[發明專利]立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具及測量方法

有效

• 申請號: 201010266565.6
• 申請日: 2010-08-30
• 公開（公告）號: CN101915539A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 劉麗川;劉瑬;楊繼平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

1.一種立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特征在于：包括一長硬尺(1)、一短硬尺(2)和一軟尺(3)，所述長硬尺(1)的一端和短硬尺(2)的一端鉸接在一起，長硬尺(1)上設有一標記點(D)，所述軟尺(3)的一端連接在長硬尺的標記點(D)位置。

2.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特征在于：所述軟尺(3)的長度大于或等于所述長硬尺標記點(D)到長硬尺鉸接點(C)的距離與所述短硬尺(2)長度之和。

3.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特征在于：所述短硬尺(2)的自由端(E)設置有一個用于將短硬尺(2)可拆卸固定在金屬儲罐上方的固定部件(4)。

4.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特征在于：所述長硬尺(1)為U形槽形狀，所述短硬尺(2)可旋轉收折到長硬尺(1)的U形凹槽(1a)內。

5.按照權利要求1所述的立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量工具，其特征在于：所述軟尺(3)的一端通過一個U形叉塊(5)鉸接在長硬尺的標記點(D)位置。

6.一種運用權利要求1至5任一項所述的測量工具來檢測立式圓筒形金屬儲罐罐壁失穩變形的測量方法，其特征在于包括以下步驟：

1)、布置第一條測量線：將一根鉛垂線(6)的一端固定在圓筒形金屬儲罐(7)頂部的護欄(8)上并豎直懸下鉛錘，此時與圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)相交的鉛垂線(6)部分即為測量線；

2)、建立測量線的局部坐標系：將鉛垂線(6)與圓筒形金屬儲罐(7)頂部邊沿圓周上相交的點設為局部坐標原點(0)，通過該局部坐標原點(0)的豎直線為y軸，以圓筒形金屬儲罐的罐壁上局部坐標原點(0)所在的外法線方向為x軸；

3)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第一測量點(F1)：將測量工具的短硬尺自由端(E)處的固定部件(4)固定在圓筒形金屬儲罐頂部的護欄(8)上，旋轉長硬尺(1)，使長硬尺(1)的測量端(F)沿測量線貼于圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)上的一點，該點即為第一測量點(F1)，并將軟尺(3)拉直至短硬尺的自由端(E)，此時保持長硬尺(1)和短硬尺(2)均位于局部坐標系所在的豎直面上；

4)、運用三角函數關系計算出上一步中所述的第一測量點(F1)在局部坐標系中的x_F值、y_F值；

5)、在圓筒形金屬儲罐變形部位選擇第二測量點(F2)：保持短硬尺自由端的位置，旋轉長硬尺(1)，調整長硬尺(1)與短硬尺(2)之間的夾角，使長硬尺(1)的測量端(F)沿測量線貼于圓筒形金屬儲罐的變形部位(7a)上的另一點，該點即為第二測量點(F2)，此時保持長硬尺(1)和短硬尺(2)均位于局部坐標系所在的豎直面上；

6)、重復步驟4計算出第二測量點(F2)在局部坐標系中的x_F值、y_F值；

7)、重復步驟(5)和步驟(6)，計算第n測量點在局部坐標系中的x_F值、y_F值；

8)、按照步驟1布置n條測量線，相鄰測量線之間均留有橫向間隙距離，并按照步驟2～7計算出每條測量線對應的各個測量點在局部坐標系中的位置；

9)、建立總體坐標系：以圓筒形金屬儲罐(7)底面圓的中心為總體坐標原點，以所建立的最后一個局部坐標系的x軸正方向為總體坐標系的Y軸正方向，局部坐標系豎直向上的y軸正方向為總體坐標系的Z軸正方向，最后按照右手坐標系原則確定總體坐標系的X軸正方向；

10)將每個測量點在局部坐標系中的二維值對應換算成在總體坐標系中的三維值：首先測出圓筒形金屬儲罐(7)的罐壁高度、罐壁直徑和當前測量點對應的測量線到最后一個測量線之間的罐壁頂部的弧長，然后按下列計算公式即可將測量點的局部坐標換算成總體坐標：

X=(xF+D2)sin2SND,]]>

Y=(xF+D2)cos2SND,]]>

Z＝y_F+L，

式中：X——測量點在總體坐標系中的X值；

Y——測量點在總體坐標系中的Y值；

Z——測量點在總體坐標系中的Z值；

x_F——測量點在局部坐標系中的x值；

y_F——測量點在局部坐標系中的y值；

D——圓筒形金屬儲罐的罐壁直徑；

SN——測量點對應的測量線到最后一個測量線之間的罐壁頂部的弧長；

L——罐壁高度。