立式油罐计量系统技术方案

立式油罐计量系统技术方案(按VivaTS15M2″R400编制)1.总体设计立式金属罐作为石油及液体石油产品以及液态货物的主要储存设备，又作为交接收发、贸易结算的计量器具，在静态计量中起着重要作用。使用全站仪进行立式金属罐容量标定，主要是可以使标定时精度更高、时间更短、操作更简便、标定人员人身安全能得以保障、标定方法更加多样、标定结果可靠性更高。2.1设计原则和依据设计依据：JJG168-2005立式金属罐容量规程立式圆筒形金属油罐容积标定的主要工作就是确定各圈板的半径。基本原理：全站仪内测法：用全站仪内测法进行立式油罐容积标定时，理论上可将全站仪置于油罐内的任意地方（如可能，尽量置于油罐中央，以便提高测量速度)，设定一个起始方向，可以每隔一定的水平角度或距离来采集油罐内壁相关点的坐标，在机载软件的控制下，通过调整垂直角，保证全站仪扫描一圈为水平面，各点的坐标自动记录在仪器内存中。点位采集的越密，其计算出来的半径就愈接近油罐的实际半径，测量数据的获取（内测）参见左图。全站仪外测法：在架设全站仪后，切准油罐的左右两侧，读取夹角，然后将仪器定位到1/2的夹角处，即为径向方向。瞄准各圈板的1/4和3/4位置，全站仪即可自动测出到各圈板的径向距离（平距），并与到基圆的平距进行比较，即可实现径向偏差法的测量要求。（外测）参见左图2.2技术架构内测系统和外测系统各自独立，现场按最优方案确定使用内测系统还是外测系统。2.3目标功能确定油罐各圈板的半径，并在后处理软件中生成容量表。2.4技术资料，主要技术指标徕卡TS15M2″R4002″——指测角精度为2″，无棱镜测距精度2mm+2ppmR400——指无棱镜测距为400米（激光反射强度为90%）TS15M——马达驱动+无棱镜测距功能由于大容量油罐的测量仪器比较昂贵,从用户的角度考虑,我们所推荐仪器基本上是从以下几方面考虑,即:满足国家相关标准的要求，同时有一定的超前性，未来一段时期内不会落后；考虑到将来计量规程的标准的提高的问题；在满足使用要求的基础上，考虑一定的经济性。必须有马达驱动功能必须有无棱镜测距功能因为测量时基本不用棱镜（测罐底时有时会用到），而且无论是TS15M、TS15A还是TS15G型都含有：有棱镜和无棱镜两种模式，我们可以用棱镜，但不一定要跟踪它或者搜索它。基于以上考虑,我们推荐使用仪器TS15M2″R4003.全站仪（TS15M2″R400）设备的详细参数及简要说明书TS15M2″R400是徕卡最新开发的高端全站仪，充满令人兴奋的技术新特点，集快速、精确、易使用、高可靠于一身，可完成未曾有过的最艰巨的测量任务，并且可以做到更好、更有效。在全站仪的操作方式中首次实现多语种切换，无需重装操作系统，就可方便地把英文显示转换为中文显示；高可靠的实时操作系统RTOS，独树一帜的图形化显示界面，仪器操作直观易学；可见指示激光和测距激光为同一光束的无棱镜测量方式，光斑小，所见即所得，对拐点、边缘等特征位置的测量凸现其无比的优越性；ATR的CCD频率成倍提高，并且抗干扰光的能力确保测量成果准确、可靠；通过系统集成和可上载方式，向用户开放了更多（约12个）的应用测量程序。具体指标如下：角度测量精度HZ，V［1］2”最小显示分辨率0.10.1测量方法绝对编码、连续、对径测量补偿器四重轴系补偿距离测量距离测量（有棱镜）圆棱镜（GPR1）3500m微型棱镜（GMP101）2000m360°棱镜（GRZ4，GRZ122）2000m反射片（60mm×60mm）250m精度/测量时间标准必须满足1mm+1.5ppm/一般为2.4s快速3mm+1.5ppm/一般为0.8s连续3mm+1.5ppm/一般小于0.15s距离测量（无棱镜）PinPointR30/R400/R100030m/400m/1000m精度/测量时间PinPointR30/R400/R10002mm+2ppm/一般为3s常规参数显示分辨率0.1mm最短测程1.5m测量原理基于相位测量原理（同轴，红色可见激光）激光点的大小在30m：7mm×10mm，在50m：8mm×20mm综合数据操作系统WindowsCE6.0处理器Freescalei.MX31533MHzARMCore望远镜放大倍数30×物镜孔径40mm视场1°30’，在100m处为2.7m调焦范围1.7m到无穷远显示屏VGA（640×480），大彩色LED触摸屏键盘36键（12功能键，12字母数字键），照明功能仪器内存/外置存储1GB闪存/SD卡，USB接口RS232，蓝牙，微型USB端口圆水准器灵敏度6'/2mm激光对中精度在1.5m高1.5mm微动螺旋个数1水平/1垂直电池类型锂电池操作时间5-8小时（GEB221）电压/容量7.4V/4.4Ah全站仪重量4.8-5.5kg长/宽/高345mm/226mm/203mm工作/存储环境-20℃到+50℃/-40℃到+70℃防尘防水/湿度IP55/95%，防冷凝马达驱动转速45°/s软件机载软件具有内测、外测、罐底测量和球罐测量的功能后处理软件能出容量表电子版和罐底容量表，可以自动识别和删除误差较大测量点的功能。油品计量信息管理系统解决在使用罐容表时数据的处理技术支持技术支持主测量器厂家在全国拥有不少于8家的维修机构，并保证用户在全国任意一家维修机构都能得到保修或良好的售后服务。其它稳定性要求因本项目操作比较复杂，需要较为稳定的软、硬件设备，所以主测量器应至少有50台油罐计量行业的操作实例。油罐计量系统软件的主要特点有：节省人力，不同于常规的油罐测量需要三到四个人，用全站仪来测量油罐只需要一到两个人即可完成全部的工作，只需设站后即可由全站仪自动完成全部测量工作。速度快，用全站仪测量一个点约需要三到五秒钟；如测量一个十万方的油罐约需两个小时。徕卡TS15M系列全站仪可以机载运行用户自主开发的GeoC++程序。该软件具有以下主要特点：机载部分（内测）：在立式油罐测量过程中，全站仪测站位置可以自由选定。在测量水平断面时，由于被测点距离的不同，需要全站仪自动调整测点高度，保证断面上各测点在规定的水平限差之内。按软件输入的水平角步进参数，全站仪自动驱动照准部，在360度范围内均匀采集同一水平断面上各点的三维坐标，并自动把测量结果记录在全站仪的PCMCIA卡上。如果需要，还可以人工补测水平断面上某些特征位置点的三维坐标。完成一个水平断面的测量工作后，修改或确认事先输入的水平断面高差步进值和水平断面相对某一起算点的高程值，全站仪自动向上或向下测量另一水平断面。对于均匀或非均匀板高的立式油罐，在输入适当的水平角和水平断面高差步进值后，全站仪在无人干预的情况下可全自动完成整个油罐的圈板断面测量。半径计算和数据导出测量数据自动地保存在TS15M全站仪的数据库中，测量完毕可在全站仪中直接计算各圈板的半径。所有数据可按一定格式导出，导出的数据包括圈板号、测量位置、测量点号及三维坐标、各圈板相应的半径。导出的数据可被后处理软件直接调用和进一步的处理。机载部分（外测）：在使用全站仪用径向偏差法测量时（外测）：在架设全站仪后，切准油罐的左右两侧，读取夹角，然后将仪器定位到1/2的夹角处，即为径向方向。瞄准各圈板的1/4和3/4位置，全站仪即可自动测出到各圈板的径向距离（平距），并与到基圆的平距进行比较，即可实现径向偏差法的测量要求，方便、快捷。当油罐的条件不适合内测时或者做复检时，外测就显的由为重要和不可或缺。后处理部分：该软件是依据GB/T13235.1《石油和液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法（围尺法）》和GB/T13235.3《石油和液体石油产品立式圆筒形金属油罐容积标定法（光电内测距法）》而编制的。该软件具有较强的适用性，能满足用户多种需求，显著特点包括：a、压力容积膨胀值可按水单独编表，也可将其合并编入油罐容积表中。b、罐容积表即可以按分米编制，也可以按厘米编制。c、对于小型油罐，可由基圆周长按对接、套筒搭接和交互搭接方式推算容积表。d、对于光电内测距法，可以和全站式电子速测仪的测量数据对接，自动区别测量数据的圈板号，测量位置，每个测量圆周的测量点数，计算出测量圆周和各圈板半径，而且可根据底部圈板和顶部圈板圆周的拟合圆心坐标自动计算出油罐倾斜度。e、可根据罐底标定数据的多种来源计算罐底量，包括多环等间距水准测量、液体标定、小型罐规则罐底（圆锥、球缺和椭球）和采用上次容积表罐底数据。f、附件处理简便灵活，只要输入附件的起点标高、止点标高和几何尺寸，其他一概不用您管。其中提供多种附件类型供您选择。4.项目培训方案、售后服务及培训计划为了能使用户熟练掌握系统仪器、软件的操作，我们特做如下计划：4.1、验收培训：在设备送到客户单位时，全面讲解设备的基本操作、使用，以使用户能够完成对设备验收并对仪器有一个初步的了解，因为仪器本身也是高科技产品，对于刚接触的用户一定要有一个适应过程，所以，在最初的培训过程中以系统设备的简单操作培训为宜；4.2、初次使用培训：用户在接受了验收培训之后，由于客观的原因，并不是马上就会用到本系统，所以在验收培训是所接触的一些具体操作有可能会忘记，同时，由于在检定现场各种不利因素比较多，一定要有有经验并且对检定规程、设备的使用、保养、软件的操作比较了解的人陪同，以使得用户度过刚开始操作仪器时的陌生期；4.3、复杂罐（如浮顶罐）的检定培训：在有了以上两次培训之后，用户对仪器的使用有了最基本的了解，也可以完成如拱定罐的检定工作了，但对于某些复杂的或者影响容积表因素比较多的罐还必须进一步提供帮助，解答用户的一些疑惑，并协助用户把罐容表做好，至此，才算是完成了整个培训过程。4.4在培训过程中，要重点解决如下问题：1.油罐测量中，全站仪的作用是什么（工作原理）？2.为什么要选用徕卡全站仪？别的品牌仪器为何不可以？3.油罐检定已经进行了很多年，为什么现在才开始使用全站仪？4.全站仪所测得的直接结果为坐标，坐标是怎么生成的，对检定的结果有何意义？5.油罐测量的数学模型是如何建立的，它同检定规程是如何匹配的，有无关系？6.全站仪所测的点数有无要求？若有，如何要求？7.实际操作过程中如何确定点数，点数的多少同测量精度的关系如何？8.检定过程中还需要哪些辅助设备？9.全站仪检定完之后还要进行围尺测量吗？依据是什么？10.其他方法都需要对最后的结果进行修正，全站仪需要吗？如何进行修正？11.全站仪在油罐中如何架设？12.架设全站仪时怎样根据现场的情况选择架设的地点并选择相应的软件程序？13.软件是如何工作的，具体操作如何？14.在全站仪工作的时候，突然停下来是因为什么？15.停下来后，如何接着进行测量？需要从新开始吗？若不需要，如何跟以前的坐标相连系？16.有的点测量不了，全站仪自己不能跳过，如何处理？17.若油污太厚，对测量会造成怎样的影响？如何处理？18.罐底条件不好，能否将全站仪的补偿器关掉？关掉后对结果有何影响？19.全站仪不是架在油罐的正中间，对精度有无影响？20.若不是架在正中间，全站仪在扫描时会形成一个不在同一水平的椭圆，此时应该如何处理？处理到什么样的程度才认为可行？21.测量时，如何尽量避免测量在有遮挡的物体上？22.若有的点测量位置并不是我们要的，该如何处理？23.处理不需要的点，怎样保证不影响检定精度？24.如果有的点我们跳了过去，还需要补上吗？25.如何进行补点测量？26.补的点如何同原来的数据进行合并？合并后和原来的点有冲突怎么办？27.附件的测量如何同全站仪的测量数据相联系？28.附件测量用全站仪好吗？为什么？29.浮顶罐如何测量？30.浮顶罐浮盘上下如何分别进行测量？31.浮顶如何测量？32.测量后的结果如何整合成一个完整的油罐？33.测量浮顶罐时如何架设全站仪？34.检尺口等记录点的测量同全站仪测量的数据相互间有无影响？如何影响？35油罐外测时如何架设全站仪？36.外测时全站仪的架设对结果有无影响？如何影响？37.外测时，若是浮顶罐如何处理？38.外测的结果如何在现场进行