[发明专利]一种船舶吃水及海水密度测量系统

说明书

本发明涉及一种船舶吃水及海水密度测量系统，包括安装于船舶底部舷侧附件中的压力传感器，测量该位置海水压力，还包括磁翻板液位计、液位变送器和信息处理模块；磁翻板液位计安装于水线附近，通过海水管路连接至舷侧附件与海水连通，液位变送器安装在磁翻板液位计上，液位变送器与信息处理模块信号连接，磁翻板液位计将磁力信号传递给液位变送器；信息处理模块根据压力传感器测量的压力数据和磁翻板液位计测量的船舶吃水数据计算得到海水密度。本发明可以同时准确测量船舶吃水和海水密度，为船舶总体性能辅助决策和智能化提供精确数据测量基础。

技术领域

本发明属于船舶传感测量技术领域，具体涉及一种船舶吃水及海水密度测量系统。

背景技术

目前，我国船舶具备舰艇吃水测量功能，但吃水数据准确性低，仅具备参考意义，无法作为基准数据进行总体性能相关计算。另外，我国船舶普遍不具备自动测量海水密度功能，无法计算得到准确的排水量信息，无法为管理提供决策支撑。

船舶一般可采用压力传感器进行吃水测量，压力传感器将与吃水成正比的液体静压力测量出来，通过液位变送器经过信号调理电路将水压信息转换成标准(电流或电压)信号输出，建立起输出信号与吃水的线性对应关系，实现对吃水的测量。该传感器安装于船舶艏艉底部舷侧附件中，舷侧附件透气管与大气连通，即可测量出变送器末端位置到自由液面的海水液面高度。其计算原理为：

当液位变送器投入到海水中某一深度时，传感器迎液面受到的压力为P＝pgh+P₀，式中：

P：传感器迎液面所受压力，单位：Pa；

p：被测液体密度，单位：kg/m³，取1025；

g：重力加速度，单位：m/s²，取9.8；

P₀：液面上大气压，单位：Pa

h：传感器所在位置吃水，单位：m

同时，通过透气管将液面上的大气压P₀引入到传感器的背压腔，以抵消传感迎液面的P₀，使传感器测得压力为：P＝pgh，通过将压力信号P经电路转换放大、被补偿后以标准信号输出计算得到吃水h。

该测量方法测量不准确的主要原因为:1.随着全球可航海域的不断扩大，远洋船舶航行海域复杂多样，海水密度取固定值1025kg/m³存在较大误差。2.以常用的压力传感器PTX1830为例，测量精度较高，静水可达0.1％，但海洋环境复杂，起伏的波浪会使压力传感器输出数据变化剧烈。

以上主要原因造成吃水测量十分不准确，一般需要通过岸上查看或乘坐小艇绕船查看外板吃水标志获取较为准确的吃水数据。时间长，成本高，十分不便利。

另外我国船舶普遍不具备海水密度测量功能，主要通过手持式海水密度计测量，需要在船舶停泊或低速行驶时用水桶采样，倒入测量容器进行读数。存在过程繁琐、不能实时测量、量程小(海淡水种类较多)、采样有一定危险性、仪器易碎等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的吃水测量不准、不具备海水密度测量功能的不足，提供一种船舶吃水及海水密度测量系统，该装置可以同时准确测量船舶吃水和海水密度，满足使用需求。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：