儲油罐的變位識別與罐容表標定

尤子銘

[摘? ? 要]文章為有效處理儲油罐變位標識以及罐容表標定相關問題，經由對儲油罐橫向偏轉以及縱向傾斜帶給罐容表影響表現的方式，構建獲得罐體變位的情況下，實際儲油量以及顯示油位高度兩者的分析模型。其中，針對變位標識問題，能夠經由定積分的方式來實現橫截面順著罐體底面來完成積分作用的方式構建并且檢驗儲油罐v以及油位高度h相關的初始模型。同時，參照絕對誤差以及油位高度情況完成擬合分析，獲得補償函數f（x），將其與初始模型完成組合作用的情況下，能夠獲得修正完成罐容表后對應著的標定模型;針對罐容表標記問題，考慮到儲油量的體積就是球罐以及圓柱體兩者油量體積的綜合，前者經由球冠蒙塔卡羅法（樣本量N=100000）完成求解，如此就能夠獲得油位以及變位相關參數關系。

[關鍵詞]儲油量;定積分;油位高度;蒙特卡洛

[中圖分類號]TE972 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）07–0–02

Displacement Identification and Tank Capacity Table Calibration of Oil Storage Tank

You Zi-ming

[Abstract]In order to effectively deal with the problems related to the tank displacement identification and tank capacity meter calibration， this paper constructs the analysis model of the actual oil storage capacity and the displayed oil level height under the condition of tank displacement by analyzing the influence of the lateral deflection and longitudinal tilt of the tank on the tank capacity meter. Among them， for the problem of displacement identification， we can achieve the integration of cross section along the bottom of the tank through definite integration， build and test the initial model of oil tank V and oil level height H. At the same time， according to the absolute error and oil level height， the fitting analysis is completed， and the compensation function f （x） is obtained; Considering that the volume of oil storage is the combination of the volume of oil storage of spherical tank and cylinder， the former is solved by ball crown montakaro method （sample size n = 100000）， so that the relationship of oil level and displacement related parameters can be obtained.

[Keywords]oil storage capacity; Definite integral; Oil level height; Monte Carlo

1 問題的重述

1.1 背景

一般加油站內安排著若干數量用以完成燃油儲存作用的地下儲油罐，還有著與其功能實現相適合的“油位計量管理系統”，能夠基于流量計等方式確定油罐里面的油位高度變化情況，借助事先完成標定作用的罐容表來完成實時的計算分析，以便能夠把握油罐里面油位高度值與其儲油量兩者呈現的改變表現。但是，很多儲油罐在操作相當時間的情況下，考慮到地基變形等相關因素的影響，會存在著橫向偏轉以及縱向傾斜等相關問題，進而使得罐容表無法完整地將油位變化信息展現出來。基于現有的規定，要求定期做好罐容表相關的標定工作事項。對此，積極探求儲油罐具有的變位識別以及罐容表標定很有現實必要。

1.2 問題

采用數學建模的方式處理當前儲油罐面臨的罐容表標定以及變位識別相關問題，積極做好如下問題的處理與應對：

（1）為把握罐體變位帶給罐容表方面的影響表現，借助小橢圓型儲油罐對其無變位以及α=4.1°傾角縱向變位表現展開試驗分析，所得到的試驗數據信息參照附件1相關內容。構建數學模型的方式分析罐體變位帶給罐容表方面的影響作用，并且給定罐體變位完成的情況下，油位高間隔是1cm情況下的罐容表標定值。

（2）嘗試構建罐體變位完成的情況下，標定罐容表相關的數學模型。即得到罐內儲油量以及油位高度相關的關系表現（縱向傾角α、橫向偏轉β）。基于罐體變位相關的進出油實測數據信息，聯系構建模型明確需要的變位參數信息，并且給定變位完成的情況下，油位高度間隔水平是10cm所得到的罐容表標定值，借助附件2內得到的實測信息探究模型準確性以及標定方法的有效性。

2 基本假設

為了簡化該問題，做出以下合理的基本假設：

（1）儲油罐的主體為均勻圓柱體。

（2）溫度改變不會影響儲油罐。

（3）儲油罐底端不存在彈性形變的情況，容量也沒有改變。

（4）不考慮測量誤差等因素。

3 符號說明

就正文中所涉及到的符號對應是：

h：儲油罐內部所測油位。

V₁：儲油罐左側球冠具有的儲油體積。

V₂：儲油罐中部圓柱體具有的儲油體積。

V₃：儲油罐右側球冠具有的儲油體積。

V：儲油罐整體達到的儲油體積。

L₁：左球冠體底面間隔油位探針底部的距離。

L₂：油位探針底部間距右球冠體地表的距離。

h₀：存在變位的情況下儲油罐內實際油高。

r：球冠體圓截面具有的半徑值。

α：縱向呈現出來的傾斜角度。

β：橫向呈現出來的偏轉角度。

4 問題分析

4.1 問題一的分析

問題一即構建分析模型，當獲悉小橢圓型儲油罐所在的油位高度水平為h，獲得以α角進行縱向傾斜作用的儲油罐內擁有的實際儲油量v，然后對預先標定完成的罐容量實現修訂工作事項。該問題的本質就是求取相對復雜性的三維圖形體積。基于圖4相關的信息內容，借助定積分的方式來完成橫截面順著罐體底面位置完成的積分處理事項，構建油位高度h以及儲油量v兩者的初始模型。所獲得的結果相較樣本來看，誤差表現出特定的函數規律改變，構建補償模型的范式來完成模型的修正處理。

4.2 問題二的分析

該問題的求解能夠視作復雜三維圖形具有的體積情況的求解。首先，需要構建罐體變位情況下各個時間的儲油量V伴隨油位高度h以及變位參數等影響下得到的模型。參照擁有的圖形信息情況，聯系問題的實際表現來進行模型的構建。實際體積運輸工作，能夠將儲油罐區別是三部分來完成求解的工作事宜。首先，左端球罐位置的儲油體積V1，中間就是中間圓柱體的體積V2，最后就是右端球冠相關的儲油量信息情況V3。經由蒙特卡洛法，構建獲得所需要的方程來實現求解等工作事項。

5 模型建立與求解

針對問題一建立如下的模型：

針對問題二建立如下的模型，如圖1、圖2、圖3所示。

6 結束語

總之，當前儲油罐面臨的罐容表標定以及變位識別還存在一定的困難。通過上述對相關問題的梳理，提出了對應的模型，希望可以為改善儲油罐罐容表標定以及變位識別提供支持。

參考文獻

[1] 賈躍，劉遠征，車秉正，等.儲油罐的變位識別與罐容表標定的建模求解[J].電子世界，2017（10）：7-9.

[2] 肖同，王卓，陳釵.儲油罐的變位識別與罐容表標定[J].華北理工大學學報（自然科學版），2016，38（3）：76-85.