[发明专利]基于激光测距技术的储罐罐壁变形监测装置

说明书

技术领域

本发明属于结构监测领域，具体地，涉及一种利用激光测距技术来监测储罐径向形变的装置。

技术背景

作为国家未来发展的战略资源，石油资源的正常储存工作是当前国家石油战略发展的重要环节。目前，由于战略发展的需求，储罐的数量及体积迅速增加。储罐的体积越大，危险系数也就越大，再加上我国早期油库已出现了部分储罐罐壁变形，故而储罐罐壁变形后的安全评价和有效修复已引起油库管理者的高度重视。国内外大部分大型储罐主要是由不等厚的壁板组成，利用非锚固定安放在地基上，长时间使用后，储罐会不可避免地发生基础沉降，从而导致罐壁受力不均，产生径向形变。储罐罐壁形变轻则会导致卡盘现象，储罐储存量减少；重则会导致储罐破裂，原油泄露。

由于国内外罐壁变形的自动实时监测系统的研究基本处于空白领域，因此此处借鉴高层建筑变形的监测与分析技术。根据大型建筑物变形的专利和论文的调查与研究，国内外学者们利用GPS技术进行超高层建筑变形监测已经取得了一定成果，目前主要有两种技术算法：一是通过GPS RTK技术来进行变形解算，采用OTF(On The Fly)方法进行模糊度固定，这种方法需要连续的没有周跳的多历元的观测数据才能正确固定模糊度，当GPS星座改变或卫星失锁时经常会导致固定模糊度失败，从而使变形解算失败。二是利用GPS进行变形监测的单历元算法，这种方法不需要进行周跳的探测和修复，并且只需要一个历元的数据就可以进行变形解算，但是目前的单历元算法的适用范围小。

发明内容

为了解决现有技术所存在的不足，本发明提供一种基于激光测距技术的储罐罐壁变形监测装置，能实时地监测储罐罐壁径向变形情况并记录数据，获取适量观测点的位置信息，为储罐变形监测预警系统提供罐壁变形的原始数据。

为实现上述目的，本发明采用下述方案：

储罐罐壁变形监测装置，包括：方形有机玻璃管、第一侧板、第二侧板、步进电机、L形支架、第一齿轮、第二齿轮、固定板、激光测距模块固定装置、激光测距模块、旋转轴、电路控制板和电源的集成装置；方形有机玻璃管和第一侧板、第二侧板相连接，构成本装置的外壳，侧板的一面有中央盲孔，内设轴承，用于固定旋转轴；步进电机通过L形支架固定在方形有机玻璃管上，步进电机是整套装置的动力，步进电机与第一齿轮连接，带动第一齿轮转动；第一齿轮通过齿轮间的啮合带动第二齿轮转动；第二齿轮是一个半圆形齿轮，其中央孔通过旋转轴，第二齿轮以旋转轴的轴心为中心转动，旋转轴的两端分别固定在第一侧板和第二侧板的中央孔上；第二齿轮的平面与固定板的一面连接，固定板的另一面与激光测距模块固定装置相配合连接，在激光测距模块固定装置中放置三个激光测距模块，当第一齿轮带动第二齿轮转动时，第二齿轮带动激光测距模块转动。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：预警系统可结合历史监测数据和预设的临界值进行分析，实时地模拟出储罐的罐壁形状，给出储罐当前状态的安全评价并进行预警报警。整个装置成本低廉、操作简单、误差小、精度高、数据处理简单、自动化程度高；使用该装置监测储罐罐壁变形，可以得到储罐罐壁变形的精确数值，为安全运行和及时维修提供可靠保障。

附图说明

图1a是储罐罐壁变形监测及预警装置的立体示意图；

图1b是方形有机玻璃管和侧板的立体示意图；

图2是储罐罐壁变形监测及预警装置的内部立体示意图；

图3是L形支架的立体示意图；

图4是固定板的立体示意图；

图5a是激光测距模块后视示意图；

图5b是激光测距模块固定装置的立体示意图；

图中：1、方形有机玻璃管，2、第一侧板，3、第二侧板，4、步进电机，5、L形支架，6、第一齿轮，7、第二齿轮，8、固定板，9、激光测距模块固定装置，10、激光测距模块，11、旋转轴，12、电路控制板和电源的集成装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。