淺析船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)中的新技術(shù)應(yīng)用

摘 要：近些年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技水平都有了飛速的發(fā)展，船舶建造行業(yè)也有了很大的進(jìn)步，船舶工程學(xué)的快速發(fā)展使得新造船舶中應(yīng)用了很多新技術(shù)。船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)中也是用了很多新技術(shù)，但是很多的新技術(shù)在實(shí)際的使用中并不成熟，功能也不夠全面，系統(tǒng)在誤差控制方面也存在一定的問題。為了更大的減小誤差，提高系統(tǒng)的精確性，本文將全面分析船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)，探討如何更好地在液位遙測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)；新技術(shù)；應(yīng)用

近幾十年來，船舶的自動(dòng)化技術(shù)得到大幅提高，液位遙測(cè)系統(tǒng)也得到了大力開發(fā)，系統(tǒng)的精確度、穩(wěn)定性和系統(tǒng)功能都有了很大程度的提升。液位遙測(cè)系統(tǒng)是油輪和化學(xué)品船的核心系統(tǒng)，關(guān)系到船舶的行船安全。長(zhǎng)時(shí)間以來，液位遙測(cè)系統(tǒng)存在腐蝕性問題，也影響了系統(tǒng)的可靠性。所以討論船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)的誤差性、穩(wěn)定性和系統(tǒng)功能是十分必要的。

一、船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)工作原理

遙測(cè)系統(tǒng)基于PCL技術(shù)，常見的種類有壓電式、吹泡式、雷達(dá)式等。這些種類的遙測(cè)系統(tǒng)組成部分基本相同，包括傳感器、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)分析單元、數(shù)據(jù)顯示單元等。工作原理是通過傳感器采集各個(gè)艙位的液位、溫度等信息，以數(shù)字信號(hào)的方式顯示出來，工作人員就可以根據(jù)顯示出來的信息實(shí)現(xiàn)對(duì)全船的檢測(cè)和控制。在實(shí)際操作中，船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)的液位遙測(cè)數(shù)據(jù)一般會(huì)和手動(dòng)測(cè)深不一致，存在較大誤差，會(huì)影響到系統(tǒng)工作時(shí)的穩(wěn)定性和安全性。而控制誤差、保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性是液位遙測(cè)系統(tǒng)必須要注意到的兩個(gè)方面的問題，所以本文將會(huì)對(duì)此問題進(jìn)行詳細(xì)分析。

二、液位遙測(cè)系統(tǒng)

首先是壓載艙液位測(cè)量，這對(duì)于液位遙測(cè)系統(tǒng)十分重要，不僅是壓載艙，其他艙段的液位測(cè)量也很重要。吃水深度的測(cè)量會(huì)影響船舶的安全性。海水的腐蝕性比較強(qiáng)，像不銹鋼這樣比較耐腐蝕的材料也不能長(zhǎng)時(shí)間在海水中腐蝕。船艙內(nèi)安裝防腐蝕的鋅、鋁陽極，而測(cè)量?jī)x器探頭上的薄金屬外殼作為陰極與陽極形成回路，造成了氫腐蝕，這也是造成船體腐蝕的原因之一。氫腐蝕在薄金屬外形成壓力導(dǎo)致測(cè)量的準(zhǔn)確度下降，還會(huì)損壞測(cè)量?jī)x器。針對(duì)這種情況，有些公司開發(fā)出了沒有金屬成分的測(cè)量?jī)x器，用特殊的材料作為外殼保護(hù)測(cè)量?jī)x器，并且能夠保證一定的電磁兼容性，探頭將會(huì)處于密封狀態(tài)。這種新型測(cè)量?jī)x器的可靠度和持久性也能夠滿足海水工況的作業(yè)需求。

其次是貨艙液位測(cè)量。第一是在高/高高位報(bào)警上應(yīng)用音叉開關(guān)，我國(guó)過去在高/高高位報(bào)警使用的浮球開關(guān)，這種開關(guān)的安全性比較低，隨著對(duì)船舶安全性要求的提升，音叉開關(guān)逐漸替代了浮球開關(guān)，因?yàn)橐舨骈_關(guān)的可靠性比較高。音叉叉體是由壓電晶體驅(qū)動(dòng)的，音叉浸沒在液體中時(shí)，振動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生變化，在檢測(cè)限位時(shí)可靠度比較高。音叉要具有較高的強(qiáng)度，受到溫度等外界條件干擾小，有自檢功能，外殼應(yīng)該是全不銹鋼的，而且要根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。造船廠和設(shè)計(jì)單位在很多場(chǎng)合中都要求產(chǎn)品的規(guī)格簡(jiǎn)單，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行音叉開關(guān)的實(shí)際安裝和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，能夠降低施工和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，也有利于降低維護(hù)成本。

在貨倉(cāng)液位測(cè)量中，還有一種技術(shù)的應(yīng)用十分重要，那就是導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)。化學(xué)品船的貨艙的底部一般都有加熱盤管，液位接近金屬加熱盤管時(shí)，其對(duì)雷達(dá)波的反射強(qiáng)度會(huì)大于液位對(duì)雷達(dá)波的反射強(qiáng)度，有些低介電常數(shù)的化學(xué)品這一現(xiàn)象會(huì)更加明顯，在這種情況下就要使用導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行液位測(cè)量。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的原理是讓雷達(dá)波在特制的纜繩中傳輸，雷達(dá)波的能量會(huì)集中在纜繩附近。常用的雷達(dá)液位儀測(cè)量不到盤管以下的液位，但是雷達(dá)導(dǎo)波液位儀可以布置在比較狹窄的地方，而且還可以消除障礙物的影響。還有的公司發(fā)明出有底部回波功能的導(dǎo)波雷達(dá)液位儀，這樣即使是在低介電常數(shù)的化學(xué)品中也能夠有明顯的回波，保證了液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

三、船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)誤差控制

系統(tǒng)因素、環(huán)境因素、人為因素等都是導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的原因，船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)主要是由跟蹤系統(tǒng)、水位顯示傳輸系統(tǒng)、保護(hù)裝置三部分組成，下面將會(huì)討論這三部分的誤差控制。

首先是跟蹤測(cè)量裝置的誤差控制。跟蹤系統(tǒng)是由測(cè)線、測(cè)錘、排線卷筒等組成，工作原理是測(cè)線在重力的作用下拉直掛在測(cè)量井口，測(cè)錘接觸到水面時(shí)，微電機(jī)就會(huì)控制測(cè)錘自動(dòng)停止，數(shù)據(jù)會(huì)通過轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)角徑傳遞給計(jì)數(shù)裝置。卷筒部分采用垂直單層密繞方式會(huì)保證儀器的精確度，卷筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也會(huì)左右移動(dòng)，能夠消除測(cè)量誤差。

第二是水位顯示傳輸系統(tǒng)的誤差控制。工作原理是將水位顯示的機(jī)械位置轉(zhuǎn)化為等級(jí)電壓，將等級(jí)電壓傳輸給主機(jī)，在測(cè)量過程中可以通過連續(xù)的數(shù)字顯示水位的變化，如果水位顯示在兩個(gè)數(shù)值之間搖擺不定，就會(huì)造成誤差，為了避免這種情況，可以安裝數(shù)字圓整裝置，這樣數(shù)值就不會(huì)顯示在兩個(gè)數(shù)字的中間位置了。

第三是保護(hù)裝置的誤差控制。遙測(cè)儀水位會(huì)因?yàn)橐恍┩獠恳蛩鼗蛉藶橐蛩貙?dǎo)致試管傾斜、彎曲或試管上附著污染物，為了避免測(cè)量誤差，保護(hù)裝置中的測(cè)錘在被測(cè)環(huán)境受到阻礙時(shí)切斷電機(jī)電源，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。保護(hù)裝置的工作原理是在重力的作用下，水位計(jì)正常工作時(shí)測(cè)錘會(huì)壓下一個(gè)搖臂，開關(guān)始終是接通的，儀器能夠正常工作，如果測(cè)錘受到阻力，搖臂就會(huì)發(fā)生反彈，開關(guān)斷開，儀器不工作，發(fā)生警報(bào)。測(cè)錘在向上提升時(shí)受阻也會(huì)導(dǎo)致開關(guān)斷開，儀器停止工作。所以保護(hù)裝置能夠起到保護(hù)作用，也能起到減小測(cè)量誤差的作用。

四、結(jié)語

近些年來，測(cè)量?jī)x表中使用的技術(shù)不斷更新，船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性也不斷提高，很多新技術(shù)也應(yīng)用于船舶液位遙測(cè)系統(tǒng)中。對(duì)海上船舶航行安全十分重要。經(jīng)過幾十年的發(fā)展后，液位遙測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度和使用可靠性也得到了大幅提升，但是，在新技術(shù)的應(yīng)用中還是存在一定的問題。隨著中國(guó)船舶業(yè)的不斷發(fā)展，在未來會(huì)越來越重視新技術(shù)在液位遙測(cè)系統(tǒng)中的使用，系統(tǒng)的功能會(huì)越來越多，系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性會(huì)有很大程度的提升，而船舶企業(yè)會(huì)越來越重視研發(fā)高附加值產(chǎn)品，逐漸跳出業(yè)內(nèi)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)我國(guó)船舶行業(yè)的良好發(fā)展。

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