PL178129B1 - Sposób oceny uszkodzenia statku, zwłaszcza kadłuba - Google Patents

Abstract

1. Sposób oceny uszkodzenia statku, zw laszcza kadluba, w którym z jednostki centra-l n e j wysyla sie pierwszy optyczny sygnal w k ie-r u n k u p ierw szego konca sw iatlow odow ego ulozonego wzdluz kadluba i mierzy sie pierwsze opóznienie czasowe pomiedzy chwila wyslania pierwszego optycznego sygnalu a chwila odbioru odbicia tego pierwszego optycznego sygnalu okre-s l a j a c pierwsze umiejscowienie uszkodzenia, znam ienny tym , ze wysyla sie z jednostki central- nej (1) drugi optyczny sygnal w kierunku drugiego konca (B) wlókna swiatlowodowego (2) i mierzy sie drugie opóznienie czasowe pomiedzy chwila wyslania drugiego optycznego sygnalu a chwila odbioru odbicia tego drugiego optycznego syg- nalu, okreslajac drugie umiejscowienie uszko- dzenia, a nastepnie oblicza sie róznice pom iedzy pierw szym opóznieniem czasow ym a drugim opóznieniem czasow ym i okresla sie w ielkosc uszkodzenia. FIG . 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób oceny uszkodzenia statku, zwłaszcza kadłuba.

Z opisu zgłoszenia międzynarodowego nr WO 93/25 866 znane jest rozwiązanie do oceny uszkodzenia statku, w którym to rozwiązaniu zjednostki centralnej wysyła się jeden sygnał optyczny w kierunku pierwszego końca włókna światłowodowego ułożonego wzdłuż kadłuba i mierzy się opóźnienie czasowe pomiędzy chwilą wysłania pierwszego sygnału a chwilą odbioru odbicia tego optycznego sygnału. Na podstawie porównania tej danej z czasem wzorcowym określa się umiejscowienie uszkodzenia statku. Jednak na podstawie danych tego typu nie można określić wielkości uszkodzenia statku.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu przy pomocy którego uzyskuje się bardziej szczegółowe informacje o uszkodzeniu.

Według wynalazku, sposób oceny uszkodzenia statku, zwłaszcza kadłuba, w którym zjednostki centralnej wysyła się pierwszy optyczny sygnał w kierunku pierwszego końca włókna światłowodowego ułożonego wzdłuż kadłuba i mierzy się pierwsze opóźnienie czasowe pomiędzy chwilą wysłania pierwszego optycznego sygnału a chwilą odbioru odbicia tego pierwszego optycznego sygnału określając pierwsze umiejscowienie uszkodzenia, charakteryzuje się tym, że wysyła się z jednostki centralnej drugi optyczny sygnał w kierunku drugiego końca włókna światłowodowego i mierzy się drugie opóźnienie czasowe pomiędzy chwilą wysłania drugiego optycznego sygnału a chwilą odbioru odbicia tego drugiego optycznego sygnału, określając drugie umiejscowienie uszkodzenia, a następnie oblicza się różnicę pomiędzy pierwszym opóźnieniem czasowym a drugim opóźnieniem czasowym i określa się wielkość uszkodzenia.

Korzystnie drugi optyczny sygnał wysyła się naprzemiennie z pierwszym optycznym sygnałem.

Będzie oczywiste, że ocena uszkodzenia jest bardziej dokładna, jeśli rozprowadzony system włókien światłowodowych jest bardziej wydłużony, albo w rzeczywistości, kiedy wzrośnie ilość włókien światłowodowych na jednostkę obszaru powierzchni. Korzystne jest, gdy na jeden pokład system włókien światłowodowych zawiera przynajmniej jedno włókno optyczne, które rozciąga się przynajmniej zasadniczo poziomo wzdłuż całego obwodu wewnętrznego kadłuba statku.

W przypadku większych statków, system włókien światłowodowych na jednym pokładzie może zawierać przynajmniej jedno włókno światłowodowe, które rozciąga się przynajmniej zasad178 129 niczo poziomo wzdłuż obwodu wewnętrznego kadłuba statku przez dziób i przynajmniej jedno włókno światłowodowe, które rozciąga się przynajmniej zasadniczo poziomo wzdłuż obwodu wewnętrznego kadłuba statku przez rufę, co daje dodatkową zaletę, że uszkodzenie dziobu i rufy statku ocenia się dokładnie w tym samym czasie.

Możliwe jest także pionowe rozmieszczenie kilku zasadniczo równoległych włókien światłowodowych, na przykład w odstępach 1 metra, co umożliwia dokładniejszą ocenę uszkodzenia w kierunku pionowym.

Możliwe jest, aby dla każdego włókna światłowodowego jednostka centralna zawierała rozszczepienie o kształcie Y na pierwszym końcu włókna światłowodowego i rozszczepienie w kształcie Y na drugim końcu włókna światłowodowego, przy czym każde z nich jest wyposażone w źródło światła i czujnik. Umożliwia to pracę włókna światłowodowego przy przesyłaniu i odbijaniu. Czujnikiem połączonym z końcem pierwszym wykrywa się, podczas przesyłania, światło wysyłane przez źródło światła połączone z końcem drugim, a czujnikiem połączonym z końcem drugim wykrywa się, podczas przesyłania, światło wysyłane przez źródło światła połączone z końcem pierwszym. Czujnikiem połączony z pierwszym końcem stosuje się do wykrywania, przy odbijaniu, światła wysyłanego przez źródło światła połączone z tym pierwszym końcem, a czujnikiem połączonym z drugim końcem wykrywa się odbicie światła wysyłanego przez źródło światła połączone z tym drugim końcem.

W celu zapobieżenia wzajemnemu zakłócaniu się czterech połączonych systemów pomiarowych otrzymanych w ten sposób, źródło światła połączone z końcem pierwszym i źródło światła połączone z końcem drugim włącza się naprzemiennie.

Ponieważ jednym z celów niniejszego wynalazku jest sposób oceny rozmiaru otworu w kadłubie statku, źródło światłajest modulowane, i w ten sposób rozróżnia się odległości, przynajmniej przy odbijaniu. Tak więc wysyła się impuls świetlny z obu źródeł światła naprzemiennie i o różnych długościach.

Dodatkowe użyteczne informacje uzyskuje się poprzez pomiar temperatury w kadłubie statku, podczas którego to procesu otrzymuje się modulację, poprzez zależne od temperatury zachowanie samego włókna światłowodowego. Mierzy się zależne od temperatury rozpraszania ramanowskie, które jest stosowane do określania miejscowej temperatury włókna światłowodowego. Pomiar temperatury umożliwia szybkie wykrycie ognisk ognia. Zwłaszcza w przypadku uszkodzenia kadłuba, na przykład spowodowanego uderzeniem pocisku, sprawą najwyższej wagi jest stwierdzenie obecności i umiejscowienia ognia.

W przypadku niebezpieczeństwa, sposób umożliwia ponadto proste uruchomienie alarmu przez członka załogi znajdującego się w kabinie sąsiadującej z kadłubem statku, poprzez naciśnięcie przycisku, który powoduje przesłanie przez przechodzące tam włókno światłowodowe sygnału alarmowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój statku i przebieg włókna światłowodowego, fig. 2 przedstawia schematyczny przekrój statku i przebieg dwóch włókien światłowodowych, fig. 3 przedstawia schematycznie rozmieszczenie źródeł światła i układów czujnikowych.

Sposób oceny uszkodzenia statku polegają na tym, że wysyła się z jednostki centralnej 1 pierwszy optyczny sygnał. Ten pierwszy optyczny sygnał przesyła się włóknem światłowodowym 2 w kierunku pierwszego końca A tego włókna światłowodowego 2. W przypadku, gdy nie istnieje uszkodzenie, pierwszy sygnał optyczny dotrze do pierwszego końca A włókna światłowodowego 2 bez przeszkód. Następnie wysyła się drugi optyczny sygnał w kierunku drugiego końca B włókna światłowodowego 2. W tym przypadku także, gdy nie istnieje uszkodzenie, drugi optyczny sygnał dotrze do drugiego końca B włókna światłowodowego 2 bez przeszkód.

W przypadku zaistnienia uszkodzenia pierwszy optyczny sygnał odbije się i powróci do drugiego końca B włókna światłowodowego 2. Wtedy mierzy się czas jaki upłynął pomiędzy chwiląwysyłania tego pierwszego optycznego sygnału a powrotem jego odbicia stanowiący pierwsze opóźnienie i określa się pierwsze umiejscowienie uszkodzenia. Następnie wysyła się drugi optyczny sygnał, który odbija się od uszkodzenia i powraca do pierwszego końca A włókna światłowodowego 2. Wtedy mierzy się czas jaki upłynął pomiędzy chwilą wysyłania tego drugiego optycznego sygnału a powrotem jego odbicia, stanowiący drugie opóźnienie i określa się drugie umiejscowienie uszkodzenia. Następnie oblicza się różnicę pomiędzy pierwszym opóźnieniem i drugim opóźnieniem i określa się wielkość uszkodzenia.

W ten sposób uzyskuje się informację mówiącąnie tylko o miejscu powstania uszkodzenia, lecz także o jego rozmiarach. Informacje te są bardzo istotne dla przeprowadzenia akcji naprawczej i ratowniczej.

Figura 1 przedstawia schematyczny przekrój poziomy statku, w którym jest umieszczona centralnie, w celu zmniejszenia podatności na uszkodzenia i utrzymania krótkiej długości przewodów łączących z centralnie umieszczonym stanowiskiem dowodzenia, jednostka centralna 1, z której włókno światłowodowe 2 wychodzi, przebiega wzdłuż kadłuba 3 statku i powraca do jednostki centralnej 1 przez dziób 4 i rufę 5. Z jednostki centralnej 1 wysyła się impuls świetlny przez włókno światłowodowe 2 w obu kierunkach i dlatego ocenia się, umiejscowienie otworu 6 w kadłubie 3 statku poprzez określenie chwili czasowej, w której impulsy świetlne odbite od przerwanych końców włókna światłowodowego 2 powracają do jednostki centralnej 1. Poprzez poprowadzenie w ten sposób jednego albo większej ilości włókien światłowodowych 2 dookoła statku na każdym pokładzie, możliwa jest dokładna i natychmiastowa ocena uszkodzenia kadłuba 3 statku w trzech wymiarach. Jeśli jest to pożądane, podłogi różnych pokładów mogą także być wyposażone w jedno albo kilka włókien światłowodowych 2. Na podstawie impulsów uzyskanych z tych włókien światłowodowych 2 uzyskuje się trójwymiarowy obraz uszkodzenia całego statku. Poza tym, w przypadku większego statku, dla którego straty optyczne w pojedynczym włóknie światłowodowym 2 są uznawane za zbyt duże, możliwe jest rozszczepienie włókna światłowodowego 2 na pierwsze włókno światłowodowe 7, przebiegające przez dziób 4, i drugie włókno światłowodowe 8, przebiegające przez rufę 5, jak to pokazano na fig. 2. Dodatkową zaletą jest to, że uszkodzenia występujące jednocześnie na dziobie 4 i rufie 5 mogą być dokładnie oszacowane.

Jak pokazano na fig. 3 włókno światłowodowe 2 jest na pierwszym końcu A wyposażone w pierwsze rozszczepienie 9 o kształcie Y, do którego są przyłączone pierwsze źródło światła 10 i pierwszy czujnik 11. Podobnie, włókno światłowodowe 2 jest na drugim końcu B wyposażone w drugie rozszczepienie 12 o kształcie Y, drugie źródło światła 13 i drugi czujnik 14. Rozszczepienia, pierwsze 9 i drugie 12 o kształcie Y mogą być zawarte w jednostce centralnej 1, co ma taką zaletę, że włókna światłowodowe 2 są wtedy połączone z jednostką centralną 1 za pomocą pojedynczych, tanich łączników.

Jednostka centralna 1 jest ponadto wyposażona w centralną jednostkę sterującą 15, w której wytwarza się 'impulsy kontrolne dla źródeł światła 10,13 i w której, przetwarza się odebrane sygnały na dane, wyświetlane następnie na wyświetlaczu z nią połączonym.

W trybie sprawdzającym, pierwszym źródłem światła 10 wysyła się sygnał, który odbiera się w drugim czujniku 14, i stwierdza się, czy związane z nim włókno światłowodowe 2 nie doznało żadnego uszkodzenia. To samo stwierdza się za pomocą drugiego źródła światła 13 i pierwszego czujnika 11.

W trybie pomiarowym ocenia się położenie przerwania włókna światłowodowego 2. Pierwszym źródłem światła 10 wysyła się sygnał, ale przerwania włókna światłowodowego 2 uniemożliwia dotarcie tego sygnału do drugiego czujnika 14. Sygnał odbija się w miejscu przerwania, a odbicie powraca do pierwszego czujnika 11. Poprzez kolejne wysyłanie sygnału przez pierwsze źródło światła 10 o odpowiedniej modulacji, lokalizuje się miejsca przerwania, rozpoczynając od strony tego pierwszego źródła światła 10. Podobnie, przerwanie określa się od strony drugiego źródła światła 13 za pomocą tego drugiego źródła światła 13 i drugiego czujnika 14. To określa umiejscowienie i rozmiar otworu 6, przynajmniej w obszarze obojętnym przez włókno światłowodowe 2.

Znane są odpowiednie typy modulacji. Pod tym względem, oczywistym typem modulacji jest modulacja amplitudowa, przy czym źródłem światła 9,13, zwykle laserem półprzewodnikowym, emituje się krótki impuls świetlny, na przykład o okresie trwania 1 ns. Jednak warte

178 129 rozważenia są także sygnały optyczne dostarczone z modulacją częstotliwości liniowej, dzięki której określa się odległość do miejsca przerwania włókna światłowodowego 2.

W trzecim trybie działania, trybie temperaturowym, stwierdza się, zależnie od położenia, jaka jest temperatura włókna światłowodowego 2, a w rezultacie kadłuba statku. W tym trybie, z pierwszego źródła światła 10 wysyła się na przykład sygnał optyczny, który podlega rozproszeniu we włóknie światłowodowym 2 w funkcji temperatury. Rozproszenie to, korzystnie dobrze znane rozproszenie ramanowskie, wykrywa się pierwszym czujnikiem 11, który podaje temperaturę zależną od położenia.

Trzeci tryb działania jest szczególnie istotny, ponieważ nadaje się do wykrywania ognisk ognia w ogólności, a zwłaszcza tych pojawiających się w pobliżu wystąpienia uszkodzenia.

W czwartym trybie działania, trybie alarmowym, umożliwia się członkom załogi wywołanie alarmu z konkretnej kabiny zawierającej włókno światłowodowe 2. W tym celu, kabina jest wyposażona w przycisk alarmowy, za pomocą którego włókno światłowodowe 2 miejscowo mocno odkształca się, co powoduje zwiększenie tłumienia włókna światłowodowego 2. Obejmuje to także zwiększenie intensywności odbitego sygnału optycznego. Odkształcenie takie może być na przykład wykonane za pomocą urządzenia mikro-zginającego. Takie urządzenie mikro-zginające zawiera system dwóch płytek, z których każda jest wyposażona w system wzajemnie się dopełniających wypukłości, pomiędzy którymi przebiega włókno światłowodowe 2. Poprzez przemieszczanie płytek do siebie nawzajem, uzyskuje się wymagane odkształcenie włókna światłowodowego 2. Ponieważ we wspomniany sposób, na przykład za pomocą pierwszego źródła światła 10 i pierwszego czujnika 11, określa się miejsce, w którym ma miejsce odbicie, znana jest kabina, w której jest wywołany alarm. Ponieważ położenie przycisków alarmowych jest dokładnie znane, mogą one ponadto być zastosowane do początkowego kalibrowania urządzenia.

Zastosowane włókna światłowodowe 2 mogą być znanego typu 50 mikronowego, przy czym nie jest wymagane, aby były one wyposażone w osłonę ochronną. Do przyklejenia włókien światłowodowych 2 do warstwy izolacyjnej, znajdującej się zwykle we wnętrzu kadłuba statku, korzystnie jest zastosowana taśma. W odpowiednią ochronę może być wyposażona jedynie ta część, która biegnie z kadłuba statku do jednostki centralnej 1.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oceny uszkodzenia statku, zwłaszcza kadłuba, w którym z jednostki centralnej wysyła się pierwszy optyczny sygnał w kierunku pierwszego końca światłowodowego ułożonego wzdłuż kadłuba i mierzy się pierwsze opóźnienie czasowe pomiędzy chwilą wysłania pierwszego optycznego sygnału a chwilą odbioru odbicia tego pierwszego optycznego sygnału określając pierwsze umiejscowienie uszkodzenia, znamienny tym, że wysyła się z jednostki centralnej (1) drugi optyczny sygnał w kierunku drugiego końca (B) włókna światłowodowego (2) i mierzy się drugie opóźnienie czasowe pomiędzy chwilą wysłania drugiego optycznego sygnału a chwilą odbioru odbicia tego drugiego optycznego sygnału, określając drugie umiejscowienie uszkodzenia, a następnie oblicza się różnicę pomiędzy pierwszym opóźnieniem czasowym a drugim opóźnieniem czasowym i określa się wielkość uszkodzenia.
2. 2. Sposób według zastrz 1, znamienny tym, że drugi optyczny sygnał wysyła się naprzemiennie z pierwszym optycznym sygnałem.