CN201914428U - 一种新型的船舶智能载重量测量仪 - Google Patents

Abstract

一种新型的船舶智能载重量测量仪，主要由压力传感器、A/D转换、开关量输入/输出、DSP、液晶触摸屏、微型打印机等模块组成，在船体四个边缘处净化水箱处设置压力传感器作为水压取样点，通过高精度A/D转换器采集四个水压信号，经数字滤波后测得各位置的吃水深度，根据吃水深度及非线性表达式可以计算出船舶总重量、船体倾斜度及平均吃水深度等，从而实现船舶载重量的计量，由装/卸货物前后船舶重量差可以实现船舶装/卸货物的计量。本实用新型简便实用，直观性好，不易出错。

Description

一种新型的船舶智能载重量测量仪

技术领域

本实用新型涉及船舶载重计算领域，具体为一种新型的船舶智能载重量测量仪。

背景技术

目前，船舶装卸载货物的计量方式主要包括：岸上装/卸点计量器具与船舶排水量计量2种方式。岸上装/卸点的各种计量器具通常精度很高，是运输货物计量的最常用方式，然而，在某些情况下，岸上装/卸点没有或不能安装计量装置。

在海上卸货点无法安装计量器具的情况下，通常只能通过水尺法测量船舶排水量从而实现货物。水尺计量法是指通过测量船舶吃水线，然后根据《船舶载重与水尺对照表》及船舶的其它有关资料，来测算船舶装卸货物重量的一种测量方法。目前水尺计量方式分为人工计量与自动测量。人工水尺计量法根据船舶出厂时标记的吃水标线，由人工读取吃水深度数据，这种方法受光线、气候、海浪、船体倾斜度、人员主观因素等的影响，水尺读取的精度不高。

水尺自动测量方法的通常是指手持式的智能型水尺计，它们利用超声波或激光等反射测距原理，避免了人工计量受观测人员个人情况影响较大的弊病，使测量结果具备了较高的客观性，但同时也都由于测量手段自身的性质而有各种各样的问题。并且，不管是人工水尺法，还是水尺自动测量方法，都必须依赖船舶出厂时提供的《船舶载重与水尺对照表》来计算排水量，然而由于船舶是一个不规则几何体，加上海浪、船体倾斜度、船舶运行年限与维修等因素造成的形变等、使得利用一成不变的《船舶载重与水尺对照表》计算排水量的精度往往不高，由于计量误差的存在，经常会导致发货人、收货人和承运人之间对计量结果的争执，产生利益上的冲突。

此外，海上装/卸货物时，由于装/卸货物可能会引起船体倾斜，通常要通过压水舱的进/排水来调节船体平衡，因此在对装/卸货物的重量计量时必须减去或增加进/排水量，而目前的水尺计量法很难准确计量压水舱的进/排水量。

因此，在无法依赖岸上计量器具时，目前没有一种非常有效的船舶货物计量方式。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种新型的船舶智能载重量测量仪，以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种新型的船舶智能载重量测量仪，主要由压力传感器、A/D转换、开关量输入/输出、DSP、液晶触摸屏、微型打印机等模块组成，其中每个净化水箱上都安装有对应的压力传感器，净化水箱分散安装在船舶前左、前右、后左、后右各部位的底部，通过开孔与船体外部水体相连，作为水压取样点，并起过滤作用。

通过高精度A/D转换器采集四个水压信号，经数字滤波后测得各位置的吃水深度，根据吃水深度及非线性表达式可以计算出船舶总重量、船体倾斜度及平均吃水深度等，从而实现船舶载重量的计量，由装/卸货物前后船舶重量差可以实现船舶装/卸货物的计量。

本实用新型的基本原理建立在阿基米德原理的基础上，常常通过测量船舶排水量来实现船舶载重计量。在船体底部，前左、前右、后左、后右4个位置安装四个压力传感器来测量船体各个部位的吃水深度h_i，由于船体是不规则几何体，因而船体总重量G(自重与货物重量)是吃水深度h_i的非线性函数，其表达式为：

G＝G₀+F(h₁，h₂，h₃，h₄)×g    (1)

式中，g为船舶载体水体的比重，G₀为空船重量，G为船舶总重量，F(h₁，h₂，h₃，h₄)为吃水深度的非线性函数。

只要确定非线性函数，测得各部位的吃水深度，就能得到船舶总重量。卸货时，根据船舶卸货前后船舶总重量及卸货期间压水舱压水数量就能得到卸货重量，实现卸载货物的计量。

ΔG＝G₁-G₂+M

M＝G₄-G₃    (2)

式中，ΔG为卸货重量，G₁，G₂为卸货前后船舶重量，M为卸货期间压水舱压水重量。G₃，G₄为压水前后船舶重量。

由于船体不规则，船舶总重量(包含船舶自重与载货重量)是船体四角的吃水深度的非线性函数，如式(1)所示。在测量仪安装好而使用前，在配置有精确计量设备的码头，分批次进行装货/卸货，分别记录下每批次的装/卸货物数据与船舶吃水数据，由这些数据作为样本数据，运用非线性模型辨识算法求得船舶重量测量模型。

非线性函数通常可以分解为线性参数模型来处理，其中多项式分解表达式是最常用的线性参数模型。船舶重量表达式(1)可以分解为多项式表达形式：

$G=c_0+c_{\mathrm{ijkm}}\×\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{j}{\mathrm{\Σ}}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\underset{m}{\mathrm{\Σ}}{h}_1^i{h}_2^j{h}_3^k{h}_4^m---\left(3\right)$

式中，c₀，c_ijkm为由船体外形特性确定的系数，h₁，h₂，h₃，h₄为船舶前左、前右、后左、后右吃水深度。

有益效果：本实用新型通过检测船体四个位置的吃水深度，根据辨识出的船舶重量模型能精确计算船舶重量、船体倾斜度等数；根据船舶装/卸前后船舶重量差计算装/卸货物重量；实现了船舶的多点卸货计量，充分发挥了船舶运输能力，降低了运输成本。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的系统结构示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的净化水箱及传感器示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1的一种新型的船舶智能载重量测量仪的系统结构示意图，主要由压力传感器、A/D转换、开关量输入/输出、DSP、液晶触摸屏、微型打印机等模块组成。

在图2所示的本实用新型的较佳实施例的水箱及传感器示意图，净化水箱1分散安装在船舶前左、前右、后左、后右各部位的底部，靠船壁4安装，通过开孔与船体外部水体相连，其上有一密封的检修孔2，另外在净化水箱1的下部还开有两根长管，其中一根通过传感器检修阀6联通到传感器安装接头7，传感器检修阀6前端还有一排气管3；另一根末端连接排污阀5。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种新型的船舶智能载重量测量仪，主要由压力传感器、A/D转换、开关量输入/输出、DSP、液晶触摸屏、微型打印机等模块组成，其特征在于，所述净化水箱上都安装有对应的压力传感器，净化水箱分散安装在船舶前左、前右、后左、后右各部位的底部，通过开孔与船体外部水体相连。

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