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油罐形体检测报告

油罐形体检测报告

使用仪器:PENTAXS-3180V

人员配备:外业1人、内业1人

作业时间:外业1小时、内业数据分析约4小时

成果需求:半径偏差值、凹凸度、变形分析

目的

利用三维激光扫描仪对油罐内部进行扫描,获取点云数据,通过后处理软件对点云数据进行分析,获取所需要的数据。

外业工作

通过爬梯进入6009号油罐,由于油罐内部形状均匀,遮挡物较少,并且于油罐中心位置附近有可架设仪器的稳定平台,因此,只需要一站扫描,即可获取所需点云数据。

将三脚架架设于油罐中心轴附近的平台上,固定,调平,然后将扫描仪固定于三脚架上,利用底部基座调平。扫描仪开机,进行项目、文件、路径等设置,为了在短时间内获取较好的点云数据,将扫描分辨率设置为高,质量设置为普通,扫描时间自动估算为3分20秒,然后开始扫描。扫描结束后,自动进行全景照片拍摄,时间约为3分钟,整个扫描过程只需不足20分钟,整个外业工作约1小时。

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内业工作

扫描结束后,将扫描得到的数据导入到LaserControl软件中,进行数据的着色、过滤及格式转换等预处理。

在LaserControl软件中,可以查看全景图像、点云数据及平面位置图。

利用全景照片,可对点云数据进行着色,着色后的点云数据,能够更加方便后期的数据分析。

扫描仪所拍摄的全景照片

全景方式查看

最初扫描所得到的点云数据是灰度点云数据,根据需要,可以利用LaserControl软件的着色功能,对灰度点云进行着色。

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着色工具栏

着色后的点云数据俯视图

着色后的点云数据三维视角图

将扫描数据导入LaserControl软件后,会自动在平面位置图中,显示出各站的扫描仪位置、相互间距离及扫描顺序。也可以根据需要在视图中调整各站扫描仪的位置、距离及扫描顺序。

平面位置图

利用LaserControl软件的过滤功能,能够对噪音点进行过滤。

过滤模块

对点云数据降噪处理后,得到完全没有噪音的点云数据,再利用LaserControl软件的数据转换功能,生成.asc通用格式的文件,接着导入到polyworks等软件中,进行数据的提取和分析。

数据转换模块

POLYWORKS——专业的检测软件

POLYWORKS软件是一款功能强大的点云数据后处理软件,已经在全世界广泛应用着,尤其是在检测方面。在软件中专门设置了检测模块,为用户提供专业的检测模式。

POLYWORKS主界面

检测模块界面

打开检测模块后,将转换成.asc通用格式的点云数据导入到检测模块中。

未修整的点云数据

选中非检测部分的点云数据,按删除键,十分轻松地就能够去除掉无用的点云,而得到一个完全有用的点云数据。

修整后的点云数据图

点云上的每一个点的坐标值能够实时显示。

显示坐标的点云数据图


变形分析

获取的点云数据既可以和设计模型比对,也可以和不同时间扫描的点云数据比对,进行变形分析工作。通过彩色误差分布图的形式来表现整体的变形情况。

比较之后任意位置的点坐标的偏移值可以通过注释的形式标注出来,并且导入到EXCEL或WORD表格中,方便以后的数据统计。

变形比对

注释标注偏离信息

输出表格

由于油罐的第一圈罐壁不可见,第二圈罐壁只能看到2/4以上部分,因此,检测比较的基准圆及基准半径选在第二圈罐壁的3/4处。

在LaserControl软件中,对罐壁距离做一下测量得到以下结果:

第三圈罐壁宽度:2.2622m

第二圈罐壁可见部分宽度:0.6214m

已知2-7圈罐壁每圈宽度均为2。26m,8-9圈罐壁各为1。7m。

所以,基准圆位置为高出泡沫挡板0.0564m位置

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经过测量,基准圆的位置确定在高于点云数据最低点一个点间距离(即0.056m)位置。

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通过特征创建功能,在点云数据上建立一个向量特征。通过沿自定义向量的形式,创建断面,断面间隔设置为:1.13m(2.26m/2)因为8-9圈罐壁的宽度为1.7m,因此,需要先删除8-9圈内的断面,得到2-7圈罐壁的断面。

向量

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断面创建工具

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2-7圈罐壁断面

单独创建第七圈4/4处断面,以第七圈4/4处断面为起始位置,至点云数据最高点建立一个向量特征,沿此向量创建断面,断面间隔设置为:0.425m。断面创建后,分别删除这两圈的2/4处和4/4处。这样就得到了整个罐壁检测位置的水平断面。断面间隔距离变化的位置,也由两条向量表现出来。

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整体水平断面

隐藏除第二圈3/4处断面以外的断面,以此断面及罐体高度为特征,创建一个圆柱体。此时,已经可以大致地看出罐壁的变形情况了。

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圆柱

以圆柱为为轴基本元素,以径向方式创建垂直断面,角度间隔7。5度,将爬梯后方位置的罐壁上的点作为起始位置。由于第49条垂直断面不作为数据使用,故可以删除或保留。


垂直断面起始位置

垂直断面

这样,全部测点的位置就被确定下来了。

测点位置

利用特征创建功能,将所有水平断面创建为平面特征,将所有垂直断面创建为多义线特征,在通过平面与多义线相交的方式,创建所有测点位置的点特征(名义值)。创建时,按平面顺序一一创建,即按照罐壁分段位置创建,创建完一圈测点后,紧接着测量测点到圆柱轴的距离(即到第二圈3/4处圆心在平面投影点的距离),这样,既可以随时纠正操作错误,又方便后面的报告生成。

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平面与多义线

半径

获得了所有半径的数据后,逐一生成每个断面的半径数据的报告,然后导入到EXCEL表中。生成全部半径数据的报告后,全部导入到EXCEL文档中后,就能够很容易地提取出半径的数据,导入到规范的数据表格中。每个测点、距离特征、断面、多义线及平面,都有详细的区分命名,所以不容易将数据弄混。

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详细数据另附EXCEL文档。

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以水平方向断面建立多义线。

第二圈3/4处断面为基准,建立一个平面,然后将所有多义线投影到这个平面上。

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局部放大后,可以通过线的颜色来了解偏离度。


总结

这个测量和分析过程用时不到5小时,利用三维激光扫描仪,在满足精度和数据量的前提下,我们不仅能够更加高效方便地获得油罐内壁上面点的信息,而且还能利用后处理软件全面的功能,简单轻松地处理海量的测点数据。三维激光扫描仪携带便利,架设及操作非常简单,外业工作时,只需要携带一台扫描仪和一个三脚架即可进行数据采集工作。扫描仪的体积只比全站仪稍稍大了一点点,通过高速的扫描,在2、3分钟内,就能够获得海量的测点信息,这是常规测量仪器不能比拟的。在获取点云数据之后,其他的工作就可以在办公室里进行了。这样就减少了外业工作的时间,同时也降低了外业工作的危险性。内业的数据处理,简单快捷,能够将生成报告的数据,直接导入到OFFICE软件中。如今,三维激光扫描仪已经广泛地应用在各行各业中,使用三维激光扫描仪进行形体检测,也将会使这项工作变得更加精确、快捷。


电   话: 010-62553066
010-62565779(总机)

传   真: 010-62566652

测量部:400-172-5117

测定部:400-820-5501

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