[发明专利]一种油罐容积自动扫描测量装置及方法

说明书

本申请公开了一种油罐容积自动扫描测量装置，其包括检测部分、控制部分和数据处理部分，其中，检测部分位于待测油罐的内部，用于对油罐的内表面进行扫描，以测量其自身到油罐的内表面各点的距离和相对角度，检测部分包括测距传感器、二维转台，测距传感器被固定于二维转台，二维转台用于调节测距传感器的朝向，控制部分与检测部分以可通信方式连接，用于向检测部分发送检测指令，并从检测部分采集检测数据，检测数据包括测距传感器测量到的距离、以及测距传感器的朝向数据，控制部分与数据处理部分以可通信方式连接，用于向数据处理部分发送检测数据，数据处理部分用于根据接收到的检测数据，计算待测油罐的容积。

技术领域

本发明涉及计量及测量仪器领域，尤其是一种油罐容积自动扫描测量装置及方法。

背景技术

高精度快速油罐容积测量技术在大型油罐的计量和原油的存储中的有效应用能够大幅提升存储能力和减少浪费，大型油罐主要包括立式罐、卧式罐和球形罐，如何精确测量出这些大型储油罐的容积具有重要意义。然而，由于油罐体积较大、表面平滑，测量难度很大，测量的精度和效率较低。

现有油罐容积测量方法存在诸多缺点，例如，几何测量法通常基于油罐形状规则和无变形的前提，通常按照圆柱体来计算，由于油罐的不规则和储油时由于较大的压力产生变形，导致该测量方法具有明显的测量误差；全站仪法虽然仪器测量精度较高，但只能利用有限的离散点来拟合油罐表面，因此产生拟合误差，难以反应真实油罐表面；普通扫描仪测量法通常仪器自身精度较低，仪器精度难以满足测量需求，且测量智能化程度不够，对被测对象无法结合非合作目标和带合作目标两种测量模式。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，开发一种高精度油罐容积自动测量装置及方法，可以在百米范围内对被测对象进行非合作目标和带合作目标两种测量模式的三维多功能坐标测量，基于三维坐标点云实现油罐容积的测量，且测量精度高。

根据本发明的实施例，提供了一种油罐容积自动扫描测量装置，其包括检测部分(1)、控制部分(2)和数据处理部分，其中，所述检测部分(1)位于待测油罐的内部，用于对所述油罐的内表面进行扫描，以测量其自身到所述油罐的内表面各点的距离和相对角度，所述检测部分(1)包括测距传感器(5)、二维转台，所述测距传感器(5)被固定于所述二维转台，所述二维转台用于调节所述测距传感器(5)的朝向，所述控制部分(2)与所述检测部分(1)以可通信方式连接，用于向所述检测部分(1)发送检测指令，并从所述检测部分采集检测数据，所述检测数据包括所述测距传感器(5)测量到的距离、以及所述测距传感器(5)的朝向数据，所述控制部分(2)与所述数据处理部分以可通信方式连接，用于向所述数据处理部分发送检测数据，所述数据处理部分用于根据接收到的所述检测数据，计算所述油罐的容积。

根据本发明的实施例，所述二维转台具有由涡轮蜗杆带动的俯仰轴(3)和方位轴(6)，用于调节所述测距传感器(5)的俯仰角度和水平方位角度。

根据本发明的实施例，所述二维转台的中部具有用于连接所述俯仰轴和所述方位轴的回型框，所述回型框与所述方位轴的连接端具有螺纹顶丝，用于在不改变所述方位轴与所述俯仰轴之间的角度关系的情况下调整所述方位轴与所述俯仰轴之间的距离。

根据本发明的实施例，还提供了一种油罐容积自动扫描测量方法，包括以下步骤：步骤1、对待测油罐的内部表面进行全面扫描，获得全表面的三维位置数据；步骤2、在所述内部表面的局部区域布设合作目标，对所述合作目标进行高精度的距离和角度测量，从而得到所述合作目标的三维位置数据；步骤3、将在步骤1中得到的全表面的三维位置数据与在步骤2中得到的所述合作目标的三维位置数据合并；步骤4、对合并后的三维位置数据进行拟合，得到待测油罐的内部形貌数据。