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文档简介

本文格式为Word版,下载可任意编辑——圆筒状储油罐几何尺寸检测

圆筒状储油罐几何尺寸检测

圆筒状储油罐几何尺寸检测

60

兰州交通A0边方位角为

口肿一‰+(堕等趔)

(5)

从而可求得圆心坐标为

主三i竣删}

弘一蛳+rsin(%)J

设该层的观测点数为咒,则这样的中心点和半径分别可以求出Ci:个,取其平均值,即为该圈罐壁的中心坐标和半径.由于计算量较大,在MATIAB

中用程序来实现.

设某圈中心点坐标为(磊,弘),平均半径为r,该

圈上任一点坐标为(zi,弘),则该点处凹凸值为

△i= ̄/(矗一z。)2+(弘一y。)2一r

(7)

式中:△i>0为凸出,反之为凹进.

2.2

罐体椭圆度计算

对于一个大型储油罐,在不同的高度,其椭圆度

是不同的.笔者在MATI。AB中编制程序,利用探寻法对观测坐标进行处理,获取油罐在某一高度的最大直径和最小直径,两者差即为储油罐在该高度的椭圆度.实现步骤如下.

2.2.1

坐标转换

为了后续计算的需要,将直角坐标转换为极坐标.转换前,先根据2.1中所确定的中心点坐标,对

不同高度观测点坐标进行平移,使得坐标原点与该

高度处罐壁横截线几何中心重合.

设罐壁上任一点直角坐标为(五,挑),其对应极坐标为(嘶,n).则

r;二‘鄹

(8)

届,

zj>O,弘≤O;

7【ianl—2兀,midxian2=O,否则取midxianl一

midxian2一口j.

设口i方向和口i+兀方向半径分别为^和r7,,则

口i方向的直径为,.i+r,i.

2.2.3

探寻最大直径和最小直径

从北方向开始,每隔一定角度间隔计算该方向和其对应反方向半径之和,也即在该方向上的直径,

逐点探寻,记录最大直径值和最小直径值以及它们对应的方位,从而可以确定某一高度处罐体椭圆度

及其所在方位.

2.3

罐壁最大倾斜度计算

对于一个大型储油罐,其变外形况是很繁杂的,

检测人员很难确定罐壁倾斜最大值所在的方位,因

此需要利用坐标观测值对罐壁各个方向逐一进行探寻计算,以确定罐壁的最大倾斜度及其方位.本文依照以下步骤来计算罐体的最大倾斜度.

2.3.1

计算罐体各高度横截线拟合函数

利用各测点的极坐标(嘶,rf)来拟合罐体各高

度处的横截线函数.拟合多项式的介数由程序通过

计算比较确定,要求选定的介数使得最大拟合误差

最小.

2.3.2

计算任意方向最大倾斜度

设在某方向由高到低在罐壁上垂直采集若干坐标点,分别为(z1,yl,z1),(z2,y2,z2),..,(五,M,磊).由于罐壁变形,这£个点不在同一条直线上,直

接利用最高点和最低点计算罐的倾斜度显然是不合理的.但可利用这£个点拟合出一条直线,该直线斜率的倒数即为该方向罐壁倾斜度.

设该方向方位角为口,,蜀高度处罐的半径为厂i,

则各测点圆柱坐标分别为(口。,r1,z-),(口1,r2,貌),…,(口。,^,z。).各检测点依次连接所成的曲线用方程z一乜r+6来拟合,则1屈为该方向罐壁的倾斜度.将上式写成矩阵形式:

nr2

=口

+6(10)

rf

利用最小二乘法即可计算出口值.

2.3.3

探寻最大倾斜度

由北方向开始,按一定的角度间隔逐一计算每一方向的倾斜度.设待检测方位为口i,利用2.3.1中确定的横截线的曲线方程计算该方向不同高度处的

圆筒状储油罐几何尺寸检测

第3期

李建章等:圆筒状储油罐几何尺寸检测

form=1:iif

61

半径值,依照2.3.2中方法确定该方向倾斜度.只至

检测完所有方位,取倾斜度最大值和其所在方位.

B(m,1)<一midxianl&B(m,1)>doWnxjan;

u=u+l;

关键程序代码

设B为指定高度处各观测点的极坐标矩阵,r为

end汪

R(u,1)=B(m,1):

R(u,2)一B(m,2):

计算所得半径值.以下程序从B矩阵中选取用来内插计算指定方向半径的观测值.

if

8(m,1)<upxian&}j(m,1)>m.d矗an2i

u=u+1;

R(u,1)=B(m,1);R(u,2)=B(m,2);

down)【ianl=2*pi()}midxian2=O

end

end

end

朗d

upxian>2鼍pi()

upxian=up撕an一2*pi(),midxianl=2*pi();mid)【ian2=O:

if

然后内插计算,获取半径值.

fort=l:u,

x(t)一R(t,1);y(t)=R(t.2);

end

end

u=O;

R=O:

pan2=spljne(x,y,temp),r—part2.

if

for

mid如anl=一2*pi()m=1:iif

4终止语

本文提出了对筒状油罐几何尺寸进行检测的有效方法.通过检测分析,对油罐的整体变形、局部变形、以及罐体倾斜度等状况提供确凿的数据,为油罐

B(m,1)<=mid菇anl&B(m,1)>dowll)【ianl

u=u+1;

R(u,1)=B(m,1)一2*pi();R(u,2)一B(m,2)‘

朗d

的安全使用提供科学的判断依据.另外本检测方法

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