一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶測(cè)量?jī)x表，具體是涉及一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶穩(wěn)性是關(guān)乎船舶航行安全的重要參數(shù)，是承受惡劣海況下風(fēng)浪涌潮作用能力的標(biāo)志性量度。特別是船舶結(jié)構(gòu)中含有液艙時(shí)，由于液艙在船體中的位置及其液位、重心、自由液面、艙容的變化對(duì)船舶穩(wěn)性的影響很大，所以在船舶設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行中必須特別關(guān)注。
[0003]由于穩(wěn)性分析的復(fù)雜性，目前船舶航行中主要依賴駕駛者的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)控制壓載水系統(tǒng)維持船舶航行安全，船舶欠穩(wěn)時(shí)會(huì)存在安全隱患，船舶過(guò)穩(wěn)時(shí)會(huì)由于增加航行阻力而增加動(dòng)力消耗。船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量?jī)x的發(fā)明將會(huì)大大改善船舶航行效率，將其與壓載控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后還可降低駕控人員的操作壓力，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)航行提供技術(shù)保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是為了提高船舶航行效率，保證船舶航行安全，提供一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，由液艙1、傳感器接管2、壓力傳感器3、數(shù)據(jù)處理單元4、信號(hào)輸出單元5和參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6組成，所述壓力傳感器3通過(guò)傳感器接管2與液艙1底部連通；所述數(shù)據(jù)處理單元4通過(guò)導(dǎo)線分別與壓力傳感器3、信號(hào)輸出單元5、參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6連接；所述信號(hào)輸出單元5通過(guò)導(dǎo)線與外置的穩(wěn)性采集系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)相連。
[0007]上述數(shù)據(jù)處理單元4可以是可編程芯片或單片機(jī)中的任何一種。
[0008]上述信號(hào)輸出單元5可以是串口、網(wǎng)口和USB 口中的任何一種或多種接口的組合。
[0009]上述參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6可以是觸摸屏和平板電腦中的任何一種。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一技術(shù)方案是:
[0011]一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，包括如下步驟:
[0012](1)開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)；
[0013](2)通過(guò)參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6將所測(cè)量船艙在船體中的位置和艙型幾何參數(shù)及液體物性進(jìn)行編程輸入；
[0014](3)測(cè)量系統(tǒng)自檢，如遇故障報(bào)警，進(jìn)行人工排查修復(fù)后復(fù)位；
[0015](4)數(shù)據(jù)處理單元4根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；
[0016](5)測(cè)量過(guò)程中不斷刷新當(dāng)前液艙穩(wěn)性參數(shù)；
[0017](6)結(jié)束測(cè)量。
[0018]上述步驟(2)所述參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6將所測(cè)量船艙在船體中的位置和艙型幾何參數(shù)及液體物性按以下流程進(jìn)行編程輸入:
[0019]流程1，輸入船艙內(nèi)所裝液體的密度；
[0020]流程2，輸入船艙相對(duì)于船體形心的形心坐標(biāo)；
[0021 ] 流程3，輸入船艙的艙容曲線；
[0022]流程4，輸入船艙的自由液面曲線；
[0023]流程5，輸入船艙的重心坐標(biāo)曲線；
[0024]流程6，判斷是否對(duì)上述流程1至流程5的輸入?yún)?shù)進(jìn)行修改，若是，則返回流程1，若否，則進(jìn)入流程7;
[0025]流程7，將上述流程1至流程5的輸入?yún)?shù)固化保存到相應(yīng)存儲(chǔ)器。
[0026]上述步驟(3)所述數(shù)據(jù)處理單元4的計(jì)算程序按以下流程進(jìn)行編程:
[0027]流程1)檢查信號(hào)采集回路通訊是否正常，檢查壓力傳感器是否存在故障，檢查各器件間通訊及輸出回路通訊是否正常；
[0028]流程2)判斷流程1)檢測(cè)結(jié)果，如出現(xiàn)異常，便進(jìn)入流程3)，如自檢通過(guò)，便進(jìn)入流程4)；
[0029]流程3)指示相關(guān)故障，等待人工修復(fù)后的復(fù)位信號(hào)；
[0030]流程4)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即置變量初值；
[0031]流程5)讀壓力傳感器信號(hào)；
[0032]流程6)讀相關(guān)設(shè)定參數(shù)；
[0033]流程7)根據(jù)壓力傳感器信號(hào)和液體密度計(jì)算船艙液位；
[0034]流程8)根據(jù)液位計(jì)算各穩(wěn)性參數(shù)，即艙容、自由液面、重心坐標(biāo)。
[0035]流程9)刷新對(duì)應(yīng)寄存器的穩(wěn)性參數(shù)，供顯示與輸出，返回流程5)。
[0036]有益效果:本發(fā)明的一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法，由于將穩(wěn)性數(shù)據(jù)處理集成于測(cè)量單元，使穩(wěn)性計(jì)算任務(wù)前移，大大減少船舶穩(wěn)性集控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理和編程工作量。
[0037]本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，測(cè)量精度和智能化水平高。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)造示意圖；
[0039]圖2為參數(shù)設(shè)定流程圖；
[0040]圖3為數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0041]圖4為艙容曲線示意圖；
[0042]圖5為自由液面曲線示意圖；
[0043]圖6為重心坐標(biāo)X曲線示意圖；
[0044]圖7為重心坐標(biāo)y曲線不意圖；
[0045]圖8為重心坐標(biāo)z曲線示意圖。
[0046]圖中:1.液艙，2.傳感器接管，3.壓力傳感器，4.數(shù)據(jù)處理單元，5.信號(hào)輸出單元，
[0047]6.參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0049]圖1所示為某一船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，由液艙1、傳感器接管2、壓力傳感器3、數(shù)據(jù)處理單元4、信號(hào)輸出單元5和參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6組成，所述壓力傳感器3通過(guò)傳感器接管2與液艙1底部連通；所述數(shù)據(jù)處理單元4通過(guò)導(dǎo)線分別與壓力傳感器3、信號(hào)輸出單元5、參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6連接；所述信號(hào)輸出單元5通過(guò)導(dǎo)線與外置的穩(wěn)性采集系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)相連。
[0050]上述數(shù)據(jù)處理單元4選用某型單片機(jī)。
[0051]上述信號(hào)輸出單元5選用串口、網(wǎng)口和USB 口組合。
[0052]上述參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6選用某型觸摸屏。
[0053]上述船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)按如下步驟進(jìn)行測(cè)量:
[0054](1)開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)；
[0055](2)通過(guò)參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6將所測(cè)量船艙在船體中的位置和艙型幾何參數(shù)及液體物性進(jìn)行編程輸入；
[0056](3)測(cè)量系統(tǒng)自檢，如遇故障報(bào)警，進(jìn)行人工排查修復(fù)后復(fù)位；
[0057](4)數(shù)據(jù)處理單元4根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；
[0058](5)測(cè)量過(guò)程中不斷刷新當(dāng)前液艙穩(wěn)性參數(shù)；
[0059](6)結(jié)束測(cè)量。
[0060]所述參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6將所測(cè)量船艙在船體中的位置和艙型幾何參數(shù)及液體物性按以下流程進(jìn)行編程輸入(參見(jiàn)圖2):
[0061]流程S101，輸入船艙內(nèi)所裝液體的密度。
[0062]流程S102，輸入船艙的形心坐標(biāo)(相對(duì)于船體形心)。
[0063]流程S103，輸入船艙的艙容曲線(參見(jiàn)圖4)。
[0064]流程S104，輸入船艙的自由液面曲線(參見(jiàn)圖5)。
[0065]流程S105，輸入船艙的中心坐標(biāo)曲線(參見(jiàn)圖6、圖7、圖8)。
[0066]流程S106，判斷是否對(duì)上述輸入進(jìn)行修改，如果是，則返回流程S101，如果否，則進(jìn)入流程S107。
[0067]流程S107，將上述輸入?yún)?shù)固化保存到相應(yīng)存儲(chǔ)器。
[0068]所述數(shù)據(jù)處理單元4的計(jì)算程序按以下流程進(jìn)行編程(參見(jiàn)圖3):
[0069]流程S201，測(cè)量系統(tǒng)得電后進(jìn)行系統(tǒng)自檢，檢查自身是否運(yùn)行正常，檢查信號(hào)采集回路通訊是否正常，檢查壓力傳感器是否存在故障，檢查各器件間通訊及輸出回路通訊是否正常。
[0070]流程S202，判斷流程S201的檢測(cè)結(jié)果，如出現(xiàn)異常，便進(jìn)入流程S203，如自檢通過(guò)，便進(jìn)入流程S204;
[0071]流程S203，指示相關(guān)故障，等待人工修復(fù)后的復(fù)位信號(hào)；
[0072]流程S204，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行初始化(置變量初值)。
[0073]流程S205，讀壓力傳感器信號(hào)。
[0074]流程S206，讀相關(guān)設(shè)定參數(shù)。
[0075]流程S207，根據(jù)壓力傳感器信號(hào)和液體密度計(jì)算船艙液位。
[0076]流程S208，計(jì)算各穩(wěn)性參數(shù)(艙容、自由液面、重心坐標(biāo))。
[0077]流程S209，刷新對(duì)應(yīng)寄存器的穩(wěn)性參數(shù)(供顯示與輸出)，返回流程S205。
[0078]以上所述，為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的等效改變和變形，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，由液艙(I)、傳感器接管(2)、壓力傳感器(3)、數(shù)據(jù)處理單元(4)、信號(hào)輸出單元(5)和參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元(6)組成，其特征在于:所述壓力傳感器(3)通過(guò)傳感器接管(2)與液艙(I)底部連通；所述數(shù)據(jù)處理單元(4)通過(guò)導(dǎo)線分別與壓力傳感器(3)、信號(hào)輸出單元(5)、參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元(6)連接；所述信號(hào)輸出單元(5)通過(guò)導(dǎo)線與外置的穩(wěn)性采集系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:所述數(shù)據(jù)處理單元(4)為可編程芯片或單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:所述信號(hào)輸出單元(5)為串口、網(wǎng)口和USB 口中的任一種或多種接口的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)，其特征是:所述參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元(6)為觸摸屏和平板電腦中的任何一種。5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征是:包括如下步驟: (1)開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)； (2)通過(guò)參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元6將所測(cè)量船艙在船體中的位置和艙型幾何參數(shù)及液體物性進(jìn)行編程輸入； (3)測(cè)量系統(tǒng)自檢，如遇故障報(bào)警，進(jìn)行人工排查修復(fù)后復(fù)位； (4)數(shù)據(jù)處理單元4根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算； (5)測(cè)量過(guò)程中不斷刷新當(dāng)前液艙穩(wěn)性參數(shù)； (6)結(jié)束測(cè)量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征是:步驟(2)所述的參數(shù)設(shè)定流程是: 流程I，輸入船艙內(nèi)所裝液體的密度； 流程2，輸入船艙相對(duì)于船體形心的形心坐標(biāo)； 流程3，輸入船艙的艙容曲線； 流程4，輸入船艙的自由液面曲線； 流程5，輸入船艙的重心坐標(biāo)曲線； 流程6，判斷是否對(duì)上述流程I至流程5的輸入?yún)?shù)進(jìn)行修改，若是，則返回流程1，若否，則進(jìn)入流程7; 流程7，將上述流程I至流程5的輸入?yún)?shù)固化保存到相應(yīng)存儲(chǔ)器。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量方法，其特征是:步驟(3)所述的計(jì)算程序按以下流程進(jìn)行編程: 流程I)檢查信號(hào)采集回路通訊是否正常，檢查壓力傳感器是否存在故障，檢查各器件間通訊及輸出回路通訊是否正常； 流程2)判斷流程I)檢測(cè)結(jié)果，如出現(xiàn)異常，便進(jìn)入流程3)，如自檢通過(guò)，便進(jìn)入流程4)； 流程3)指示相關(guān)故障，等待人工修復(fù)后的復(fù)位信號(hào)； 流程4)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即置變量初值； 流程5)讀壓力傳感器信號(hào)；流程6)讀相關(guān)設(shè)定參數(shù)；流程7)根據(jù)壓力傳感器信號(hào)和液體密度計(jì)算船艙液位；流程8)根據(jù)液位計(jì)算各穩(wěn)性參數(shù)，即艙容、自由液面、重心坐標(biāo)；流程9)刷新對(duì)應(yīng)寄存器的穩(wěn)性參數(shù)，供顯示與輸出，返回流程5)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種船舶液艙穩(wěn)性測(cè)量系統(tǒng)及其測(cè)量方法，所述系統(tǒng)由液艙、傳感器接管、壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)輸出單元和參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元組成。所述壓力傳感器通過(guò)接管與液艙底部連通；所述數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)導(dǎo)線分別與壓力傳感器、信號(hào)輸出單元、參數(shù)設(shè)定與狀態(tài)顯示單元連接；所述信號(hào)輸出單元通過(guò)導(dǎo)線與外置的穩(wěn)性采集系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，由于將穩(wěn)性數(shù)據(jù)處理集成于測(cè)量單元，使穩(wěn)性計(jì)算任務(wù)前移，大大減少船舶穩(wěn)性集控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理和編程工作量，同時(shí)提高測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度和智能化水平。
【IPC分類】B63B39/00, B63B39/03
【公開(kāi)號(hào)】CN105270579
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510586855
【發(fā)明人】郭霆, 陳育平, 周根明
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日