CN113720416A - 一种船舶液位测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶设备技术领域，具体涉及一种船舶液位测量装置及测量方法。一种船舶液位测量装置包括静压式液位计、连通器液位计和液体舱，静压式液位计和液体舱连通，连通器液位计两端在液体舱高度方向上并且连通器液位计两端分别与液体舱相连通，静压式液位计可获取液体舱的第一液位数据，连通器液位计可获取液体舱的第二液位数据，第二液位数据较第一液位数据稳定。在风浪大时，依然能够较好地测量船舶液位，避免单独采用静压液位计出现不能好工作并且测量精度低等问题，两种液位计相互配合和验证，提高整体的测量精度及在恶劣环境下的测量能力。
Description
技术领域
本发明属于船舶设备技术领域，具体涉及一种船舶液位测量装置及测量方法。
背景技术
随着贸易的繁荣，船舶运输货物是常用运货重要手段之一，一般船舶有很多液体舱，用于实现船舶的各种功能，有的是压载水舱、有的是燃油舱、有的是淡水舱、有的是污水舱。这些液体舱需要船员知道液位高度，这样才能判断液位是否需要调整。液位高度需得到验证，高位或者低位都有进行干预。如压载水舱过高，为了防止舱室打爆就需要设置高位报警，如燃油舱液位过低，就需要赶紧补油了，否者主机将无法工作，需要设置低位报警。一般在船舶上船舶液位主要方法包括：1、声学式液位计，根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位，例如超声波液位计、雷达液位计等；2、直读式液位计，根据流体的连通性原理来测量液位；3、差压式(静压式)液位计：根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静(差)压力的变化的原理测量物位；4、电气式液位计：根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位；5、浮力式液位计：根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒(或称沉筒)的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位。
声学式液位计、电气式液位计和差压式(静压式)液位计这几大类电子液位计容易实现远传和自动监控和检测而在船舶上采用比较多，相对于声学式液位计和电气式液位计的成本较高，差压式(静压式)液位计在实现同样测量精度时成本更低，并且这类仪表安装方便，容易实现自动调节，因此在船舶上应用较多。一般，远洋航行时，船舶基本上都会处于一定程度的摇摆状态，使得上述电子液位计准确程度降低，尤其当风浪较大时，会导致待测液体的液面剧烈上下波动更进一步可能导致暂时不能很好工作。例如，风浪大时，物位变化剧烈，即待测液体的液面剧烈变化，此时超声波液位计、雷达液位计不能很好工作；而静压式液位计是通过压力传感器，感知待测液体的液面和底部之间高度差所形成的压力实现液位测量，待测液体的液面剧烈变化，此时静压式液位计不能很好工作。
针对上述问题及防止排除电子液位计出错或者失电情况时不能进行液位测量，现有技术中还配备了手动测量的方法。该方法就是设置一根到底液体舱底部的测深管，在上方的甲板上将测深锤放到测深管中，测深锤后带柔性刻度尺，通过测深锤的下潜到测深管端部，通过液体舱水位接触到测深尺的浸没深度来实现手动测量。
通过测深管和测深锤测量液位的缺点：1、适用性较差：液体舱内布置非常复杂，有的液体舱不能设置手动测深管，比如液体舱完全布置在大型重物舱(车辆舱)下以及由于大型重物甲板(如车辆甲板)需承受重物的碾压，测深管不能承受压力，所以设置不了；2、测量精度较差：由于液体舱内部结构复杂，液体舱内比较倾斜、曲度大时，测量时，测深锤上的柔性刻度尺并不是完全垂直伸展到液体舱的舱底，并且最终的读取时靠柔性刻度被沾湿来观察刻度，不可避免液位测量精度较差。3、通过测深管和测深锤测量液位很难用于电子液位计校正，尤其当风浪较大电子液位计不能很好工作时，起到很好的替代作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种船舶液位测量装置和测量方法。
本发明提供一种船舶液位测量装置，其包括静压式液位计、连通器液位计和液体舱，所述静压式液位计和所述液体舱连通，所述连通器液位计两端在所述液体舱高度方向上并且所述连通器液位计两端分别与所述液体舱相连通，所述静压式液位计可获取液体舱的第一液位数据，所述连通器液位计可获取液体舱的第二液位数据，所述第二液位数据较第一液位数据稳定。
作为上述实施例的进一步改进，所述连通器液位计包括连通器、磁性浮子和磁性传感器，所述连通器两端分别与所述液体舱上下两端相连通，所述磁性浮子在所述连通器内，所述磁性传感器在所述连通器外并位于磁性浮子一侧，所述连通器液位计通过所述磁性浮子和所述磁性传感器可自动获取所述第二液位数据。
作为上述实施例的进一步改进，所述液体舱在摇动状态，所述连通器内的磁性浮子上下摇动的幅度较所述液体舱的液体上下摇动的幅度小。
作为上述实施例的进一步改进，所述连通器为玻璃管，所述连通器一侧设置有刻度，所述连通器液位计通过所述磁性浮子和所述连通器一侧的刻度可目测获取所述第二液位数据，并且所述连通器液位计还可通过所述磁性浮子和磁性传感器自动获取所述第二液位数据；或者
所述连通器一侧设置有磁性面板指示器，所述磁性面板指示器上下间隔设置多片磁性色片，当所述磁性浮子在所述连通器内上升和下降时，所述磁性面板指示器上的磁性色片翻转，所述连通器液位计通过磁性色片翻转可目测获取第二液位数据，并且所述连通器液位计还可通过所述磁性浮子和磁性传感器自动获取所述第二液位数据。
作为上述实施例的进一步改进，所述静压式液位计设置有压力传感器，所述静压式液位计的测量孔一端与所述连通器液位计下端相连通。
作为上述实施例的进一步改进，所述液体舱包括承重甲板和舱壁，所述承重甲板在所述液体舱上方，所述舱壁在所述液体舱外周并位于所述承重甲板下方，所述静压式液位计和连通器液位计均位于液体舱外面并且与所述舱壁相连通，所述静压式液位计的测量孔的一端与所述连通器液位计下端均设置在所述舱壁下端。
作为上述实施例的进一步改进，所述静压式液位计能自动化获取第一液位数据，所述连通器液位计可通过自动化和目测两种方式获取第二液位数据，并且在液体舱在摇摆状态时，所述连通器液位计获取的第二液位数据较静压式液位计获取的第一液位数据更稳定。
作为上述实施例的进一步改进，当所述第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，所述第二液位数据对第一液位数据进行校正；或者
所述第一液位数据与第二液位数据比率不在0.95至1.05范围之内时，采用所述第二液位数据作为所述液体舱的液位数据。
本发明提供的再一实施例，一种船舶液位测量方法，其使用上述实施例的船舶液位测量装置获取第一液位数据和第二液位数据，若所述第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，所述第二液位数据对第一液位数据进行校正。
作为上述实施例的进一步改进，在船舶液位测量方法中使用多个静压式液位计获取第一液位数据平均值，使用多个连通器液位计获取第二液位数据平均值，若所述第一液位数据平均值较第二液位数据平均值相比差的百分比不在预设范围内，所述第二液位数据平均值对第一液位数据平均值进行校正。所述静压式液位计能自动化获取第一液位数据，所述连通器液位计能自动化获取第二液位数据和目测获取第一液位数据，并且在液体舱在摇摆状态时，所述连通器液位计获取的第二液位数据较静压式液位计获取的第一液位数据更稳定。
一种船舶液位测量装置和测量方法，在风浪大时，依然能够较好地测量船舶液位，避免单独采用静压液位计出现不能好工作并且测量精度低等问题，两种液位计相互配合和验证，提高整体的测量精度及在恶劣环境下的测量能力；还设置有测量精度较高的可目测是连通器液位计，可供紧急使用，避免采用测深管作为应急时，测量精度不够的问题，并且避免测深管不能设置在液体仓的承重甲板上的问题。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
图1为现有技术中测深管的液位测量方式；
图2为本发明实施例提供的船舶液位测量装置的结构示意图。
图中：液体舱1，舱壁2，静压式液位计3、连通器31、刻度32、磁性浮子33、磁性传感器34，连通器液位计4、压力传感器41。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种船舶液位测量装置，其包括静压式液位计3、连通器液位计44和液体舱1，静压式液位计3和液体舱1连通，连通器液位计44两端在液体舱1高度方向上并且连通器液位计44两端分别与液体舱1相连通，静压式液位计3可获取液体舱1的第一液位数据，连通器液位计44可获取液体舱1的第二液位数据，第二液位数据较第一液位数据稳定。本申请所提到的上下液位计正常使用下作为参考；连通器液位计44与液体舱1相连通是指待测液体可两者间流动，静压式液位计3和连通器31液体舱1相连通同理，连通器液位计44是指采用连通器31原理制成的液位计。
请参考图2，本实施例的技术原理，静压式液位计3对数据读取精准、易于自动化监控但极端天气下性能不稳定的液位计；连通器31式液位计与静压式液位计3相反，在极端天气下性能较稳定。连通器液位计44设置有连通器31、磁性浮子33，连通器31管径较小并且里面漂浮着直径稍小的磁性浮子33，因此在风浪中磁性浮子33不会随船舶的摇摆而剧烈上下运动，所以在极端天气下性能较稳定。在海洋上风浪和海浪较小时，使用静压式液位计3获取第一液位数据作为正确数据供船舶使用；在海洋上风浪和海浪较大时，导致液体舱1内液位变化剧烈，当第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，连通器31式液位计获取的第二液位数据作为正确数据供船舶使用，使得船舶获取的液位数据更准确更方便。同时连通器31式液位计还设置有可目测的液位计刻度32，在没有电及存在电子干扰情况下，依然可以用肉眼读取液位，弥补完善紧急情况下测量手段。
请参考图2，在优选实施例中，连通器液位计44包括连通器31、磁性浮子33和磁性传感器34，连通器31两端分别与液体舱1上下两端相连通，磁性浮子33在连通器31内，磁性传感器34在连通器31外并位于磁性浮子33一侧，连通器液位计44通过磁性浮子33和磁性传感器34可自动获取第二液位数据。进一步地，液体舱1在摇动状态，连通器31内的磁性浮子33上下摇动的幅度较液体舱1的液体上下摇动的幅度小。连通器31下端可以设置在液体舱1底部，连通器31上端可以设置在液体舱1顶部；也可以根据液体舱1实际需要的液位报警调整连通器31两端在液体舱1上下两端位置的距离，例如所需液位报警值为高位报警为液体舱1的液位90％，低位报警为液体舱1的液位10％，此时连通器31的下端连接在液体舱1的液位为10％处的液体舱1上，连通器31的上端连接在液体舱1的液位为90％处的液体舱1上，同理，静压式液位计3的测量孔也可连接在低位报警处对应的液体舱1上，即静测量孔连接在液体舱1的液位为10％处的液体舱1上，为了使静压式液位计3的液位数据为真实值，液位测量数据可加上液体舱1的液位10％的液位数据。通过上述设置，在风浪大时，船舶液位测量装置依然能够较好地测量船舶液位，避免单独采用静压液位计出现不能好工作并且测量精度低等问题，两种液位计相互配合和验证，提高整体的测量精度及在恶劣环境下的测量能力。
请参考图1-2，在优选实施例中，连通器31为玻璃管，连通器31一侧设置有刻度32，连通器液位计44通过磁性浮子33和连通器31一侧的刻度32可目测获取第二液位数据，并且连通器液位计44还可通过磁性浮子33和磁性传感器34自动获取第二液位数据；或者
连通器31一侧设置有磁性面板指示器，磁性面板指示器上下间隔设置多片磁性色片，当磁性浮子33在连通器31内上升和下降时，磁性面板指示器上的磁性色片翻转，连通器液位计44通过磁性色片翻转可目测获取第二液位数据，并且连通器液位计44还可通过磁性浮子33和磁性传感器34自动获取第二液位数据。通过上述设置，提供可目测且测量精度较高的连通器液位计44，可供紧急使用，防止排除电子液位计出错或者失电情况时不能进行液位测量并解决测深管测量精度较低问题。
请参考图1-2，在优选实施例中，静压式液位计3设置有压力传感器41，静压式液位计3的测量孔一端与连通器液位计44下端相连通。进一步地，液体舱1包括承重甲板和舱壁2，承重甲板在液体舱1上方，舱壁2在液体舱1外周并位于承重甲板下方，静压式液位计3和连通器液位计44均位于液体舱1外面并且与舱壁2相连通，静压式液位计3的测量孔的一端与连通器液位计44下端均设置在舱壁2下端。通过上述设置，提供可目测且测量精度较高的连通器液位计44，可供紧急使用，防止排除电子液位计出错或者失电情况时不能进行液位测量并解决测深适用性较差的的问题。性较差的的问题详情见图1，液体舱1内布置非常复杂，有的液体舱不能设置测深管，比如液体舱1完全布置在大型重物舱(车辆舱)下以及由于大型重物甲板(如车辆甲板)需承受重物的碾压，测深管不能承受压力，所以设置不了测深管。
请参考图1，在优选实施例中，静压式液位计3能自动化获取第一液位数据，连通器31式液位计可通过自动化和目测两种方式获取第二液位数据，并且在液体舱1在摇摆状态时，连通器31式液位计获取的第二液位数据较静压式液位计3获取的第一液位数据更稳定。并且在液体舱1在摇摆状态时是指船舶处于风浪较大的环境中，自动化获取第二液位数据是指船舶液位测量装置直接读取液位数据，目测获取第二液位数据是用人眼观察读取液位数据。
请参考图1，在优选实施例中，当第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，第二液位数据对第一液位数据进行校正；或者第一液位数据与第二液位数据比率不在0.95至1.05范围之内时，采用第二液位数据作为液体舱1的液位数据。进一步地，第一液位数据与第二液位数据比率不在0.97至1.03范围之内时，采用第二液位数据作为液体舱1的液位数据。通过上述设置，在风浪大时，船舶液位测量装置依然能够较好地测量船舶液位，避免单独采用静压液位计出现不能好工作并且测量精度低等问题，两种液位计相互配合和验证，提高整体的测量精度及在恶劣环境下的测量能力
请参考图1，本发明提供的再一实施例，一种船舶液位测量方法，其使用上述船舶液位测量装置获取第一液位数据和第二液位数据，若第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，第二液位数据对第一液位数据进行校正。上述已有对第二液位数据对第一液位数据进行校正方法，此处不再赘述
请参考图1，在优选实施例中，在船舶液位测量方法中使用多个静压式液位计3获取第一液位数据平均值，使用多个连通器31式液位计获取第二液位数据平均值，若第一液位数据平均值较第二液位数据平均值相比差的百分比不在预设范围内，第二液位数据平均值对第一液位数据平均值进行校正。静压式液位计3能自动化获取第一液位数据，连通器31式液位计能自动化获取第二液位数据和目测获取第一液位数据，并且在液体舱1在摇摆状态时，连通器31式液位计获取的第二液位数据较静压式液位计3获取的第一液位数据更稳定。通过多个液位计设置，使得数据获取更准确。
本发明提供的船舶液位测量装置及测量方法，在风浪大时，依然能够较好地测量船舶液位，避免单独采用静压液位计出现不能好工作并且测量精度低等问题，两种液位计相互配合和验证，提高整体的测量精度及在恶劣环境下的测量能力；还设置有测量精度较高的可目测是连通器液位计44，可供紧急使用，避免采用测深管作为应急时，测量精度不够的问题，并且避免测深管不能设置在液体仓的承重甲板上的问题。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种船舶液位测量装置，其特征在于，包括静压式液位计、连通器液位计和液体舱，所述静压式液位计和所述液体舱连通，所述连通器液位计两端在所述液体舱高度方向上并且所述连通器液位计两端分别与所述液体舱相连通，所述静压式液位计可获取液体舱的第一液位数据，所述连通器液位计可获取液体舱的第二液位数据，所述第二液位数据较第一液位数据稳定。
2.如权利要求1所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述连通器液位计包括连通器、磁性浮子和磁性传感器，所述连通器两端分别与所述液体舱上下两端相连通，所述磁性浮子在所述连通器内，所述磁性传感器在所述连通器外并位于磁性浮子一侧，所述连通器液位计通过所述磁性浮子和所述磁性传感器可自动获取所述第二液位数据。
3.如权利要求2所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述液体舱在摇动状态，所述连通器内的磁性浮子上下摇动的幅度较所述液体舱的液体上下摇动的幅度小。
4.如权利要求2所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述连通器为玻璃管，所述连通器一侧设置有刻度，所述连通器液位计通过所述磁性浮子和所述连通器一侧的刻度可目测获取所述第二液位数据，并且所述连通器液位计还可通过所述磁性浮子和磁性传感器自动获取所述第二液位数据；或者
所述连通器一侧设置有磁性面板指示器，所述磁性面板指示器上下间隔设置多片磁性色片，当所述磁性浮子在所述连通器内上升和下降时，所述磁性面板指示器上的磁性色片翻转，所述连通器液位计通过磁性色片翻转可目测获取第二液位数据，并且所述连通器液位计还可通过所述磁性浮子和磁性传感器自动获取所述第二液位数据。
5.如权利要求2所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述静压式液位计设置有压力传感器，所述静压式液位计的测量孔一端与所述连通器液位计下端相连通。
6.如权利要求5所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述液体舱包括承重甲板和舱壁，所述承重甲板在所述液体舱上方，所述舱壁在所述液体舱外周并位于所述承重甲板下方，所述静压式液位计和连通器液位计均位于液体舱外面并且与所述舱壁相连通，所述静压式液位计的测量孔的一端与所述连通器液位计下端均设置在所述舱壁下端。
7.如权利要求1所述船舶液位测量装置，其特征在于，所述静压式液位计能自动化获取第一液位数据，所述连通器液位计可通过自动化和目测两种方式获取第二液位数据，并且在液体舱在摇摆状态时，所述连通器液位计获取的第二液位数据较静压式液位计获取的第一液位数据更稳定。
8.如权利要求7所述船舶液位测量装置，其特征在于，当所述第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，所述第二液位数据对第一液位数据进行校正；或者
所述第一液位数据与第二液位数据比率不在0.95至1.05范围之内时，采用所述第二液位数据作为所述液体舱的液位数据。
9.一种船舶液位测量方法，其使用如权利要求1所述船舶液位测量装置获取第一液位数据和第二液位数据，若所述第一液位数据与第二液位数据比率不在预设范围内，所述第二液位数据对第一液位数据进行校正。
10.如权利要求9所述船舶液位测量方法，其特征在于，在船舶液位测量方法中使用多个静压式液位计获取第一液位数据平均值，使用多个连通器液位计获取第二液位数据平均值，若所述第一液位数据平均值较第二液位数据平均值相比差的百分比不在预设范围内，所述第二液位数据平均值对第一液位数据平均值进行校正。
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