计程仪测速失真分析及解决办法

秦利军 郭宇

摘要：基于多普勒计程仪的测速原理，分析影响测速准确性的影响因素，分析计程仪试航过程中出现计程数据失真的原因，制订解决方案，使问题得到妥善解决。

关键词：多普勒计程仪 测速失真 分析

计程仪作为重要的导航设备，IMO对计程仪的测量精度有明确要求：测量误差应不大于航速5%或0.5节。同时，要求在船舶横摇10o、纵摇5o的情况下，设备能正常工作。目前，我们使用最多的就是多普勒计程仪，该类型的计程仪换能器对安装位置和施工工艺要求较高。因此，在船舶总体布置时应对计程仪换能器的安装位置根据要求做好充分考虑，避免在后续工作中才发现问题，给船厂带来损失。

本文列举了82 000 t散货船、28 000 t多用途船在多普勒计程仪方面出现的问题及其解决办法，以便今后对该设备在设计和施工方面提供借鉴作用。差值Δf称为多普勒频移。多普勒频移Δf的大小与声源频率f0,声波在介质中的传播速度C和声源与接收点之间的相对运动速度V有关，它们之间的关系可用下列表达式表达

Δf=vf0/c

从上式可以看出，若f0与C为常数，则Δf与V成正比，因而可以通过测定多普勒频移来进行测速。2.2 多普勒计程仪计程原理

在船底装置一个发射与接收兼用的换能器，船舶以速度V向前航行。换能器以频率f0向海底发射超声波脉冲。声波的发射方向与船舶速度方向成θ角，θ角即称为波束发射俯角，一般取60°，如图1所示。超声波经海底反射后（海底可视为二次发射的声源），一

吃水仪开孔进行优化布置，即将计程仪位置向船尾方向移，以保证计程仪换能器垂直安装。测深仪换能器向船首方向移，以保证与吃水孔至少2m距离。同时，将吃水孔布置在吃水仪，测深仪换能器后侧方，以保证换能器发、收的超声波不被气泡干扰。修改后的布置见图4。其次将计程仪探头周围一圈的焊缝磨平，减少气泡的产生。经过以上措施，计程仪测速不准的问题得到解决。 4.228 000 DWT多用途船计程仪出现问题及解决办法4.2.1出现的问题

28 000 DWT多用途船计程仪在首次试航过程中发现计程仪显示屏上航速数据显示不稳定，经常跳动，即使显示数据稳定的时候，所显示的航速与实际航速误差较大，有误差超差现象。根据以上现象，我们分析可能有以下几点原因造成：

1）对于误差超差现象，我们分析可能是计程仪换能器内的海水温度补偿电阻开路造成计程仪误差超差。正常情况下，海水温度补偿电阻的阻值随环境温度不同而有变化，一般为1k ～1.6 k范围内为正常。经过对该组海水温度补偿电阻阻值进行电阻阻值测量，测量结果阻值为∞，补偿电阻的阻值为0 或者∞都表明该补偿电阻已经损坏；

2）对于航速数据显示不稳定经常跳动问题，我们分析为计程仪探头下气泡过多造成。该计程仪测深仪舱位于1号货舱与2号货舱之间，约1/3船长处。如果该船没有球鼻艏，布置在这个位置应该是合适的，但是有球鼻艏的船，船在航行时球鼻艏产生的气泡就会吸附在1/3船长范围，造成多普勒计程仪无法正常工作。

4.2.2解决办法

在第一次试航期间，从船厂紧急调运新的计程仪探头进行更换。更换后，计程仪显示屏上航速数据显示依然不稳定，且经常跳动。但是，显示数据稳定的时候所显示的航速与实际航速误差较小，在合理范围内，误差超差问题得到解决。

考虑到该船计程仪测深仪舱设置位置不合理，同时根据该船的总体布置，决定把计程仪测深仪舱向船艏移位，移至船艏应急消防泵舱处，并且在该处重新设置计程仪测深仪舱，避开该船气泡吸附区域。

经过以上方法处理，第二次试航计程仪工作正常。这次计程仪质量事故导致进坞4天，二次试航两天，由此造成的经济损失是巨大的。

计程仪这类电气设备对其安装位置和安装要求方面有特殊要求。本文通过对计程仪测速原理，计程仪

（上接第87页）因而，企业应为尽早履行公约作好准备，建立与公约和ISO系列标准相适应的产品有害物质风险管理体系，才能以最低的成本、最小的违规风险和优化方案，来达成合规的要求，以便最大限度的为企业赢得国际市场。

另外，管理体系的建立，将会促使一种市场监督机制的形成，对突出企业的社会责任感，对加强企业形象是有益处的。换能器安装位置和安装要求的介绍，使更多人对该设备有一定的认识和了解，对今后布置和安装该设备的工程技术人员是有所裨益。体系的设想，是基于对拆船公约及其导则和ISO30000系列标准的研究和进行相关技术交流而形成的，其中部分设想经过实践验证是可行的，有些设想还需进一步修改和完善。我们将持续关注公约的后续发展以及各船级社相关工作进展，结合自身企业、产品特点，争取尽早建立以适应公约的船用柴油机有害物质管理体系。