Способ градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения вместимости и градуировки резервуаров шаровых (сферических). Способ градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения, выполняют путем определения площадей горизонтальных сечений резервуара шарового (сферического). Посредством расчетных методов определяют вместимость резервуара шарового (сферического), для чего выполняют сканирование при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с двух сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор выполняют объединение сканов. При этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения одного из следующих условий: средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения НЛС 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 построение трехмерной модели внутреннего пространства резервуара шарового (сферического), перпендикулярно отвесной линии в программном обеспечении RapidForm выполняют рассечение трехмерной модели резервуара горизонтальными плоскостями с расстоянием 1 см между ними на g-e количество слоев. Вычисляют площадь сечений слоев трехмерной модели резервуара Sj, м2, и площадь сечений внутренних конструкций резервуара , м2. Производят вычисление объема шарового слоя, соответствующего односантиметровому уровню наполнения резервуара, по формулам. Технический результат - повышение достоверности и точности градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. 1 ил.

 

Данный способ относится к измерительной технике и может быть использован для определения вместимости и градуировки резервуаров шаровых (сферических).

Известен способ, который заключается в определении площадей горизонтальных сечений поясов резервуара и посредством расчетных методов определении его вместимости. [Патент №(11)2286549. Способ градуировки резервуара для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения. Второв 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 неровностей стенок резервуара. Кроме того, формулы для вычисления объема для резервуара цилиндрического не подходят к резервуарам шаровым (сферическим).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения, выполняется определение площадей горизонтальных сечений резервуара шарового (сферического) и посредством расчетных методов определение вместимости резервуара шарового (сферического), для чего выполняют сканирование при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с двух сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор, выполняют объединение сканов, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения одного из следующих условий:

- средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения НЛС 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 построение трехмерной модели внутреннего пространства резервуара шарового (сферического), перпендикулярно отвесной линии в программном обеспечении для обработки данных наземного лазерного сканирования выполняют рассечение трехмерной модели резервуара горизонтальными плоскостями с расстоянием 1 см между ними на g-e количество слоев и вычисляют площадь сечений слоев трехмерной модели резервуара Sj, м2, и площадь сечений внутренних конструкций резервуара , м2, затем производят вычисление объема шарового слоя, соответствующего односантиметровому уровню наполнения резервуара, по формулам:

где h1 - высота первого шарового слоя, равная 0,01 м,

где j - количество шаровых слоев, изменятся от 2 до n (определяется путем округления в меньшую сторону до целого числа значения Нрезер/h),

h - высота каждого j-го шарового слоя, равная 0,01 м (1 см),

где hn+1 - высота (n+1)-го шарового слоя, м, равная hn+1резер-(h1+h·(n-1)), вместимость резервуара без учета конструкций Vc.резер, м3, вычисляют по формуле:

объем g-го шарового слоя (с учетом конструкций), соответствующий g-му односантиметровому уровню, , м3, вычисляют по формуле:

где - объем g-го шарового слоя, определяемый по формуле (1) для g=1, по формуле (2) для g=j (от 2 до n) и по формуле (3) для g=(n+1),

g - количество шаровых слоев, изменяется от 1 до (n+1),

- объем внутренних конструкций для каждого g-ого шарового слоя, вместимость резервуара Vрезер, м3, вычисляют по формуле:

Способ поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлена модель резервуара,

где Нрезер - высота резервуара, Zmax и Zmin - максимальная и минимальная отметки резервуара, V1, V2, V3,…, Vn+1 - вместимости резервуара шарового (сферического), соответствующие высоте его наполнения (h1, h2, h3,…, hn+1).

Сущность способа заключается в том, что устанавливают внутри резервуара наземный лазерный сканер. Производят сканирование с линейной дискретностью шага в пределах от 2 до 5 мм не менее чем с двух сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор. Подсоединяют полученные сканы, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения одного из следующих условий:

- средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения НЛС 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".

Строят трехмерную модель внутреннего пространства резервуара шарового (сферического). Выполняют рассечение трехмерной модели резервуара горизонтальными плоскостями с расстоянием 1 см между ними на g-e количество слоев перпендикулярно отвесной линии в программном обеспечении для обработки данных наземного лазерного сканирования. Производят вычисление площади сечений слоев трехмерной модели резервуара Sj, м, и площади сечений внутренних конструкций резервуара , м2. Производят вычисление объема шарового слоя, соответствующего односантиметровому уровню наполнения резервуара, по формулам:

где h1 - высота первого шарового слоя, равная 0,01 м,

где j - количество шаровых слоев, изменятся от 2 до n (определяется путем округления в меньшую сторону до целого числа значения Нрезер/h),

h - высота каждого j-го шарового слоя, равная 0,01 м (1 см),

где hn+1 - высота (n+1)-го шарового слоя, м, равная hn+1резер-(h1+h·(n-1)).

Вычисляют вместимость резервуара без учета конструкций Vc.резер, м3, по формуле:

Производят вычисление объема g-го шарового слоя (с учетом конструкций), соответствующего g-му односантиметровому уровню, , м3, по формуле:

где - объем g-го шарового слоя, определяемый по формуле (1) для g=1, по формуле (2) для g=j (от 2 до n) и по формуле (3) для g=(n+1),

g - количество шаровых слоев изменяется от 1 до (n+1),

- объем внутренних конструкций для каждого g-го шарового слоя.

Вместимость резервуара Vрезер, м3, вычисляют по формуле:

В настоящее время не существует достоверного геометрического способа определения вместимости резервуара шарового (сферического). Предлагаемый способ позволит проводить калибровку и градуировку резервуаров шаровых (сферических) с относительной погрешностью измерений вместимости резервуара 0,07%.

Способ градуировки резервуара шарового (сферического) для определения вместимости, соответствующей высоте его наполнения, включающий определение площадей горизонтальных сечений резервуара шарового (сферического) и посредством расчетных методов определения вместимости резервуара шарового (сферического), отличающийся тем, что выполняют сканирование при помощи наземного лазерного сканера (НЛС) с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 2 до 5 мм, не менее чем с двух сканерных станций и в соответствии с эксплуатационной документацией (ЭД) на прибор выполняют объединение сканов, при этом качество объединения полученных данных контролируют путем выполнения одного из следующих условий:
средняя квадратическая погрешность единицы веса объединения НЛС 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 построение трехмерной модели внутреннего пространства резервуара шарового (сферического), перпендикулярно отвесной линии в программном обеспечении для обработки данных наземного лазерного сканирования выполняют рассечение трехмерной модели резервуара горизонтальными плоскостями с расстоянием 1 см между ними на g-e количество слоев и вычисляют площадь сечений слоев трехмерной модели резервуара Sj, м2, и площадь сечений внутренних конструкций резервуара , м2, затем производят вычисление объема шарового слоя, соответствующего односантиметровому уровню наполнения резервуара, по формулам (1)-(3):

где h1 - высота первого шарового слоя, равная 0,01 м,

где j - количество шаровых слоев изменятся от 2 до n (определяется путем округления в меньшую сторону до целого числа значения Нрезер/h),
h - высота каждого у-го шарового слоя, равная 0,01 м (1 см),

где hn+1 - высота (n+1)-го шарового слоя, м, равная hn+1резер-(h1+h·(n-1)), вместимость резервуара без учета конструкций Vc.резер, м3, вычисляют по формуле:

объем g-го шарового слоя (с учетом конструкций), соответствующий g-му односантиметровому уровню, , м3, вычисляют по формуле:

где - объем g-го шарового слоя, определяемый по формуле (1) для g=1, по формуле (2) для g=j (от 2 до n) и по формуле (3) для g=(n+1), g - количество шаровых слоев изменяется от 1 до (n+1),
- объем внутренних конструкций для каждого g-ого шарового слоя, вместимость резервуара Vрезер, м3, вычисляют по формуле:



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны почв и может быть использовано для определения потерь почвы при полевом обследовании земель, подверженных эрозии, в научных исследованиях и проектных разработках.
Изобретение относится к измерительной технике, а конкретно к способам градуировки резервуаров для определения вместимости, соответствующей высоте их наполнения. .
Изобретение относится к автоматизированному учету поступающей товарной массы и сведению товарного баланса между отпуском нефтепродуктов на нефтебазах и АЗС непрерывно в режиме реально текущего времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на топливных складах и нефтебазах, осуществляющих хранение нефтепродуктов в вертикальных и горизонтальных резервуарах и их отпуск потребителям.

Изобретение относится к средствам градуировки резервуаров, преимущественно металлических, и может быть использовано для первичной и периодической поверки мер вместимости на автозаправочных станциях и резервуарных парках складов, нефтебаз и АЗС.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров тел, преимущественно для дистанционного определения параметров облученных твэлов.

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов. .

Изобретение относится к способам и устройствам обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов. .

Способ измерения объема сосуда заключается в том, что изменяют объем сосуда на величину ΔV и определяют изменение давления газа в сосуде до и после изменения объема, на основании которых определяют искомый объем сосуда V0. При этом предварительно выравнивают давление в герметично закрытом сосуде с окружающей средой. Перемещением стержня изменяют его объем на величину ΔV1 и измеряют давление ΔP1 внутри сосуда по отношению к внешней среде. Затем убеждаются, что оно не изменяется с течением времени. Изменяют объем сосуда на величину ΔV, выравнивают давление в сосуде с окружающей средой, повторно изменяют объем сосуда на величину ΔV2, измеряют давление ΔР2 внутри сосуда по отношению к внешней среде и повторно убеждаются, что оно не изменяется с течением времени. Искомый объем сосуда V0 определяют по формуле: V0=(ΔV·k·ΔP2/ΔV2)/(ΔP2/ΔV2-ΔP1/ΔV1), где k=1, если объем сосуда уменьшают и k=-1, если увеличивают. Устройство для измерения объема сосуда содержит толстостенную крышку, в которой выполнено отверстие. В отверстии установлено уплотнительное кольцо и цилиндрический стержень, выполненный с возможностью его вращения и осевого перемещения его цилиндрической части в нижней части отверстия. В крышке выполнены первый и второй сквозные каналы, входы которых расположены на внутренней стороне крышки. На крышке установлены устройство поворота стержня на заданный угол и запорный клапан, перекрывающий соединение первого канала с атмосферой. К выходу второго канала подключен первый вход дифференциального датчика давления, второй его вход сообщается с атмосферой, а его выход и выход устройства поворота соединены с устройством расчета объема. Технический результат - повышение точности измерения объема сосуда. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам контроля массы и уровня жидкости в резервуарах, например, на автозаправочных станциях, и может быть использовано также в нефтяной, топливной, химической и других отраслях промышленности. Способ определения массы жидкости заключается в измерении уровня жидкости, измерении плотности жидкости и определении массы жидкости в резервуаре по объему. При этом определяют среднее значение плотности жидкости в резервуаре путем периодических измерений плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине через равные промежутки времени до момента, когда значения плотности на глубине и поверхности выровняются. Затем рассчитывают среднее арифметическое значение плотности, используя последние значения плотности жидкости в поверхностном слое и на глубине. Затем измеряют уровень жидкости посредством метрштока, закрепленного в резервуаре, путем получения телевизионного изображения метрштока, в зоне соприкосновения его с поверхностью жидкости. При этом метршток подсвечивают источником света, расположенным вместе с телевизионной видеокамерой над поверхностью жидкости, а для излома хода лучей подсветки используют зеркало, закрепленное на поплавке под поверхностью жидкости наклонно к оси источника света и оси объектива телевизионной видеокамеры. Причем поплавок установлен на метрштоке с возможностью вертикального перемещения при изменении уровня жидкости, передают изображение посредством телевизионной видеокамеры на устройство отображения результатов измерения. Затем с учетом градуировочной характеристики конкретного резервуара по измеренному значению уровня определяют объем жидкости в резервуаре, после чего по полученному значению объема и среднему арифметическому значению плотности определяют массу жидкости в резервуаре. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения массы жидкости, в т.ч. взрывоопасной, в основном при использовании в больших резервуарах, в том числе герметичных. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости при ее расходе. Предложен способ градуировки сигнализаторов уровня, заключающийся в определении части объема емкости, соответствующей плоскости зеркала жидкости, при котором срабатывает сигнализатор, путем суммирования элементарных объемов, измеренных по внешнему контуру сечений, перпендикулярных оси емкости. Предложено перед измерением емкость нагружать внутренним давлением газа, обеспечивающим сохранение заданных геометрических параметров и имитирующим воздействие давления рабочей жидкости при использовании емкости, при этом ось емкости при измерении расположена горизонтально. Технический результат - повышение точности, снижение трудоемкости.

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.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения вместимости емкостей газом. Способ определения объема емкости большой вместимости путем измерения параметров газа в емкости до и после подачи в нее известного весового количества газа и вычисления объема емкости по соответствующей формуле. При этом согласно изобретению газ перед подачей в емкость охлаждается до температуры, исключающей тепловое расслоение в процессе повторного измерения параметров газа. Технический результат - повышение точности определения объема емкости большого размера.

Изобретение относится к медицине, урологии, гинекологии, проктологии, хирургии. Оценка подвижности тазового дна у женщин включает построение трехмерной модели тазового дна в динамике - в состоянии покоя и напряжения. При этом пациентку во время исследования располагают полувертикально в гинекологическом кресле, выполняют при помощи метода оптической фотометрии сеансы сканирования не более 10 секунд каждый, определяют количественный показатель подвижности тазового дна - прирост объема пролапса по отношению разности объема пролапса при пробе Вальсальвы и в состоянии покоя к объему пролапса в состоянии покоя, в процентах. При наличии пролапса тазовых органов, выходящего за пределы гименального кольца, производят мануальную репозицию тазового дна с последующим дополнительным сеансом сканирования и рассчитывают общий объем пролапса тазовых органов как разность объема пролапса при пробе Вальсальвы и объема пролапса после мануальной репозиции пролапса тазовых органов. Способ обеспечивает объективное выявление патологической подвижности тазового дна на ранней стадии заболевания до клинических проявлений, диагностику степени и типа опущения тазового дна у пациенток с пролапсом тазовых органов для последующего планирования объема его хирургической коррекции, включая выбор метода, с учетом индивидуальных резервов подвижности тазового дна во избежание его гиперкоррекции и развития таких функциональных осложнений как: тазовые боли, диспареуния, недержание мочи при напряжении, запоры. 1 з.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области геодезического контроля резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и может быть использовано при поверке стальных и железобетонных резервуаров вертикальных цилиндрических. Технический результат - повышение точности и достоверности определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали. Cпособ определения величины отклонения образующих стенок резервуара вертикального цилиндрического от вертикали геодезическим методом по внешней поверхности вышеупомянутого резервуара заключается в том, что производят сканирование внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера не менее чем с четырех сканерных станций на расстоянии от 15 до 25 м от резервуара. Определяют пространственные координаты по осям Χ, Υ, Ζ точек отражения лазерного луча от поверхности резервуара в условной системе координат. Выполняют регистрацию сканов между собой, производят обработку данных результатов. Формируют образующие боковой поверхности резервуара с любым интервалом путем сечения цифровой векторной трехмерной (3D) модели внешней боковой поверхности резервуара вертикальной плоскостью, а на самой образующей формируют точки с любым шагом. Получают цифровую векторную трехмерную (3D) модель образующей в местах сечения. Выполняют упомянутые действия по всем образующим. Передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, в этой же программе моделируют проектную цифровую трехмерную модель образующих стенок резервуара, используя их проектные значения. Совмещают ее с полученной фактической цифровой векторной трехмерной (3D) моделью образующих стенок резервуара. В автоматическом режиме определяют расхождения между фактическими и проектными значениями, получают величины отклонения образующих стенок вышеупомянутого резервуара от вертикали. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам измерения полных объемов топливных баков жидкостных ракет, а также к методам градуировки объемов по уровням. Предложен способ, заключающийся в горизонтальном размещении бака на опорах, обеспечивающих возможность поворота его вокруг оси в пределах ±360°C, сканирования наружной поверхности лазерным радаром с целью измерения наружных размеров изделия с плотностью облака точек, обеспечивающей требуемую точность измерения контура внутренней поверхности, размеры которой получают вычитанием из наружных размеров изделия размера толщины его стенок, и вычисления значений объемов до каждой последовательной плоскости контроля уровня. Для оценки влияния веса заполняющей среды и давления над ее поверхностью предварительно и однократно проводят испытания по измерению объемов контрольной среды под каждой контрольной плоскостью вертикально установленного топливного бака или его полноразмерного макета последовательно при смоделированных реальных условиях его эксплуатации. В результаты градуировки бака с использованием лазерного радара вносятся коррективы в соответствии с соответствующим соотношением. Техническим результатом является повышение точности измерений за счет учета изменений геометрии топливных баков в реальных условиях полета ракеты. 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным системам летательных аппаратов. Бортовая система контроля и измерения топлива содержит установленные в топливных баках средства контроля параметров топлива: датчики уровня, средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива, а также бортовой вычислитель с модулями автоматического управления, пульт управления с задатчиком плотности топлива, модули топливомера и схемы запрета. В качестве средства измерения температуры и сигнализации нижнего уровня топлива применен датчик двойного назначения, выполненный на основе терморезисторного сигнализатора уровня жидкости, содержащий терморезистор, имеющий возможность непосредственного контакта с окружающей средой, и формирователь сигнала с сигнальным выходом, причем данный датчик дополнительно снабжен температурным выходом, подсоединенным к высокопотенциальному выводу терморезистора и подключенным к одному из входов соответствующего модуля топливомера через схему запрета, при этом сигнальный выход каждого датчика двойного назначения дополнительно подключен к запирающему входу схемы запрета. Достигается повышение надежности системы, уменьшение ее массы. 2 ил.
Наверх