[发明专利]自由液面控制装置及其控制方法、储存装置和船舶

说明书

本发明公开了一种自由液面控制装置及其控制方法、储存装置和船舶，所述控制装置包括：液位检测模块，用于检测储存容器中的液面高度；舱壁晃荡载荷测量模块，用于检测舱壁受到的晃荡载荷；填充气囊，设置于储存容器中；气压检测模块，设置于填充气囊之中，用于检测填充气囊内的气压；充气装置，用于对填充气囊充气；控制模块，用于根据液面高度和晃荡载荷，确定填充气囊的目标气压，控制充气装置向填充气囊充气，直到气压检测模块所检测的气压达到目标气压。本发明能够有效地限制储存容器内的液体自由晃动，使得船只在运输液体时减少储存容器破裂或者船只侧翻的可能。本发明可以广泛应用于船舶运输安全技术领域。

技术领域

本发明涉及船舶运输安全技术领域，尤其是一种自由液面控制装置及其控制方法、储存装置和船舶。

背景技术

自由液面所产生的效应是指液体或小型固体，如稻谷、种子或砂石的聚集物响应海浪或风力引发的作用与船体的状况，在船舶运输中船舶货仓、淡水舱、主机日用油柜等液体储存罐发生姿态改变的状况，对液舱内壁产生撞击，即晃荡载荷，这种载荷撞击到液舱内壁会对焊缝、拐角等部位产生应力集中的现象，极易产生破坏，引发液舱泄漏等安全事故。同时自由液面效应是造成船只倾覆的重要原因之一，是船舶工程、轮机工程领域亟待解决的重要问题。

发明内容

为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种自由液面控制装置及其控制方法、储存装置和船舶，以保障船舶在运输小型固体或者液体时的安全。

第一方面，本发明实施例提供了：

一种自由液面控制装置，包括：

液位检测模块，用于检测储存容器中的液面高度；

舱壁晃荡载荷测量模块，用于检测舱壁受到的晃荡载荷；

填充气囊，设置于储存容器中；

气压检测模块，设置于填充气囊之中，用于检测填充气囊内的气压；

充气装置，用于对填充气囊充气；

控制模块，用于根据液面高度和晃荡载荷，确定填充气囊的目标气压，控制充气装置向填充气囊充气，直到气压检测模块所检测的气压达到目标气压。

进一步，所述液位检测模块包括多个液位测量单元，多个所述的液位测量单元分别用于检测储存容器中不同方向上的液面高度，所述液位检测模块根据不同方向上的液面高度计算液面高度。

进一步，所述控制模块根据气压检测模块的检测数据，采用PID算法对填充气囊内的气压进行调节。

进一步，所述控制模块在控制充气装置向填充气囊充气时，根据舱壁晃荡载荷测量模块的检测数据，控制充气装置的充气速度。

进一步，还包括显示模块，所述显示模块与控制模块连接，所述显示模块用于根据控制模块的指令显示液面高度、晃荡载荷和填充气囊内的气压。

进一步，所述充气装置为空气压缩装置。

进一步，所述填充气囊设置在储存容器的顶部。

第二方面，本发明实施例提供了：

一种自由液面控制装置的控制方法，包括以下步骤：

检测储存容器中的液面高度；

检测舱壁受到的晃荡载荷；

根据液面高度和晃荡载荷，确定填充气囊的目标气压，控制充气装置向填充气囊充气，直到检测到的填充气囊的气压达到目标气压。

第三方面，本发明实施例提供了：

一种储存装置，包括储存容器和所述的自由液面控制装置。

第四方面，本发明实施例提供了：