基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法

摘要

本发明涉及一种基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法。一种钢丝绳无损检测方法，它包括对比式样的制作：依据所检测的钢丝绳直径范围，截取不同直径钢丝绳的长度L制作钢丝绳无损检测对比式样；选取相同钢丝绳结构两米长钢丝绳绳断在中部制作相同缺陷，分别做钢丝绳破断拉力试验，在制作完成的对比式样，使用钢丝绳电磁类测试仪，通过加磁、标定、检测，取得不同缺陷检测值，与破断拉力相对应制作对比式样参数对照表；根据现场检测的检测数据和对比式样参数对照表，得出钢丝绳检测数据，以此推算出所检测钢丝绳的破断拉力，得出检测判定结论。本发明可方便、快速、准确地根据钢丝绳无损检测对比式样与检测结果的对比，确保钢丝绳的安全正常使用。

权利要求

1.一种基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，它包括支柱径向垂直度的测量和支柱周向垂直度的测量，其特征在于，所述径向垂直度的测量包括：

架设经纬仪，把经纬仪架设在待测支柱一侧，并位于该支柱底部截圆和球罐正对面的支柱底部截圆的公切线上；

经纬仪镜头中的十字叉丝对准待测支柱母线顶端测量点，锁定经纬仪，使经纬仪在水平方向无法移动；

将经纬仪镜头下移，从目镜中找到待测支柱母线底端测量点；

在底部放置一刻度尺L，在目镜中确定十字叉丝和该支柱母线底端测量点距离Δ＝|a2-a1|；其中a1＝0，从而得到该支柱的垂直度偏差值；

所述周向垂直度的测量包括：

架设经纬仪，把经纬仪架设在待测支柱一侧，并位于该支柱底部截圆的与所述公切线垂直的切线上；

经纬仪镜头中的十字叉丝对准待测支柱顶端测量点，锁定经纬仪，使经纬仪在水平方向无法移动；

将经纬仪镜头下移，从目镜中找到待测支柱母线底端测量点；

在底部放置一刻度尺L，在目镜中确定十字叉丝和该支柱母线底端测量点距离Δ＝|a2-a1|；其中a1＝0，从而得到该支柱的垂直度偏差值。

2.根据权利要求1所述的基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，其特征在于，所述周向值是指：在球罐支柱安装找正后，把球罐周向方向即切线方向的支柱倾斜度Δ＝[a2-a1]定义为周向垂直度值。

3.根据权利要求1所述的基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，其特征在于，所述径向值是指：在球罐支柱安装找正后，把球罐直径方向的支柱倾斜度Δ＝[a2-a1]定义为径向垂直度值。

说明书

基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及大型球罐支柱垂直度测量，尤其涉及一种大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法。

背景技术

[0002] 根据GB12337《钢制球形储罐》规定，在大型球罐的现场安装和定期检验的过程中，需要对球罐支柱垂直度进行测量，通常采用的方法为手工铅垂吊线法，通过测量铅垂线顶部距离支柱距离a1和铅垂线底部距离支柱距离a2来计算垂直度偏差标准Δ＝|a2-a1|，一般允许当支柱高度H≤8m时，Δ≤10mm；当支柱高度H＞8m时，Δ≤15mm。 [0003] 采用吊线法进行测量时，需要搭设脚手架(通常高度10米以上)。在球罐的安装和检验期间，由于已有搭设好的脚手架，所以实施该方法比较容易。但是也会遇到如下特殊情况，一是搭设好的脚手架阻挡了测量位置要拆除又受到工期限制时，二是遇到风大时吊线在风力作用下产生较大偏移、导致原合格数据严重超过标准允差；，三是球罐运行期间需要对严重超差的支柱垂直度在线监测时，则显然采用吊线法不切实际。 发明内容

[0004] 本发明旨在解决现有技术的缺陷，提供一种基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法。本发明操作简单、环境导致的测量结果误差小。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明一种基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，它包括支柱径向垂直度的测量和支柱周向垂直度的测量，

[0006] 所述径向垂直度的测量包括：

[0007] 架设经纬仪，把经纬仪架设在待测支柱一侧，并位于该支柱底部截圆和球 罐正对面的支柱底部截圆的公切线上；

[0008] 经纬仪镜头中的十字叉丝对准待测支柱母线顶端测量点，锁定经纬仪，使经纬仪在水平方向无法移动；

[0009] 将经纬仪镜头下移，从目镜中找到待测支柱母线底端测量点； [0010] 在底部放置一刻度尺L，在目镜中确定十字叉丝和该支柱母线底端测量点距离Δ＝|a2-a1|；其中a1＝0，从而得到该支柱的垂直度偏差值；

[0011] 所述周向垂直度的测量包括：

[0012] 架设经纬仪，把经纬仪架设在待测支柱一侧，并位于该支柱底部截圆的与所述公切线垂直的切线上；

[0013] 经纬仪镜头中的十字叉丝对准待测支柱顶端测量点，锁定经纬仪，使经纬仪在水平方向无法移动；

[0014] 将经纬仪镜头下移，从目镜中找到待测支柱母线底端测量点； [0015] 在底部放置一刻度尺L，在目镜中确定十字叉丝和该支柱母线底端测量点距离Δ＝|a2-a1|；其中a1＝0，从而得到该支柱的垂直度偏差值。

[0016] 所述的基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，所述周向值是指：在球罐支柱安装找正后，把球罐周向方向即切线方向的支柱倾斜度Δ＝[a2-a1]定义为周向垂直度值。

[0017] 所述的基于经纬仪的大型球罐支柱垂直度在线精确测量方法，所述径向值是指：在球罐支柱安装找正后，把球罐直径方向的支柱倾斜度Δ＝[a2-a1]定义为径向垂直度值。

[0018] 将本发明和吊线法进行了比较。在一次650立方米球罐检验中的支柱垂直度测量中，首先采用经纬仪进行测量，测量得到支柱最大径向偏差25mm，最大周向偏差24mm；采用吊线法对该两值进行复测，得到的结果为支柱最大径向偏差27mm，最大周向偏差26mm，比较实际测量值可知二者测量差较小。由于经纬仪采用的是母线投影的方法进行测量，所以其测量误差相对较小；而吊线法在实际的操作过程中，环境因素和人为导致的误差相对较大，所以经纬仪测量法比吊线法更加精确、可靠。附图说明：

[0019] 下面，结合附图对本发明作进一步的说明：

[0020] 图1为所述支柱周向垂直度测量时示意图；

[0021] 图2为本发明误差分析示意图。

[0022] 图1中：

[0023] 支柱垂直度偏差Δ＝a2-a1

[0024] a1＝100mm

[0025] Δ正、负号约定：

[0026] 面对支柱：上端外倾“+”

[0027] 上端内倾“-”

[0028] 上端右倾“+”

[0029] 上端左倾“-”

具体实施方式

[0030] 下面，结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

[0031] 如图1--图2所示，对于一个具有12根支柱的3000立方米球罐，需要对其支柱的径向和周向垂直度进行测量，下面以10号支柱和7号支柱为例，说明径向垂直度和周向垂直度的精确测量方法。

[0032] 图1中线AB为4号支柱和10号支柱(球心相对支柱)的底部截面圆外公切线，线CD为AB的平行线，且CD为7号支柱底部截面圆的切线。测量10号支柱周向垂直度时，将经纬仪架设在AB线的B端(测量4号支柱周向垂直度时，将经纬仪架设在AB线的A端)；测量7号支柱径向垂直度时，将经纬仪架设在CD线的D端。调整经纬仪水平，就可以按下面的方法进行测量。

[0033] 测量方法的实施过程

[0034] 测量10号支柱周向垂直度时，将经纬仪镜头中的十字叉丝对准10号支柱AB向的母线顶端测量点，如图2所示，锁定经纬仪，使经纬仪在水平方向无法移动，将经纬仪镜头下移，从目镜中找到10号支柱AB向母线底端测量点，在底部放置一刻度尺L，可以在目镜中确定十字叉丝和支柱AB向母线底端测量点距离Δ＝|a2-a1|(其中a1＝0)，从而得到该支柱的垂直度偏差值。7号支柱径向垂直度测量方法类似于上面的方法，不再赘述。 [0035] 误差分析

[0036] 从测量原理来看，要求经纬仪的架设地点严格在AB线上，但是在实际的 测量过程，难免会有偏离而带来实际测量误差，该误差是否会影响到支柱垂直度测量结果，下面就仪器的架设位置导致的误差进行分析。

[0037] 推导过程：

[0038] 设A点为仪器理论测量基准点，B点为仪器实际测量基准点，C点为理论测量目标点，D为实际测量目标点，L为圆心到理论测量基准点的距离，S为理论测量基准点到实际测量基准点之间距。

[0039] 又设AC＝BD，且AC、BD均为⊙O的切线。

[0040] 易证ΔOAB≌ΔOBD

[0041] ∴∠AOB＝∠COD

[0042] ∠COD为⊙O的圆心偏角

[0043]

[0044] 实例演算

[0045]

[0046] 将上数值换算成度单位表示为

[0047]

[0048] 对于给定的测量支柱而言，由于测量基准点偏差导致的支柱被测母线移动而产生的垂直度误差是非常微小的。通过以上推导和演算可以看出，在S＜＜L成立的情况下，较大的基准误差对整个测量结果的影响是非常微小的，可以忽略不计。该测量方法是正确可靠的，该方法操作简单、测量结果精确。可以应用于在线监测支柱垂直度超标后的发展情况。

[0049] 案例验证：

[0050] 在某次定期检验中，发现宝钢能源部3000米3氮气球罐支柱垂直度严重超差，当时经过应力分析计算结果是安全的。能源部为了随时掌握球罐运行期间支柱垂直度发展情况，要求本单位帮助实施支柱垂直度在线监测，经过本单位检测人员使用上述方法在线监测一年后，结果发现垂直度数值发展变化不大，没有超出应力分析计算结果范围，为现场提供了有力的技术支撑，下表摘录其 中三个月数据。

[0051]