的徑向偏差；控制和計算子系統(tǒng)為PC機，用于計算截斷面體積和油罐容積。測量方法包括以下步驟，在油罐內部選取一截斷面，對其進行測量，并計算出該截斷面的體積；測量油罐軸向兩側的徑向偏差；以截斷面體積為基準，利用其體積值和徑向偏差計算出油罐其他部分的體積值；測量油罐的軸向長度，計算得出整個油罐的容積。采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，操作簡單、快捷，加快了測量速度，提高了測量精確度。
文檔編號G01F17/00GK103076060SQ201210552620
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權日2012年12月19日
發(fā)明者任飛明 申請人:北京金旗華瑞科技發(fā)展有限公司