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昆山市巴城镇形展科技大空间数字化工厂管道测量服务的三维扫描技术

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上海静安区形展科技对大空间数字化工厂和制造领域工厂管道、船舶、油罐等测量服务

油罐体积测算

项目概况：

油罐是国家或企业间大宗能源贸易结算的主要计量储存器具，属强制检定计量设备。作为国民经济生命线系统之一能源系统的重要组成部分，其在商业、军事、民用、交通、航空、特别是石化行业中有着非常广泛的应用，主要包括立式罐、卧式罐和球形罐等。近年来随着石化行业的蓬勃发展，储油罐的建造逐渐兴起，如何利用先进的计量方法，测算其容积一直是油罐运行的核心部分，同时也是业界一大难题。

项目难点分析：

1、全站仪法存在局限性：在大型油罐中，常常由于测量环境不理想（如附件遮挡等），全站仪采集的数据不准确，甚至不能够使用全站仪。这时往往需要使用光学基准线法配合围尺法获取圈板直径数据；甚至更有甚者只能通过灌水计量的方式来进行容积计算。这些方式不但繁琐、耗时，对人工的需求也比较高。

2、油罐底量测量费时：在测量油罐底量时，测量点的选取影响底量容积的精度。由于现场环境复杂，一般不宜应用容积比较法。在几何测量法中，要求测量点至少 64 个。为了保证底量测量精度，测量点的选取十分严格，用米尺逐一确定位置，然后用水准仪和标高尺读数。一般测量 64 个点需要至少一个半小时。加上操作仪器和附件测量的时间，计量员至少需要在罐中待上两个小时，在恶劣的工作环境下，工作是十分辛苦的。

3、附件测量有难度，油罐内的附件种类和数量较多，例如输油管、加热盘管、浮筒、支撑架等。测量起来不仅耗时，有时会遇到立式输油管、支撑架等情况，根本无法测量它们的体积，进而附件体积的整体测量精度会受到很大影响。

形展.jpg 综上所述，测量仪器和测量技术的局限性是制约油罐计量发展的主因。三维激光扫描仪的出现正好能解决这些难题。利用扫描仪的高速性和高采样率可以快速的对油罐内外部进行数据采集，而且利用扫描仪的构造特性，工作人员甚至不需要进入油罐内部便能将油罐内部容积扫描出来。

现场油罐构造

形展1.jpg

油罐扫描，由于三维激光扫描仪的垂直视场角为 300°，所以将仪器倒过来扫描的话能很完整的扫描出内部空间及结构，加上扫描仪的快速扫描特性，一个常规尺寸的卧式油罐只需要不到 10 分钟便能扫描完成。

形展2.jpg

扫描完成后的油罐点云数据非常均匀细致，直观的反映出油罐的整体结构

形展3.jpg

油罐内部支撑件以及附件都完整的被扫描出来，不存在遗漏油罐计量数据后处理软件应用

油罐计量数据后处理软件应用

TMV 油罐容积计量系统是经中国国家计量院认证的专业三维扫描油罐计量软件，该软件分卧式罐及立式罐计量两种版本，通过三维激光扫描油罐数据载入该软件中，进行精准的计量运算，获得标准油罐容量表及容积表等成果。

读取xyz 三维扫描数据，在扫描数据后处理中读取xyz 数据，支持各种扫描仪导出的通用数据。

操作简单，简体中文界面，线性流程操作，整个操作非常简单。

附件及支撑物参与计算，可在软件中添加各种附件及支撑物数据，会根据高度实时扣除该处附件及支撑物容积，大大提高结果准确度。

更为高级的算法，不需进行三维建模即可计算，该系统平台不需要对三维扫描数据进行3D 模型生成，采用更为高级的算法直接检测点云边缘，即可以进行高精度的容积计算，提高了效率及精度。

油罐容积计算过程

1.在 VTM油罐容积计量系统中可以输入项目信息、编号、单位、检定日期等信息，并可以在附件栏中加入油罐中的附件信息及相关容积。

2.相关信息及附件属性添加后，启动 3d数据可视化运算窗口，载入扫描的油罐三维数据，并进行容积计算。

形展4.jpg

数据运算完成后，可以直接生成油罐容积表，打印、提交

形展5.jpg

项目功能及应用范围分析

三维扫描仪体积小、重量轻、精度高、速度快、可进行远程控制、可以用于油罐测量的倒置扫描工作。

非接触式扫描方式，降低工作人员的危险性和工作强度。可以生成具有国家计量院认证的标准计量表。

极为省时和高地建立复杂油罐的三维数据。

可以对油罐进行容积校准，标定液位仪，减少油站运营损失。

由于使用的是近红外不可见的激光束，无论环境明亮或黑暗，完全可以进行数据采集工作。

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浦东新区南汇新城镇环湖西二路888号2幢2区12054室

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品牌	形展科技	型号	KSCAN
测量精度	0.020 mm	扫描方式	非接触
适用场所	汽车工厂	扫描仪类型	非接触式扫描仪
扫描面幅	1440 mm × 860 mm	分辨率	0.010 mm
基准距	300 mm	景深	925 mm
工作温度	-10°C~40°C	接口方式	USB 3.0
精细扫描	7束平行蓝色激光线	大面幅扫描	11束平行红外激光线
深孔扫描	额外1束蓝色激光线

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