船用液位遥测试验工法研究和应用

摘要：采用工装和软管将液位遥测传感器和测深管有效连接，形成U型管而测量液位高度的原理。通过向测深管和软管注入淡水进行试验和校准，达到液位遥测效用试验目的，有效地避免了用驳运油料进出的困难，降低了试验成本，缩短了试验工期。文章所述工法涉及船舶建造过程中船用液位遥测试验领域的应用。

关键词：船舶建造；液位遥测；U型管；等高原理；试验工法 文献标识码：A

中图分类号：U664 文章编号：1009-2374（2015）18-0046-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.024

1 技术背景概述

很多散货船或其他船型上都设有压载水舱（海水舱）、淡水舱、油料舱（重油舱、柴油舱等），每个油水舱都安装有测深管，即采用测深尺放入测深管底部，测量液位高度，并通过查阅手动测深表（设计院通过船舶设计软件计算得出的数据表格），得出相应的舱容。但是这种测深方式是一种手动的测量方式，目前很多船型都安装了船用液位遥测系统，即安装在油水舱底部的压力式传感器，可及时感应由于液位高度变化而引起的压力变化，并将液位高度信号转换为电压信号，该信号经放大器转换为4～20mA（二线制）模拟信号输出，此信号通过安全栅传送至控制电脑上显示液位高度的数值，同时也将液位遥测测深表输入控制电脑的显示软件中并显示出舱容。这样，船舶在航行过程中可以监控油水舱的液位高度和容积。

江门市南洋船舶工程有限公司37000DWT系列散货船首次安装船用液位遥测系统，但在码头系泊试验时遇到很大的困难。特别是油舱的液位遥测效用试验（即通过油舱之间调驳试验）实施困难，比如耗费成本较大，试验周期长等，原因主要有以下四个方面：（1）每个重油、柴油储存舱舱容很大（部分重油舱容超过200t），每条船至少10个储存舱，交船前船厂只向其中一个重油舱加注60t重油（380cSt/50℃）和一个柴油舱加注30t柴油，而每个油舱必须分别注油达到25%、50%、75%、100%四个舱容状态进行液位遥测效用试验，另外也需要在90%高位报警的舱容状态下设定报警点效用试验，故调驳重油或柴油进行效用试验的工作量和难度很大。交船前加油量也满足不了试验要求；（2）如调驳重油或柴油对10个油舱进行效用试验，周期至少1～2月，周期很长，而且船舶码头周期不允许；（3）采用重油驳运过程中必须加热到50℃左右，试验期间锅炉必须一直燃烧柴油产生蒸汽用来加热重油，估计锅炉每天（按12小时计算）消耗1吨柴油，30～60天周期约消耗30～60吨，耗费成本巨大；（4）咨询液位遥测厂家和其他大型造船厂，小型船舶油舱容小的可以用调驳油料方法效用试验，万吨及以上船型，厂家在码头只是对油舱的液位遥测传感器通电、检查，无法调试和设定参数，由服务商向船员提供使用说明书和演示调试、设定方法和程序，交船后由船员自行调试和使用。很明显，船东都不接受液位遥测未调试和设定合格就交付给船员的做法。

综合上述困难，通过工法研究，以采用船用液位遥测试验装置结合U型管液位等高原理的方法对液位遥测进行等效试验，突破技术关键点，降低成本，缩短

周期。

2 工法研究内容

本工法的目的是提供一种船用液位遥测试验工装，适用于在船上进行液位遥测系统等效试验。

为了达到上述目的，本工法的技术方案如下：根据U型管液位高度相等原理，采用软管连接测深管和液位遥测传感器的方式，并向测深管和U型软管注入淡水进行等效试验，例如加注淡水至油舱测深管液位分别在25%、50%、75%、100%时用测深尺测量液位高度，查手动测深表得到容积，并通过调试液位遥测系统电脑上显示和设定相关参数，达到液位遥测系统显示液位高度和容积与手动在测深管内测量的结果一致。本试验工装和方法突破了技术关键点，试验方法简单、可靠。

本工装的效果如下：试验期间，只需要服务厂商、调试人员在所有油舱安装此试验装置，并向U型软管和测深管内加注淡水、测量液位、调试、报验等，完成此试验工作只需2～3天时间。

3 工法的应用

如图1，船用液位遥测试验装置由短管一、短管二、三通短管、软管、喉箍、漏斗组成。零件1、零件2和零件3由船厂制作，零件4、零件5和零件6需采购，每个安装了液位遥测传感器的油舱需要安装一套此试验装置，一般情况下，一艘散货船或其他型船约10～20个油舱，每次液位遥测试验前需安装10～20套此试验装置同时进行调试，此试验装置可以循环利用，达到了缩短周期、节约成本的目的。

船用液位遥测试验工装的使用方法如下：

第一，根据图1分别制造零件1、零件2和零件3，并采购零件4、零件5和零件6，数量根据实船油舱数量确定，每个油舱配备1套此装置。

第二，按照图1安装零件，并用软管将液位遥测传感器和测深管连通。软管和短管连接处用喉箍扎紧，并将软管从油舱顶部人孔盖位置穿出油舱外。

第三，测深管和软管形成U型，根据U型管液面等高原理，试验时，在油舱顶部通过漏斗向软管和测深管内注入淡水，并经过测深尺手动测量测深管内的淡水高度和查阅手动测深表得出舱容，此淡水高度也通过液位传感器传送至控制电脑上显示，经过查看电脑显示舱容是否与手动测深结果一致，如不一致，需经过调整液位遥测的盲区。调整后，需重新灌入淡水至另一种不同高度，再次重复检查手动测深和液位遥测显示值是否一致，如不一致，再重复以上步骤，直至结果满足要求（误差不超过0.5%～2%）。调试完毕，一般情况下，需向船东提交25%、50%、75%、100%等状态的报验和

记录。

此液位遥测试验装置和方法在我司37000DWT系列散货船上得到了很好的应用，顺利地向船东交验液位遥测等效试验。总之，此方法避免了油舱的油料驳运、锅炉运行等操作，节约了很大的工作量和成本。每条船缩短了约1～2个月的试验周期，节省锅炉燃烧柴油成本约20～30万元/船，节省工人调驳油料消耗工时1000h/船。

4 结语

据了解，目前国内的造船厂都是按照厂家的建议在码头调试期间直接向油舱加油进行驳运效用试验，或者不调试，只有我司唯一通过研究本工装，采用液位遥测试验装置和等效试验方法，并得到了实船的验证。

参考文献

[1] 赵军良.物理测量技术[M].北京：科学出版社，2012.

[2] [德]汉斯海因里希·迈尔-彼得，弗兰克·伯恩哈

德.船舶工程技术手册[M].上海：上海交通大学出版社，1970.

[3] 樊尚春.传感器技术及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.

作者简介：张熊富（1982-），男，海南屯昌人，江门市南洋船舶工程有限公司工程师，研究方向：船舶轮机、管系设计和技术。

（责任编辑：秦逊玉）