三维激光扫描技术在立式金属罐容量计量中的应用研究

发布时间：2017-07-19 03:22

  本文关键词：三维激光扫描技术在立式金属罐容量计量中的应用研究

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【摘要】：立式金属罐（以下简称立式罐）作为国际间石油化工产品贸易结算的主要计量器具，其计量准确与否，直接关系到贸易双方的经济利益和国家的计量信誉。然而，在立式罐容积计量中，普遍存在测量时间长、工作强度大、检定成本高、测量结果精度较低等问题。鉴于此，本文将三维激光扫描技术引入容量计量领域，给出其在立式金属罐容量计量中的具体应用，主要研究工作如下： 首先，对三维激光扫描技术的工作原理进行研究，给出其扫描建模的工作流程，结合容量计量领域的特殊性，给出实现容积测量的具体方法。 其次，对采集获取的罐体三维点云数据进行处理，包括点云数据预处理和容积的计算，其中点云数据预处理包括标靶坐标信息提取、拼接、去噪、抽稀、特征信息提取、分割等，而容积的计算则采用徕卡HDS油罐测量系统和自编软件实现，同时给出容积计算实现的思想。 再次，，进行实际测量，完成三维激光扫描测量系统试验验证，包括测量重复性、复现性及入射角的影响等；同时进行了外测试验和对比试验，并对扫描仪在不同罐形、不同标称容积立式罐中的应用进行了探究。 最后，结合测量实例，对三维激光扫描法在立式罐容积测量中测量结果的不确定度进行分析评定，分析各影响因素来源，并给出各不确定度分量的评定方法，最后计算测量结果的相对扩展不确定度，给出测量不确定度报告。 论文的研究表明，三维激光扫描技术在容量计量领域的应用既是对其自身的一个拓展，又是对原有容量检定方法的一个补充，不仅降低了计量检定成本，同时又能提高测量精度，优势明显。
【关键词】：三维激光扫描技术 立式罐 容积计量 试验研究 不确定度评定
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB938.3
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目次9-12
• 图和附表清单12-15
• 1 绪论15-24
• 1.1 课题研究背景、目的及意义15-16
• 1.2 立式金属罐容量计量的国内外研究现状16-21
• 1.2.1 立式金属罐容量计量概述16-17
• 1.2.2 立式金属罐容量计量的国内外研究现状分析17-21
• 1.3 三维激光扫描技术的国内外研究现状21-22
• 1.3.1 三维激光扫描技术概述21
• 1.3.2 三维激光扫描技术的国内外研究现状分析21-22
• 1.4 本文主要研究内容22-24
• 2 三维激光扫描技术基础24-33
• 2.1 三维激光扫描仪工作原理24-27
• 2.2 三维激光扫描仪工作流程27-30
• 2.2.1 扫描计划制定28-29
• 2.2.2 外业数据采集29
• 2.2.3 内业数据处理29-30
• 2.3 三维激光扫描技术应用30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 三维激光扫描技术在容量计量中的应用33-44
• 3.1 扫描计划制定33-35
• 3.1.1 内部测量33-34
• 3.1.2 外部测量34-35
• 3.2 数据采集35
• 3.3 数据处理35-43
• 3.3.1 点云数据预处理35-37
• 3.3.2 容积计算37-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 测试试验44-55
• 4.1 概述44
• 4.2 测量系统试验验证44-48
• 4.2.1 重复性验证44-45
• 4.2.2 复现性验证45-46
• 4.2.3 入射角影响46-48
• 4.3 外测试验48-49
• 4.4 对比试验49-50
• 4.5 外浮顶立式罐测量试验50-51
• 4.6 不同标称容量立式罐测量试验51-53
• 4.7 本章小结53-55
• 5 测量不确定度分析评定55-60
• 5.1 概述55
• 5.2 数学模型55
• 5.3 测量不确定度分析55-59
• 5.3.1 半径测量引入的不确定度分量55-57
• 5.3.2 罐内液体静压力容量修正值引入的不确定度分量57
• 5.3.3 罐内附件体积测量引入的不确定度分量57-58
• 5.3.4 罐底不平度容量修正值引入的不确定度分量58
• 5.3.5 罐体倾斜度修正值引入的不确定度分量58
• 5.3.6 不确定度计算58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 6 总结与展望60-62
• 6.1 全文总结60-61
• 6.2 本论文创新点61
• 6.3 需要进一步解决的问题61-62
• 参考文献62-66
• 附录 A 市场主流三维激光扫描仪产品技术参数比较66-68
• 附录 B 瑞士徕卡 HDS7000 三维激光扫描仪68-70
• 附录 C 试验数据70-77
• C.1 三维激光扫描测量系统试验验证数据70-72
• C.2 外测试验数据72-73
• C.3 外浮顶立式罐测量试验数据73
• C.4 不同标称容量立式罐测量试验数据73-77
• 附录 D 点位精度试验77-79
• 作者简历79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：561044