УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ РАЗМЕРОВ ГРУЗОВЫХ ОТСЕКОВ НЕФТЕНАЛИВНЫХ СУДОВ Российский патент 2004 года по МПК G01B11/02 G01C3/00 

Изобретение относится к устройствам калибровки и поверочных систем для грузовых отсеков нефтеналивных судов, к вспомогательному судовому оборудованию и может быть использовано в практике разметочных и поверочных работ в судостроении и транспортном машиностроении.

Известно устройство для определения положения точки в пространстве, включающее основание, установленные на нем барабаны с мерными лентами, концы которых соединены в общей точке, натяжитель лент и датчики расхода лент. Которое для обеспечения контроля в различных физических средах снабжено измерительным наконечником, выполненным в виде пространственного сектора, центр сферической поверхности которого совмещен с общей точкой мерных лент. Измерительный наконечник выполнен в виде герметично замкнутой оболочки, которая для придания наконечнику отрицательной плавучести может быть частично или полностью заполнена веществом, плотность которого равна или выше плотности оболочки. Патент России №1795262, МПК G 01 B 5/03, 1993 г.

Недостатком этого устройства является близкое расположение базовых точек схода мерных лент, что при большом расстоянии до точки, положение которой определяется, связано с уменьшением точности измерения. По существу данное устройство лишь заменяет рулетку, позволяет определять положение конкретной точки в различных средах, но с очень низкой точностью, а процесс измерений занимает много времени.

Известен ультразвуковой дальномер, в котором расстояние определяется через временную задержку между моментами излучения и приема отраженного ультразвукового импульса. Патент ФРГ №3405915, МПК G 01 S 15708, 1985 г.

Устройство обладает недостаточной точностью и быстродействием, что связано с трудностями эффективного излучения и приема ультразвука в воздухе.

Известно измерительное устройство, содержащее лазерный излучатель с приемником, расположенные на манипуляционной системе, блок программного управления на базе ЭВМ. Патент Российской Федерации №1834493, МПК G 01 В 11/03, 1996 г. (прототип).

Излучатель устройства жестко связан с манипуляционной системой, совершающей плоскопараллельное перемещение.

Недостатки прототипа - только возвратно-поступательное движение системы манипуляции и возможность получения лишь линейных размеров объекта.

Данное изобретение устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений, получение результатов измерений в заданном виде на мониторе, на бумажном или ином носителе, возможность калибровки объемов грузовых отсеков нефтеналивных судов, оценка остаточного или набранного объема груза по калибровочным данным по высоте взлива.

Технический результат достигается тем, что в измерительном устройстве, содержащем лазерный излучатель с приемником, расположенные на манипуляционной системе, блок программного управления в виде компьютера, соединенный с манипуляционной системой, манипуляционная система изготовлена в виде платформы, привод которой выполнен с возможностью вращения платформы в горизонтальной плоскости с дискретным шагом, а на платформе размещен узел с излучателем и приемником с возможностью дискретного изменения их положения в вертикальной плоскости, выходы блока программного управления соединены с приводами управления дальномером, а платформа снабжена механизмом ее фиксации внутри грузовых поверяемых объектов.

Сущность изобретения представлена на чертеже, где

1 - дальномер, выполненный на основе лазера с приемником излучения,

2 - подвижная платформа,

3 - привод платформы,

4 - узел крепления и перемещения дальномера в вертикальной плоскости,

5 - механизм фиксации платформы внутри грузовых отсеков судна,

6 - блок программного управления и обеспечения (компьютер),

7 - дисплей,

8 - принтер.

В соответствии с геометрическими параметрами поверяемых отсеков нефтеналивного судна разрабатывают программу перемещения дальномера 1 в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в частности задают размер шага перемещения в градусной мере. Программу вводят в компьютер 6 (блок управления и обеспечения), который вырабатывает информацию, передаваемую на привод 3 подвижной платформы 2 и узел крепления и перемещения дальномера. Затем включают лазер дальномера 1.

Измерительное устройство работает следующим образом. Импульсы лазера дальномера 1 лучом сканируют пространство грузового отсека по горизонту нефтеналивного судна при изменении угла α от 0 до 360° при вращении подвижной платформы 2 приводом 3 с заданным от компьютера 6 дискретным шагом. Шаг задают в зависимости от требуемой точности калибровочных таблиц объемов грузовых отсеков нефтеналивных судов, например 3°.

При погрешности ±0,2% для калибровочных объемов грузовых отсеков достаточна дискретность изменения шага угла α=5°.

Подвижная платформа 2 совершает полный оборот, измеряя расстояния L до переборок отсека с заданным шагом угла α, при δ=const для данного оборота. В следующих измерениях изменяют угол наклона δ дальномера 1 путем перемещения узла 4 с заданным шагом угла, например δ=5°, и повторяют измерение линейного параметра L грузового отсека, т.е. определяют расстояния до тех же переборок грузового отсека, но при других углах наклона узла перемещения 4. Параметры L и α в зависимости от угла наклона 5 дальномера 1 передают на блок программного управления и обеспечения (компьютер) 6. Обработанные по заложенной программе результаты измерений поступают на дисплей 7, а при необходимости выводятся на принтер 8. Перед началом работы подвижную платформу 2 с помощью механизма фиксации 5 жестко закрепляют в поверяемом отсеке нефтеналивного судна.

Калибровочные данные, полученные с помощью изобретения, являются оперативным инструментом для оценки загрузки нефтеналивных судов. В дальнейшем по высоте взлива груза (нефти) производится экспресс оценка объема, загружаемого в данный момент груза.

Калибровка каждого грузового отсека (танка) проводится по всей его высоте. За перпендикуляр к нулевой плоскости танка принимается геометрическое место точек, равноудаленных от вертикальных переборок танка. За нулевую плоскость танка принимается плоскость, проходящая через ребро, образованное пересечением днища с бортовой продольной переборкой. (На расстоянии до 2 м от плоскости, определяемой верхней внутренней поверхностью отсека, по измерительной трубе отсека, которая считается перпендикулярной названной плоскости.)

Дальномер содержит элементы управления процессами перемещения, обеспечивающие управление процессом сканирования, а также блок преобразования угловых координат в цифровую форму, необходимую для передачи в персональный компьютер.

Устройство обработки и отображения информации обеспечивает прием цифровой информации от устройства сканирования, наблюдение с дисплея компьютера за процессом сканирования точек переборок отсеков, вычисление объемов отсеков, построение калибровочных таблиц с шагом 1,0 см по высоте взлива груза, архивирование результатов измерений, содержащих данные объемов грузовых отсеков не менее 3000 различных танкеров, отображение необходимой информации на экране монитора ПК, вывод на печать калибровочных таблиц и их фрагментов.

Измерительное устройство содержит лазерный излучатель с приемником, расположенные на манипуляционной системе, блок программного управления в виде компьютера, соединенный с манипуляционной системой. Манипуляционная система изготовлена в виде платформы, привод которой выполнен с возможностью вращения платформы в горизонтальной плоскости с дискретным шагом, а на платформе размещен дальномер, выполненный на основе излучателя и приемника, с возможностью дискретного изменения положения в вертикальной плоскости, выходы блока программного управления соединены с приводами управления дальномером, а платформа снабжена механизмом ее фиксации внутри грузовых проверяемых объектов. Технический результат - повышение точности измерений, получение результатов измерений в заданном виде на любом носителе информации, возможность калибровки объемов грузовых отсеков нефтеналивных судов, оценка объема груза по калибровочным данным, по высоте взлива. 1 ил.

Измерительное устройство, содержащее лазерный излучатель с приемником, расположенные на манипуляционной системе, блок программного управления в виде компьютера, соединенный с манипуляционной системой, отличающееся тем, что манипуляционная система изготовлена в виде платформы, привод которой выполнен с возможностью вращения платформы в горизонтальной плоскости с дискретным шагом, а на платформе размещен дальномер, выполненный на основе излучателя и приемника с возможностью дискретного изменения положения в вертикальной плоскости, выходы блока программного управления соединены с приводами управления дальномером, а платформа снабжена механизмом ее фиксации внутри грузовых проверяемых объектов.