一种船舶LNG燃料自动计重装置的制作方法

本实用新型属于船舶设备自动控制领域，具体涉及一种船舶LNG燃料自动计重装置和方法。

背景技术：

船舶LNG燃料装置的LNG燃料的存储量的数据，一般通过测量LNG储罐的气相与液相的压差，计算LNG液位，再间接换算出LNG燃料的存储量。由于船舶LNG燃料装置LNG储罐的容量相对较小，LNG的保存温度难以维持在-163摄氏度以下，储罐的气相与液相难以维持相对稳定的界面，通过压差换算的液位偏差较大；当储罐的液位降到一定位置由于温度上升，LNG处于气雾状态，通过平均比重换算的LNG燃料量也存在较大的偏差，难以为船舶驾驶人员提供较为准确的燃料存储数据，影响船舶LNG燃料续航里程计算。

技术实现要素：
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为了克服上述背景技术的缺陷，本实用新型提供一种船舶LNG燃料自动计重装置和方法，船舶LNG燃料重量直接测量问题。

为了解决上述技术问题本实用新型的所采用的技术方案为：

一种船舶LNG燃料自动计重装置，沿LNG燃料储罐轴线方向设有数个储罐鞍座，储罐鞍座的两端分别设置一个称重传感器，称重传感器通过安装座设置在船舶甲板上；各个称重传感器的信号输出端通过A/D转换器连接控制器的信号输入端。

较佳地，储罐鞍座包括承载LNG燃料储罐的托架，和设置在托架底部的支撑板，支撑板的两端分别设置一个称重传感器。

较佳地，托架上端的形状和尺寸与LNG燃料储罐的形状和尺寸相匹配。

较佳地，称重传感器设置在支撑板的底面和安装座的顶面之间。

较佳地，称重传感器与支撑板之间，以及称重传感器与安装座之间均设有受力垫板。

较佳地，支撑板的端部、受力垫板、称重传感器和安装座设有形状、尺寸和位置相对应的安装孔，还包括穿过紧固螺母和各个安装孔将支撑板和称重传感器紧固在安装座上的紧固螺栓。

较佳地，紧固螺母和支撑板之间还设有防滑垫圈。

较佳地，还包括储罐固定结构，储罐固定结构紧贴设置于LNG燃料储罐上部的外表面，储罐固定结构的两端分别与托架的两端连接。

较佳地，称重传感器为压力环。

本实用新型的有益效果在于：称重传感器完成LNG燃料的重量(压力)测量与电压信号的转换，AD转换器完成LNG燃料称重模拟压力信号与数字信号的转换与传送，控制器接收称重数据，并可进行后续各种数据处理。本实用新型解决船舶LNG燃料重量直接测量问题，可方便对燃料加注计量数据校对复核，方便船舶驾驶人员掌握燃料及续航数据，有利提高船舶航行安全保障能力，方便船舶能源管理。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正面整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的侧面整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例称重传感器安装位置结构放大图；

图4为本实用新型实施例的连接结构示意图。

图中：1-LNG燃料储罐，2-储罐鞍座，2.1-托架，2.2-支撑板，3-称重传感器，4-安装座，5-船舶甲板，6-A/D转换器，7-控制器，8-受力垫板，9-紧固螺母，10-紧固螺栓，11-防滑垫圈，12-储罐固定结构，13-燃料装置设备箱，14-燃气供应管道，15-电源，16-传感器激励电源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

一种船舶LNG燃料自动计重装置，沿LNG燃料储罐1轴线方向设有数个储罐鞍座2，储罐鞍座2两端的底部分别设置一个称重传感器3，称重传感器3通过安装座4设置在船舶甲板5上；各个称重传感器3的信号输出端通过A/D转换器6连接控制器7的信号输入端。

储罐鞍座2包括承载LNG燃料储罐1的托架2.1，和设置在托架2.1底部的支撑板2.2，支撑板2.2的两端分别设置一个称重传感器3。

托架2.1上端的形状和尺寸与LNG燃料储罐1的形状和尺寸相匹配。LNG燃料储罐1是圆柱体，托架2.1上端表面是与LNG燃料储罐1外圆周面相结合的弧面。

称重传感器3设置在支撑板2.2的底面和安装座4的顶面之间。

称重传感器3与支撑板2.2之间，以及称重传感器3与安装座4之间均设有受力垫板8。

支撑板2.2的端部、受力垫板8、称重传感器3和安装座4设有形状、尺寸和位置相对应的安装孔，还包括穿过紧固螺母9和各个安装孔将支撑板2.2和称重传感器3紧固在安装座4上的紧固螺栓10；紧固螺母9和支撑板2.2之间还设有防滑垫圈11。紧固螺母9的紧固力矩应限制在规定的范围内，传感器称重信号通过信号线接入A/D转换器6。

还包括储罐固定结构12，储罐固定结构12紧贴设置于LNG燃料储罐1上部的外表面，储罐固定结构12的两端分别与托架2.1的两端连接。

LNG燃料储罐1通过燃气供应管道14燃料装置设备箱13。电源15为整个装置供电，传感器激励电源16为所有传感器供电。

本实用新型提供船舶LNG燃料自动计重装置，可实时对船舶LNG燃料装置存储的LNG燃料进行实时监测；可根据监测的数据参照船舶航行参数动态估算LNG燃料可支持的续航里程等航行参考数据，同时可对船舶LNG燃料加注量进行复核，方便船舶能源管理。

本实用新型采用电子计重方案直接称取船舶LNG燃料装置存储的LNG燃料重量。称重传感器3完成LNG燃料的重量(压力)测量与电压信号的转换，船舶LNG燃料装置的每个固定支座设置1个称重传感器3压力环，重量测量转换量程Wce≥k1(W0+Wge1)，其中，Wce为称重传感器3称重量程，W0为船舶LNG燃料装置空载总重，Wge为船舶LNG燃料装置储罐可存储LNG重量，k1为调整系数，取值范围为1.5-2.5。燃料装置安装时，须采用力矩扳手拧紧螺栓，将燃料装置的预应力值调整在限定的范围内。

A/D转换器6完成LNG燃料称重模拟压力信号与数字信号的转换与传送。还包括与称重传感器3测量激励电源15单元。

控制器7通过通讯总线读取信号采集模块的称重数据，计算LNG重量，续航里程等参数，控制器7可通过通讯接口(包括RS845、RS232、RJ45等)连接船舶LNG燃料装置安保控制器7，进行数据交换，实现联动控制。

控制器7选用10英寸高性能触控一体化TPC，带以太网、RS485、RS232、USB接口，支持主流组态软件，触控屏提供交互式操作界面。

A/D转换器6内置6路AI单元，3路高精度激励电源15连接称重传感器3，为称重传感器3提供激励电源15，称重传感器3的模拟检测信号通过称重A/D转换器6转换为数字信号。

工作原理包括：

初始化，燃料装置安装调试完成后，设为系统初态，装置通过附加砝码校验各计量系数，完成初始化标定。

自动计重，燃料装置加注LNG燃料后，称重传感器3压力环受力增加，对应的测量信号电压增加，经的A/D转换器6转换为数字信号，控制器7通过通讯总线实时读取转换的称重数据，计算LNG燃料的重量、可支持的续航里程等。

加注复核与校验，燃料装置加注时，可输入燃料供应商提供的燃料加注重量等参数，控制器7通过计重数据进行复核与自校验。

本实用新型可以完成称重系统校正、称重信号检测与计算、续航等相关辅助参数计算、与船舶LNG燃料装置安保控制器7数据交换及联动控制等。

称重系统校正，船舶LNG燃料装置安装紧固前，称重系统通电工作，测量装置的起始重量值。固定装置时，需用力矩扳手將预应力控制在限定的范围，控制器7可实时监测紧固预应力的大小，全部传感器的数值均在安装限定值范围且读数稳定后，系统记录相关参数(初态)，加载砝码，监测传感器读数，校正计重精度。

称重信号检测与计算，控制器7实时采集各传感器的信号数据，计算LNG的重量、计算燃料续航里程等参考数据。燃料加注时，燃料供应商的计量数据通过控制界面输入控制器7，校验加注计量数据。

数据交换及联动控制，控制器7通过通讯接口与船舶LNG燃料装置安保控制器7联机交换数据，实现联动控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。