CN112061330B - 一种船舶液货舱泄漏自动报警技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶液货舱泄漏自动报警技术，涉及船舶安全智能监控领域。货舱液位采集变送单元采集船舶液货舱瞬态液位高度，船舶摇晃倾角采集单元采集船舶横纵倾角，对液位高度进行修正处理，去风浪干扰，获得货舱真实液位高度；结合舱容要素曲线解析，将货舱真实液位高度换算为货舱实时液货容量A；新船未装货，货舱液货容量初始值B为0，船舶进入正常营运后，每次装卸货时，启动液货装卸泵，触发流量计采集输送液货流量信号，自动修正货舱液货容量初始值B；货舱实时液货容量A和货舱液货容量初始值B不断地进行比较计算，比较与泄漏诊断单元诊断货舱是否发生泄漏。本发明报警迅速准确，受复杂海况影响小，适用于各种船舶货舱结构。

Description

一种船舶液货舱泄漏自动报警技术
技术领域
本发明涉及船舶安全智能监控领域，尤其涉及一种船舶液货舱泄漏自动报警技术。
背景技术
船舶液货舱经常装载着大量的易燃易爆、有毒有害的液态危险品(液化天然气、液化石油气、石油产品)，一旦碰撞和搁浅等海上事故发生泄漏，如不能及时发现，将可能造成灾难性后果(火灾、爆炸、中毒、冻伤)。然而受风浪等复杂航行环境和船舶液货舱结构复杂化的影响，船舶液货舱泄漏是很难被发现。过去发生不计其数的海上恶性事故，都是由于未能及时发现泄漏引起的。准确迅速地对泄漏事故发出报警，有利于在事故发生初期迅速采取有效措施(堵漏和倒舱等)控制事故进一步恶化，最大程度地减小事故造成的人命伤亡、财产损失和环境破坏。
船舶液货舱正常仅装有液位传感器和高位报警器，通过液位传感器与舱容表对照间接计算显示货舱装载量，高位报警器是仅在货舱装货量超过95％总舱容时发出报警，防止装载过满导致安全事故发生。但当船舶在水中航行，尤其是在恶劣海况下航行时，船舶液货舱液位会不断发生波动变化，根本无法正常显示货舱实际装载量，高位报警器也经常发生误报警，这时一旦因为船舶碰撞、搁浅等海上事故导致液货舱泄漏，船舶管理者根本不能及时察觉，等到货舱液位显著下降，灾难也许是无法避免了。
目前船舶还没有安装液货舱泄漏自动报警装置，仅有的液位监控系统受风浪等复杂海况的影响显示的液位波动变化激烈无法及时正确诊断泄漏事故发生。货舱高位报警器往往受风浪影响频频发生误报警，使得船员疲于奔命最终麻痹大意。船舶大型化和货舱结构复杂化使得小量泄漏更难以察觉，而恰恰是泄漏初期的这些小泄漏没法及时发现和采取措施，最终导致灾难性大事故(火灾、爆炸)发生。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种船舶液货舱泄漏自动报警技术，报警准确迅速，受复杂海况影响小，适用于各种船舶货舱结构。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是风浪等复杂海况干扰问题；船舶货舱结构复杂化和差异化导致监控报警困难问题；船舶大型化发展趋势导致的泄漏不易察觉问题；船舶装卸货操作导致误报警问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种船舶液货舱泄漏自动报警技术，包括以下步骤：
步骤1、货舱液位采集变送单元采集船舶液货舱瞬态液位高度，船舶摇晃倾角采集单元采集船舶横纵倾角，结合相应滤波算法，将所述货舱液位采集变送单元传送的液位高度进行修正处理，获得货舱真实液位高度；
步骤2、结合船舶液货舱设计图纸和实船货舱三维立体扫测，利用复杂曲面积分算法，建立货舱容积与液面高度的关系方程并用编程解析，将所述货舱真实液位高度换算为货舱实时液货容量A；
步骤3、船舶新造，货舱液货容量初始值B设为0；船舶正常营运后，当船舶装卸货时，启动液货装卸泵，触发流量计采集输送液货流量信号，对所述输送液货流量信号进行时间积分获取装卸货量，并自动叠加修正货舱液货容量初始值B；当所述液货装卸操作停止，所述流量计停止计量，所述货舱液货容量初始值B保持不变；
步骤4、所述货舱实时液货容量A和所述货舱液货容量初始值B在比较环节中进行比较计算，当满足诊断规则，比较与泄漏诊断单元诊断为货舱发生泄漏，触动报警器报警。
进一步地，所述船舶摇晃倾角采集单元包括双轴倾角检测单元，实时采集船舶横倾和纵摇角度信息。
进一步地，所述步骤2借助舱容复杂曲面精确扫测积分算法，建立货舱液位与实际载货量映射模型，获得货舱载货量实际值。
进一步地，所述步骤2通过货舱液位高度比较单元和货舱实际载货量变化比较单元，获得大型船舶的载货量实际变化情况。
进一步地，所述流量计安装在输送管上。
进一步地，所述步骤3设置船舶装卸货泵启停信号监控所述船舶装卸货操作状态。
进一步地，所述船舶装卸货泵启停信号为开时，采集所述输送液货流量信号。
进一步地，所述货舱液货容量初始值B新船未营运时原始值设定为0。
进一步地，所述步骤3装货时货舱液货容量初始值B增加，卸货时货舱液货容量初始值B减少。
进一步地，所述诊断规则为(货舱液货容量初始值B-货舱实时液货容量A)/货舱液货容量初始值B＞0.5％。
进一步地，所述报警器包括声光报警器。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：
1、解决风浪等复杂海况干扰问题。
2、解决船舶货舱结构复杂化和差异化导致监控报警困难问题。
3、解决船舶大型化发展趋势导致的报警不灵敏问题。
4、解决船舶装卸货操作导致误报警问题。
5、报警迅速，及时准确；受复杂海况影响小，抗风浪干扰性强；适用船型广，适用于各种船舶货舱结构；不影响船舶正常营运。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的结构示意图。
其中，1-船舶液货舱，2-货舱围护装置，3-货舱液位采集变送单元，4-船舶摇晃倾角采集单元，5-液货装卸泵，6-流量计。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，本发明提供了一种船舶液货舱泄漏自动报警技术。
1)正常情况下，由货舱液位采集变送单元3采集的船舶液货舱1瞬态液位高度由于受风浪流等复杂通航环境，波动较为厉害，不能真实反映货舱实际装载量。为此利用船舶摇晃倾角采集单元4采集到了船舶横纵倾角，结合相应滤波算法，将货舱液位采集变送单元3传送的液位高度进行修正处理，获得去风浪等复杂海况干扰的货舱真实液位高度。
2)船舶液货舱1位于货舱围护装置2内，结合船舶液货舱设计图纸和实船货舱三维立体扫测，利用复杂曲面积分算法，建立货舱容积与液面高度的关系方程并用编程解析,将前一步获取的货舱真实液位高度换算为货舱实时液货容量(表示为“A”)。
3)货舱液货容量初始值设定0(新船)，当船舶营运装卸货时，启动液货装卸泵5，触发安装在输送管上流量计6采集输送液货流量信号，对该信号对时间积分获取装卸货量(装货为“+”容量，卸货为“-”容量)，并自动叠加修正货舱液货容量初始值(表示为“B”)。当液货装卸泵5停止时，流量计6停止计量，货舱液货容量初始值保持不变。
4)第2步获取的货舱实时液货容量和第3步获取货舱液货容量初始值在比较环节中进行比较计算，当(B-A)/B＞0.5％，比较与泄漏诊断单元诊断为货舱发生泄漏，触动报警器发出声光报警。其中0.5％为我国目前船舶液货舱允许计量误差值。
为了解决风浪等复杂海况导致船舶摇晃对泄漏报警的干扰，本报警技术包含了双轴倾角检测单元，能实时采集船舶横倾和纵摇角度信息，运用滤波理论算法及时修正受风浪影响的瞬态货舱液位，得出不受干扰的实际货舱液位。
为了解决船舶货舱结构复杂化和差异化导致货舱液位与装载量不对应问题，借助船舶舱容复杂曲面精确扫测积分算法，建立货舱液位与实际载货量映射模型，获得货舱载货量实际变化情况。
为了解决船舶大型化导致的泄漏影响货舱液位高度变化不明显，本发明包含了货舱液位高度比较单元和货舱实际载货量变化比较单元，能更迅速更准确地对泄漏事故发出报警。
解决船舶装卸货操作造成的误报警问题，本发明技术包含了船舶装/卸货泵启/停开关信号和装卸货泵流量计信号输入。当装卸货泵启/停信号为“开”时，通过流量计信号对工作时间积分得出装/卸货量，叠加到货舱实际载货量变化信号，准确判断是否发出泄漏报警。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、货舱液位采集变送单元采集船舶液货舱瞬态液位高度，船舶摇晃倾角采集单元采集船舶横纵倾角，结合相应滤波算法，将所述货舱液位采集变送单元传送的液位高度进行修正处理，获得货舱真实液位高度；
步骤2、结合船舶液货舱设计图纸和实船货舱三维立体扫测，利用复杂曲面积分算法，建立货舱容积与液面高度的关系方程并用编程解析，将所述货舱真实液位高度换算为货舱实时液货容量A；
步骤3、船舶新造，货舱液货容量初始值B设为0；船舶正常营运后，每次船舶装卸货，启动液货装卸泵，触发流量计采集输送液货流量信号，对所述输送液货流量信号进行时间积分获取装卸货量，并自动叠加修正所述货舱液货容量初始值B；当所述液货装卸泵停止，所述流量计停止计量，所述货舱液货容量初始值B保持不变；
步骤4、所述货舱实时液货容量A和所述货舱液货容量初始值B在比较环节中进行比较计算，当满足诊断规则，比较与泄漏诊断单元诊断为货舱发生泄漏，触动报警器报警；
所述船舶摇晃倾角采集单元包括双轴倾角检测单元，实时采集船舶横倾和纵摇角度信息；
所述步骤2借助船舶货舱舱容复杂曲面积分算法，建立货舱液位与实际载货量映射模型，获得货舱载货量实际变化情况。
2.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述步骤2通过货舱液位高度比较单元和货舱实际载货量变化比较单元，获得大型船舶的载货量实际变化情况。
3.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述流量计安装在输送管上。
4.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述步骤3设置船舶装卸货泵启停信号监控所述液货装卸泵的工作状态。
5.如权利要求4所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述船舶装卸货泵启停信号为开时，进行所述输送液货流量信号采集。
6.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述步骤3装货时所述货舱液货容量初始值B增加，卸货时所述货舱液货容量初始值B减少。
7.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述诊断规则为(货舱液货容量初始值B-货舱实时液货容量A)/货舱液货容量初始值B＞0.5％。
8.如权利要求1所述的船舶液货舱泄漏自动报警技术，其特征在于，所述报警器包括声光报警器。
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