一种用于球罐的容积测量装置及其测量方法与流程

本发明属于储罐容量检定，涉及一种用于球罐的容积测量装置及其测量方法。

背景技术：

1、球罐是一种密闭压力容器，用于储存和计算液化石油气及轻质液化化工产品等。它的构造一般是按正球体形状制作，因实际建成后各方向直径有少许差别，故需要测量球罐赤道直径和竖向直径，通过计算得到其准确容量。

2、目前常用的球罐直径测量方法有：经纬仪测量法、手持激光测距仪测量法等。其中经纬仪测量法，通过经纬仪的光学视准轴在罐体的切线方向上测得球罐的水平角α和天顶距z1、z2以及经纬仪中心到球罐中心的水平距离s，从而求得球罐的赤道直径和竖向直径，其中水平距离s和球罐中心点在地面的投影需要人工测量和修正，这种方法操作复杂，而且球罐外侧立柱支撑较多，同时找到上下左右四个切点较为困难。

3、此外，手持激光测距仪测量法要求在球罐内搭设临时平台，通过人工手持激光测距仪爬到球罐内部测量赤道内直径和竖向内直径，由于球罐内属于半密闭黑暗空间，测量人员在内部作业存在较多安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于球罐的容积测量装置及其测量方法，本发明无需人工进入球罐内部，就可以利用激光测距仪测量赤道内直径，操作简单，安全可靠。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

3、一种用于球罐的直径测量装置，所述球罐的顶部开设有上开孔，所述上开孔的边沿设有围板，其特征在于，所述直径测量装置包括：底座，所述底座上固设有圆形的第一固定座，所述底座上开设有第一通孔，所述第一固定座上开设有第二通孔，所述第二通孔和第一通孔上下正对；

4、四个支撑杆，四个所述支撑杆沿周向设置在第一固定座上，所述支撑杆的长度方向和第一固定座的径向一致，所述支撑杆的下侧面滑动设置有滑杆，所述滑杆的外端设有限位板；

5、驱动机构，所述驱动机构设置在底座上，所述驱动机构能够使四个滑杆同时沿径向移动；

6、转动盘，所述转动盘设置在第一固定座上，所述转动盘上开设有第三通孔，所述第三通孔位于第二通孔的正上方，所述转动盘上转动设置有第二转轴，所述第二转轴上同轴设有卷筒，所述卷筒上绕设有钢卷尺，所述钢卷尺的自由端依次穿过第三通孔、第二通孔和第一通孔延伸至底座的下方且端部设有平衡盘，所述平衡盘的相对两侧均设有激光测距仪，两个所述激光测距仪位于同一直线上；

7、配重机构，所述配重机构设置在平衡盘上，所述配重机构能够使平衡盘保持相对平稳。

8、优选地，所述驱动机构包括：

9、第一转动环，所述第一转动环同轴转动设置在底座上；

10、四个传动结构，四个所述传动结构均设置在底座上，四个所述传动结构和四个滑杆一一对应，所述传动结构能够利用第一转动环的转动带动相对应的滑杆沿径向滑动；

11、驱动结构，所述驱动结构设置在底座上，所述驱动结构能够带动第一转动环转动。

12、优选地，所述传动结构包括：

13、第一齿圈，所述第一齿圈同轴固设在第一转动环的外侧面上；

14、齿条，所述齿条沿长度方向设置在滑杆的侧面上；

15、第一转轴，所述第一转轴竖直转动设置在底座上，所述第一转轴上同轴设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第一齿圈啮合连接，所述第二齿轮和齿条啮合连接。

16、优选地，所述驱动结构包括：

17、第二齿圈，所述第二齿圈同轴固设在第一转动环的上侧面上；

18、水平轴，所述底座上竖直固设有支撑板，所述水平轴水平转动设置在支撑板上，所述水平轴的长度方向和第一转动环的径向一致；

19、第三齿轮，所述第三齿轮同轴固设在水平轴的内端，所述第三齿轮和第二齿圈啮合连接；

20、第一手柄，所述第一手柄固设在水平轴的外端。

21、优选地，所述配重机构包括：

22、螺杆，所述螺杆竖直转动设置在平衡盘上，所述螺杆的上端转动设置有顶板，所述钢卷尺的自由端固连在顶板上；

23、螺纹管，所述螺纹管螺纹连接在螺杆上；

24、若干个拉绳，所述平衡盘的侧边沿周向均匀开设有若干个穿孔，若干个所述穿孔和若干个拉绳一一对应，所述拉绳的一端固设在螺纹管的外侧，另一端穿过相对应的穿孔延伸至平衡盘的下方，所述拉绳的下端固连有平衡块；

25、升降结构，所述升降结构设置在平衡盘上，所述升降结构能够带动螺纹管沿螺杆上下升降。

26、优选地，所述升降结构包括：

27、配重块，所述配重块固设在平衡盘的下侧面上，所述配重块内设有安装腔，所述安装腔内设有电机，所述螺杆和电机传动连接；

28、限位结构，所述限位结构设置在平衡盘上，所述限位结构能够限制螺纹管转动。

29、优选地，所述限位结构包括两个限位组件，两个所述限位组件对称设置在平衡盘上，所述限位组件包括：

30、第二滑块，所述第二滑块沿径向滑动设置在平衡盘的上侧面上，所述第二滑块上设有延伸板；

31、连杆，所述连杆的一端铰接在螺纹管的外侧，另一端铰接在延伸板上。

32、优选地，所述转动盘转动设置在第一固定座上，所述转动盘的上侧面竖直设有操作杆，所述转动盘的侧面水平设有第一限位杆，所述第一固定座上沿周向竖直固设有两个第一竖杆，两个所述第一竖杆与转动盘圆心的夹角成90度，所述第一限位杆在两个第一竖杆之间转动。

33、优选地，所述支撑杆外端的下侧面铰接有吸盘。

34、一种用于球罐的容积测量装置的测量方法，包括以下步骤：

35、s1、将底座(2)放置在球罐(1)的上开孔(11)内，使四个支撑杆(6)架设在围板(111)上，转动第一手柄(261)带动第一转动环(22)转动，同时带动四个第一齿轮(251)转动，推动四个滑杆(62)向外滑动；

36、s2、当滑杆(62)外端的限位板(622)同时接触围板(111)的侧壁时，此时第一通孔(21)、第二通孔(31)和第三通孔(41)位于上开孔(11)的正上方，将支撑杆(6)外端的吸盘(63)吸附在球罐(1)的外侧壁上；

37、s3、转动卷筒(5)下放钢卷尺(53)，当钢卷尺(53)的长度接近球罐(1)的半径长度时，减缓下放的速度，同时启动两个激光测距仪(74)，测量多组数据并计算出总长，其中最大值为赤道内直径a。

38、s4、通过操作杆(42)带动转动盘(4)转动90度，使平衡盘(7)上的两个激光测距仪(74)的连线与之前连线相垂直，再次测量多组数据并计算出总长，其中最大值为赤道内直径b，最后利用a和b的平均值得出实际的赤道内直径c。

39、s5、继续转动卷筒(5)下方钢卷尺(53)，当平衡板(7)伸出球罐(1)底部的开口后，通过钢卷尺(53)上的刻度得出竖向内直径d；

40、s6、利用赤道内直径c和竖向内直径d的数值，通过公式计算得出球罐的容积v。

41、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

42、1、将底座放入上开孔内，通过四个支撑杆架设在围板上，通过转动第一手柄，带动第一转动环转动，然后同时带动四个第一齿轮和第一转轴转动，通过四个第二齿轮带动四个滑杆向外滑动，四个限位板同时靠近并接触围板的内侧壁，通过四个限位板先后接触围板内侧壁，来调整底座的位置，最终使底座位于上开孔的正上方且将其固定住，然后下放卷筒上的钢卷尺，使平衡盘下放至球罐的内部，通过钢卷尺上的刻度可以看出平衡盘的下放高度，当下放到合适高度后，减缓下放速度，同时启动两个激光测距仪，测量多组数据，通过计算得出总长，然后测量的最大值为赤道内直径，免去在球罐内部搭设平台的麻烦，操作简单，而且又无需人工进入球罐，安全可靠；

43、2、人工转动第一手柄，通过水平轴带动第三齿轮和第二齿圈转动，带动第一转动环和第一齿圈转动，从而带动第一齿轮和第二齿轮转动，推动齿条和滑杆径向移动，确保四个滑杆同步滑动，结构简单，传动效率高；

44、3、当平衡盘下放时，若干个拉绳下端的平衡块位于平衡盘的下方，增加平衡盘周围的重量，而且平衡块沿周向均匀布置，避免平衡盘发生摆动，当平衡盘到达测量高度后，启动电机带动螺杆转动，是螺纹管向上移动，拉动拉绳下方的平衡块向上移动最终接触平衡盘的下侧面，由于拉绳的长度相同，使得平衡盘保持水平状态，同时拉绳相当于平衡盘的若干个斜撑，能够避免平衡盘发生扭转，提高激光测距仪测量的准确性。