- •Введение
- •Основные обозначения
- •1. Общие сведения
- •1.1. Ветроволновые воздействия и виды реакции судна на них
- •1.2. Опасности штормового плавания
- •1.2.1. Особенности качки.
- •1.2.2. Проблемы движения против волн
- •1.2.3. Опасности плавания по волне
- •1.2.4. Нагрузки на движительную установку и корпус
- •1.2.5. Основные факторы, влияющие на интенсивность качки
- •Следует также отметить, что с ростом скорости судна ускорения, скорости, угловые и линейные перемещения корпуса, сила ударов волн и интенсивность других неблагоприятных явлений в общем случае увеличиваются.
- •1.3. Мореходность судна и ее обеспечение
- •1.4. Критерии мореходности и режимы штормового плавания
- •1.5. Основные виды контроля мореходности в рейсе
- •2. Характеристика морского волнения
- •2.1. Виды волнения
- •2.2. Регулярное волнение
- •2.3. Нерегулярное двумерное волнение
- •2.4. Нерегулярное трехмерное волнение
- •2.6. Наблюдаемые на судне параметры волнения
- •3.1. Назначение и состав АСКМ
- •3.2. Функциональные возможности систем
- •3.3. Отображение информации в АСКМ
- •4. Датчики информации АСКМ
- •4.1. Устройства для измерения параметров воздействий среды
- •4.1.1. Датчики ветра
- •4.1.2. Определители параметров волнения
- •4.2. Измерители параметров движения судового корпуса
- •4.2.1. Инерциальные датчики угловых параметров качки
- •4.2.2. Инерциальные устройства для измерения линейных параметров качки
- •4.2.3. Комбинированные инерциальные датчики
- •4.2.4. Спутниковые измерители параметров движения корпуса судна
- •4.3. Датчики напряжений корпуса судна и гребного вала
- •4.3.1. Резисторные измерители напряжений
- •SBSG
- •LBSG
- •4.3.2. Волоконно-оптические тензометры
- •4.3.3. Датчики давления
- •4.5.1. Основные виды данных о погоде
- •4.5.2. Компьютерный учет гидрометеорологической информации на судах
- •5. Теоретические основы расчета мореходности
- •5.1. Программные средства для расчетов параметров мореходности
- •5.2.1. Понятие линейной динамической системы
- •5.2.2. Линейная система с детерминированными сигналами
- •5.2.4. Линейная динамическая система с недетерминированными сигналами
- •6. Понятие о методах выбора оптимального плана перехода
- •7. Образцы судовых АСКМ
- •7.1. Система мониторинга параметров мореходности «HULLMOS»
- •7.3. Система для оценки и оптимизации мореходности «VOSS»
- •7.5. Интегрированная морская система поддержки решений «IMDSS»
- •8. Достоинства систем контроля мореходности судна
- •Список литературы
- •6. Понятие о методах выбора оптимального плана перехода
Преобразование оптического сигнала в электронный вид выполняется специальным интерферометром.
4.3.3. Датчики давления
Из многочисленных приборов для измерения давления забортной воды на корпус, которые могут быть применены для обнаружения слеминга и для других целей, рассмотрим только волоконно-оптические датчики, работающие по принципу Фэбри-Перота. Они гармонично могут быть включены в фиброоптические системы для измерений напряжений элементов корпуса судна.
|
|
|
|
Волоконно |
|
|
|
|
оптический |
|
|
|
|
кабель |
|
|
|
|
Зеркало А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталистая |
|
|
Зеркало В |
|
|
|
|||
диафрагиа |
|
|
||
|
|
|
Зазор L
Рис. 4.22. Схема фиброоптического манометра
Состав датчика давления, использующего технологию Фэбри-Перота, представлен на рис. 4.22. Работа этих приборов основана на бесконтактном измерении прогиба сталистой диафрагмы под действием давления воды. Эта диафрагма устанавливается заподлицо с обшивкой. Сам датчик размещается в специальном устройстве, позволяющем заменять его в эксплуатационных условиях. Диафрагма приваривается к корпусу датчика. Резиновые или пластмассовые прокладки в нем не используются, что повышает надежность прибора. Форма и материал диафрагмы выбираются таким образом, чтобы зависимость между действующим на диафрагму давлением и величиной ее прогиба была линейной. Когда датчик под давлением, зазор между полупрозрачным зеркалом
122
А, и поверхностью диафрагмы (зеркало В) изменяется. По волоконно-оптическому кабелю подается белый свет. Часть его отражается от полупрозрачного зеркала А, а оставшаяся часть проходит к диафрагме и отражается от зеркала В. Разность фаз отраженных световых волн пропорциональна величине зазора между зеркалами. Она измеряется с помощью интерферометра.
4.4. Счетчики потребляемого двигателем топлива
Одним из вопросов эффективной эксплуатации судна является экономичный расход топлива. Однако он зависит от многих факторов (условий погоды, загрузки судна, дифферента и др.) и точно может быть установлен только инструментально. Для измерения количества потребляемого двигателем топлива применяют специальные приборы – счетчики топлива (СТ). Их также называют флоуметрами (от англ. – flowmeter). Информация СТ способствует повышению экономичности и безопасности судовождения. По ней для различной загрузки и условий плавания могут быть установлены значения скорости, при которых топливо используется наиболее продуктивно. Это важно для улучшения показателей рейса. Наблюдение за расходом топлива позволяет также судить об эффективности выбранного режима штормования, работы двигателя и вовремя сигнализировать о скрытых проблемах в его работе.
Главные дизельные двигатели обычно работают на тяжелом топливе. Оно поступает на двигатель из расходных танков через смесительную цистерну, подогреватель и фильтр (Ф). Для избежания застывания топлива в расходном трубопроводе при внезапной остановке или уменьшении нагрузки двигателя в движительных установках используется рециркуляция – возврат с двигателя части топлива в смесительную или в расходную цистерну. Количество израсходованного топлива, таким образом, равняется разности между поступившей на двигатель и возвращенной в цистерну массы. Поэтому для получения величины потребляемого главным дизелем топлива используются два счетчика. Один из них измеряет количество
123
подаваемого на двигатель топлива, а второй – возвращаемого в цистерну.
МП УО
|
|
Ф |
|
СТ |
|
ГЛАВНЫЙ |
|
ЦИСТЕРНА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДВИГАТЕЛЬ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТ |
|
|
Рис. 4.23. Схема системы, измеряющей расход топлива главным двигателем
Типичная система (рис. 4.23) для измерения расхода топлива главным двигателем включает в себя:
−два счетчика топлива (СТ);
−два датчика температуры топлива (на рисунке не показаны);
−микропроцессор (МП) для определения потребления топлива в единицу времени, на милю пути и суммарного его расхода;
−устройство отображения (УО).
Данные датчиков температуры используются для учета ее влияния на вязкость топлива, проходящего по питающему и возвратному трубопроводам, с целью повышения точности расчета его расхода.
Рис. 4.24. Счетчик топлива фирмы FuelCom System
124
Счетчики топлива могут быть разных типов. Наиболее часто применяются приборы, работающие по принципу турбины. Они включают в свой состав чувствительный элемент (один или два импеллера), устройство съема и передачи результатов измерений, индикатор. Импеллер помещается в поток топлива и приводится им во вращение. Частота вращения импеллера отслеживается специальным устройством, по данным которого подсчитывается количество прошедшего топлива. Примером СТ турбинного типа является измерительное устройство фирмы FuelCom System (США), внешний вид которого приведен на рис. 4.24.
Магниты
Рис. 4.25. Принцип работы счетчика топлива
В этом флоуметре используется два импеллера (рис. 4.25), вращаемые потоком топлива. В импеллеры встроены магниты. На поле этих магнитов реагирует специальный бесконтактный сенсор. В процессе вращения импеллера он генерирует пульсирующий выходной сигнал. Число пульсаций равняется количеству прошедших около сенсора магнитов и пропорционально массе поступившего топлива. Прибор обеспечивает измерения с погрешностью, не превышающей 1% от количества поданного топлива.
4.5. Гидрометеорологическая информация
По прогнозам погоды в АСКМ предсказывается мореходность судна на будущие моменты времени, что позволяет принять своевременные меры для избежания опасных
125