三维激光扫描式油罐容量计量方法研究-仪器仪表工程专业毕业论文.docx

中图分类号 学校代码10356UDC 620 密级公开硕士学位论文MASTERDISSERTATION三维激光扫描式油罐容量计量方法研究MetrologyMethodforOilTankCapacityBasedon3DLaserScanningTechnique作 者 陈伟专业领域 仪器仪表工程 校内导师 陈爱军校外导师 刘瑛 申请学位 工学硕士论文类型 应用研究 二〇一五年三月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院 有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名: 导师签名:签字日期:年 月 日 签字日期: 年 月 日致 谢硕士生涯即将结束,在这近两年半的时间里,感觉自己收获了许多,从最初的焦躁、迷茫到现在的从容、专注。这其中的变化,正是在老师的指导下,同学的帮助下的一步步成长。感谢你们陪伴我走过了人生中美好的求学时光。首先,感谢我的导师李东升教授。李老师学术上治学严谨、知识渊博;生活上幽默风趣、平易近人。在攻读硕士学位期间,李老师在各方面给予我很大的帮助,在专业领域,李老师的悉心指导往往让自己醍醐灌顶,受益匪浅。生活上,李老师独到的见解也让自己受益终生。还要感谢课题组的胡佳成、陈爱军、沈小燕、方波、陶容、曹杰等老师在学业上对我的关心。其次,在毕设课题的进行中,得到了合作单位舟山市质量技术监督检测研究院的帮助,他们在试验条件和数据比对方面提供了很多帮助,在此表示感谢。特别感谢校外导师刘瑛副院长,他在工作中给了我许多有益的指导。在实习期间得到了郝华东、施浩磊、李曙光等同事的帮助,在此祝福他们身体健康、工作顺利!在论文研究和撰写过程中,得到了实验室成员郭明明、于航、孙杰、张荣法、程阳、王梅宝、姚静远等同学的帮助与建议,在此向他们表示衷心地感谢,祝愿他们学业有成、前程似锦!最后,我要感谢我的父母家人,你们的爱让我生存与成长。我当努力前行,定不辜负期望!本文得到质检公益性行业科研专项项目“大型石油储运工程容量计量技术研究”(项目编号:201210106)的资助,在此表示感谢。同时,对为课题论文提供实验支持和帮助的战略石油储备基地及舟山市质量技术监督检测研究院表示感谢。陈伟2015年3月三维激光扫描式油罐容量计量方法研究摘要:立式金属油罐作为国际间石油化工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,重点研究了基于三维激光扫描技术的油罐容量计量方法,并与传统方法进行比对,主要研究工作如下:首先,对三维激光扫描点云数据预处理方法进行研究,结合三维激光扫描技术原理及其扫描数据特性,将扫描数据导入其配套的点云预处理软件Cyclone,剔除粗差点云,再利用逆向工程软件GeomagicStudio对Cyclone导出数据进行进一步的去噪处理,便于后续点云分析计算。其次,进行三维激光扫描法容积的测量及计算方法研究。研究了基于点云分析的立式金属罐容积计算模型,立式罐圈板横截面内点云数据的误差修正方法;计算罐体横截面圈板半径的最小二乘法、加速迭代法、等效面积法;基于点云分析的立式罐底量修正、罐体倾斜修正。再次,进行试验比对。以某油库外浮顶立式金属罐作为试验对象,利用三维激光扫描仪对油罐进行内测扫描,并用上述数学模型进行计算;同时用围尺法对每层圈板进行围尺测量,验证基于三维激光扫描法计算圈板半径的可行性。并通过点云数据计算罐底量和倾斜度,分别对罐底量和罐体倾斜进行修正,论证三维激光扫描法在油罐容量计量中的优越性。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,给出测量不确定度报告。论文的研究表明,将三维激光扫描仪应用于油罐容量计量领域,不仅省时省力,还能提高计量精度,优势明显。关键词:三维激光扫描技术;立式罐;容积计量;点云滤波;不确定度评定分类号:;UDC62