專利名稱：一種船舶排水量測量裝置及其測量方法
技術領域：
本發明涉及一種排水量測量裝置及其測量方法，尤其是涉及一種船舶排水 量測量裝置及其測量方法。
背景技術：
船舶排水量和散裝貨物重量的計量，國內外通常采用由船舶吃水換算的方 法。為了方便人工觀察吃水值，在船體兩舷的中部、首部和尾部均設有水尺， 對應船舶不同吃水的載重量，通常制作成"水尺與載重量對照表"，由此可通過 吃水插值計算船舶排水量和載重量。人工觀察水尺確定吃水值存在的主要問題是觀察者需要掌握一定的技巧， 不易讀準；水尺不清晰或船體向下痩削往往造成取值困難；在波浪及船舶縱、 橫搖條件下會產生較大的誤差(往往超過船裝散貨載重量計量標準)。近年來，國內外陸續開發出一些船用儀器以確定船舶吃水，其中較好的有 中國專利"智能檢水儀"(ZL92208452. 1)，提供了一種測量船舶吃水和載重量 計量儀器，其計測精度能滿足我國對船裝貨物重量計量標準，且能適應一定幅 度的波浪及船舶縱橫搖等不利檢測環境。其不足之處在于該裝置需專門人員 攜帶上船測量，適合于到港停泊的船只使用，其對于航行狀態下船舶排水量和 載重量實時測量并不適用；部分船舶資料不全時，無法根據吃水確定船舶排水 量和載貨量。隨著國民經濟的發展，目前中小航道上船舶流量逐年加大、通航頻率越來 越高，要求航道管理部門能夠在船舶航行狀態下對其排水量完成實時測量。隨 著測量技術的不斷發展，需要探索和研究新的更先進的實時測量方式和測量裝 置，以準確確定航行船舶吃水和排水量，為航管部門準確執法提供依據。發明內容本發明的目的是提供一種用于船舶排水量測量裝置，能夠在船舶航行狀態 下對其吃水值和排水量完成實時測量。為了實現上述目的，本發明的技術方案為由測量臺、水面下船體表面坐 標測量裝置等組成。水面下船體表面坐標測量裝置為非接觸式測距方式，可以 是超聲波或激光測距等。由設在測量臺上的測距儀和控制機構等組成。測距儀安裝在測量臺底面和兩個側面上，其數量根據測量臺尺度確定， 一般間隔0.5 lm布置l個。測量臺尺度根據航道寬度確定，固定在河床水泥基礎上。本發明的另一個目的是提供一種基于上述的船舶排水量測量裝置的測量方 法，能夠實時測量船舶排水量。為了實現上述目的，本發明的技術方案為其特征在于包含水面下船體表 面坐標測量方法和排水量計算方法。水面下船體表面坐標測量方法的特征在于包含以下步驟Al:將測距儀安裝在測量臺上；A2:船舶到達測量臺，開始進入測量臺；A3:水面下船體表面坐標測量裝置開始第一次工作，對水面下船體表面進 行采樣；A4:采樣結果實時傳輸至控制裝置，經處理后可得第一個橫剖面上船體表面坐標；A5:船舶按要求的航速通過測量臺；A6:在上一次采樣之后Z時間后，水面下船體表面坐標測量裝置開始工作， 對水面下船體表面進行釆樣；A7:采樣結果實時傳輸至控制裝置，經處理后可得第二個橫剖面上船體表 面坐標；A8:重復步驟A5 A8，直至船舶完全通過測量臺，可測定若干個橫剖面上 船體表面坐標；當整艘船通過測量臺后，通航船舶在水面及其以下船體表面若干個橫剖面 上的座標點的都被測定船舶排水量計算方法的特征在于包含以下步驟Bl:讀入第一個橫剖面上船體表面坐標；B2:根據采用數值方法計算船舶在水線面下的橫剖面面積，計算方法可以 是辛浦生法、梯形法和乞貝雪夫法等方法；B3:重復步驟B1 B2，計算全部橫剖面面積J、,；B4:根據計算出的船舶在水面下各個橫剖面面積4，采用數值方法計算船 舶的排水體積V;B5:排水體積乘上水的密度可得船舶排水量，即A = P.V。本發明的優點在于所提供的測量船舶排水量測量裝置及其測量方法，簡單 可靠，能夠實時測量船舶吃水值和排水量。其計測精度能滿足我國對船裝貨物 重量計量標準，且能適應一定幅度的波浪及船舶縱橫搖等不利檢測環境，從而 保證在不影響船舶正常通航的情況下記錄船舶排水量，為航管部門準確執法提 供依據。


圖1為本發明測量裝置結構示意圖；圖2為本發明測量裝置測量方式示意圖。圖3為本發明排水量計算方法示意圖。圖4為本發明船體表面坐標測量方法流程圖。圖5為本發明排水量計算方法流程圖。其中l-河床水泥基礎；2-測量臺；3_測距儀；4-航行船舶；5-河水；6_船體表面采樣點；7-船舶水下部分橫剖面面積。
具體實施方式
如圖1所示， 一種測量船舶排水量的裝置，包括測量臺2、設在測量臺上 的水面下船體表面坐標測量裝置。水面下船體表面坐標測量裝置由設在測量臺 上的測距儀3和控制機構組成，測距方式為超聲波。測距儀3安裝在測量臺2 底面和兩個側面上，根據測量臺2尺度間隔lm布置1個。測量臺2尺度根據航 道寬度確定，測量臺2固定在河床水泥基礎1上。如圖2所示，水面下船體表面坐標測量方法包含以下步驟Al:將測距儀安裝在測量臺上；A2:船舶到達測量臺，開始進入測量臺；A3:水面下船體表面坐標測量裝置開始第一次工作，對水面下船體表面進 行采樣，采樣時間記錄為A;A4:采樣結果實時傳輸至控制裝置，經處理后可得第一個橫剖面上船體表 面坐標點的y和z坐標值，坐標值x,0;A5:船舶按要求的航速v通過測量臺；A6:在上一次采樣之后的,2時間，水面下船體表面坐標測量裝置開始對水面下船體表面進行采樣；A7:采樣結果實時傳輸至控制系統，經處理后可得第二個橫剖面上船體表 面坐標點的y和z坐標值，x坐標值x2 = v." -^);A8:重復步驟A5 A8，直至船舶完全通過測量臺，可測定若干個橫剖面上船體表面坐標。各個橫剖面上船體表面坐標點的y和z坐標值根據測距儀的采樣 值由控制裝置計算處理后得到，x坐標值為x,=V.(/,-0，下標,'為橫剖面的序號當整艘船通過測量臺后，通航船舶在水面及其以下船體表面若干個橫剖面上 的座標點的都被測定。船舶排水量計算方法包含以下步驟Bl:讀入第一個橫剖面上船體表面坐標；B2:根據采用數值方法計算船舶在水線面下的橫剖面面積；B3:重復步驟B1 B2，計算全部橫剖面面積《，下標/為橫剖面的序號；B4:根據計算出的船舶在水面下各個橫剖面面積J、，采用數值方法計算船 舶的排水體積V，計算方法可以是辛浦生法、梯形法和乞貝雪夫法等方法；B5:排水體積乘上水的密度可得船舶排水量，g卩A-p.V。
權利要求
1、一種船舶排水量測量裝置，其特征在于包括測量臺(2)、設在測量臺(2)上的水面下船體表面坐標測量裝置；測量臺(2)固定在河床水泥基礎(1)上，水面下船體表面坐標測量裝置為非接觸式測距方式，由設在測量臺(2)上的測距儀(3)和控制機構組成；測距儀(3)安裝在測量臺(2)底面和兩個側面上。
2、 根據權利要求1所述的一種船舶排水量測量裝置，其特征在于所述的 非接觸式測距方式為超聲波或激光測距。
3、 根據權利要求1或2所述的一種船舶排水量測量裝置，其特征在于所 述的測距儀(3)的數量根據測量臺(2)尺度確定， 一般間隔0.5 lm布置1 個。
4. 一種船舶排水量的測量方法，其特征在于包括水面下船體表面坐標測 量方法和排水量計算方法。
5. 根據權利要求4所述的一種船舶排水量的測量方法，其特征在于所述的 船體表面坐標的測量方法包含以下步驟Al:將測距儀安裝在測量臺上；A2:船舶到達測量臺，開始通過測量臺；A3:測距系統開始第一次工作，對水面下船體表面進行采樣； A4:采樣結果實時傳輸至控制系統，經處理后可得第一個橫剖面上船體表 面坐標；A5:船舶按要求的航速通過測量臺；A6:在上一次采樣之后^時間后，測距系統開始工作，對水面下船體表面進 行采樣；A7:采樣結果實時傳輸至控制系統，經處理后可得第二個橫剖面上船體表 面坐標；A8:重復步驟A5 A8，直至船舶完全通過測量臺，可測定若干個橫剖面上 船體表面坐標；
6. 根據權利要求4所述的一種船舶排水量的測量方法，其特征在于所述 的船舶排水量計算方法包含以下步驟Bl:讀入第一個橫剖面上船體表面坐標；B2:根據采用數值方法計算船舶在水線面下的橫剖面面積，計算方法可以 是辛浦生法、梯形法和乞貝雪夫法等方法；B3:重復步驟B1 B2，計算全部橫剖面面積4;B4:根據計算出的船舶在水面下各個橫剖面面積4，采用數值方法計算船 舶的排水體積V;B5:排水體積乘上水的密度可得船舶排水量，即A = 〃'V。
全文摘要
一種船舶排水量測量裝置及其測量方法，船舶排水量測量裝置包括測量臺和設在測量臺上的水面下船體表面坐標測量裝置。水面下船體表面坐標測量裝置為非接觸式測距，測距方式可以是超聲波、激光等。由設在測量臺上的測距儀和控制機構等組成。測距儀安裝在測量臺底面和兩個側面上，其數量根據測量臺尺度確定。船舶排水量測量測量方法包括船體表面坐標測量方法和排水量計算方法。其優點是簡單可靠，能夠實時測量船舶排水量，其計測精度能滿足我國對船裝貨物重量計量標準，且能適應一定幅度的波浪及船體縱橫搖等不利檢測環境，從而保證在不影響船舶正常通航的情況下記錄吃水和船舶排水量。適用于船舶正常通航時測量其排水量。
文檔編號G01F22/00GK101216338SQ200710169069
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者劉益清, 李培勇, 王呈方, 茅云生 申請人:武漢理工大學