肖時(shí)駿

摘? 要：現(xiàn)如今，從船舶燃油監(jiān)控技術(shù)的層面來說，相關(guān)的研究并不多，大部分現(xiàn)有研究僅僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)參數(shù)的集中顯示，監(jiān)控主機(jī)以單機(jī)模式為主，并具備足夠的網(wǎng)絡(luò)化以及自動(dòng)化程度。在該文的實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中，主要采用以水代油的方法，通過液位傳感器對(duì)燃油油體的變化進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)傳播燃油系統(tǒng)所需的在線監(jiān)測需求，達(dá)到對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)智能控制的管理目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：新型船舶? 燃油監(jiān)控系統(tǒng)? 監(jiān)控模擬實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：U664.13? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）04（a）-0051-02

燃油輸送系統(tǒng)向來是航運(yùn)船舶動(dòng)力輔助系統(tǒng)之中的一項(xiàng)重要組成。從功能作用角度來看，燃油輸送系統(tǒng)的作用主要是儲(chǔ)藏燃油傳輸?shù)饺沼萌加团撊ィ瑸橹鲃?dòng)力裝置提供能源，實(shí)現(xiàn)設(shè)備持續(xù)運(yùn)作。而從船舶燃油監(jiān)控技術(shù)的層面來說，相關(guān)的研究并不多，大部分現(xiàn)有研究僅僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)參數(shù)的集中顯示，監(jiān)控主機(jī)以單機(jī)模式為主，并具備足夠的網(wǎng)絡(luò)化以及自動(dòng)化程度。在該文的實(shí)驗(yàn)研究當(dāng)中，主要采用以水代油的方法，通過液位傳感器對(duì)燃油油體的變化進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)傳播燃油系統(tǒng)所需的在線監(jiān)測需求，達(dá)到對(duì)相關(guān)設(shè)備的進(jìn)行自動(dòng)智能控制的管理目標(biāo)，以下是具體報(bào)告內(nèi)容。

1? 傳播燃油監(jiān)控系統(tǒng)功能需求分析

該系統(tǒng)的主要功能為以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)油艙的液位等信息進(jìn)行采集并顯示。

（2）對(duì)燃油輸送系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測并控制。

應(yīng)對(duì)集中監(jiān)控進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在遙控模式下，燃油輸送能夠在監(jiān)控臺(tái)上進(jìn)行遙控，并對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)、出口壓力等進(jìn)行顯示，還需要對(duì)蝶閥的狀態(tài)進(jìn)行顯示。

在監(jiān)控主站以及分站當(dāng)中，需要借助網(wǎng)絡(luò)來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。按照要求提供相應(yīng)的服務(wù)器，從而使得信息能夠更好地進(jìn)行共享，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的同步。

2? 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

該實(shí)驗(yàn)用水代替燃油來檢測燃油監(jiān)控項(xiàng)目的各項(xiàng)技術(shù)是否符合設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)中用一長×寬×高為0.6m×0.6m×0.6m的水箱來模擬船上的燃油日用柜，箱子底部裝有一液位傳感器用來測量水位，箱子的上面裝有一渦輪式流量計(jì)用來測量加進(jìn)水箱的水的流速和流量。另外還用到了水泵、鐵鍬等工具。該檢測示意圖見圖1。

3? 研究內(nèi)容

3.1 壓力傳感器精度與線性度測試

3.1.1 精度測試

用潛水泵通過流量計(jì)往水箱里不斷加水，在這個(gè)過程中分別用卷尺和電腦軟件端測量水位，記錄數(shù)據(jù)。5組實(shí)驗(yàn)分析得出傳感器精度在±1%之內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。

3.1.2 線性度測試

在油泵往日用油柜加油的過程中，記錄油柜上油尺顯示的燃油液位，同時(shí)記錄不同液位點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)液位傳感器電流信號(hào)值（mA）。該項(xiàng)測試數(shù)據(jù)來自實(shí)船測試。并對(duì)液體為變化情況進(jìn)行監(jiān)測記錄，具體提及數(shù)據(jù)如圖2所示。

3.2 液位晃動(dòng)測試

此項(xiàng)試驗(yàn)最為重要，因?yàn)檎麄€(gè)項(xiàng)目能否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，關(guān)鍵就在于液位測量是否準(zhǔn)確，并且液位能否抵抗實(shí)船的搖晃干擾。實(shí)驗(yàn)分為兩部分：橫傾模擬與縱傾模擬。

在靜態(tài)（即不往水箱內(nèi)打水）情況下進(jìn)行試驗(yàn)具體如下。

3.2.1 橫傾模擬

用鐵鍬在水箱內(nèi)做來回、回旋等各種動(dòng)作來攪動(dòng)水，在這過程中實(shí)時(shí)觀察軟件端液位的顯示值，觀測的結(jié)果是液位始終是0.23m，沒有一絲波動(dòng)。

3.2.2 縱傾模擬

采用頻繁沉入和浮起浮筒的方法來使液位瞬間升高和下降達(dá)到船舶縱傾的效果，浮筒完全按進(jìn)水里能使液位增加0.05m。觀察到的結(jié)果是，軟件端液位顯示一直穩(wěn)定在0.23m，沒有波動(dòng)。

3.3 流量計(jì)精度測試

在水泵工作穩(wěn)定的往水箱內(nèi)加水的時(shí)候，觀察軟件端加水瞬時(shí)流量值，穩(wěn)定在4.3m3/h，而流量計(jì)自帶顯示值在4.26～4.31m3/h之間波動(dòng)，誤差在0.2%～0.9%，小于1%，符合設(shè)計(jì)要求。

3.4 耗油量測試

計(jì)算油耗的公式為：Q耗=Q0+Q加-Qt

其中Q0、Qt分別為開始時(shí)刻與停止時(shí)刻水箱內(nèi)剩余水量，Q加為t時(shí)間內(nèi)加入水箱的水量。具體的操作方法為，將水泵放入水箱內(nèi)，用水管將水泵打出的水接進(jìn)加油流量計(jì)。這樣就形成了水從水箱被水泵抽出，再經(jīng)過流量計(jì)加入水箱的內(nèi)循環(huán)。由上面的公式可以看出這個(gè)過程中，Q0=0、Qt=0，那么t時(shí)間內(nèi)的耗油量就等于加進(jìn)的測量，即 Q耗=Q0。

實(shí)驗(yàn)中取t=3min，水泵的抽水流量穩(wěn)定在4.26～4.28m3/h。3min后，流量計(jì)上讀取的加進(jìn)水箱水的總量為Q0=0.217m3，軟件端計(jì)算得到的耗油量為Q耗=0.22m3。誤差為1.4%，小于3%的設(shè)計(jì)要求。

4? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，軟件能有效地過濾掉實(shí)船的樅橫傾搖晃帶來的液位波動(dòng)。采用潛水泵通過流量計(jì)往水箱里不斷加水，5個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的傳感器精度均在±1%之內(nèi)，能夠有效符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，液位傳感器線性度良好，也能夠很好地滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求。

5? 結(jié)語

綜上所述，采用以水代油的方法，通過液位傳感器對(duì)燃油油體的變化進(jìn)行監(jiān)控，能夠有效實(shí)現(xiàn)船舶燃油系統(tǒng)所需的在線監(jiān)測需求，達(dá)到對(duì)相關(guān)設(shè)備的進(jìn)行自動(dòng)智能控制的管理目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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