储油罐的变位识别与罐容表标定a

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1、储油罐的变位识别与罐容表标定摘要本文通过对储油罐变位情况的分析，讨论了储油罐变位后的罐容表重新标定和变位识别问题.首先，当油罐无变位时，通过分析油罐内燃油的几何分布特征，利用积分知识，得到罐容与油面高度的关系；根据附件1中的数据进行误差修正，得到罐容-油高积分模型一.当油罐发生纵向变位时，根据油罐内燃油的情况进行分区积分，建立出椭圆柱体纵向变位模型二；根据非线性拟合理论，利用MATLAB软件，对的情况进行误差修正后，得到最终的椭圆柱体罐容表标定模型三，并得到间隔1cm的罐容表标定值（见文中表一）.其次，当储油罐仅发生纵向变位时，对储油罐内燃油量进行分段积分，得出储油罐纵向变位模型四.

2、在此基础上引入横向变位，运用几何方法得到横向变位后油面高度转化函数，从而建立出储油罐双向变位模型五.通过模型五并运用附件2中的数据，对纵向变位参数和横向变位参数进行非线性拟合，确定出变位参数，，得到储油罐罐容表标定模型六，计算给出间隔10cm的罐容表标定值（见文中表二）.最后，利用附件2中的部分数据，对储油罐罐容表标定模型的正确性和合理性进行了检验.并对参数，进行了灵敏度分析,的灵敏度较高，的稳定性较好.此问题可推广到其它液体容量表的制定，如汽车油量表等.关键词变位识别；标定罐容表数学模型；积分模型；变位参数31一、问题重述随着交通业迅猛发展，加油站为了保证燃油的供应通常都会有若干个

3、地下储油罐，并通过相应的“油位计量管理系统”对储油罐进出油量和储油罐中油位高度等数据进行测量，再依据罐容表对储油罐实时数据进行计算，从而实现对储油罐的控制与调节.由于储油罐在使用一段时间后会因为地基变形等原因发生变位现象，导致通过罐容表的计算数据值无法反映出储油罐中真实燃油量，从而会对加油站的管理与正常运行都会带来一定影响，因此对储油罐实行定期罐容表重新标定是一个行之有效的方法.问题一，若将储油罐看作是一个没有球冠体的椭圆柱体，通过对储油罐无变位和有纵向倾斜量情况进行分析，研究储油罐变位后对罐容表的影响，并给出储油罐纵向倾斜角时间隔为的罐容表标定值.问题二，对实际储油罐的双向变位（纵

4、向倾斜角度和横向偏转角度）情况进行分析，探讨变位参量与罐容表值之间的关系，并给出罐体变位后油位间隔的罐容表标定值，此外通过实际观测数据对建立的模型进行正确性与可靠性检验.二、问题分析对于问题一，罐体变位后对罐容表的影响，可转化为罐内燃油的体积随油面的高度变化.当无变位时，因为罐体为椭圆柱体，对燃油体积的计算，可以使用简单的多重积分来计算，即可得到油位高度对应的罐内燃油体积.当发生纵向倾斜时，可以根据油罐内燃油的几何分布特征进行分类，分段积分.如果得到的燃油体积随油面高度的变化较为准确，则可以直接得到罐容表标定值；若存在一定的误差，则可以考虑进行误差修正，进而得到罐容表标定值.对于问题

5、二，先考虑纵向倾斜，同样运用积分的思想，在问题一的分类基础上加入对球冠体浸没情况的分类讨论；再考虑横向偏转时，不会导致油面的变化即油面一直保持在纵向倾斜时的高度，横向偏转对测量值的影响是通过改变油浮高度来实现的.运用立体几何以及积分的相关知识，即可得到油面高度与罐容的关系.后续还可以利用附件中的数据对模型进行检验，对横纵向变位的稳定性进行进一步的分析.三、模型假设1.所给储油罐是一个规则的几何体，忽略其内部结构所占的空间；2.油面视为通过油浮子并平行与水平面的平面；3.储油罐内、外部环境（温度和压强等因素）相对稳定，忽略其对油面高的影响；4.储油罐倾斜角变化不大.四、符号表示：储油罐

6、里的燃油量；：储油罐纵向倾斜角度；；储油罐横向偏转角度；：储油罐不包含球冠体时所剩余柱体的高().五、模型建立与求解31为讨论储油罐的变位识别与变位后罐容表标定问题，可以先通过对无球冠体的储油罐在无变位与有纵向变位两种情形进行分析，并在此基础上讨论实际储油罐发生纵向倾斜与横向偏转情况，以此建立储油罐罐容表标定模型.5.1椭圆柱体罐容表标定模型此时通过对无球冠体的储油罐未发生纵向倾斜的情况分析，建立一种较为简单和特殊的储油罐—油高积分模型.5.1.1罐容-油高积分模型一将小椭圆型储油罐抽象为严格的两端平头的椭圆柱体，在不发生纵向倾斜时，其正面示意图(如图1).yO水平线xAB油面油位探

7、针正面示意图横切面示意图图1小油罐正面示意图此时有油浮子的测量区间为，建立如图1中的横切面示意图所示的直角坐标系，再利用积分知识对罐体被浸没的体积进行求解，从而得到燃油量：(1)其中为椭圆长半轴，为椭圆短半轴，为椭圆柱体的长，且，，.然后利用MATLAB软件绘制出储油罐体无变位时，燃油量随燃油高度的变化曲线以及原始测量数据的散点图(如图2).通过图2中两曲线的比较可知，实际测量数据散点图与理论计算曲线的走势基本一致，并且对应相同油位高度时，实际测量值与理论