CN103292856A - 一种不规则舰船舱的容量自动检定方法及检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：压力水源通过输水管道经减压稳压阀（4），降压并稳压后经流量计（8）进行流量测量，再经第一温度变送器（10）进行温度测量，流入所述不规则舰船舱；利用压力变送器（6）检测减压稳压阀（4）的出水端水压；利用液位计（12）对不规则船舱内的液位进行实时测量；利用第二温度变送器（13）对不规则船舱内的液温进行实时测量；控制系统根据流量计（8）测得的流量数据和液位计（12）测得的液位高度，获取舰船舱对应液位的容积，并根据第一、第二温度变送器（10、13）的温差进行容积矫正。本发明降低了作业人员的劳动强度，工作效率提高两倍以上，具有很高的应用价值。

Description

一种不规则舰船舱的容量自动检定方法及检定装置

技术领域

本发明涉及一种容量检定方法及检定装置，具体来说是一种不规则舰船舱的容量自动检定方法及检定装置。 

背景技术

容量是指容器内可容纳物质的体积或质量的量，即容器内部所包含的空间体积，也可称为容积。容量计量就是用量器对各种可流动物质进行体积数量的测量，容器的不同高度对应于不同的容积。容量计量范围很宽，小容量可小到千分之几毫升，大容量可达十万立方米以上。为方便起见，容量分为大容量和小容量两个计量范畴。大容量量器一般为金属量器，小容量量器一般为玻璃容器，其分类情况见图1。 

在日常生活的国民经济建设中的各个领域，涉及到大量的计量器具，为使全国量值的统一，就必须保证计量器具量值的统一，且被计量的量值，必须具有能与国家容量计量基准相联系的特性。根据量器使用不确定度的要求，容量计量方法也不相同，通常有衡量法、直接比较法和几何测量法三种。 

衡量法是通过测定容器内所容纳的工作介质的质量和密度，计算出容器内容积的一种方法。直接比较法是用高一级的标准量器，借助工作介质与被检量器的容积进行直接比较。几何测量法即通过建立的数学模型，运用各种几何测量手段测出容器的某些特征几何参数，进而通过计算求出容量值。现有技术采用标准金属量器来对不规则舰船仓的容量进行检测，采用的是直接比较法。 

不规则舰船舱主要是指除货舱以外的燃料油舱、压载水舱、辅助舱等舱室，这些船舱的特点是结构复杂，普遍不具备能够使用几何模型描述的型线，无法使用传统几何测量法进行容量测量。目前的技术方法是使用标准金属量器进行量值传递，这种方法存在以下几点问题： 

1、测量准确度不足：检定工作需要全程人工参与，舱内液面高度测量难度高，人为误差影响较大； 

2、金属量器体积庞大，不便于运输。标准金属量器是按照一定技术规格生产的固定量值容器，主要用途是固定在实验室中进行检定或校准工作，体积较大，不便于进行运输和现场使用； 

3、检定效率低：测量速度慢，往往进行一个工作周期需要人工操作6个小时以上，劳动强度大，检定过程也比较繁琐。 

发明内容

本发明需要解决的技术问题是： 

1）现有的不规则舰船的容量检定，工作效率低。往往计量整艘舰船的不规则液舱需要1-2个月的时间，而目前我国舰船建造的周期只有6个月左右，这样会影响到舰船建造的施工速度； 

2）劳动强度大，需要消耗极大的人力、物力成本。现有技术将原本在实验室中使用的标准量器搬运到舰船建造现场使用，必须动用卡车、搭调进行搬运，现场工作还需要人工标定标准量器，使其能够保证量值传递的准确性，整个工作比较繁琐，普通工作人员难以胜任，必须由经过专业计量知识培训的人员才能进行操作。工作过程中，完全依靠人工操作，消耗了大量人力、物力。 

3）自动化程度低。现有技术需要人工进行注水、调整刻度、放水、测 量舱内液位高度，整个过程都是由手工操作，完全没有引入自动化技术。 

4）进行容量检测所用的标准金属量器等装置体积庞大，便携性差。标准量器由于体积大，固定安装都需几个人共同完成，在施工现场也要占据一定的空间，使用起来操作性差。 

5）计量结果准确度受人工操作影响较大。因为测量过程完全由计量人员操作完成，人工操作的不确定性和主观失误都会造成计量结果的误差。 

本发明采取了以下技术方案： 

一种不规则舰船舱的容量自动检定方法，压力水源通过输水管道经减压稳压阀4，降压并稳压后经流量计8进行流量测量，再经第一温度变送器10进行温度测量，流入所述不规则舰船舱；利用压力变送器6检测减压稳压阀4的出水端水压；利用液位计12对不规则船舱内的液位进行实时测量；利用第二温度变送器13对不规则船舱内的液温进行实时测量；控制系统与减压稳压阀4，压力变送器6，流量计8，第一、第二温度变送器10、13，液位计12之间进行实时通讯，并根据压力变送器6的压力电信号对减压稳压阀4进行控制，进行水压调节；控制系统根据流量计8测得的流量数据和液位计12测得的液位高度，获取舰船舱对应液位的容积，并根据第一、第二温度变送器10、13的温差进行容积矫正。 

利用过滤器3设置在所述减压稳压阀4之前进行水流过滤。 

利用排气阀3设置在所述减压稳压阀4之前进行排气。 

流量计8与另一流量计8’形成并联的较大、较小流量的双水流通道，控制系统对所述双水流通道进行流通/闭合控制，所述双水流通道其中一条流通或两条均闭合。 

所述双水流通道其中一条流通时能够进行间歇式流通或持续式流通。 

一种不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，包括输水管道，所述输水管道上依次设有减压稳压阀4，压力变送器6，流量计8，电磁阀9，第一温度变送器10；还包括待测舰船舱内设置的液位计12，第二温度变送器13；控制系统分别与所述减压稳压阀4，压力变送器6，流量计8，电磁阀9，第一温度变送器10，液位计12，第二温度变送器13连接。 

还包括过滤器2，排气阀3，所述过滤器2，排气阀3依次连接与所述减压稳压阀4的前端。 

一种不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，包括输水管道，所述输水管道上依次设有减压稳压阀4，压力变送器6，流量计8，三通换向阀14，第一温度变送器10；还包括待测舰船舱内设置的液位计12，第二温度变送器13；控制系统分别与所述减压稳压阀4，压力变送器6，流量计8，三通换向阀14，第一温度变送器10，液位计12，第二温度变送器13连接；流量计8与另一流量计8’形成并联的较大、较小流量的双水流通道，合流后经所述三通换向阀14再分流为双注水通道注入待测舰船舱中。 

还包括过滤器2，排气阀3，所述过滤器2，排气阀3依次连接与所述减压稳压阀4的前端。 

本发明的特点在于：本发明针对现有技术中存在的技术问题研制了一种不规则舰船舱容量的自动检定装置，该装置是一种基于流量计量法的自动容量检定装置，主要利用了测量流体在流过一定截面的量的累加值而获取被检定容器容量的技术原理。通过各种测量仪表的组合以及自主开发的软件系统，实现了流量、液位、温度、压力等多路信号的自动控制与获取，并能够实时计算原始数据，最终自动获取容积与液面高度一一对应的图表。其中，温度信号有两个，分别为获取经过流量计水温和获取待测舰船舱内水温，由于水温对水流体积会有影响，根据这两个水温对水流体积进行自 动矫正，从而获得更为准确的容积。 

容量检定精度高，大大简化了操作人员的工作步骤，降低了劳动强度，提高了测量速度，缩短了检定时间，克服了过去存在的问题。另外，本发明硬件部分各个阀门、连接管路、过滤元件、检测元件实现了可拆分式的组装结构，实现了拆分装箱运输，现场组合的工作模式，解决了原来标准金属量器等装置运输不便的问题。经过现场试验证明，本发明能够满足不规则舰船舱的容量计量需求，检测精度高，调试方便，自动化程度高，是一种方便使用的新型检定装置，而且大大降低了现有的舰船舱容量检测的劳动强度。 

附图说明

图1是容器种类细分的示意图。 

图2是本发明不规则舰船舱的容量自动检定装置使用单水流通道时各连接部件的连接示意图。 

图3是本发明不规则舰船舱的容量自动检定装置使用双水流通道时各连接部件的连接示意图。 

图4是双水流通道使用三通换向阀时的连接示意图。 

图5是双水流通道各设置一个电磁阀时的连接示意图。 

图6是本发明不规则舰船舱的容量自动检定装置结构框图。 

图7中（a）、（b）分别为连续式流通进行注水和间歇式流通进行注水两种工作模式的示意图。 

其中，1、变径法兰，2、过滤器，3、排气阀，4、减压稳压阀，5、整流板，6、压力变送器，7、手动阀，8、流量计，8’、另一流量计，9、电磁阀，9’、另一电磁阀、10、第一温度变送器、11、待检测不规则舰船舱、12、 液位计，13、第二温度变送器，14、三通换向阀。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。 

实施例（一）： 

参见图2，整套装置由管路部分和控制系统两部分组成。测量管路可以根据现场测量环境的具体要求组合安装，分段分模块使用；控制系统由一个控制箱和软件系统组成，通过有线连接多个测量仪表，再由一根RJ45接口的数据线连接计算机，运行软件系统进行整个测量过程的操作和监控。完成数据采集后，可以直接进行数据处理、分析、计算，直至输出检定报告。 

本装置按照研制过程可以分为硬件研制和软件开发两部分。硬件研制的技术路线主要有装置设计、定制加工、安装调试、试验验证和改进完善；软件开发的技术路线主要有软件功能设计、总体架构设计、模块设计、程序编写、程序联调和整体测试。 

参见图2，“水源”为具有一定水压的压力水源，采用消防栓。消防栓与可拆分的输水管路连接，输水管路上依次连接变径法兰1、过滤器2、排气阀3、减压稳压阀4、压力变送器6、手动阀7，流量计8，电磁阀9，第一温度变送器10，输水管路中的水流注入待检测不规则舰船舱11内。其中，过滤器2用于过滤水中的杂质，防止杂质对水流通道上的减压稳压阀、流量计等造成损伤，排气阀3用于将水流中的空气排出，使流量计8检测结果更准确，压力变送器6将减压稳压器4出水端的水压反馈给控制系统，控制系统根据水压自动调节减压稳压阀4的出水压力，从而为后续流量计8等检测元件提供稳定的水压，整流板5用于进一步过滤水流中的杂质。电磁阀9和手动阀7用于将水流关闭。待检测不规则舰船舱11内设有液位计。 

Claims (9)

1.一种不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：

压力水源通过输水管道经减压稳压阀（4），降压并稳压后经流量计（8）进行流量测量，再经第一温度变送器（10）进行温度测量，流入所述不规则舰船舱；

利用压力变送器（6）检测减压稳压阀（4）的出水端水压；

利用液位计（12）对不规则船舱内的液位进行实时测量；

利用第二温度变送器（13）对不规则船舱内的液温进行实时测量；

控制系统与减压稳压阀（4），压力变送器（6），流量计（8），第一、第二温度变送器（10、13），液位计（12）之间进行实时通讯，并根据压力变送器（6）的压力电信号对减压稳压阀（4）进行控制，进行水压调节；

控制系统根据流量计（8）测得的流量数据和液位计（12）测得的液位高度，获取舰船舱对应液位的容积，并根据第一、第二温度变送器（10、13）的温差进行容积矫正。

2.如权利要求1所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：利用过滤器（3）设置在所述减压稳压阀（4）之前进行水流过滤。

3.如权利要求1所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：利用排气阀（3）设置在所述减压稳压阀（4）之前进行排气。

4.一种如权利要求1所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：流量计（8）与另一流量计（8’）形成并联的较大、较小流量的双水流通道，控制系统对所述双水流通道进行流通/闭合控制，所述双水流通道其中一条流通或两条均闭合。

5.如权利要求4所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法，其特征在于：所述双水流通道其中一条流通时能够进行间歇式流通或持续式流通。

6.一种与权利要求1所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，其特征在于：

包括输水管道，所述输水管道上依次设有减压稳压阀（4），压力变送器（6），流量计（8），电磁阀（9），第一温度变送器（10）；

还包括待测舰船舱内设置的液位计（12），第二温度变送器（13）；

控制系统分别与所述减压稳压阀（4），压力变送器（6），流量计（8），电磁阀（9），第一温度变送器（10），液位计（12），第二温度变送器（13）连接。

7.如权利要求6所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，其特征在于：还包括过滤器（2），排气阀（3），所述过滤器（2），排气阀（3）依次连接与所述减压稳压阀（4）的前端。

8.一种与权利要求1所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，其特征在于：

包括输水管道，所述输水管道上依次设有减压稳压阀（4），压力变送器（6），流量计（8），三通换向阀（14），第一温度变送器（10）；

还包括待测舰船舱内设置的液位计（12），第二温度变送器（13）；

控制系统分别与所述减压稳压阀（4），压力变送器（6），流量计（8），三通换向阀（14），第一温度变送器（10），液位计（12），第二温度变送器（13）连接；

流量计（8）与另一流量计（8’）形成并联的较大、较小流量的双水流通道，合流后经所述三通换向阀（14）再分流为双注水通道注入待测舰船舱中。

9.如权利要求8所述的不规则舰船舱的容量自动检定方法对应的检定装置，其特征在于：还包括过滤器（2），排气阀（3），所述过滤器（2），排气阀（3）依次连接与所述减压稳压阀（4）的前端。

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