CN101216338A - 一种船舶排水量测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种船舶排水量测量装置及其测量方法，船舶排水量测量装置包括测量台和设在测量台上的水面下船体表面坐标测量装置。水面下船体表面坐标测量装置为非接触式测距，测距方式可以是超声波、激光等。由设在测量台上的测距仪和控制机构等组成。测距仪安装在测量台底面和两个侧面上，其数量根据测量台尺度确定。船舶排水量测量测量方法包括船体表面坐标测量方法和排水量计算方法。其优点是简单可靠，能够实时测量船舶排水量，其计测精度能满足我国对船装货物重量计量标准，且能适应一定幅度的波浪及船体纵横摇等不利检测环境，从而保证在不影响船舶正常通航的情况下记录吃水和船舶排水量。适用于船舶正常通航时测量其排水量。

Description

一种船舶排水量测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种排水量测量装置及其测量方法，尤其是涉及一种船舶排水量测量装置及其测量方法。

背景技术

船舶排水量和散装货物重量的计量，国内外通常采用由船舶吃水换算的方法。为了方便人工观察吃水值，在船体两舷的中部、首部和尾部均设有水尺，对应船舶不同吃水的载重量，通常制作成“水尺与载重量对照表”，由此可通过吃水插值计算船舶排水量和载重量。

人工观察水尺确定吃水值存在的主要问题是：观察者需要掌握一定的技巧，不易读准；水尺不清晰或船体向下瘦削往往造成取值困难；在波浪及船舶纵、横摇条件下会产生较大的误差(往往超过船装散货载重量计量标准)。

近年来，国内外陆续开发出一些船用仪器以确定船舶吃水，其中较好的有中国专利“智能检水仪”(ZL92208452.1)，提供了一种测量船舶吃水和载重量计量仪器，其计测精度能满足我国对船装货物重量计量标准，且能适应一定幅度的波浪及船舶纵横摇等不利检测环境。其不足之处在于：该装置需专门人员携带上船测量，适合于到港停泊的船只使用，其对于航行状态下船舶排水量和载重量实时测量并不适用；部分船舶资料不全时，无法根据吃水确定船舶排水量和载货量。

随着国民经济的发展，目前中小航道上船舶流量逐年加大、通航频率越来越高，要求航道管理部门能够在船舶航行状态下对其排水量完成实时测量。随着测量技术的不断发展，需要探索和研究新的更先进的实时测量方式和测量装置，以准确确定航行船舶吃水和排水量，为航管部门准确执法提供依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于船舶排水量测量装置，能够在船舶航行状态下对其吃水值和排水量完成实时测量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：由测量台、水面下船体表面坐标测量装置等组成。水面下船体表面坐标测量装置为非接触式测距方式，可以是超声波或激光测距等。由设在测量台上的测距仪和控制机构等组成。测距仪安装在测量台底面和两个侧面上，其数量根据测量台尺度确定，一般间隔0.5～1m布置1个。测量台尺度根据航道宽度确定，固定在河床水泥基础上。

本发明的另一个目的是提供一种基于上述的船舶排水量测量装置的测量方法，能够实时测量船舶排水量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：其特征在于包含水面下船体表面坐标测量方法和排水量计算方法。

水面下船体表面坐标测量方法的特征在于包含以下步骤：

A1：将测距仪安装在测量台上；

A2：船舶到达测量台，开始进入测量台；

A3：水面下船体表面坐标测量装置开始第一次工作，对水面下船体表面进行采样；

A4：采样结果实时传输至控制装置，经处理后可得第一个横剖面上船体表面坐标；

A5：船舶按要求的航速通过测量台；

A6：在上一次采样之后t时间后，水面下船体表面坐标测量装置开始工作，对水面下船体表面进行采样；

A7：采样结果实时传输至控制装置，经处理后可得第二个横剖面上船体表面坐标；

A8：重复步骤A5～A8，直至船舶完全通过测量台，可测定若干个横剖面上船体表面坐标；

当整艘船通过测量台后，通航船舶在水面及其以下船体表面若干个横剖面上的座标点的都被测定

船舶排水量计算方法的特征在于包含以下步骤：

B1：读入第一个横剖面上船体表面坐标；

B2：根据采用数值方法计算船舶在水线面下的横剖面面积，计算方法可以是辛浦生法、梯形法和乞贝雪夫法等方法；

B3：重复步骤B1～B2，计算全部横剖面面积A_s；

B4：根据计算出的船舶在水面下各个横剖面面积A_s，采用数值方法计算船舶的排水体积；

B5：排水体积乘上水的密度可得船舶排水量，即：Δ＝ρ·。

本发明的优点在于所提供的测量船舶排水量测量装置及其测量方法，简单可靠，能够实时测量船舶吃水值和排水量。其计测精度能满足我国对船装货物重量计量标准，且能适应一定幅度的波浪及船舶纵横摇等不利检测环境，从而保证在不影响船舶正常通航的情况下记录船舶排水量，为航管部门准确执法提供依据。

附图说明：

图1为本发明测量装置结构示意图；

图2为本发明测量装置测量方式示意图。

图3为本发明排水量计算方法示意图。

图4为本发明船体表面坐标测量方法流程图。

图5为本发明排水量计算方法流程图。

其中：1-河床水泥基础；2-测量台；3-测距仪；4-航行船舶；5-河水；6-船体表面采样点；7-船舶水下部分横剖面面积。

具体实施方式

如图1所示，一种测量船舶排水量的装置，包括测量台2、设在测量台上的水面下船体表面坐标测量装置。水面下船体表面坐标测量装置由设在测量台上的测距仪3和控制机构组成，测距方式为超声波。测距仪3安装在测量台2底面和两个侧面上，根据测量台2尺度间隔1m布置1个。测量台2尺度根据航道宽度确定，测量台2固定在河床水泥基础1上。

如图2所示，水面下船体表面坐标测量方法包含以下步骤：

A1：将测距仪安装在测量台上；

A2：船舶到达测量台，开始进入测量台；

A3：水面下船体表面坐标测量装置开始第一次工作，对水面下船体表面进行采样，采样时间记录为t₁；

A4：采样结果实时传输至控制装置，经处理后可得第一个横剖面上船体表面坐标点的y和z坐标值，坐标值x₁＝0；

A5：船舶按要求的航速v通过测量台；

A6：在上一次采样之后的t₂时间，水面下船体表面坐标测量装置开始对水面下船体表面进行采样；

A7：采样结果实时传输至控制系统，经处理后可得第二个横剖面上船体表面坐标点的y和z坐标值，x坐标值x₂＝v·(t₂-t₁)；

A8：重复步骤A5～A8，直至船舶完全通过测量台，可测定若干个横剖面上船体表面坐标。各个横剖面上船体表面坐标点的y和z坐标值根据测距仪的采样值由控制装置计算处理后得到，x坐标值为：x_i＝v·(t_i-t₁)，下标i为横剖面的序号。

当整艘船通过测量台后，通航船舶在水面及其以下船体表面若干个横剖面上的座标点的都被测定。

船舶排水量计算方法包含以下步骤：

B1：读入第一个横剖面上船体表面坐标；

B2：根据采用数值方法计算船舶在水线面下的横剖面面积；

B3：重复步骤B1～B2，计算全部横剖面面积A_si，下标i为横剖面的序号；

B4：根据计算出的船舶在水面下各个横剖面面积A_s，采用数值方法计算船舶的排水体积，计算方法可以是辛浦生法、梯形法和乞贝雪夫法等方法；

B5：排水体积乘上水的密度可得船舶排水量，即：Δ＝ρ·。

Claims (6)

1.一种船舶排水量测量装置，其特征在于：包括测量台(2)、设在测量台(2)上的水面下船体表面坐标测量装置；测量台(2)固定在河床水泥基础(1)上，水面下船体表面坐标测量装置为非接触式测距方式，由设在测量台(2)上的测距仪(3)和控制机构组成；测距仪(3)安装在测量台(2)底面和两个侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种船舶排水量测量装置，其特征在于：所述的非接触式测距方式为超声波或激光测距。

3.根据权利要求1或2所述的一种船舶排水量测量装置，其特征在于：所述的测距仪(3)的数量根据测量台(2)尺度确定，一般间隔0.5～1m布置1个。

4.一种船舶排水量的测量方法，其特征在于：包括水面下船体表面坐标测量方法和排水量计算方法。

5.根据权利要求4所述的一种船舶排水量的测量方法，其特征在于所述的船体表面坐标的测量方法包含以下步骤：

A1：将测距仪安装在测量台上；

A2：船舶到达测量台，开始通过测量台；

A3：测距系统开始第一次工作，对水面下船体表面进行采样；

A4：采样结果实时传输至控制系统，经处理后可得第一个横剖面上船体表面坐标；

A5：船舶按要求的航速通过测量台；

A6：在上一次采样之后t时间后，测距系统开始工作，对水面下船体表面进行采样；

A7：采样结果实时传输至控制系统，经处理后可得第二个横剖面上船体表面坐标；

A8：重复步骤A5～A8，直至船舶完全通过测量台，可测定若干个横剖面上船体表面坐标；

6.根据权利要求4所述的一种船舶排水量的测量方法，其特征在于：所述的船舶排水量计算方法包含以下步骤：

B1：读入第一个横剖面上船体表面坐标；

B2：根据采用数值方法计算船舶在水线面下的横剖面面积，计算方法可以是辛浦生法、梯形法和乞贝雪夫法等方法；

B3：重复步骤B1～B2，计算全部横剖面面积A_s；

B4：根据计算出的船舶在水面下各个横剖面面积A_s，采用数值方法计算船舶的排水体积；

B5：排水体积乘上水的密度可得船舶排水量，即：Δ＝ρ·。

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