一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法

文档序号:9515978阅读:353来源:国知局
一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船舶测量仪表,具体是涉及一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法。
【背景技术】
[0002]船舶稳性是关乎船舶航行安全的重要参数,是承受恶劣海况下风浪涌潮作用能力的标志性量度。特别是船舶结构中含有液舱时,由于液舱在船体中的位置及其液位、重心、自由液面、舱容的变化对船舶稳性的影响很大,所以在船舶设计、制造和运行中必须特别关注。
[0003]由于稳性分析的复杂性,目前船舶航行中主要依赖驾驶者的经验,通过控制压载水系统维持船舶航行安全,船舶欠稳时会存在安全隐患,船舶过稳时会由于增加航行阻力而增加动力消耗。船舶液舱稳性测量仪的发明将会大大改善船舶航行效率,将其与压载控制系统联网后还可降低驾控人员的操作压力,为实现自动航行提供技术保障。

【发明内容】

[0004]技术问题:本发明的目的是为了提高船舶航行效率,保证船舶航行安全,提供一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法。
[0005]技术方案:为了实现上述目的,本发明的技术方案是:
[0006]一种船舶液舱稳性测量系统,由液舱1、传感器接管2、压力传感器3、数据处理单元4、信号输出单元5和参数设定与状态显示单元6组成,所述压力传感器3通过传感器接管2与液舱1底部连通;所述数据处理单元4通过导线分别与压力传感器3、信号输出单元5、参数设定与状态显示单元6连接;所述信号输出单元5通过导线与外置的稳性采集系统中的计算机相连。
[0007]上述数据处理单元4可以是可编程芯片或单片机中的任何一种。
[0008]上述信号输出单元5可以是串口、网口和USB 口中的任何一种或多种接口的组合。
[0009]上述参数设定与状态显示单元6可以是触摸屏和平板电脑中的任何一种。
[0010]为了实现上述目的,本发明的另一技术方案是:
[0011]一种船舶液舱稳性测量系统的测量方法,包括如下步骤:
[0012](1)开启测量系统;
[0013](2)通过参数设定与状态显示单元6将所测量船舱在船体中的位置和舱型几何参数及液体物性进行编程输入;
[0014](3)测量系统自检,如遇故障报警,进行人工排查修复后复位;
[0015](4)数据处理单元4根据测量数据进行计算;
[0016](5)测量过程中不断刷新当前液舱稳性参数;
[0017](6)结束测量。
[0018]上述步骤(2)所述参数设定与状态显示单元6将所测量船舱在船体中的位置和舱型几何参数及液体物性按以下流程进行编程输入:
[0019]流程1,输入船舱内所装液体的密度;
[0020]流程2,输入船舱相对于船体形心的形心坐标;
[0021 ] 流程3,输入船舱的舱容曲线;
[0022]流程4,输入船舱的自由液面曲线;
[0023]流程5,输入船舱的重心坐标曲线;
[0024]流程6,判断是否对上述流程1至流程5的输入参数进行修改,若是,则返回流程1,若否,则进入流程7;
[0025]流程7,将上述流程1至流程5的输入参数固化保存到相应存储器。
[0026]上述步骤(3)所述数据处理单元4的计算程序按以下流程进行编程:
[0027]流程1)检查信号采集回路通讯是否正常,检查压力传感器是否存在故障,检查各器件间通讯及输出回路通讯是否正常;
[0028]流程2)判断流程1)检测结果,如出现异常,便进入流程3),如自检通过,便进入流程4);
[0029]流程3)指示相关故障,等待人工修复后的复位信号;
[0030]流程4)对测量系统进行初始化,即置变量初值;
[0031]流程5)读压力传感器信号;
[0032]流程6)读相关设定参数;
[0033]流程7)根据压力传感器信号和液体密度计算船舱液位;
[0034]流程8)根据液位计算各稳性参数,即舱容、自由液面、重心坐标。
[0035]流程9)刷新对应寄存器的稳性参数,供显示与输出,返回流程5)。
[0036]有益效果:本发明的一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法,由于将稳性数据处理集成于测量单元,使稳性计算任务前移,大大减少船舶稳性集控计算机的数据处理和编程工作量。
[0037]本发明的系统结构简单,制造成本低,使用方便,测量精度和智能化水平高。
【附图说明】
[0038]图1为船舶液舱稳性测量系统构造示意图;
[0039]图2为参数设定流程图;
[0040]图3为数据处理流程图;
[0041]图4为舱容曲线示意图;
[0042]图5为自由液面曲线示意图;
[0043]图6为重心坐标X曲线示意图;
[0044]图7为重心坐标y曲线不意图;
[0045]图8为重心坐标z曲线示意图。
[0046]图中:1.液舱,2.传感器接管,3.压力传感器,4.数据处理单元,5.信号输出单元,
[0047]6.参数设定与状态显示单元。
【具体实施方式】
[0048]下面结合附图对本发明的一种船舶液舱稳性测量系统作进一步说明。
[0049]图1所示为某一船舶液舱稳性测量系统,由液舱1、传感器接管2、压力传感器3、数据处理单元4、信号输出单元5和参数设定与状态显示单元6组成,所述压力传感器3通过传感器接管2与液舱1底部连通;所述数据处理单元4通过导线分别与压力传感器3、信号输出单元5、参数设定与状态显示单元6连接;所述信号输出单元5通过导线与外置的稳性采集系统中的计算机相连。
[0050]上述数据处理单元4选用某型单片机。
[0051]上述信号输出单元5选用串口、网口和USB 口组合。
[0052]上述参数设定与状态显示单元6选用某型触摸屏。
[0053]上述船舶液舱稳性测量系统按如下步骤进行测量:
[0054](1)开启测量系统;
[0055](2)通过参数设定与状态显示单元6将所测量船舱在船体中的位置和舱型几何参数及液体物性进行编程输入;
[0056](3)测量系统自检,如遇故障报警,进行人工排查修复后复位;
[0057](4)数据处理单元4根据测量数据进行计算;
[0058](5)测量过程中不断刷新当前液舱稳性参数;
[0059](6)结束测量。
[0060]所述参数设定与状态显示单元6将所测量船舱在船体中的位置和舱型几何参数及液体物性按以下流程进行编程输入(参见图2):
[0061]流程S101,输入船舱内所装液体的密度。
[0062]流程S102,输入船舱的形心坐标(相对于船体形心)。
[0063]流程S103,输入船舱的舱容曲线(参见图4)。
[0064]流程S104,输入船舱的自由液面曲线(参见图5)。
[0065]流程S105,输入船舱的中心坐标曲线(参见图6、图7、图8)。
[0066]流程S106,判断是否对上述输入进行修改,如果是,则返回流程S101,如果否,则进入流程S107。
[0067]流程S107,将上述输入参数固化保存到相应存储器。
[0068]所述数据处理单元4的计算程序按以下流程进行编程(参见图3):
[0069]流程S201,测量系统得电后进行系统自检,检查自身是否运行正常,检查信号采集回路通讯是否正常,检查压力传感器是否存在故障,检查各器件间通讯及输出回路通讯是否正常。
[0070]流程S202,判断流程S201的检测结果,如出现异常,便进入流程S203,如自检通过,便进入流程S204;
[0071]流程S203,指示相关故障,等待人工修复后的复位信号;
[0072]流程S204,对测量系统进行初始化(置变量初值)。
[0073]流程S205,读压力传感器信号。
[0074]流程S206,读相关设定参数。
[0075]流程S207,根据压力传感器信号和液体密度计算船舱液位。
[0076]流程S208,计算各稳性参数(舱容、自由液面、重心坐标)。
[0077]流程S209,刷新对应寄存器的稳性参数(供显示与输出),返回流程S205。
[0078]以上所述,为本发明较佳的【具体实施方式】,在不背离本发明精神及其实质的情况下,任何熟悉本技术领域的技术人员,当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形,都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种船舶液舱稳性测量系统,由液舱(I)、传感器接管(2)、压力传感器(3)、数据处理单元(4)、信号输出单元(5)和参数设定与状态显示单元(6)组成,其特征在于:所述压力传感器(3)通过传感器接管(2)与液舱(I)底部连通;所述数据处理单元(4)通过导线分别与压力传感器(3)、信号输出单元(5)、参数设定与状态显示单元(6)连接;所述信号输出单元(5)通过导线与外置的稳性采集系统中的计算机相连。2.根据权利要求1所述的船舶液舱稳性测量系统,其特征是:所述数据处理单元(4)为可编程芯片或单片机。3.根据权利要求1所述的船舶液舱稳性测量系统,其特征是:所述信号输出单元(5)为串口、网口和USB 口中的任一种或多种接口的组合。4.根据权利要求1所述的船舶液舱稳性测量系统,其特征是:所述参数设定与状态显示单元(6)为触摸屏和平板电脑中的任何一种。5.一种根据权利要求1所述的船舶液舱稳性测量系统的测量方法,其特征是:包括如下步骤: (1)开启测量系统; (2)通过参数设定与状态显示单元6将所测量船舱在船体中的位置和舱型几何参数及液体物性进行编程输入; (3)测量系统自检,如遇故障报警,进行人工排查修复后复位; (4)数据处理单元4根据测量数据进行计算; (5)测量过程中不断刷新当前液舱稳性参数; (6)结束测量。6.根据权利要求5所述的船舶液舱稳性测量系统的测量方法,其特征是:步骤(2)所述的参数设定流程是: 流程I,输入船舱内所装液体的密度; 流程2,输入船舱相对于船体形心的形心坐标; 流程3,输入船舱的舱容曲线; 流程4,输入船舱的自由液面曲线; 流程5,输入船舱的重心坐标曲线; 流程6,判断是否对上述流程I至流程5的输入参数进行修改,若是,则返回流程1,若否,则进入流程7; 流程7,将上述流程I至流程5的输入参数固化保存到相应存储器。7.根据权利要求5所述的船舶液舱稳性测量系统的测量方法,其特征是:步骤(3)所述的计算程序按以下流程进行编程: 流程I)检查信号采集回路通讯是否正常,检查压力传感器是否存在故障,检查各器件间通讯及输出回路通讯是否正常; 流程2)判断流程I)检测结果,如出现异常,便进入流程3),如自检通过,便进入流程4); 流程3)指示相关故障,等待人工修复后的复位信号; 流程4)对测量系统进行初始化,即置变量初值; 流程5)读压力传感器信号;流程6)读相关设定参数;流程7)根据压力传感器信号和液体密度计算船舱液位;流程8)根据液位计算各稳性参数,即舱容、自由液面、重心坐标;流程9)刷新对应寄存器的稳性参数,供显示与输出,返回流程5)。
【专利摘要】本发明公开了一种船舶液舱稳性测量系统及其测量方法,所述系统由液舱、传感器接管、压力传感器、数据处理单元、信号输出单元和参数设定与状态显示单元组成。所述压力传感器通过接管与液舱底部连通;所述数据处理单元通过导线分别与压力传感器、信号输出单元、参数设定与状态显示单元连接;所述信号输出单元通过导线与外置的稳性采集系统中的计算机相连。本发明结构简单,制造成本低,使用方便,由于将稳性数据处理集成于测量单元,使稳性计算任务前移,大大减少船舶稳性集控计算机的数据处理和编程工作量,同时提高测量系统的测量精度和智能化水平。
【IPC分类】B63B39/00, B63B39/03
【公开号】CN105270579
【申请号】CN201510586855
【发明人】郭霆, 陈育平, 周根明
【申请人】江苏科技大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月15日
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