CN115784367A - 船舶压载水传感器校验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压载水系统技术领域，且公开了船舶压载水传感器校验系统，包括控制箱，控制箱的内部设置有压载校验信号变送系统，用于代替船舶压载系统中的压载水处理装置，将压载水通过进水口导入到压载校验信号变送系统的筒体中，压载水在筒体中进行海水灭活处理。该船舶压载水传感器校验系统及方法，当接入过程中，对传感器进行校验时，通过紫外线强度传感器，来检测压载舱内部海水的紫外线，从而控制控制箱内部的紫外线强度传感器来实现对紫外线灯的输出功率进行控制，当其完成压载水的处理之后，对压载舱内部海水中的微生物进行检测，与上述得到的检测结果做比较。来得出船舶上的传感器的准确与否，并且可以得出差值，该过程简单易操作。

Description

船舶压载水传感器校验系统及方法

技术领域

本发明涉及压载水系统技术领域，具体为船舶压载水传感器校验系统及方法。

背景技术

船舶运行在海上，通过压载舱中储存海水或淡水等压载水，进行船体的姿势控制并确保稳定性，在空船时，需要向压载舱内导入压载水，并且随着装货的进行，自压载舱排出压载水，船舶将来自不同海域或者不同深度的水排放到其他地区，这样一来，可能造成生物或者微生物等与压载水一同转移，造成环境污染。因此目前的船舶上的压载水系统非常重要。

在压载水系统使用时会用到紫外线光强度传感器，通过传感器来接受压载舱中紫外光强度信号，通过PLC控制器接受信号并控制紫外灯的功率输出进行控制，实现对紫外线灯功率输出的调节，但是该传感器在使用时间长了之后，由于其标定值改变，这样在经过压载水处理装置灭活之后进入压载舱的海水可能会存在灭活不充分，进而导致船舶靠岸海域的环境污染，所以为了使传感器在日常工作中可以实现精准的测量，需要对压载系统中的传感器进行校验。

目前最多的方式就是通过比对的方式来进行校验，通过首先检测经过传船舶上待检测的传感器之后海水中微生物量形成一个实验结果，再将另一个具有标定传感器的压载水处理装置接入到压载水处理装置，通过控制进水量的大小以及压强和温度的不同，来得出对比数据，通过将对比数值和实验结果进行比较，来判断目前待校验的传感器的性能指标，再通过控制装置来校验和调节传感器使其满足标定值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了船舶压载水传感器校验系统及方法，具备更加方便对船舶上的传感器进行校验等优点，解决了现有技术中船舶压载水系统中的传感器在使用时间过长后，校验难度大的问题。

为实现目的，本发明提供如下技术方案：船舶压载水传感器校验系统，包括控制箱，控制箱的内部设置有：

压载校验信号变送系统，用于代替船舶压载系统中的压载水处理装置，将压载水通过进水口导入到压载校验信号变送系统的筒体中，压载水在筒体中进行海水灭活处理；

液晶显示屏，用于和压载校验信号变送系统的信号连接，将压载校验信号变送系统中的信号进行展示；

控制面板，与液晶显示屏电信号连接，通过控制面板上的控制按钮可以操控压载校验信号变送系统的启停；

且压载校验信号变送系统通过螺栓设置在控制箱的上端，控制面板安装在压载校验信号变送系统的下方，液晶显示屏设置在压载校验信号变送系统与控制面板之间。

优选的，筒体内部设置有用于包裹紫外灯的石英套管，筒体的内部设置有均匀分布的紫外灯，且在筒体的一侧上方设置有用于进水的宝塔接头，在筒体的另一侧下方设置有用于出水的宝塔接头。

优选的，筒体的一侧从左至右分别安装有快插接头、紫外线强度传感器、压力变送器、以及温度变送器，快插接头、紫外线强度传感器和压力变送器通过电信号与液晶显示屏连接。

优选的，快插接头包括内丝球阀以及对丝，通过内丝球阀在对丝上转动来调控快插接头的进水量，当海水进入从压载水进入到筒体内部之后，经过筒体内部的紫外灯管进行灭活，将海水中的微生物进行灭活，通过筒体内部的紫外线强度传感器接受来自压载舱中的紫外线强度，来控制紫外线灯管的输出功率。

优选的，控制箱的底部采用橡胶材质的万向轮设计，可以提高控制箱的移动便捷性，并且为了方便打开控制箱的门板，门板与控制箱的箱体之间增加开关限位器，使其开门的角度大于100°，箱体的上方设计有折叠拉手。

优选的，控制箱箱体的侧板以及底板通过弹簧垫圈在内六角圆头柱螺钉下进行安装，且在侧板上设置有四个均匀分布的橡胶地脚。

本发明还提供一种船舶压载水传感器校验方法，包括以下步骤：

初始时，在船舶上的原有压载水处理装置下，对处理后的压载水中的微生物进行测量，通过测量得出核定结果；

首先通过宝塔接头将船舶压载水系统的进水口相连，筒体另一端上的宝塔接头与压载舱相连，首先一个新的压载水处理装置；

当海水进入到筒体之后，调节阀体来控制宝塔接头进入海水的流量，使紫外灯管在灭活过程中使用率更高，将灭活后的海水注入到压载舱中，并对压载舱中的海水中的微生物进行测量，得到核准结果；在侧量过程中，可以通过快插接头以及压力变送器或者温度变送器来控制筒体的变量，得到多组数据；

通过上述数据对比，操作人员可以随时重复上述过程即可完成传感器的校验工作。

与现有技术相比，本发明提供了船舶压载水传感器校验系统及方法，具备以下有益效果：

1、该船舶压载水传感器校验系统及方法，通过折叠拉手将控制箱在万向轮的作用下拖动到指定的位置，将管路进行对接，使其连接到压载水进入的流量计上（即进水口与宝塔接头连接），压载舱与筒体的另一端上的宝塔接头连接，实现封闭回路。当接入过程中，对传感器进行校验时，通过紫外线强度传感器，来检测压载舱内部海水的紫外线，从而控制控制箱内部的紫外线强度传感器来实现对紫外线灯的输出功率进行控制，当其完成压载水的处理之后，对压载舱内部海水中的微生物进行检测，与上述得到的检测结果做比较，来得出船舶上的传感器的准确与否，并且可以得出差值，该过程简单易操作，便于实现上述目的。

2、该船舶压载水传感器校验系统及方法，通过控制球阀来实现对宝塔接头的流量进行控制，从而实现对进入到筒体内部的海水量进行调节。来实现与前述中检测时海水流速保持一致。并且在压力变送器的作用下，可以在液晶显示屏上得出筒体在引入海水之后的不同压力，通过液晶显示屏记录好压力之后，通过不同压力情况下，来得出最后进入压载舱内部的海水中的微生物量进行结果测定，来得出不同的模拟量。多组数据的产生可以提高传感器校验的速度以及准确率。

附图说明

图1为本发明控制箱的结构示意图；

图2为本发明控制箱结构剖视图；

图3为本发明图2中A-A结构剖视图；

图4为本发明控制箱结构仰视图；

图5为本发明筒体结构示意图；

图6为本发明筒体结构正视图；

图7为本发明筒体结构侧视图；

图8为本发明筒体结构内部示意图；

图9为本发明图8中B结构放大示意图；

图10为本发明筒体内壁结构立体图；

图11为本发明导向棱结构平面图；

图12为本发明稳固机构立体示意图；

图13为本发明支撑柱在稳固机构中的示意图；

图14为本发明套接管结构立体示意图。

图中：1、控制箱；11、万向轮；12、折叠拉手；2、压载校验信号变送系统；21、筒体；211、导向棱；2111、窄口部；2112、宽口部；2113、平滑部；212、导向槽；22、石英套管；23、宝塔接头；24、数据采集系统；3、快插接头；31、内丝球阀；32、对丝；4、紫外线强度传感器；5、压力变送器；6、温度变送器；7、液晶显示屏；8、控制面板；9、稳固机构；91、横杆；92、移动块；93、凸出块；94、连接杆；95、连接块；96、固定齿板；97、调节螺纹柱；98、套接管；99、限位套；910、支撑柱。

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做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。

如图1所示，其为本发明控制箱1的整体结构示意图，通过控制箱1的底部采用橡胶材质的万向轮11设计，可以提高控制箱1的移动便捷性，并且为了方便打开控制箱1的门板，门板与控制箱1的箱体之间增加开关限位器，使其开门的角度大于100°。并且在箱体的上方设计有折叠拉手12，在使用时，可以通过打开折叠拉手12，方便手握或者掌控。

如图2至图7所示，该校验系统包括设置在控制箱1顶部的压载校验信号变送系统2，压载校验信号变送系统2包括筒体21、以及设置在筒体21内部设置有用于包裹紫外灯的石英套管22，筒体21的内部设置有均匀分布的紫外灯，且在筒体21的左侧上方和右侧下方分别固定安装有带有球阀的宝塔接头23，通过在使用时，可以将宝塔接头23再进行安装。筒体21的一侧从左至右分别安装有快插接头3、紫外线强度传感器4、压力变送器5、以及温度变送器6。快插接头3、紫外线强度传感器4和压力变送器5通过电信号与液晶显示屏7连接，通过数据采集系统24的作用，在筒体21内部的各项数据（紫外线强度、水的压力）通过液晶显示屏7展现，可以更直观的看到各项数据。

如图12至图14所示，控制箱1底部设置有用来稳固在接入校验系统的稳固机构9，稳固机构9包括与控制箱1底部横向连接的横杆91，横杆91的内部通过驱动电机转动连接有螺纹杆，螺纹杆的两侧螺纹为相反设计，在螺纹杆上设置与螺纹杆螺纹连接的移动块92，横杆91的下方开设有供移动块92伸出的凸出块93，凸出块93开设有连接槽，且在连接槽的内部铰接有连接杆94，且在控制箱1的底部开设有供连接块95移动的移动槽，连接块95的顶部与连接杆94的延长端铰接，在螺纹杆转动会带动横杆91两侧的移动块92相互靠近或者相互远离，在移动块92相互靠近过程也会配合连接杆94的作用带动连接块95在移动槽上同步滑动。

同时，为了让该控制箱1在接入压载水系统过程中可以保持稳定的状态，在连接块95的相对面上固定安装有交错分布且相对的固定齿板96，横杆91的底部且在中部位置上转动连接有与固定齿板96啮合连接的调节螺纹柱97，当连接块95运动带动固定齿板96运动时，会带动与固定齿板96啮合连接的调节螺纹柱97在横杆91的底部转动。并且在调节螺纹柱97的下方螺纹套接有套接管98，控制箱1的底部且与套接管98处于同一竖直平面上的端面固定安装有限位套99，套接管98的下方固定安装有在限位套99内部滑动连接的支撑柱910，支撑柱910上设置有卡接杆，与限位套99的内部开设的限位槽相对应，可以阻止支撑柱910在限位套99的内部产生转动。从而可以保证在调节螺纹柱97转动情况下，可以带动限位套99上下运动，实现了支撑柱910在限位套99内部的伸缩长度调节。

在压载水系统传感器校验完毕之后，可以通过电机的反转带动螺纹杆的反转，从而实现在移动块92在螺纹杆上向两侧运动，配合连接杆94的作用可以使连接块95在移动槽的内部向两侧滑动，并且同时通过固定齿板96带动调节螺纹柱97在横杆91的底部转动的同时，带动套接管98向上收起，从而实现了对套接管98带动支撑柱910在限位套99的内部向上回缩，将支撑柱910离开底面，使万向轮与底面接触，方便了整个检验系统（即控制箱1）的方便移动。

如图8至图11所示，当筒体21的内部进入到液体不足以充满筒体21的整个内壁时，筒体21的内壁上固定安装有均匀分布的导向棱211，导向棱211的沿着水流的方向分布，在靠近水流进水口的端面上，导向棱211上设置有窄口部2111，且在靠近水流出水口端面上的导向棱211上设置有宽口部2112，在水流进入到筒体21的内部，筒体21内部随着水流流动的方向，水流在导向棱211的作用下，使的筒体21的内部所受到的流场可以顺着导向棱211改变。并且随着水流受到的阻力逐渐增加，流场增加（即运动流体占有的空间区域增加）。从而水流在该状态下通过筒体21的时间延长，从而与紫外线光接触的时间增加，增加了灭活的时间，使得经过筒体21内部之后的水流可以更好的被灭活处理。

并且导向棱211为弧形设计，沿着筒体21的内部螺旋分布，筒体21的形状为圆筒状，导向棱211沿着筒体21的中轴线沿着筒体21的内部圆周分布。导向棱211在顺着水流的方向上开设有导向槽212，导向槽212的设计，可以更好的让水流顺着导向棱211流动。而且，正因为导向棱211形状的设计，在水流开设进入到筒体21的内部时，不会产生猛烈的撞击，相比较产生的气泡会变少并且产生旋涡的可能性会降低。

导向棱211在靠近水流进水口的端面上还设置有平滑部2113，为了让水流在开始进入到导向棱211更加平滑，在导向棱211的起始端设置的平滑部2113不仅让水流进入更加平滑，而且也使得水流进入到导向槽212中更加平和，让水流在导向棱211上受到的力全部转变为导向棱211自身的作用力，使得大部分流场中的液体质点都沿着同一方向运动。

随着时间的推移或者进水量的增加，液体填充满整个筒体21的内壁，此时液体正常流动，可以通过阀门来控制水流速度的大小，实现液体与紫外线光接触的时间，控制灭杀的时间。

快插接头3包括内丝球阀31以及对丝32，通过内丝球阀31在对丝32上转动来调控快插接头3的进水量，当海水进入从压载水进入到筒体21内部之后，经过筒体21内部的紫外灯管进行灭活，将海水中的微生物进行灭活，通过筒体21内部的紫外线强度传感器4接受来自压载舱中的紫外线强度，来控制紫外线灯管的输出功率。来更好的实现对筒体21内部海水进行灭活处理。

开始时，首先可以通过船舶中在使用的压载水处理装置来对压载水进行处理，处理之后的压载水进入到压载舱，对压载水中的微生物进行检测，得到检测结果，将该结果设置为船舶自有的压载水处理系统的核定结果。然后通过折叠拉手12将控制箱1在万向轮11的作用下拖动到指定的位置，将管路进行对接，使其连接到压载水进入的流量计上（即进水口与宝塔接头23连接），压载舱与筒体21的另一端上的宝塔接头23连接，实现封闭回路。

当接入过程中，对传感器进行校验时，通过紫外线强度传感器4，来检测压载舱内部海水的紫外线，从而控制控制箱1内部的紫外线强度传感器4来实现对紫外线灯的输出功率进行控制，当其完成压载水的处理之后，对压载舱内部海水中的微生物进行检测，与上述得到的检测结果做比较。来得出船舶上的传感器的准确与否，并且可以得出差值，进而来选择是否进行校验。

在校验过程中，可以通过控制球阀来实现对宝塔接头23的流量进行控制，从而实现对进入到筒体21内部的海水量进行调节，来实现与前述中检测时海水流速保持一致。并且在压力变送器5的作用下，可以在液晶显示屏7上得出筒体21在引入海水之后的不同压力，通过液晶显示屏7记录好压力之后，通过不同压力情况下，来得出最后进入压载舱内部的海水中的微生物量进行结果测定，来得出不同的模拟量，并且通过温度控制也可以实现在不同的温度下的模拟量，通过将模拟量和实际量进行比较，最终得出最后的结果，通过结果的比对，完成对传感器的校验工作。

更进一步的，控制箱1的内部还设置有带有不同控制按钮的控制面板8，通过人工操控控制面板8上的操作按钮来实现对该压载水系统的开启或者关闭，根据需要来操作该装置对传感器进行校验。将控制面板8放入到控制箱1的内部并且安装在液晶显示屏7的下方，可以节省控制箱1的空间，并且使液晶显示屏7通过最短的线路传输就可以与控制面板8接触。

通过液晶显示屏7对筒体21中的各个变量进行控制（比如说温度或者压力）来实现对校验过程中筒体21内部的变量环境进行控制，来实现控制变量的一致性，更好的可以反应紫外线强度传感器4在压载水系统中的不同变量下的标的。

在手动校验过程中，操作人员可以随时重复上述过程即可手动完成传感器的校验工作。

在上述基础上，该控制箱1后侧板通过标准弹簧垫圈在内六角圆头柱螺钉下进行安装，保证了后侧板在控制箱1移动或者使用装配过程中的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.船舶压载水传感器校验系统，包括控制箱（1），其特征在于：包括

压载校验信号变送系统（2），用于代替船舶压载系统中的压载水处理装置，将压载水通过进水口导入到压载校验信号变送系统（2）的筒体（21）中，压载水在筒体（21）中进行海水灭活处理；

数据采集系统（24），在所述压载校验信号变送系统（2）中用于对设备近区的信号进行预处理之后，再进行采集；经过采集的信号经过信号传输系统传输到信号接收处；

液晶显示屏（7），用于和压载校验信号变送系统（2）的信号连接，将压载校验信号变送系统（2）中的信号进行展示；并在处理和诊断系统中进行数据处理和故障诊断；

控制面板（8），与液晶显示屏（7）电信号连接，通过控制面板（8）上的控制按钮可以操控压载校验信号变送系统（2）的启停；

且压载校验信号变送系统（2）通过螺栓设置在控制箱（1）的上端，控制面板（8）安装在压载校验信号变送系统（2）的下方，液晶显示屏（7）设置在压载校验信号变送系统（2）与控制面板（8）之间。

2.根据权利要求1所述的船舶压载水传感器校验系统，其特征在于：所述筒体（21）内部设置有用于包裹紫外灯的石英套管（22），筒体（21）的内部设置有均匀分布的紫外灯，且在所述筒体（21）的一侧上方设置有用于进水的宝塔接头（23），在所述筒体（21）的另一侧下方设置有用于出水的宝塔接头（23）。

3.根据权利要求2所述的船舶压载水传感器校验系统，其特征在于：所述筒体（21）的一侧从左至右分别安装有快插接头（3）、紫外线强度传感器（4）、压力变送器（5）、以及温度变送器（6），所述快插接头（3）、紫外线强度传感器（4）和压力变送器（5）通过电信号与液晶显示屏（7）连接。

4.根据权利要求3所述的船舶压载水传感器校验系统，其特征在于：所述快插接头（3）包括内丝球阀（31）以及对丝（32），通过内丝球阀（31）在对丝上转动来调控快插接头（3）的进水量，当海水进入从压载水进入到筒体（21）内部之后，经过筒体（21）内部的紫外灯管进行灭活，将海水中的微生物进行灭活，通过筒体（21）内部的紫外线强度传感器（4）接受来自压载舱中的紫外线强度，来控制紫外线灯管的输出功率。

5.根据权利要求1所述的船舶压载水传感器校验系统，其特征在于：所述控制箱（1）的底部采用橡胶材质的万向轮（11）设计，可以提高控制箱（1）的移动便捷性，并且为了方便打开控制箱（1）的门板，门板与控制箱的箱体之间增加开关限位器，使其开门的角度大于100°，所述箱体的上方设计有折叠拉手（12）。

6.根据权利要求1所述的船舶压载水传感器校验系统，其特征在于：所述控制箱（1）箱体的侧板以及底板通过弹簧垫圈在内六角圆头柱螺钉下进行安装，且在所述侧板上设置有四个均匀分布的橡胶地脚。

7.船舶压载水传感器校验方法，其特征在于：其应用如权利要求1-6中任一项所述的船舶压载水传感器校验系统，其包括以下步骤：

初始时，在船舶上的原有压载水处理装置下，对处理后的压载水中的微生物进行测量，通过测量得出核定结果；

首先通过宝塔接头（23）将船舶压载水系统的进水口相连，筒体（21）另一端上的宝塔接头（23）与压载舱相连，首先一个新的压载水处理装置；

当海水进入到筒体（21）之后，调节阀体来控制宝塔接头（23）进入海水的流量，使紫外灯管在灭活过程中使用率更高，将灭活后的海水注入到压载舱中，并对压载舱中的海水中的微生物进行测量，得到核准结果；在侧量过程中，可以通过快插接头（3）以及压力变送器（5）或者温度变送器（6）来控制筒体（21）的变量，得到多组数据；

通过上述数据对比，操作人员可以随时重复上述过程即可完成传感器的校验工作。

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