。
[0031]图3是用于测量罐容积的系统100的示意图，该系统100包括罐102、推车(trolley) 104、激光二极管106和线性位置传感器108。为测量罐102的容积，首先利用包括上述已知方法在内的任何适合的方法或者使用本技术的推车104(如下面详述)在预定基准位置处测量罐102的周长。例如，在图3中，基准周长是通过沿着线C测量绕着罐102的周长的水平距离来确定的。利用在基准位置处的周长测量，能够利用在API MPMS Chapter2.2k Appendix B中规定的一系列等式来确定在基准位置处罐的环半径，以便对简单的几何关系r = c/2 的必要调整进行校正，其中r是半径，c是罐的周长。
[0032]激光二极管106向上发射激光竖向基准线110，并且借助于沿着三个不同轴线具有调平特征的三脚架120或等同的支撑装置，激光二极管106定向成使得激光竖向基准线110基本平行于罐102的壁112。在基准位置处测量从罐壁112到激光竖向基准线110的距离。因为在基准位置处罐的环半径是已知的，并且从罐壁112到激光竖向基准线110的距离是已知的，所以能够计算出从罐102的中心114到激光竖向基准线110的距离。减去直接地或者从工程图中确定的罐壁厚度，能够确定罐内环半径。
[0033]在基准位置处已知基准周长C，推车104能够定向成顺着罐102竖向地上下移动，如图3所示。线性位置传感器108附接到推车104上，并且向外远离罐壁112延伸得足够远而至少与激光竖向基准线110交叉。线性位置传感器108可以包括可读尺(未示出)、用于位置感测的光电检测器阵列或者指示罐壁112与激光竖向基准线110之间的水平距离的其他装置。可读尺或线性位置传感器可以手动地或者电子地构造为包括推车，并且在数据处理装置113中通过数学方式调节其安装距离以提供从竖向基准线110到罐壁112的偏移距离的精确表示。随着推车104顺着罐壁112竖向地上下移动，能够测量罐壁112朝向或远离激光竖向基准线110的弯曲。因此，能够在任意给定高度处测量激光竖向基准线110与罐壁112之间的距离。
[0034]在一些实施例中，线性位置传感器108能够构造为与数据处理装置113通信，数据处理装置113能够例如远程地安装或者安装到推车上，并且连续地接收测量值，使用测量值来确定罐壁112相对于激光竖向基准线110的轮廓。线性位置传感器108与数据处理装置113之间的这种直接通信是有益的，因为这大幅增加了用于确定罐壁的轮廓的测量点的数量，而且去除或减少了与模拟位置指示器的人为读数有关联的误差，诸如常用于已知系统的那些模拟位置指示器。另外，线性位置传感器能够构造为自动重复测量，从而提供确保读数精确的冗余。在第一竖向测点完成之后，围绕罐以所需位置数量来重复上述过程。
[0035]因为从激光竖向基准线110到罐102的中心114的距离是已知的，如上所述，所以能够确定在任意既定高度处罐的半径。这进而意味着，能够利用公式c = 2 π r来确定在任意既定高度处罐的周长，其中c是周长，r是半径。最后，能够利用在沿着罐壁112的高度的任意数量的期望高度处的周长计算来测量罐的容积，或者最优地合并为在各竖向位置处罐壁的连续轮廓。这些计算中的每一计算能够通过数据处理装置113来实施。这允许进行沿着罐壁112的多达数千个数据点的测量和分析，而不是像已知系统中那样测量几个。这种测量灵敏度的提高以及在测量过程中采集的数据点的数量实现了罐校准过程中的更精确的容积计算。另外，因为是以电子方式实时地采集和分析数据，本技术的系统100减少了计算罐102的容积所需的时间。
[0036]如图3A所示，激光二极管106能够定位在围绕罐102的周边的多个位置处。在该实施例中，上述的半径计算能够沿着围绕罐的多条竖向基准线来实施。该布置进一步增加了数据点的数量，使得在罐校准期间进行更加精确的容积计算。
[0037]在图3的罐容积测量系统100中使用的装备包括一些新特征，这些新特征提供了优于已知的罐容积测量装备的优点。例如，推车104可以是磁性的、机动的以及远程控制的。推车104的磁性使其在测量罐壁112轮廓的整个过程中都保持与由钢或其他铁基材料(ferrous material)制成的罐壁112接合。在整个测量过程中保持与罐壁112接合的这一能力是有益的，因为这确保推车104与激光竖向基准线110之间的水平距离测量是精确的。
[0038]推车104的机动化以及远程控制推车104的能力允许操作者从除了罐顶部(如已知系统中常见地用绳索)之外的位置来控制推车。例如，操作者可以位于地面上且从地面控制推车，从而不需要爬到罐顶部来手动控制推车这一耗时且危险的工作。另外，远程控制的推车的使用允许将所公开的容积测量方法用于正常情况下不能使用ORLM方法的罐，例如在罐顶部具有妨碍手动推车操作的防风梁或结构的罐。换言之，利用远程操作推车104，推车104能够被驱动到罐102上在其他情况下不能接近的点。远程控制可以基于无线电，或者可替代地，可以通过附接的电线来提供。在一些实施例中，推车104可以通过电动机来实现机动化。推车还可以具有轮子，或者可选地具有轨道或其他移动装置。
[0039]推车还可以装备有额外的帮助提高容积测量精度的工具。例如，推车可以具有构造为测量推车104距罐102的底部的竖向距离Dv的高度传感器116。当期望在预定高度处进行测量时，这种高度传感器能够有助于识别推车在罐壁112上的精确的竖向位置。高度传感器116能够辅助罐壁112的连续轮廓偏移绘制，并且还能够帮助检测罐102上的环焊标记物的高度。在一些实施例中，高度传感器116可以是利用激光测距技术来确定推车的高度的激光传感器。另外，高度传感器116可以枢转地附接到罐上，使高度传感器能够在基准周长测量期间使用，如下文更全面描述的。
[0040]另外，推车104能够装备有红外温度传感器118，红外温度传感器118邻近罐壁112定位且构造为测量罐壁112的温度。这种温度测量是有用的，因为钢随温度而膨胀和收缩，并且这种膨胀和收缩影响既定高度处罐的周长。温度传感器118能够紧靠罐壁112的附近安装到推车的底侧。温度传感器118能够在罐周长测量期间测量罐壁112的温度以提供用于计算罐容积的温度校正因数。
[0041]罐壁112的这种实际温度的测量优于采取平均内部温度和平均环境温度以基于现有的美国石油机构(API)等式来确定温度校正因素的已知惯用手段。API等式不令人满意，因为它们使用环境温度和估计的罐内温度来用于膨胀校正。其问题在于，罐内的液体根据温度而分层，并且罐顶部的液体温度与底部温度相差可高达华氏温度八(8)度以上。另夕卜，罐壁在罐暴露于太阳的一侧比遮光的一侧更暖。因此，罐内温度大幅地变化。此外，环境温度测量值经常可能是任意的，而且是通过位于距罐较远距离的气象站来取得的。推车安装的温度传感器通过直接测量罐壁112的温度而消除了这些问题。
[0042]激光二极管106可以是窄束激光二极管。在一些实施例中，激光二极管106能够安装到三脚架上以提高稳定性，并且能够在3个轴线上进行调平以提高精度。本技术的激光二极管106非常精确，并且能够替代在许多已知的光学基准线系统中使用的光线。
[0043]本技术的线性位置传感器108能够替代现有技术的水平尺，在一些实施例中，可以是超线性位置传感器(SLPS)或位置敏感二极管(PSD)。线性位置传感器108的使用是有益的，因为其非常精确，为水平位置测量提供了微米级精度。这与现有技术的光学测量装备相比是高达一千(1000)倍以上的提高。另外，一些实施例包括能够随着推车104沿罐壁112的竖向路线行进而连续绘制罐壁112的线性位置传感器108。这有助于通过沿着罐102的基本上整个竖向高度实现大量的周长测量来提高容积测量的精度，而不是如已知方法那样仅在每个罐板上的两个点处测量。
[0044]图3所示的系统，尤其是带有高度传感器116和温度传感器118的远程控制的磁性推车104、激光二极管106和线性位置传感器108，提供了如上所述的相对于已知系统的多个优点。另外，这些特征的组合起到利用本文公开的罐校准方法来显著提高容积确定精度的作用。
[0045]现在参考图4，示出了在罐102的表面上处于水平位置的推车104。在该水平位置，推车104能够测量罐102在基准位置处的周长C。如上所述，罐102在基准位置处的周长C的精确测量有助于确保罐的容积确定是精确的。为精确地测量罐102的周长C，推车104装备有线性跟踪装置122。在一些实施例中，线性跟踪装置122可以是经校准的跟踪轮。可替代地