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专利摘要

本发明提供了一种油罐测量装置及方法。该装置主要由带有摄像头(21)且与U形架(12)活动相连的激光测距仪(1)、驱动U形架作水平旋传的水平步进电机(2)、滑杆(3)、连接器(6)、驱动激光测距仪作竖直方向旋转的俯角步进电机(13)和计算机(9)组成；滑杆两端的杆体分别与U形架、连接器相连，滑杆由连接器固定在油罐法兰(11)出口的中心位置处。本装置使用时，先调整滑杆使其在法兰的中心处定位，启动计算机和驱动程序，利用所述步进电机的光电编码器和激光测距仪采集空间角度和油罐内壁的空间距离数据，然后将这些数据传输到计算机处理，得到油罐主要的空间尺寸和几何形貌，再计算不同液高对应的容积值，并输出。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN200710168588.1
申请日期:
2007-12-04
专利申请人:
武汉交通科技研究院有限责任公司
分类号:
G01B11/00
发明/设计人:
吕植勇，刘子勇，桑晓明，严新平，李煜辉，廖卫宁，彭雅芳
权利要求: 1.一种油罐测量装置，主要由带有摄像头(21)且与U形架(12)活动相连的激光测距仪(1)、驱动U形架作水平旋转的水平步进电机(2)、滑杆(3)、驱动激光测距仪作竖直方向旋转的俯角步进电机(13)和计算机(9)组成，滑杆两端的杆体分别与U形架、连接器(6)相连，滑杆由连接器固定在油罐法兰(11)出口的中心位置处；激光测距仪测量的数据通过通信接口传输到计算机中，两个步进电机在计算机控制下进行旋转，并将旋转的角度与激光测距仪测量的距离同步记录在数据库中，同时将测量结果输出，其特征是连接器(6)由齿轮机构和支架组成，其中：支架由呈“十”字形排列的两组夹钳(4)构成，两组夹钳(4)内侧的齿条(5)均与同步齿轮(18)啮合相连；齿轮机构由同步齿轮(18)及其两侧的下端盖(19)、上端盖(16)构成，上端盖通过与之中部连为一体的轴(17)与同步齿轮相连，轴(17)和下端盖均设有与滑杆(3)杆体配合的装配孔。2.一种油罐测量装置测量油罐的方法，其特征是利用权利要求1所述油罐测量装置测量油罐，具体是：先在油罐法兰(11)处安装油罐测量装置，调整滑杆(3)使其在法兰的中心物理空间点定位，启动计算机和驱动程序，通过水平步进电机(2)和俯角步进电机(13)对激光测距仪(1)进行两个自由度控制，并通过视频图像采集传输系统对测量目标进行监控，对油罐测量装置的偏移补偿测量计算，调整旋转角，校验直到油罐测量空间对中为止，然后对油罐的横截面、竖截面、水平截面进行扫描，利用所述步进电机的光电编码器和激光测距仪采集空间角度和油罐内壁的空间距离数据，并将这些数据传输到计算机(9)处理，得到油罐主要的空间尺寸和几何形貌，再计算不同液高对应的容积值，并以电子表格形式输出。3.根据权利要求2所述的测量油罐的方法，其特征是测量油罐水平截面的时候，应采用计算水平截面测量方法来保证该截面固定高度的数据，即：先通过旋转激光测距仪(1)作水平旋转，不断调整其仰角和水平旋转角α，然后测量激光测距仪到油罐壁的距离ρi，保证Hi＝ρi cos(α)是一个水平截面的固定高度。4.根据权利要求2所述的测量油罐的方法，其特征是测量油罐横截面的时候，应采用计算水平截面测量方法来保证该截面固定高度的数据，即：先通过旋转激光测距仪(1)作竖直旋转，不断调整仰角α和水平旋转角β，然后测量该激光测距仪到油罐壁的距离ρi，保证di＝ρisin(α)sin(β)是一个横截面的固定高度。5.根据权利要求2所述的测量油罐的方法，其特征是测量油罐竖截面的时候，应采用计算水平截面测量方法来保证该截面固定长度的数据，即：先通过旋转激光测距仪(1)作竖直旋转，不断调整仰角α和水平旋转角β，然后测量该激光测距仪到油罐壁的距离ρi，保证Wi＝ρi sin(α)cos(β)是一个竖截面的固定长度。6.根据权利要求2所述的测量油罐的方法，其特征是当测量的油罐横截面为椭圆时，如果长轴在水平位置的时候，椭圆的长轴为：OiCi＝MAX(ρisin(αi)cos(βi))椭圆的短轴为：OiBi＝(ρAsin(αA)+ρBsin(αB))/2椭圆的截面积为： Si=(ρAsin(αA)+ρBsin(αB))MAX(ρisin(αi)cos(βi))π2,上述公式中：ρi是激光测距仪到油罐壁的距离；αi是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某一点的仰角αi；βi是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某一点的水平旋转角βi；ρA是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某A一点测量激光测距仪到油罐壁的距离；ρB是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某B一点测量激光测距仪到油罐壁的距离；αA：是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某A一点的仰角；αB：是激光测距仪测量从激光测距仪到横截面与油罐内壁交界某B一点的仰角。7.据权利要求2述的测量油罐的方法，其特征是测量油罐容积的时候，按下述公式计算： V=Σ1nSi(di-di-1).上述公式中：Si为：某横截面椭圆的截面积；di为：某横截面到激光测距仪的水平距离；di-1为：di横截面的下一个横截面到激光测距仪的水平距离；n为：从一端到另一端总的横截面个数。