[发明专利]一种测量坛型容器容量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及容器容量测量领域，特别涉及一种测量坛型容器容量的方法。

背景技术

手工制坛是我国的传统工艺，手工制坛尤其是大型坛，外形尺寸无法完全相同，其容量也存在着差异。因此对于生产方和使用方而言，容量测量是一道很重要的工序。目前，如国家标准GB/T3301《日用陶瓷的容积、口径误差、高度误差、重量误差、缺陷尺寸的测定方法》中容积的测量方法，是通过注水并测量所注水的容积来实现坛容积的检测。该方法的缺点是劳动强度大、效率低且浪费水，不便于大批量的坛容量测量。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种方便、快速、准确的坛型容器容量测量方法。包括以下步骤：

（1）测量坛型容器的特征尺寸；

（2）将坛型容器的各种尺寸换算为坛内壁在二维坐标系内的坐标值；

（3）将坛底I至坛肩C之间的陶坛内壁曲线进行曲线拟合运算，计算拟合曲线的方程；

（4）根据步骤（3）求得的拟合曲线方程，按照旋转体体积积分计算方法，计算坛底I至坛肩C的体积；

（5）按照圆锥台体积计算方法，计算坛颈部B至坛肩C的体积；

（6）将步骤（4）和步骤（5）中得到的两部分体积值相加，即为坛的总容量。

在该方法中，测量坛底厚度的具体办法是，用直尺在坛的外侧测量出坛口A点距离坛底的垂直距离，再用直尺在坛的内部测量出坛口A点距离坛底的垂直距离，二值之差即为坛底的厚度。测量坛壁厚度采用常见的超声波测厚仪器进行厚度测量。

在步骤（2）中，将坛型容器的各种尺寸换算为坛内壁在二维坐标系内的坐标值时，x轴上的坐标值为减掉坛壁厚度的值，y轴上的坐标值为减掉坛底厚度的值。

步骤（3）中使用常用的计算机曲线拟合程序进行曲线拟合运算，获得拟合程度最佳的曲线方程，即以坛剖面图所处二维坐标系内C、D、……、I点所在曲线的方程x=f（y）。

步骤（4）中使用旋转体体积积分计算方法，计算公式为

步骤（5）中使用圆锥台体积计算方法，计算公式为

其中y_B、y_C分别为B、C点的纵坐标；x_B、x_C分别为B、C点的横坐标，该值即为该点所在坛圆周的半径，依据该点所在圆周的周长计算得来。

最后将旋转体体积和圆锥台体积相加，即为坛的总容量。

本发明的优点在于，仅通过测量陶坛的外形尺寸，便可快速的获得陶坛的理论容量，测量过程简单，不耗水、效率高，在实际应用中，检测单个陶坛耗时仅需2至3分钟。而现有的坛容量测量方法需消耗大量水资源，也需要相关的场地、设备等硬件条件，且注水时间长，效率低。以使用1吨/小时的大流量计量泵注水检测标称500Kg的大型坛为例，每检测一个坛的容量需要30分钟，耗水0.5吨。

附图说明

图1为本发明所述的坛型容器示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。根据本发明的方法，首先测量所述大型陶坛的外形尺寸，包括坛口AB高度、颈部B距离坛底的高度、坛肩C距离坛底的高度、颈部B周长、坛肩C周长、坛底I周长、坛底I至坛肩C之间三点（80cm高处D点、60cm高处F点、20cm高处H点）或五点（80cm高处D点、70cm高处E点、60cm高处F点、40cm高处G点、20cm高处H点）的坛体周长以及坛底厚度和坛壁厚度。

然后，将测量的外形尺寸换算为陶坛内壁在陶坛剖面图所处二维坐标系内的坐标，如C点坐标为(x_C，y_C)，其中：

yc＝坛肩C点高度—坛底厚度

之后，将C、D、E、F、G、H、I点的坐标数据采用常见的计算机曲线拟合程序如matlab进行曲线拟合运算，对比10组坛外形尺寸数据拟合的x=f(y)方程，分别有二项式拟合模型、多项式拟合模型、有理函数模型、Logistic模型等曲线模型，将各组数据分别拟合。将表征拟合程度指标的回归系数最高的三个模型罗列成下表，可见采用高阶多项式拟合的效果最好。