GB T 24958.1-2010 冷冻轻烃流体 船上球形储罐的校准 第1部分:立体照相测量法.pdf
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1、ICS 75.060 E 24 gB 中华人民圭t-、不日国国家标准GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 冷冻轻短流体船上球形储罐的校准第1部分:立体照相测量法Refrigerated light hydrocarbon fluids Calibration of spherical tanks in ships一Part 1 : Stereo photogrammetry (ISO 9091-1:1991,IDT) 4010-08-09发布 童直码防伪, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2010-12-01实施发布GB/T 249
2、58. 1-20 1 O/ISO 9091-1: 1991 目次前言.皿引言.凹l 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义4 注意事项-5 设备6 准备工作.47 拍照48 补充测量49 照片的处理10 坐标确定11 数据处理12 计算程序13 校准表附录A(资料性附录)安全注意事项8附录B(资料性附录)校准的准确度9附录c(资料性附录)-160.C下主计量表示例10附录D(资料性附录)纵倾校正表示例12附录E(资料性附录)横倾校正表示例14附录F(资料性附录)罐壁膨胀或收缩的校正表示例.I GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 目IJ1=1 GB/T 2495
3、8(冷冻轻短流体船上球形储罐的校准分为两个部分:一一第1部分:立体照相测量法一一第2部分:三角测量法本部分为GB/T24958的第1部分。本部分等同采用ISO9091-1:1991(冷冻轻短流体船上球形储罐的校准第1部分:立体照相测量法。本部分等同翻译ISO9091-1: 1991。为便于使用,本部分对ISO9091-1:1991做了下列编辑性修改za) 将一些适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述;b) 用小数点代替作为小数点的逗号,;c) 删除国际标准的前言,重新编写本部分的前言;d) 用GB/T1. 1 2000中规范性引用文件的引导语代替ISO9091-1:1991的引导语。本部
4、分附录A至附录F均为资料性附录。本部分由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)提出。本部分由全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)归口。本部分负责起草单位:中国石油西南油气田分公司天然气研究院。本部分参加起草单位:中国石油西气东输管道分公司南京计量测试中心、中国石油西南油气田分公司计量检测中心、中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司、中国海油天然气及发电有限责任公司、中国石油大连LNG项目部。本部分主要起草人:张娅娜、罗勤、张福元、李卫成、夏芳、段继芹、黄黎明、常宏岗、赵静。皿GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 sl 在接近大气压力下,
5、大量含有14个碳原子的轻娃被冷冻成液体储存并通过海运运输。这种液体可分为两类:液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)。为了使船舶运输安全且经济,这些液体的大量输送在船舶设计和构造上需要一种特殊技术。以贸易交接为目的的船上储罐内货物量的测定必须达到很高的准确度等级。本部分以及同系列的其他标准均规定了船上储罐的内部测量方法,由此方法可以推导出储罐校准表。对于内部测量,通常使用液体校正法、物理测量法、光学测量法和立体照相测量法。液体校正法不适用于罐装接近常压的冷冻轻短的大型球形罐,因为当罐装的液体高于某个平面,校正液体所施加的静液压可能会超过设计压力。从方法的准确性考虑,如果其他方法的校正结果可
6、疑,则可以采用立体照相测量法作为仲裁方法。立体照相测量法主要包括对罐壁上的目标拍照和室内照片的分析过程。本部分明确规定了用通用测绘照相机进行拍照和用立体绘图仪进行分析的方法。N GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 1 范围冷冻轻短流体船上球形储罐的校准第1部分:立体照相测量法1. 1 本部分规定了对液化气体运输工具上的球形储罐内部进行立体照相测量的程序。1. 2 除了实际测量步骤,本部分还介绍了编辑校准表的计算程序。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GB/T24958的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内
7、容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。ISO 7078: 1985房屋建筑放线、测量和观测程序词汇和指导性注解ISO 8311 :1 989 冷冻轻短流体船用隔膜式和分离棱柱式储罐的校准物理测量法3 术语和定义下列术语和定义适用于本部分。3. 1 绝对定向absolute orientation 通过内部和相对定向构成的立体模型的最终校正过程,在这个过程中立体模型的刻度被转化为实际长度,其倾斜度被调整到罐体的实际状态下。3.2 校准calibration 确定储罐总容积或与不同液位相对应的
8、部分容积的过程。3.3 校准表(主计量表)calibration table Cmain gauge table) 一种表格,通常被称作储罐校准表或储罐容积表,显示船在平吃水和正浮状态下从测量参比点测得的不同液位对应的储罐容积或体积。3.4 基准点datum point 储罐校准表参比的南极点。3.5 呆木deadwood 影响储罐容积的所有构件。当构件体积使储罐的有效容积增加时,呆木称为正呆木,当构件体积置换了液体体积而降低储罐的有效容积时,呆木称为负呆木。3.6 赤道equator 球形外壳最大的水平圆周。1 GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 3. 7
9、测标floating mark 在由两张照片立体叠合形成的三维空间内虚拟地占据某个位置的标记,检查或测量立体模型时可作为参比点。3.8 测量参比点gauge reference point 测量液位的参比点。注:在球形罐中,该点可以是液位计的零点,也可以是储罐的南极点。3.9 内部定向inner orientation 用数学方法确定照片在分析用立体绘图仪曝光时内视图的过程。校准焦距、校准主点的位置和校准的透镜畸变均是计算中的主要参数。3. 10 横倾list 船的横向倾斜度。3. 11 北极点north pole 球形储罐外壳的顶点或最高点由于存在管塔或其他附件,对大多数球形储罐来说这是一个
10、虚拟点)。3. 12 管塔pipe tower 与储罐的南北轴同轴的大直径管线,包含装卸管线、测量仪表、梯子、配线和其他用于避免晃动的罐内设施。3. 13 3.14 3.15 3. 16 3. 17 3. 18 3. 19 2 左舷port 轮船前进方向的左侧。相对定向relative orientation 为建立立体模型,用数学分析法确定两张重叠照片的相对位置和空间方位角的过程。南极点south pole 球形储罐的最低点。右舷starboard 轮船前进方向的右侧。立体模型stereoscopic model 由两张重叠照片的同名投影光线相交构成的三维模型。立体照相stereoscopi
11、c photograph 从两个不同位置对某一物体进行拍照,得到的一组照片可形成该物体的三维立体模型。目标targets 为了进行立体照相测量,在储罐内表面预先标注的位置。GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 3. 20 纵倾trlm 船的纵向倾斜度。4 注意事项本章概括了测量过程中的注意事项,以保证获得要求的校准准确度。4.1 测量和拍照的时候应特别注意,在测量或拍照过程中任何可能影响结果的异常现象都要记录下来。本部分描述的校准方法适用于处于漂浮状态或停在干船坞的船舶。停在干船坞的船舶使用该方法效果更好,因为船的纵倾或横倾在整个测量过程中可保持不变。在使用光学
12、水平仪或其他液位控制装置时应使船的纵倾和横倾保持不变。4.2 如果发现罐壁上有任何异常变形,应进行额外测量,为校准表中的正确计算获得足够的数据,还应提供与这些补充测量相关的校准人员的记录。4.3 应不间断地连续测量两次,如果结果不能满足下列允差,应继续测量直到连续两次读数在规定的允差范围内。测量/m不大于20允差/mm士2大于20士3偏移:l: 0.5 4.4 参比尺底部应安装减震装置,拍照时不宜触碰参比尺。4.5 标注目标的涂料应由耐低温液体的材料加工而成。4.6 用卷尺测量时,应使用卷尺检定或校准证书上规定的张力。4. 7 用分析仪器测量时,应单独测量两次,检查结果是否在负片或正片刻度的0
13、.01mm以内,如果不满足要求,应继续测量直到连续两次读数在0.01mm以内。4.8 应在储罐恒温时,在天黑以后或者储罐被隔热后,对目标拍照。5 设备5. 1 分析用立体绘图仪电脑控制设备,常用于测量照片中目标的坐标。通过三维坐标系该设备应能够确定或辨别每个目标的位置。5.2 照相平台一个面积足够大并带护栏的平台,能容纳摄影师和照相机三脚架。平台应安装在一个强度适中,长度足够的固定支架上,以便在每个拍照位置均可安装照相机。平台应能从一端围绕管塔沿着罐壁以360。旋转定位。5.3 端对端尺刻度为厘米(cm)和毫米(mm)的刻度尺,常用于测量呆木等。该刻度尺应具有认可的权威机构的标识和证书。5.4
14、 卷尺具有认可的权威机构的标识和证书的卷尺。5.5 测绘照相机用于立体测量的照相机,在像主距、畸变和主点位置方面进行校准,校准时应有清晰可辨的框标间隔。5.6 光学水平仪光学水平仪成正像,具有20或更高倍数的放大能力,能聚焦于1.5m或更近距离,水平仪灵敏度为40 s/2 mm或更佳。3 GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 5. 7 参比尺末端带有铅锤的钢尺,上面的几个标记用来标识特定的长度。参比尺用于表示参比长度,照相测绘仪器获得的所有照相尺寸可根据参比长度按比例换算成实际长度。5.8 遥测温度计一种用于测量参比尺附近的大气温度、准确度为:f:0.5.C的温
15、度计,用以校正由于刻度尺热胀冷缩引起的误差。5.9 钢尺用于测量距离等的刻度尺,以毫米(mm)为刻度。该刻度尺应具有认可的权威机构的标识和证书。5.10 表面温度计为了将测量温度下的目标坐标转换为经确认的参比温度下的坐标,用于测量储罐表面温度的温度计,准确度为:f:0.5 .C。6 准备工作6. 1 标记目标6. 1. 1 每个目标应由100mm X 120 mm、涂成黑色并带有显著数字的方块构成,方块中心留下一直径为20mm的圆,并在其中心画上十字。标记目标的涂料应由耐低温液体的材料加工而成。6. 1.2 储罐建造过程中及管塔安装以前,应在罐壁内表面、从赤道开始每隔20。的经纬线交叉点上标注
16、目标。在垂直和水平方向上标注误差应小于10mm。6.2 安装参比尺在管塔外,悬挂一根具有一定张力、并按一定间隔标注的参比尺。6.3 安装照相平台见5.2. 6.4 安装温度计在管塔附近和罐壁上各安装一支温度计。7 拍照当储罐处于恒温状态时,通过储罐中心,对整个内表面拍几组连续的立体照片,每张照片之间至少应重叠60%。8 补充测量8. 1 温度在拍照过程中用遥测温度计测量参比尺周围的温度,用表面温度计测量储罐内表面的温度。8.2 测量参比点的高度如果测量参比点和基准点不同,需要用光学水平仪或其他调平装置测量从储罐基准点(南极点)到测量参比点的高度。8.3 班位计的定位为了校正纵倾和横倾,应测量储
17、罐底部液位计偏离南北极垂直轴线的水平偏差。8.4 南极点的深度船下水之前,通过将储罐底部设定为一个液位,从邻近的目标测量南极点的深度。8.5 垂直直径如果储罐穹顶标有北极点,可以用钢卷尺测量南北极之间的距离。对没有北极点,只有管塔的格子顶层的穹顶,需要在上述顶层中间、虚拟的北极点位置放置一个经纬仪,来调整光学水平仪,并用钢卷尺测量该光学水平仪与南极点之间的距离H。4 GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 然后沿穹顶的舱口栏板,从穹顶的下缘测量光学水平仪的高度h,并根据储罐的弧度计算从穹顶下缘到北极点的虚拟高度t:.h,储罐的弧度可从垂直直径的设计值得到。由下式计
18、算南北极点之间的垂直直径:H-h+ t:.h 也可用其他计算和测量方法获得垂直直径。8.6 呆木8.6. 1 应根据呆木(例如梯子、液下泵和任何其他构件)的尺寸,或评价呆木体积的其他适当方法计算呆木的体积。8.6.2 装载液体货物的内管体积为管线内体积和外体积之差,即金属的体积。8.6.3 应在管线和其他部件所处的相应高度计算呆木的体积。9 照片的处理为了使照片满足要求,应在工作场所附近冲洗胶片,如果照片效果不好,可重新拍照。冲洗时应特别小心,以避免胶片产生局部膨胀或收缩。10 坐标确定按下列步骤确定每两张立体照片上罐壁表面目标物的坐标:10. 1 把立体照片放在立体绘图仪上。10.2 将测标
19、移动到基准点、目标和必要的点上,并记录这些点的坐标。10.3 通过一系列包括内部定向、相对定向和绝对定向的照相测绘程序处理由10.2得到的测量坐标,由在线计算机系统生成被观测点的三维坐标值。在绝对定向程序中完成立体模型。10.4 最后应用平均比例系数按比例调整计算出的坐标,平均比例系数通过比较实际的热校正距离和参比尺上两标记之间的计算距离获得。10.5 应通过下列方法之一检验分析用立体绘图仪的准确性:一一用已知方法得到的试验数据;一一通过一组事先准备的照片绘制己知坐标;一一与其他设备交叉比较。11 数据处理用每个液位目标的坐标计算该液位的半径,通过最小二乘法获得每个液位处最佳拟合圆的平均半径。
20、用储罐材料经确认的线性膨胀系数,将该平均半径及其液位高度转换为校准表参比温度下的平均半径和液位高度。12 计算程序12. 1 储罐体积的计算用每个液位的半径,计算储壁上标有目标物的两个相邻液位形成的球形带所围绕空间的部分体积,通过对上述部分容积加和,获得校准表参比温度下的球形储罐的总体积。对储罐内低于最低目标和高于最高目标的剩余部分体积,可通过10.3中经过再次细分的合适的液位数据计算。然后,可通过扣除呆木体积,计算获得从南极点开始,间隔为1cm液位的体积,从而编辑主计量表。12.2 液体静压的计算计算储罐在装载指定密度的液体时的体积,然后比较空载状态下的体积。研究呆木对体积的影响。12.3
21、纵倾校正纵倾校正值为储罐液位计测量的观察液位加上或减去的一个值。通过比较船舶处于正浮和平吃水5 G/T 24958.1-2010/1S0 9091-1: 1991 计正来胀出数录度来和位膨给读附温格位水液的应计。际表被吃的壁列位格实成的平内罐一液表时制内于罐对后的成积数罐处储数她适作体系舶在系内合制体正在船体胀于以隔液校体优液膨便值间内该t的的了正数罐将料为校读储隔积通体材,的计量间叫咱数位测的同值榈队酣谅读、暖和个、表据峨十的度1一下个根f夕。位适咀机中吵吵矶位下校表隔个下典且为有式耕棚耕酬睛也制Mr制相例如同酬倾观顿和罐变. ,.,法合表附正、系mm典矶的脚倾储而。容度积方与量不校的。正耳
22、的的量的从了化格内温容的积计种倾睛例校报表测虑的离胧表下度均总表体主各纵阳示的四正阴阳山附时怦正脚阳制制阻肝幡胁恍懈刷刷盯阳制服阳瞅瞅和液和的4校温热报包法参罐的确和的C纵给A型校体归收罐倾正比缩的常列应方的储积;不表下录尾D隔典缩液M或纵储横校和收下是下告名.,.,.,量表中容述的量。度附船录间的收内-J胀于为于倾3或件不括报姓点期造测量程顶描准计息温。表和附表为表或罐化膨处正值处。横J胀条。数包告准人地日构的计过穹的校主主表比值正倾。正Ahu正胀储变壁。校正舶值和U膨荷正系应报校准准准罐用罐量括木罐用创量参差校纵格技队校膨示积罐船值倾校船正倾照壁负校胀表表准的校校校储使储测包呆储使其计准的
23、倾首表倾以倾壁指体了及正横倾及校纵按罐于行准准校罐主校间纵船成横倾横罐于的出以校横以倾将由进注校校储uwddDAUUWOUU将之在作横了用壁给态倾态横Ji缩JJ数J制出J罐F状纵四状算白白收mMHU读归隔归给日间录Fv =1- 3at(tj - t2) . ( 1 ) 6 式中:Fv 校正系数;t一建造储罐金属的平均线性膨胀系数;tj一一储罐计量表的参比温度;t2一一-液体或蒸气的任意温度。13.6 浮子式液位计的校正13.6. 1 温差校正表GB/T 24958.1-2010/ISO 9091-1: 1991 应用储罐内的气相温度对由测量卷尺膨胀(在参比温度下校准)引起的液位计读数差异进行校
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