CN113433992A - 阀门遥控和液位遥测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开阀门遥控和液位遥测系统，包括：显示单元、CPU控制单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元，显示单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元均和CPU控制单元相连，液位遥测单元采集船舶的油舱内油量信息以及水舱内水位、重量、体积和压力等信息，阀门遥控单元根据油舱及水舱信息改变船舶压载和吃水深度，报警控制单元采集水舱内异常信息。各大传感器分别获取水舱内水压、液位等水位信息并传递到CPU控制单元中和设定值比对得出差值，阀门控制单元监测实时水位信息进行差值补偿，维持实际值和设定值一致；报警控制单元监测水舱异常信息，发生异常报警提示，工作人员能及时控制修复，控制过程迅速，提高船舶行驶的稳定性。

Description

阀门遥控和液位遥测系统

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及阀门遥控和液位遥测系统。

背景技术

船舶上集合了众多科技保证航行的安全行驶和运输，海上气候变化较大，行驶风险高，船舶的安全行驶需要应对恶劣的海上环境。液位遥测和阀门遥控系统是船舶自动化控制重要组成部分，主要用于船舶液位的检测和对压载舱中压载水的调节使船舶保持平衡达到稳定运行的状态。

随着自动化技术的不断进步和发展，船舶系统的自动化程度也越来越高，高科学技术含量的集成系统的大量应用，使得船舶各系统更加高效、智能。液位遥测系统概念拓展为液舱参数测量系统，作为船舶的核心部分，直接关系到海上航行的安全性和可靠性。

而现有的液位遥测系统设计相对简单，功能较单一，在测量精度、系统功能都存在较大欠缺，控制时间较长，存在反应滞后的严重不足。

因此，对于一种功能齐全，控制反应迅速，能提升船舶行驶稳定性和可靠性的阀门遥控、液位遥测系统非常有必要。

发明内容

为了解决背景技术中存在的现有问题，本发明提供阀门遥控和液位遥测系统，控制精度高、系统功能齐全且操作方便。

本发明采用以下的技术方案：

阀门遥控和液位遥测系统，包括：显示单元、CPU控制单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元，所述显示单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元均和CPU控制单元相连，所述液位遥测单元采集船舶的油舱内油量信息以及水舱内水位、重量、体积和压力等信息传递至所述CPU控制单元中，所述阀门遥控单元根据油舱及水舱信息实行相关动作调整水舱内水位改变船舶压载和吃水深度，所述报警控制单元采集水舱内异常信息发送至CPU控制单元中。

进一步的，所述液位遥测单元包括雷达式液位传感器、压力式液位传感器、浮球式液位传感器和热电偶，所述雷达式液位传感器和压力式液位传感器安装在水舱室内，采集水舱内水压等液位信息并传递到CPU控制单元中，所述浮球式液位传感器安装在油舱内采集油量信息传递至CPU控制单元中。

进一步的，所述CPU控制单元接收来自雷达式液位传感器、压力式液位传感器采集的水舱内液位信息，计算本次测量值和设定值的差值，进行误差补偿，根据液位值通过舱容表的拟合曲线输出容积值、液位值、水压值显示在显示单元上。

进一步的，所述阀门遥控单元包括电磁阀、水泵和蝶阀，所述水泵位于水舱内连接管道和水舱外相通，所述水泵和蝶阀安装在连接管道上，所述电磁阀、水泵、蝶阀与CPU控制单元控制连接，控制水舱内的进水和出水，改变船舶水舱压载及吃水深度值。

进一步的，所述报警控制单元包括设置于水舱内与CUP控制单元相连的温度传感器、高液位传感器、低液位传感器、压力传感器和红外线传感器，所述温度传感器采集水舱中水温信息，所述高液位传感器和低液位传感器采集水位到达高低极限位置信息，所述压力传感器采集水压信息，所述红外线传感器采集水舱阀门开启、关闭动作信息。

进一步的，还包括无线传输单元，所述无线传输单元与CPU控制单元相连，外部终端和所述显示单元进行无线连接。

进一步的，还包括存储单元，与所述CPU控制单元相连，存储水舱和油舱相关信息，以及操作历史数据记录。

本发明的有益效果如下：

液位遥测单元实时检测油舱内油箱剩余和油耗信息，及时反馈到CPU控制单元中并在显示单元上展示出来，清晰快速的得到工作人员的获取，避免油量不足导致的烧机或者漏油事故发生。

各大传感器分别获取水舱内水压、液位等水位信息并传递到CPU控制单元中和设定值比对得出差值，阀门控制单元监测实时水位信息进行差值补偿，维持实际值和设定值一致；报警控制单元监测水舱内水温、液位临界值、水压和阀门开关异常信息，发生异常报警提示，工作人员能及时控制修复，控制过程迅速，调节速度快，提高船舶行驶的稳定性。存储单元对数据的存储，便于对历史数据的查找和管理。

附图说明

图1为本发明阀门遥控和液位遥测系统的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1是本发明的阀门遥控和液位遥测系统，包括：显示单元、CPU控制单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元，所述显示单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元均和CPU控制单元相连。

其中，所述液位遥测单元采集船舶的油舱内油量信息以及水舱内水位、重量、体积和压力等信息传递至所述CPU控制单元中，详细的，所述液位遥测单元包括雷达式液位传感器、压力式液位传感器、浮球式液位传感器和热电偶，所述雷达式液位传感器和压力式液位传感器安装在水舱室内，采集水舱内水压等液位信息并传递到CPU控制单元中，所述浮球式液位传感器安装在油舱内采集油量信息传递至CPU控制单元中，一方面，工作人员在显示单元上直接读出油舱内油量及油耗信息，避免空油烧机或漏油等事故发生，提高船舶行驶安全。另一方面，实时获取水舱中的液位信息，通过显示单元进行及时监测。

雷达式液位传感器测量结果不受雾气和泡沫等工艺调节影响，抗干扰能力强，电磁波是恒定的，不需要现场标定，并且安装维护简单。

所述CPU控制单元接收来自雷达式液位传感器、压力式液位传感器采集的水舱内液位信息，计算本次测量值和设定值的差值，进行误差补偿，根据液位值通过舱容表的拟合曲线输出容积值、液位值、水压值显示在显示单元上。

其次，所述阀门遥控单元根据油舱及水舱信息实行相关动作调整水舱内水位改变船舶压载和吃水深度，详细的，所述阀门遥控单元包括电磁阀、水泵和蝶阀，所述水泵位于水舱内连接管道和水舱外相通，所述水泵和蝶阀安装在连接管道上，所述电磁阀、水泵、蝶阀与CPU控制单元控制连接，控制水舱内的进水和出水，改变船舶水舱压载及吃水深度值，在显示单元上还能随时知道水舱内的温度、气体压力、浓货密度、重量等参数以及船舶压载、吃水、稳定性、强度等各种状态，确保船舶装卸和航行的安全。

而，所述报警控制单元采集水舱内异常信息发送至CPU控制单元中，详细的，所述报警控制单元包括设置于水舱内与CUP控制单元相连的温度传感器、高液位传感器、低液位传感器、压力传感器和红外线传感器，所述温度传感器采集水舱中水温信息，所述高液位传感器和低液位传感器采集水位到达高低极限位置信息，所述压力传感器采集水压信息，所述红外线传感器采集水舱阀门开启、关闭动作信息，当发现水压、水位、水温以及阀门状态信息等为异常值时，在显示单元上报警提示，同时对报警信息进行统计。可以知道，本控制系统同步对油舱、水舱中信息的实时监测，同时阀门控制单元对水位调整维护船舶吃水深度保持稳定形态，提高安全行驶性能，对异常参数及时报警，整个系统反馈速度极快，减少中间程序迟滞的现象。

另外，本系统还包括无线传输单元，所述无线传输单元与CPU控制单元相连，外部终端和所述显示单元进行无线连接，在不用靠近显示单元的地方，使用外部终端同样也是读取系统数据，也能实现控制，使用便利。

系统运行过程中数据的重要性极其高，最后设置存储单元，与所述CPU控制单元相连，存储水舱和油舱相关信息，以及操作历史数据记录。

本发明的系统架构及软件部分实现5个检测位点（对五个船舱监控），每个位点四路传感器信号输入，同时需要满足可扩展到50个检测位点的数据处理能力。本发明的每个传感器接口部分，每个检测位点预留液位、温度、容积及压力四个以上的传感器接口，同时可以依据提供的传感器输出电气类型可接受不同形式的输入信号，如电压信号、电流信号等。

本发明的显示单元监测位点实际传输距离最大可超过50米；电缆及其填料的性能可满足浸泡在海水中的设计要求。

本发明对船舱测量参数包括温度、液位、压力、容积等。各指标量程为：温度-50 ~120℃，液位0 ~ 30m，压力0 ~0.3MPa，并能够通过拟合算法显示容积信息于显示单元上。本发明对船体测量参数包括船舶吃水深度、纵倾和横倾角、中垂和中拱值的监控，并通过横倾和纵倾角实现舱柜的实际液位的精确测量。

本发明支持检测参数超限报警以及阀门的故障报警，并可以实现用户自行设定各项指标的报警值。

需要说明的是，本发明采用低通滤波技术实现液位波动情况下的精确液位测量。阀门控制系统具有液位超限自动开启功能，并且能够自行设定阀门的开启的限值，同时阀门的开启度可调节，进而可以进行流量控制。

本发明的优点在于：

液位遥测单元实时检测油舱内油箱剩余和油耗信息，及时反馈到CPU控制单元中并在显示单元上展示出来，清晰快速的得到工作人员的获取，避免油量不足导致的烧机或者漏油事故发生。

各大传感器分别获取水舱内水压、液位等水位信息并传递到CPU控制单元中和设定值比对得出差值，阀门控制单元监测实时水位信息进行差值补偿，维持实际值和设定值一致；报警控制单元监测水舱内水温、液位临界值、水压和阀门开关异常信息，发生异常报警提示，工作人员能及时控制修复，控制过程迅速，调节速度快，提高船舶行驶的稳定性。存储单元对数据的存储，便于对历史数据的查找和管理。

由技术常识可知，本发明可以通过其他的不脱离其精神实质和必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (7)

1.阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，包括：显示单元、CPU控制单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元，所述显示单元、液位遥测单元、阀门遥控单元和报警控制单元均和CPU控制单元相连，所述液位遥测单元采集船舶的油舱内油量信息以及水舱内水位、重量、体积和压力等信息传递至所述CPU控制单元中，所述阀门遥控单元根据油舱及水舱信息实行相关动作调整水舱内水位改变船舶压载和吃水深度，所述报警控制单元采集水舱内异常信息发送至CPU控制单元中。

2.如权利要求1所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，所述液位遥测单元包括雷达式液位传感器、压力式液位传感器、浮球式液位传感器和热电偶，所述雷达式液位传感器和压力式液位传感器安装在水舱室内，采集水舱内水压等液位信息并传递到CPU控制单元中，所述浮球式液位传感器安装在油舱内采集油量信息传递至CPU控制单元中。

3.如权利要求1所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，所述CPU控制单元接收来自雷达式液位传感器、压力式液位传感器采集的水舱内液位信息，计算本次测量值和设定值的差值，进行误差补偿，根据液位值通过舱容表的拟合曲线输出容积值、液位值、水压值显示在显示单元上。

4.如权利要求1所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，所述阀门遥控单元包括电磁阀、水泵和蝶阀，所述水泵位于水舱内连接管道和水舱外相通，所述水泵和蝶阀安装在连接管道上，所述电磁阀、水泵、蝶阀与CPU控制单元控制连接，控制水舱内的进水和出水，改变船舶水舱压载及吃水深度值。

5.如权利要求1所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，所述报警控制单元包括设置于水舱内与CUP控制单元相连的温度传感器、高液位传感器、低液位传感器、压力传感器和红外线传感器，所述温度传感器采集水舱中水温信息，所述高液位传感器和低液位传感器采集水位到达高低极限位置信息，所述压力传感器采集水压信息，所述红外线传感器采集水舱阀门开启、关闭动作信息。

6.如权利要求1-5任意一项所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，还包括无线传输单元，所述无线传输单元与CPU控制单元相连，外部终端和所述显示单元进行无线连接。

7.如权利要求1所述的阀门遥控和液位遥测系统，其特征在于，还包括存储单元，与所述CPU控制单元相连，存储水舱和油舱相关信息，以及操作历史数据记录。

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