【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于lng薄膜罐容量測量，具體涉及基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法。
技術介紹
1、大型lng（液化天然氣）薄膜罐是由一個薄的鋼質主容器（即薄膜）、絕熱層和預應力混凝土罐體共同組成的能儲存低溫液體的復合結構。其優勢是更低的材料成本、更好的結構獨立性、氣密性和高度的模塊化。相較于全容罐，薄膜罐的內罐容積沒有理論極限，可以設計容量更大的儲罐。液化天然氣進口貿易交接采用的船舶艙貨物計量方式進行，考慮到船舶受到波浪、傾斜和形變等因素影響，液化天然氣立式儲罐計量比其有更好的計量準確性。企業在生產運行時，也需對儲存量進行監控和校驗，以確保液化天然氣儲量準確、受控。因此，對液化天然氣儲罐容量準確計量的具有重要意義。
2、由于lng薄膜罐內部結構復雜、體積巨大、且處于超低溫工作狀態，其容量計量的準確性難以有效保證。然而，國內外的技術規范尚無大型lng薄膜罐容量方法，傳統的石油儲罐采用三維激光掃描儀、全站儀、鋼卷尺、徑向偏差測量儀等設備測量儲罐的幾何形狀的方法不能完全滿足lng薄膜儲罐的測量需求。另外，理論上lng薄膜罐其截面為正五十六邊形，然而薄膜型lng儲罐內表面為數量眾多的波紋鋼組成，其內部空間巨大、結構形狀復雜，傳統三維激光掃描儀難以實現對其高分辨率掃描，因此實現低分辨率條件對復雜波紋表面重建薄膜型液化天然氣儲罐容量計量的技術難點。
3、基于此，本申請提供提供一種基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，基于最小二乘擬合原理研究lng薄膜儲罐正五十六邊形截面擬合算法，基于幾何特
技術實現思路
1、為了彌補現有技術的不足，本專利技術目的在于提供基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，以解決現有薄膜型儲罐的容量計量不準確的問題。為實現該目的，本申請具體技術方案如下：
2、所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，具體流程包括：
3、s1.?基于最小二乘擬合圓算法，初步確定lng薄膜罐正五十六邊形的內切圓心坐標（ x1， y1）、半徑 r1；
4、s2.?根據角點離圓心距離最遠原則，計算旋轉角 θ，并繪制正五十六邊形，確定測量點所在扇區；
5、s3.?基于最小二乘法計算點到邊的距離 m i，剔除雜點，計算截面面積 s i；
6、s4.?通過多次迭代，剔除雜點，得到的lng薄膜罐底z坐標值和lng薄膜罐頂z坐標值；
7、s5.?計算lng薄膜罐的容量。
8、進一步地，所述步驟s1的具體計算步驟如下：
9、s11.?將掃描測量的薄膜型液化天然氣儲罐點云數據集在三維點云處理軟件上按頂面、底面和壁面三部分進行點云分割，并導出頂面點云數據集 p頂、底面點云數據集 p底、壁面點云數據集 p壁； p頂( xi, yi, zi), i＝1,2,…, j； p底( xi, yi, zi), i＝1,2,…, k； p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0；
10、s12.?將壁面點云數據集 p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0，截取選取壁面中段數據按z坐標截取一段500mm點云， p壁( xi, yi, zi), z1 -250 ＜zi ＜z1 +250，取點云的x、y坐標，基于最小二乘擬合正五十六邊形的內切圓算法，初步確定罐壁正五十六邊形的內切圓心坐標（ x1， y1）；
11、s13.?將步驟s12截取的點云在z坐標方向按每10mm一層分割成若干個點云數據集 p壁j( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m2， zj-5 ＜zi ＜zj +5，根據步驟s12計算獲得的罐壁正五十六邊形的內切圓心坐標（ x1， y1），計算每層半徑 rj，記錄半徑 rj最小時 zj的值 zjmin，其中，
12、；
13、s14.?根據步驟s13計算所得 zjmin可以確定lng薄膜罐橫向褶皺所在位置的z坐標，避開橫向褶皺位置，將罐壁點云數據集 p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0，按200mm一層將罐壁點云截取形成若干個點云數據集 pn( xi, yi, zi)； 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，具體流程包括：
2.根據權利要求1所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S1的具體計算步驟如下：
3.根據權利要求2所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S12中，選取壁面中段數據按Z坐標截取一段500mm點云，根據壁面點云數據集P壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m1，計算中段位置Z坐標值：，取z1-250＜m1＜z1+250的點云數據集；最小二乘擬合正五十六邊形的內切圓算法：
4.根據權利要求2所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S14中，在罐壁點云數據集P壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m0，截取若干個點云數據集Pn(xi,yi,zi)，使各個點云數據集滿足Z坐標和，。
5.根據權利要求1所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S2的具體算法如下：
6.根據權利要求1所述的基于
7.根據權利要求6所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S31中，對于正邊形，其扇區夾角為：
8.根據權利要求7所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S4中，將底面點云數據集P底(xi,yi,zi),i＝1,2,…,k，采用中值濾波方式剔除異常點，再求解點云數據集Z坐標值的平均值：
9.根據權利要求8所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟S5中，根據計算得到的LNG薄膜罐底Z坐標值和LNG薄膜罐頂Z坐標值，確定LNG薄膜罐橫向褶皺所在位置的Z坐標：，將LNG薄膜罐若干層，計每層高度為，從下至上依次計算各層，其表示式為：
...【技術特征摘要】
1.基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，具體流程包括：
2.根據權利要求1所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟s1的具體計算步驟如下：
3.根據權利要求2所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟s12中，選取壁面中段數據按z坐標截取一段500mm點云，根據壁面點云數據集p壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m1，計算中段位置z坐標值：，取z1-250＜m1＜z1+250的點云數據集；最小二乘擬合正五十六邊形的內切圓算法：
4.根據權利要求2所述的基于幾何特征建模的薄膜型液化天然氣儲罐容量測量方法，其特征在于，所述步驟s14中，在罐壁點云數據集p壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m0，截取若干個點云數據集pn(xi,yi,zi)，使各個點云數據集滿足z坐標和，。
5.根據權利要求1所述的基于幾何特征建模的薄膜...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳澤南，辛華，施浩磊，陳賢雷，許惠中，沈正千，陳俊學，王科偉，陸葉，
申請(專利權)人：舟山市質量技術監督檢測研究院，
類型：發明
國別省市：
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