CN114323188A - 一种船舶液舱装载量的测量方法及装置 - Google Patents

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CN114323188A CN202210008571.4A CN202210008571A CN114323188A CN 114323188 A CN114323188 A CN 114323188A CN 202210008571 A CN202210008571 A CN 202210008571A CN 114323188 A CN114323188 A CN 114323188A
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李啸峰
韩冰洋
陈鹏飞
臧梧桐
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Abstract

本发明提供一种船舶液舱装载量的测量方法及装置，首先在船舶液舱中布置多个传感器，再由多个传感器探测得到的水压获得船舶液舱的装载量，且多个传感器沿一条不与船舶液舱的任一边平行的直线排布，使得即使船舶出现了倾斜或者变形，也能够准确计算出船舶液舱的装载量，大大提高了计算结果的准确性；除此之外，本发明提供的方法能够通过一次试验就准确计算出船舶液舱的装载量，改善了现有技术中多次配载的问题，缩短了试验周期，提高了工作效率。

Description

一种船舶液舱装载量的测量方法及装置
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体的，涉及一种船舶液舱装载量的测量方法及装置。
背景技术
在船舶浮态调整过程中，准确读取液舱的装载量是十分重要的，在现在有技术中，通常通过手测或遥测获得液位高度，再查阅相关数据表获得对应液舱的装载量。但当船舶出现倾斜或者变形时，上述方法就无法准确获取液舱的装载量，从而不利于船舶的配载，使初始的配载方案无法达到试验的初始浮态要求，甚至无法进行试验，需要重新配载，导致试验周期延长，试验成本增加。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种船舶液舱装载量的测量方法及装置，首先在船舶液舱中布置多个传感器，再由多个传感器探测得到的水压获得船舶液舱的装载量，且多个传感器沿一条不与船舶液舱的任一边平行的直线排布，使得即使船舶出现了倾斜或者变形，也能够准确计算出船舶液舱的装载量，大大提高了计算结果的准确性；除此之外，本发明提供的方法能够通过一次试验就准确计算出船舶液舱的装载量，改善了现有技术中多次配载的问题，缩短了试验周期，提高了工作效率。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船舶液舱装载量的测量方法，包括如下步骤：
S1：建立以船舶液舱两相互垂直的底边为X轴、Y轴，以船舶液舱的高度为Z轴的三维坐标系，在所述三维坐标系中选取一条直线，在该直线上均匀布置多个传感器，包括第一传感器、第二传感器……第n传感器，n≥3，每个所述传感器的X轴坐标和Y轴坐标均不相同，且第一传感器至第n传感器的Z轴坐标依次增加，每个所述传感器用于探测得到其所处位置处的水压P；
S2：根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置至船舶液舱中液面的距离，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数；
S3：根据所述加权平均数查阅船舶液舱舱容表得到船舶液舱的装载量。
可选的，步骤S2中，根据公式
Figure BDA0003457989770000021
计算得到所述传感器至船舶液舱中液面的距离，其中，ρ为所述船舶液舱中液体的密度，g为当地的重力加速度，z为所述传感器至船舶液舱底面的距离。
可选的，所述传感器的数量为三个，所述将得到的多个距离数据进行加权平均包括：所述加权平均数根据公式
Figure BDA0003457989770000022
获得，其中，h2为中间传感器至船舶液舱中液面的距离。
可选的，还包括根据每个传感器至船舶液舱中液面的距离计算出船舶液舱的变形值△，并根据所述变形值输出变形类型。
可选的，所述传感器的数量为三个，所述船舶液舱的变形值根据公式
Figure BDA0003457989770000023
获得。
可选的，所述船舶液舱的变形类型包括中拱变形和中垂变形。
可选的，所述船舶液舱的底面包括相互垂直的第一边和第二边，所述第一边的边长为W，所述第二边的边长为L，所述船舶液舱的高度为H；
所述第一传感器的设置位置为：所述第一传感器至所述第一边的距离x1≤L，所述第一传感器至所述第二边的距离y1≤W，所述第一传感器至所述船舶液舱底面的距离z1≤H。
可选的，所述第n传感器的设置位置为：所述第n传感器至所述第一边的距离
Figure BDA0003457989770000024
所述第n传感器至所述第二边的距离
Figure BDA0003457989770000025
本发明还提供一种船舶液舱装载量的测量装置，包括：
多个传感器，包括第一传感器、第二传感器……第n传感器，n≥3，每个传感器用于探测其所处位置处的水压P，建立以船舶液舱两相互垂直的底边为X轴、Y轴，以船舶液舱的高度为Z轴的三维坐标系，所述多个传感器均匀分布在所述三维坐标系中的一条直线上，每个所述传感器的X轴坐标和Y轴坐标均不相同，且第一传感器至第n传感器的Z轴坐标依次增加；
处理器，与所述多个传感器通信连接，用于根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置与船舶液舱中液面的距离，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数，以及根据所述加权平均数和船舶液舱舱容表得到对应的船舶液舱装载量。
可选的，所述处理器还包括变形值计算模块，所述变形值计算模块用于根据每个传感器至船舶液舱中液面的距离计算出船舶液舱的变形值△，并根据所述变形值输出变形类型。
本发明提供的船舶液舱装载量的测量方法及装置，至少具有以下有益效果：
本发明提供的船舶液舱装载量的测量方法在船舶液舱中布置多个传感器，由多个传感器探测得到的水压获得船舶液舱的装载量，且多个传感器沿一条不与船舶液舱的任一边平行的直线排布，使得即使船舶出现了倾斜或者变形，也能够准确计算出船舶液舱的装载量，大大提高了计算结果的准确性；除此之外，本发明提供的方法能够通过一次试验就准确计算出船舶液舱的装载量，改善了现有技术中多次配载的问题，缩短了试验周期，提高了工作效率。
附图说明
图1a显示为实施例一提供的船舶液舱装载量的测量装置的正视图。
图1b显示为实施例一提供的船舶液舱装载量的测量装置的俯视图。
元件标号说明
1 第一传感器
2 第二传感器
n 第n传感器
10 船舶液舱
101 第一边
102 第二边
20 处理器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
本实施例提供一种船舶液舱装载量的测量装置，包括处理器和多个传感器。
如图1a～1b所示，船舶液舱10为中空的长方体结构，其底面包括相互垂直的第一边101和第二边102，作为示例，第一边101的边长为W，第二边102的边长为L，船舶液舱的高度为H。
在本实施例中，多个传感器用于探测得到其所处位置处的水压P，如图1a～1b所示，多个传感器均匀分布在船舶液舱10中的一条直线上，多个传感器包括第一传感器1、第二传感器2……第n传感器n，且n≥3。建立以船舶液舱两相互垂直的底边为X轴、Y轴，以船舶液舱的高度为Z轴的三维坐标系，每个传感器的X轴坐标和Y轴坐标均不相同，且第一传感器至第n传感器的Z轴坐标依次增加。作为示例，第一传感器1至第一边101的距离
Figure BDA0003457989770000041
至第二边102的距离
Figure BDA0003457989770000042
至船舶液舱10底面的距离
Figure BDA0003457989770000043
第n传感器n至第一边101的距离
Figure BDA0003457989770000044
至第二边102的距离
Figure BDA0003457989770000045
使得多个传感器在船舶液舱中均匀分布。
优选地，传感器的数量为三个，包括第一传感器1、第二传感器2和第三传感器3，三个传感器沿船舶液舱10的其中一条体对角线排布，且第二传感器2位于第一传感器1和第三传感器3的正中间位置。在其他可选实施例中，除了有至少三个传感器均匀分布在船舶液舱10中的一条直线上之外，还可以有分布在船舶液舱其他位置上的传感器，以便探测得到多个位置处的水压，使船舶液舱装载量的计算结果更加精确。
如图1a所示，处理器20与多个传感器通信连接，用于根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置与船舶液舱中液面的距离h，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数
Figure BDA0003457989770000046
以及根据所述加权平均数
Figure BDA0003457989770000047
和船舶液舱舱容表得到对应的船舶液舱装载量。
作为示例，处理器20根据公式(1)计算得到传感器至船舶液舱中液面的距离h，
Figure BDA0003457989770000048
其中，ρ为船舶液舱中液体的密度，g为当地的重力加速度，z为所述传感器至船舶液舱底面的距离。
在本实施例中，传感器的数量为三个，根据公式(2)得到加权平均数
Figure BDA0003457989770000051
Figure BDA0003457989770000052
其中，h2为中间传感器至船舶液舱中液面的距离。作为示例，根据加权平均数
Figure BDA0003457989770000053
查阅船舶液舱舱容表能够得到对应的船舶液舱装载量。
处理器20中还包括变形值计算模块(未在图中示出)，所述变形值计算模块用于根据每个传感器至船舶液舱中液面的距离h计算出船舶液舱的变形值△，并根据变形值△输出变形类型。
作为示例，根据公式(3)计算得到船舶液舱的变形值△，
Figure BDA0003457989770000054
其中，h2为中间传感器至船舶液舱中液面的距离，当变形值△为正值时，判断船舶液舱10发生中拱变形；当变形值△为负值时，判断船舶液舱10发生中垂变形；当变形值△为零时，船舶液舱未发生变形。
本实施例提供一种船舶液舱装载量的测量装置，包括多个传感器，所述多个传感器沿一条不与船舶液舱的任一边平行的直线排布，使得即使船舶出现了倾斜或者变形，也能够准确计算出船舶液舱的装载量，大大提高了计算结果的准确性；除此之外，利用本实施例提供的测量装置能够通过一次试验就准确计算出船舶液舱的装载量，改善了现有技术中多次配载的问题，缩短了试验周期，提高了工作效率。
实施例二
本实施例提供一种船舶液舱装载量的测量方法，该测量方法采用实施例一提供的船舶液舱装载量的测量装置完成，包括如下步骤：
S1：选取船舶液舱中的一条直线，在该直线上均匀布置多个传感器，包括第一传感器、第二传感器……第n传感器，n≥3，每个所述传感器用于探测得到其所处位置处的水压P；
参照图1a～1b所示，在船舶液舱中的一条不与其任一边平行的直线上均匀布置至少三个传感器，传感器的布置方式参照实施例一提供的船舶液舱装载量的测量装置，在此不再赘述。
S2：根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置至船舶液舱中液面的距离，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数；
作为示例，处理器20能够根据公式(1)计算得到传感器至船舶液舱中液面的距离h，
Figure BDA0003457989770000061
其中，ρ为船舶液舱中液体的密度，g为当地的重力加速度，z为所述传感器至船舶液舱底面的距离。
接着，将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数
Figure BDA0003457989770000062
在本实施例中，传感器的数量为三个，根据公式(2)计算得到加权平均数
Figure BDA0003457989770000063
Figure BDA0003457989770000064
其中，h2为中间传感器至船舶液舱中液面的距离。
S3：根据所述加权平均数查阅船舶液舱舱容表得到船舶液舱的装载量。
作为示例，处理器20中还包括变形值计算模块(未在图中示出)，所述变形值计算模块根据公式(3)计算出船舶液舱的变形值△，
Figure BDA0003457989770000065
所述变形值计算模块还能够根据变形值△输出变形类型，当变形值△为正值时，判断船舶液舱10发生中拱变形；当变形值△为负值时，判断船舶液舱10发生中垂变形；当变形值△为零时，船舶液舱未发生变形。
本发明提供一种船舶液舱装载量的测量方法及装置，首先在船舶液舱中布置多个传感器，再由多个传感器探测得到的水压获得船舶液舱的装载量，且多个传感器沿一条不与船舶液舱的任一边平行的直线排布，使得即使船舶出现了倾斜或者变形，也能够准确计算出船舶液舱的装载量，大大提高了计算结果的准确性；除此之外，本发明提供的方法能够通过一次试验就准确计算出船舶液舱的装载量，改善了现有技术中多次配载的问题，缩短了试验周期，提高了工作效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：建立以船舶液舱两相互垂直的底边为X轴、Y轴，以船舶液舱的高度为Z轴的三维坐标系，在所述三维坐标系中选取一条直线，在该直线上均匀布置多个传感器，包括第一传感器、第二传感器……第n传感器，n≥3，每个所述传感器的X轴坐标和Y轴坐标均不相同，且第一传感器至第n传感器的Z轴坐标依次增加，每个所述传感器用于探测得到其所处位置处的水压P；
S2：根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置至船舶液舱中液面的距离，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数
Figure FDA0003457989760000011
S3：根据所述加权平均数
Figure FDA0003457989760000012
查阅船舶液舱舱容表得到船舶液舱的装载量。
2.根据权利要求1所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，步骤S2中，根据公式
Figure FDA0003457989760000013
计算得到所述传感器至船舶液舱中液面的距离，其中，ρ为所述船舶液舱中液体的密度，g为当地的重力加速度，z为所述传感器至船舶液舱底面的距离。
3.根据权利要求2所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，所述传感器的数量为三个，所述将得到的多个距离数据进行加权平均包括：所述加权平均数根据公式
Figure FDA0003457989760000014
获得，其中，h2为中间传感器至船舶液舱中液面的距离。
4.根据权利要求2所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，还包括根据每个传感器至船舶液舱中液面的距离计算出船舶液舱的变形值△，并根据所述变形值输出变形类型。
5.根据权利要求4所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，所述传感器的数量为三个，所述船舶液舱的变形值根据公式
Figure FDA0003457989760000015
获得。
6.根据权利要求4所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，所述船舶液舱的变形类型包括中拱变形和中垂变形。
7.根据权利要求1所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，所述船舶液舱的底面包括相互垂直的第一边和第二边，所述第一边的边长为W，所述第二边的边长为L，所述船舶液舱的高度为H；
所述第一传感器的设置位置为：所述第一传感器至所述第一边的距离
Figure FDA0003457989760000016
所述第一传感器至所述第二边的距离
Figure FDA0003457989760000021
所述第一传感器至所述船舶液舱底面的距离
Figure FDA0003457989760000022
Figure FDA0003457989760000023
8.根据权利要求7所述的船舶液舱装载量的测量方法，其特征在于，所述第n传感器的设置位置为：所述第n传感器至所述第一边的距离
Figure FDA0003457989760000024
所述第n传感器至所述第二边的距离
Figure FDA0003457989760000025
9.一种船舶液舱装载量的测量装置，其特征在于，包括：
多个传感器，包括第一传感器、第二传感器……第n传感器，n≥3，每个传感器用于探测其所处位置处的水压P，建立以船舶液舱两相互垂直的底边为X轴、Y轴，以船舶液舱的高度为Z轴的三维坐标系，所述多个传感器均匀分布在所述三维坐标系中的一条直线上，每个所述传感器的X轴坐标和Y轴坐标均不相同，且第一传感器至第n传感器的Z轴坐标依次增加；
处理器，与所述多个传感器通信连接，用于根据每个传感器所处位置的水压P计算该位置与船舶液舱中液面的距离，并将得到的多个距离数据进行加权平均，得到加权平均数
Figure FDA0003457989760000026
以及根据所述加权平均数
Figure FDA0003457989760000027
和船舶液舱舱容表得到对应的船舶液舱装载量。
10.根据权利要求9所述的船舶液舱装载量的测量装置，其特征在于，所述处理器还包括变形值计算模块，所述变形值计算模块用于根据每个传感器至船舶液舱中液面的距离计算出船舶液舱的变形值△，并根据所述变形值输出变形类型。
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