大型立式容器容量计量方法与应用软件开发

摘要

大型立式容器是一种广泛应用于石油化工行业的贸易结算计量器具，其计量的准确与否直接关乎到国家经济利益及计量信誉。传统的立式容器计量方法存在测量精度较低、成本高、作业风险等缺点，且容量计算主要依靠人工完成，计算量大、效率低，计量误差较大。因此，对大型立式容器进行精确测量并准确计算其容量是石油化工领域急待解决的问题。
　　论文首先对大型立式容器的数据采集方法进行了研究。基于容器内壁的基本结构分别研究了罐壁及底量的数据采集方法。利用三维激光测量技术获取罐壁点云数据，底量数据则采用水平测量法获取。与传统测量方法相比，本文方法能精确获取罐壁的点云数据和底量数据，为后续的容量计算提供可靠的数据保证。
　　其次，对罐壁点云数据预处理方法进行了研究。基于三点吻合拼接原理对测量得到的多站点云数据依次进行合并，得到完整的罐壁点云数据，然后对拼合后的数据先后进行降噪及数据精简处理，剔除粗大误差点及冗余数据点，为后续精确、高效地计算罐体容量奠定基础。
　　再次，基于切片处理方法对罐体容器计算方法进行了研究与实现。沿高度方向将罐体离散为一系列切片体，通过截面提取处理，分别获取各切片体的截面层点云，采用最小二乘法进行拟合，求到各截面层的圆心及半径，并在此基础上进行罐体的容量计算，再通过静压力修正，输出罐体任意截面高度的容量及总容量。
　　最后，基于Visual C++开发平台，编制了大型立式容器点云数据处理及容量计算应用软件。该软件包含点云数据处理、罐体容量计算、报表文件输出三大模块，支持SQL Server数据库，可有效完成点云数据的降噪及精简处理、任意截面高度对应的容量计算，并以Excel文件格式输出相应的容量报表数据。运行实例表明，该应用程序功能完善、操作简单、运行稳定，有效克服了现有技术在大型立式容器容量计算方面存在的不足。

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摘 要

Abstract

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究的主要内容

2 基于内部测量的罐体数据采集

2.1 罐体数据采集方法

2.2 罐壁点云数据采集

2.3 基于水平测量法的底量数据采集

2.4 本章小结

3 罐壁点云数据预处理

3.1 多站点云数据拼接

3.2 罐壁内侧点云数据降噪与精简处理

3.3 本章小结

4 基于点云切片处理的容量计算

4.1 点云数据切片体划分计算

4.2 切片体底面数据提取及曲线拟合

4.3 罐体容量计算

4.4 本章小结

5 大型立式容器点云数据处理及容量计算应用软件开发

5.1 软件总体设计

5.2 点云数据预处理模块开发

5.3 罐体容量计算模块开发

5.4 报表输出模块开发

5.5 本章小结

6 大型立式容器点云数据处理及容量计算软件运行实例

6.1 点云数据预处理

6.2 罐体容量计算

6.3 容量报表输出

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 论文总结

7.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研经历以及学术成果

致 谢