掃描技術對大空間數字化工廠測量服務

油罐體積測算

項目概況：

油罐是國家或企業間大宗能源貿易結算的主要計量儲存器具，屬強制檢定計量設備。作為國民經濟生命線系統之一能源系統的重要組成部分，其在商業、軍事、民用、交通、航空、特別是石化行業中有著非常廣泛的應用，主要包括立式罐、臥式罐和球形罐等。近年來隨著石化行業的蓬勃發展，儲油罐的建造逐漸興起，如何利用先進的計量方法，精確測算其容積一直是油罐運行的核心部分，同時也是業界一大難題。

項目難點分析：

1、全站儀法存在局限性：在大型油罐中，常常由于測量環境不理想（如附件遮擋等），全站儀采集的數據不準確，甚至不能夠使用全站儀。這時往往需要使用光學基準線法配合圍尺法獲取圈板直徑數據；甚至更有甚者只能通過灌水計量的方式來進行容積計算。這些方式不但繁瑣、耗時，對人工的需求也比較高。

2、油罐底量測量費時：在測量油罐底量時，測量點的選取影響底量容積的精度。由于現場環境復雜，一般不宜應用容積比較法。在幾何測量法中，要求測量點至少 64 個。為了保證底量測量精度，測量點的選取十分嚴格，用米尺逐一確定位置，然后用水準儀和標高尺讀數。一般測量 64 個點需要至少一個半小時。加上操作儀器和附件測量的時間，計量員至少需要在罐中待上兩個小時，在惡劣的工作環境下，工作是十分辛苦的。

3、附件測量有難度，油罐內的附件種類和數量較多，例如輸油管、加熱盤管、浮筒、支撐架等。測量起來不僅耗時，有時會遇到立式輸油管、支撐架等情況，根本無法測量它們的體積，進而附件體積的整體測量精度會受到很大影響。

綜上所述，測量儀器和測量技術的局限性是制約油罐計量發展的主因。三維激光掃描儀的出現正好能解決這些難題。利用掃描儀的高速性和高采樣率可以快速的對油罐內外部進行數據采集，而且利用掃描儀的構造特性，工作人員甚至不需要進入油罐內部便能將油罐內部容積掃描出來。

現場油罐構造

油罐掃描，由于三維激光掃描儀的垂直視場角為 300°，所以將儀器倒過來掃描的話能很完整的掃描出內部空間及結構，加上掃描儀的快速掃描特性，一個常規尺寸的臥式油罐只需要不到 10 分鐘便能掃描完成。

掃描完成后的油罐點云數據非常均勻細致，直觀的反映出油罐的整體結構

油罐內部支撐件以及附件都完整的被掃描出來，不存在遺漏油罐計量數據后處理軟件應用

油罐計量數據后處理軟件應用

TMV 油罐容積計量系統是經中國國家計量院認證的專業三維掃描油罐計量軟件，該軟件分臥式罐及立式罐計量兩種版本，通過三維激光掃描油罐數據載入該軟件中，進行精準的計量運算，最終獲得標準油罐容量表及容積表等成果。

讀取xyz 三維掃描數據，在掃描數據后處理中讀取xyz 數據，支持各種掃描儀導出的通用數據。

操作簡單，簡體中文界面，線性流程操作，整個操作非常簡單。

附件及支撐物參與計算，可在軟件中添加各種附件及支撐物數據，會根據高度實時扣除該處附件及支撐物容積，大大提高結果準確度。

更為高級的算法，不需進行三維建模即可計算，該系統平臺不需要對三維掃描數據進行3D 模型生成，采用更為高級的算法直接檢測點云邊緣，即可以進行高精度的容積計算，提高了效率及精度。

油罐容積計算過程

1. 在 VTM 油罐容積計量系統中可以輸入項目信息、編號、單位、檢定日期等信息，并可以在附件欄中加入油罐中的附件信息及相關容積。

2. 相關信息及附件屬性添加后，啟動 3d 數據可視化運算窗口，載入掃描的油罐三維數據， 并進行容積計算。

數據運算完成后，可以直接生成油罐容積表，打印、提交 

項目功能及應用范圍分析

三維掃描儀體積小、重量輕、精度高、速度快、可進行遠程控制、可以用于油罐測量的倒置掃描工作。

非接觸式掃描方式，降低工作人員的危險性和工作強度。可以生成具有國家計量院認證的標準計量表。

極為省時和高精確地建立復雜油罐的三維數據。

可以對油罐進行容積校準，標定液位儀，減少油站運營損失。

由于使用的是近紅外不可見的激光束，無論環境明亮或黑暗，完全可以進行數據采集工作。