基本信息
- 项目名称：
- 储油罐的变位识别与罐容表标定模型探究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文通过对卧式储油罐纵向倾斜和横向偏转对罐容表的影响进行深入分析，建立了储油罐罐内储油量与油面高度以及变位参数之间关系的数学模型，经过对收集的数据的处理与分析，结合罐容表制作原理，探讨了由于地基等因素对罐容表造成的影响，并给出了罐容表重新标定的模型，并依据实际检测数据分析和检验了模型的正确性与方法的可靠性。
- 详细介绍：
- 本文将问题分为两部分。 第一部分根据小椭圆型储油罐（两端平头的椭圆柱体）罐容表的工作原理，以及纵向倾斜对罐容表的影响，运用积分数学模型，利用实际检测数据进行代数求解，分别得到无变位和倾斜角为（这里假设为4.1度）的纵向变位两种情况下罐内储油量与油面高度的函数关系。运用matlab软件进行优度检验，得其相关系数，用来检验模型的准确性，且对模型作进一步改进，进而得到进油和出油相关系数为别为0.9994和 0.9986的很好的效果，并对罐容表进行了重新标定。 第二部分用积分模型计算储油罐罐内容油量与油位高度及变位参数的关系式，表达式很复杂，计算起来很不方便。所以采用matlab软件中的非线性最小二乘拟合函数拟合对储油罐内储油量与油位高度以及变位参数之间关系进行预测，拟合效果良好。而且，设定参数后，可以对模型进行实时控制和预测，有利于模型的建立与求解。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 随着社会的发展，加油站也越来越的出现在我们的生活中，当然也有许多问题随之而来，例如：加油站大型地下储油罐发生倾斜，罐内油体积的标度也失去了准确性，本文针对这一现象，主要利用空间解析几何与微积分的知识建立模型，再利用数值计算的方法对模型进行求解，从而得出罐容表较为精确的标定值。
科学性、先进性及独特之处
- 本文中的模型的建立求解，完全采用数学的方法，得到的结果非常精确。本文将空间解析几何，微积分结合到一起，从而很好的给出了罐内油体积的计算方法，尤其是在计算过程中，利用示性函数避免了许多复杂情况的讨论，使运算变的简洁有效。
应用价值和现实意义
- 本文给出了根据储油罐的进出油量来判断罐体是否发生倾斜,以及根据储油罐的倾斜程度来对罐容表重新进行标定的方法，从而避免了较大的工程任务。
学术论文摘要
- 本文通过对卧式储油罐纵向倾斜和横向偏转对罐容表的影响进行深入分析，建立了储油罐罐内储油量与油面高度以及变位参数之间关系的数学模型，经过对收集的数据的处理与分析，结合罐容表制作原理，探讨了由于地基等因素对罐容表造成的影响，并给出了罐容表重新标定的模型，并依据实际检测数据分析和检验了模型的正确性与方法的可靠性。 本文将问题分为两部分。第一部分根据小椭圆型储油罐罐容表的工作原理，以及纵向倾斜对罐容表的影响，运用积分数学模型，利用实际检测数据进行代数求解，分别得到无变位和倾斜角为（这里假设为4.1度）的纵向变位两种情况下罐内储油量与油面高度的函数关系。运用matlab软件进行优度检验，得其相关系数，用来检验模型的准确性，且对模型作进一步改进，并对罐容表进行了重新标定。第二部分用积分模型计算储油罐罐内容油量与油位高度及变位参数的关系式，表达式很复杂，计算起来很不方便。所以采用matlab软件中的非线性最小二乘拟合函数拟合对储油罐内储油量与油位高度以及变位参数之间关系进行预测，拟合效果良好。设定参数后，可以对模型进行实时控制和预测，有利于模型的建立与求解。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 本文通过积分数学模型与MATLAB软件给出了很好的确定储油罐偏转程度的方法。将数学应用于实际，取得了很好的效果。
参考文献
- [1]高恩强 丰培云，卧式倾斜安装圆柱体油罐不同液面高度时贮油量的计算，《山东冶金》，第20卷一期；26-28页，1998年2月。 [2]华东师范大学数学系，《数学分析》下册，北京：高等教育出版社，2001年第三版。
同类课题研究水平概述
- 从目前国内外储油罐常用以及近年来新出现的液位测量仪表的测量原理和方法方面,储油罐液位测量技术的现状,主要归纳为以下几种:人工检尺、浮体式液位测量仪表、伺服式液位测量仪表、磁致伸缩液位仪、差压式液位测量仪表、超声波液位测量仪表、雷达液位仪、激光液位仪、光纤液位测量仪表、核辐射式液位测量仪表、新原理的小型液位开关等。液位测量主要是对储油罐中油品的液位、体积和重量等参数进行直接或间接测量。早期液位测量大多采用机械原理,近年来随着电子技术的应用,逐步向机电一体化方向发展,并且发展了许多新的测量原理,在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术,结构上和功能上都有很大提高。而利用数学方法对储油罐的变位识别与罐容表的标定的研究却很少，1998年高恩强和丰培云先生采用了整体法就圆柱体储油罐不同液面高度时储油量的计算进行了探究。圆柱体储油罐在现实生活中还是比较少的，而更多的两端球冠，中间椭圆柱的储油罐，并且上述两位老师给出的只是对于储油罐倾斜之后对罐内油品体积的计算，没有给出根据出油量与进油量计算罐体倾斜程度的计算方法。
