DD240715A1

DD240715A1 - Verfahren zur bestimmung des tiefgangs und masseaenderung eines schiffes

Info

Publication number: DD240715A1
Application number: DD28046285A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Scharnow; Klaus Schneider
Original assignee: Seefahrt Inghochschule
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1985-09-10
Publication date: 1986-11-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Tiefgangs- und Masseaenderung eines Schiffes von Land aus mit einem Winkel- und Entfernungsmessungsmessgeraet auf elektro-optischem Prinzip. Durch seine hohe Genauigkeit uebertrifft es die gegenwaertig ueblichen Methoden und kann mit geringem Aufwand angewendet werden. Es kann elektronisch mit den Umschlageinrichtungen gekoppelt werden und deren Abschaltung bei erreichter Tiefgangsaenderung einleiten. Durch Einmessung des Reflektors in die Tiefgangsskala des Schiffes kann auch der Tiefgang bestimmt werden, so dass sich Kontrollen durchfuehren lassen, die von der Mitwirkung der Schiffsbesatzung oder schiffseigener Technik unabhaengig sind. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Veränderung des Tiefgangs eines Schiffes, woraus sich die Masseänderung errechnen läßt.

Die Erfindung wird vom gegenüberliegenden Kai aus eingesetzt, so daß die Kontrolle jederzeit ausgeführt werden kann, ohne daß das Schiff betreten werden muß. Sie läßt sich auch dazu benutzen, den Umschlagprozeß zu überwachen und automatisch zu unterbrechen, wenn der gewünschte Tiefgang und damit die gewünschte Ladungsmenge exakt erreicht ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es gibt Ablesevorrichtungen (Tiefgangsskalen) an der Außenhaut des Schiffes, die von einem Boot oder von Land aus abgelesen werden müssen und eine Genauigkeit von 3 cm erreichen. Diese Ablesungen erfordern einen erheblichen Zeitaufwand und sind insbesondere in der Nacht schwierig. Andere Tiefgangsmeßeinrichtungen sind an Bord installiert und damit in der Verfügungsgewalt der Schiffsleitung. Beispiele dafür sind aus den Patenten DE B 63 B 39/12 Nr. 263 919 2, Nr. 220 888 5, Nr. 204 540 7 sowie DD B 63 B 39/12 Nr. 015 909 1 und 015 276 1 bekannt, wobei Wasserstandsanzeiger, Druckdosen oder Schallwellen als Meßwertgeber zur Tiefgangsbestimmung zum Einsatz kommen. Als Nachweisführung durch Kontroll- oder Aufsichtsbehörden können diese Anlagen daher nicht verwendet werden, ihre Anzeigen sind infolge der elektronischen Umwandlungen nicht kontrollierbar, unabhängig, ob es sich um die aus der Literatur bekannten Wasserstandanzeiger oder Druckdosen handelt. Eine Kontrollgesellschaft benötigt ein unabhängiges System, das gegenwärtig nur in Form der Ablesung des Tiefgangs an der Bordwand von einem Boot aus gegeben ist. Diese Methode ist so aufwendig, daß sie nur vor Beginn und nach dem Ende der Umschlagoperationen einmal durchgeführt werden kann.

Ziel der Erfindung

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können Tiefgangsänderungen von Land aus mit großer Genauigkeit gemessen werden. Diese Messungen sind zu beliebigen Zeiten, auch in der Nacht, möglich. Wird die Anlage transportabel aufgebaut, können nacheinander mehrere Schiffe vermessen werden. Dabei besteht die Möglichkeit, die Meßergebnisse per Funk an eine Zentrale zu übertragen. Aus der Veränderung des Tiefgangs wird dann die Masse der gelöschten oder geladenen Güter bestimmt bzw. überwacht. Im Masseguthafen kann die Anlage auch von einem festen Meßpunkt aus arbeiten und alle Schiffe eines Kais überwachen, und dazu benutzt werden, die Beladung beim Erreichen des vorgegebenen Tiefgangs zu unterbrechen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Messung der Ein- und Austauchung eines Schiffes beim Laden oder Löschen zur Bestimmung der Masse der geladenen oder gelöschten Güter von Land aus. Aus dieser Ein- oder Austauchung läßt sich unter Beachtung der Schlagseite des Schiffes mit den Vermessungsunterlagen des Schiffes die Masse bestimmen. Die gegenwärtigen Meßeinrichtungen gestatten nur eine Tiefgangsbestimmung auf etwa 3 cm genau die Erfindung gestattet es, die Messung auf Millimeter genau durchzuführen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein sehr genau arbeitendes Tachymeter eingesetzt wird. Dieses Gerät steht an Land, auf dem der Wasserseite des Schiffes gegenüberliegendem Kai und mißt die

Entfernung und den Vertikalwinkel vor und nach dem Beginn der Lade- bzw. Löscharbeiten an mehreren, in der Regel an drei Stellen des Schiffes. Für die Entfernungsmessung werden an Bord Reflektoren angebracht. Um auch die Schlagseite zu kontrollieren ist an mindestens einer Stelle über dem Reflektor an der Bordwand ein zweiter Reflektor mittschiffs mehrere Meter höher, zum Beispiel am Mast, anzubringen. Beim Auftreten einer Schlagseite verändert sich die horizontale Entfernung der beiden Marken. Aus der Entfernungsänderung ergibt sich die Schlagseite.

Ausführungsbeispiel

Verwendet man das für das Verfahren ein auf elektro-optischem Prinzip arbeitendes bekanntes geodätisches Meßgerät mit dem Entfernungen und Vertikalwinkel gegenüber der Horizontalen gemessen werden können, so läßt sich die Entfernung zum Reflektor R₁ messen (Fig. 1). Außerdem läßt sich der Winkel α, gegen die Horizontale H mit der bei geodätischen Meßgeräten hohen Genauigkeit messen und damit die Strecke R₁H' bestimmen. Nach der Beladung oder zu einem beliebigen anderen Zeitpunkt erfolgt die gleiche Messung. Jetzt befindet sich der Reflektor R₁ in R'] und es läßt sich nach Messung von cc₂ und der jetzt vorhandenen Entfernung MR', die Strecke R',H" feststellen. Die Summe der Strecken R₁H'+ R^H" ergibt die Tieftauchung TT. Dabei ist eine eventuell eingetetene Veränderung des Wasserstandes zu berücksichtigen.

Zur Kontrolle wird bei der 1. Messung der Winkel ß, zwischen R₁ und der Wasserlinie W des Schiffes gemessen. In Verbindung mit der Entfernungsmessung MR₁ ist die Länge der Strecke R₁W definiert. Die gleiche Messung ist zu wiederholen und der Winkel ß' läßt sich jetzt in Verbindung mit der Entfernung R'_t die Länge der Strecke R'W feststellen und aus der Differenz R₁W — R₁W die Tieftauchung TT' bestimmen.

Dieses letzte Verfahren kann aber durch Wasserwellen ähnliche Ungenauigkeiten bekommen, wie die direkte Ablesung des Tiefgangs. Wenn die Marken R in der Nähe der Tiefgangsskala vorn oder achtern bzw. über der Lademarke Mittschiffs hängen, so lassen sich Anschlußmessungen bezüglich der Höhenlage der Marken durchführen und es wird die exakte Bestimmung des Tiefgangs möglich.

Zur Bestimmung der Schlagseite des Schiffes wird in der Querschiffsebene mindestens einer der Reflektoren einen nach mittschiffs und oben versetzter 2. Meßpunkt (Fig. 2) festgelegt. Hierdurch ergibt sich in der Querschiffsebene das rechtwinklige Dreieck KDR, von dem die Strecken KD und DR mit üblichen Mitteln gemessen oder den Schiffsplänen entnommen werden, so daß der Winkel R₁ und die Strecke RK bekannt sind. Der Winkel R₁ und die Strecke RK lassen sich auch von Land aus bestimmen, indem im Dreieck KRM die Seiten RM und MK sowie die Winkel O₁ und δ₂ gegen die Horizontale gemessen werden. Hierzu ist in K ein Reflektor erforderlich.

Der Winkel R₁ ist dann R₁ = 180°-(KRM + S₂). Sind KR und R₁ bekannt, so läßt sich der Winkel der Schlagseite β nach Figur 3 bestimmen. Es werden wieder die Winkel δ, und δ₂ sowie die Entfernungen MK und MR gemessen. Damit läßt sich der Winkel KRM ermitteln und es ergibt sich die Schlagseite zu

γ = 180° -(R₁ + KRM + O₂).

Die für eine genaue Bestimmung der Masseänderung erforderliche Messung der Tiefgangsänderung an drei Stellen (vorn, mittschiffs und achtern) läßt sich von einem Standort des Meßgerätes durchführen. Damit wird auch die Durchbiegung des Schiffes infolge unterschiedlicher Beladung in Längsschiffsrichtung bestimmt. Das ist ein Meßwert, der für die Sicherheit des Schiffes während der Umschlagarbeiten bzw. der nachfolgenden Seereise von Bedeutung ist.

Das verwendete Gerät ist in der Lage bei Einsatz eines speziell für diese Aufgabe erstellten Programms die Werte der ersten Messung zu speichern und bei den Wiederholungsmessungen die Differenz zu errechnen. Die Daten lassen sich im Speicher längere Zeit aufheben und an andere übliche Rechentechnik übergeben, so daß die Meßwerte in das EDV-System des Betriebes bzw. Hafens direkt eingehen. _s

Das Verfahren ist besonders in Figur 1 dargestellt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Bestimmung der Tiefgangs- und Masseänderung eines Schiffes beim Be- oder Entladen durch Anwendung eines bekannten Entfernungs- und Winkelmeßgerätes das an Land aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Messung der Entfernung eines Meßpunktes und des Winkels zur Horizontalen der vertikale Abstand der Meßmarke von der Horizontalen bestimmt wird, der sich bei Tiefgangsänderungen des Schiffes verändert und im direkten Zusammenhang mit der Veränderung der Masse des Schiffes steht.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Meßmarken und Wasserlinie bestimmt wird, aus dem durch Wiederholung der Messung die Tiefgangsänderung direkt bestimmt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einmessung von 2 Marken, die in unterschiedlichem Abstand zur Querschiffslinie und zur Wasserlinie angebracht sind, die Krängung des Schiffes bestimmt werden kann, die zur Korrektur der Tiefertauchungswerte und der mit ihnen bestimmten Masse des Schiffes, infolge unterschiedlicher Schlagseite des Schiffes, benutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vermessung der Höhenlage der Meßmarken zur Tiefgangsskala des Schiffes der erreichte Tiefgang genau bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Vergleiche der ermittelten Tiefgänge an verschiedenen Meßpunkten in Längsschiffsrichtung die Durchbiegung des Schiffes festgestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mobilem Einsatz des Meßgerätes durch Anbringung einer festen Meßmarke an Land die genaue Höhenlage der optischen Achse des Gerätes überprüft und gegebenenfalls verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät mit der Steuerung des Beladungsprozesses elektronisch gekoppelt ist und diesen bei der Annäherung an den zulässigen Tiefgang in geeigneter Weise beeinflußt und beim Erreichen stoppt.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen