為船舶加裝艙底水液位報(bào)警裝置

------------------------------------------------------------------------為船舶加裝艙底水液位報(bào)警裝置為船舶加裝艙底水液位報(bào)警裝置張國興（天津海事局大連航標(biāo)處116001）摘要：船舶艙底水液位報(bào)警裝置一般都安裝在大中型船舶的機(jī)艙、密封艙和船員很少涉及的船舶底部艙室，當(dāng)艙底船板或管系有異常泄漏，使液位升高而影響船舶安全性能時(shí)，發(fā)出警報(bào)，或是自動(dòng)打開泵閥排泄積水。是保證船舶安全的一個(gè)重要裝置。關(guān)鍵詞：船舶安全液位報(bào)警裝置加裝船舶艙底水液位報(bào)警裝置，是保證船舶安全的一個(gè)重要裝置。我處有5艘航標(biāo)船因?yàn)閲嵨槐容^小，在完成建造時(shí)均未安裝此裝置。為了使船舶安全工作不留死角，根據(jù)天津海事局安委會(huì)的要求，我們?cè)谶@5艘船舶上安裝了船舶艙底水液位報(bào)警裝置。該裝置在安裝后的一年多時(shí)間里，在我處船舶的幾起船底板漏水的事件的監(jiān)視與報(bào)警中，起到了關(guān)鍵作用，提高了我處船舶的安全系數(shù)?，F(xiàn)將我處艙底水液位報(bào)警裝置的選型、安裝等做法在這里介紹一下，以供同行借鑒。一、船舶艙底水液位報(bào)警裝置的幾種型式船舶艙底水（通?？梢允呛Ｋ⒌?、污水和油等等，以下通稱為液體）液位報(bào)警裝置有多種型式，一般常見的有：浮子式、測(cè)距式和傳感式等等。其基本原理如下：1、浮子式（以浮球式為例，見圖1），主要由浮子、連桿、開關(guān)組件、報(bào)警裝置等組成。當(dāng)艙底液位達(dá)到一定高度時(shí)由于液體對(duì)浮子的浮力作用，將浮子浮起，并帶動(dòng)連接浮子的連桿觸動(dòng)開關(guān)組件，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，使報(bào)警裝置報(bào)對(duì)事先設(shè)定的液位高度進(jìn)行報(bào)警。浮子產(chǎn)生浮力的要求需滿足：V浮子>VF（V浮子：浮子的體積，VF：產(chǎn)生浮力時(shí)排開液體的體積）F=VF·d（F：液體對(duì)浮子的浮力，VF：浮子排開液體的體積，d：液體的密度）F>F浮子+F阻力（F：液體對(duì)浮子的浮力，F(xiàn)浮子：浮子的重力，F(xiàn)阻力：與浮力反作用的各種力的合）解釋：浮子在艙底液位達(dá)到一定高度時(shí)能可靠地報(bào)警，就需要有足夠的浮力推動(dòng)浮子去觸發(fā)報(bào)警裝置，這浮力需要克服浮子的重力、連桿動(dòng)作及其它阻力等使浮子動(dòng)作（即：F>F浮子+F阻力）。這就要求浮子要有較小的質(zhì)量和足夠大的體積（即：V浮子>VF），去滿足產(chǎn)生上述的浮力，浮力（F）取決于VF·d。2、測(cè)距式（以超聲波測(cè)距式為例，見圖2），主要由超聲探頭（超聲波收、發(fā)裝置）、顯示控制裝置、報(bào)警裝置等組成。是將超聲探頭置于被測(cè)液面的上方，通過超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，超聲波在空氣中傳播，途中碰到液面就立即返回來，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間（t），就可以得知探頭與液面的距離（即：a=340t/2），通過顯示控制裝置的設(shè)置可以推算出液面的高度。當(dāng)液面高度達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時(shí)就產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，使報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。3、傳感式（以壓力傳感式為例，見圖3），主要由壓力傳感器、顯示控制裝置、報(bào)警裝置等組成。壓力傳感器是由壓力探頭和變送器組成，兩者之間通過導(dǎo)氣纜連接（導(dǎo)氣纜內(nèi)部具有導(dǎo)氣通道，并有足夠強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度）。將壓力探頭置于被測(cè)艙的艙底液體內(nèi)，液體對(duì)探頭的壓強(qiáng)（p）與液面高度（h）和液體密度（d）成正比（即：p=h·d）。探頭將測(cè)得的壓強(qiáng)通過導(dǎo)氣纜傳遞給變送器，變送器則產(chǎn)生與壓強(qiáng)成線性關(guān)系的電信號(hào)輸送到顯示控制裝置，使液面的高度得以顯示。當(dāng)液面高度達(dá)到預(yù)先的設(shè)定值時(shí)就產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，使報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。二、對(duì)液位報(bào)警裝置的選型1、三種類型裝置的比較①浮子式：屬早期產(chǎn)品，主要是結(jié)構(gòu)與維修相對(duì)簡單，成本低。該類型裝置基本上屬于機(jī)械式的，測(cè)量與控制合為一體，在加裝時(shí)就其位置的選擇而言有一定的局限性；該裝置只能在達(dá)到設(shè)定液位時(shí)報(bào)警，卻不方便觀察平時(shí)的液位情況；在接近設(shè)定液位時(shí)，浮子容易受到液面波涌的干擾，出現(xiàn)誤報(bào)警，且測(cè)量亦不精確，等等。②測(cè)距式：測(cè)量準(zhǔn)確，容易控制，性能穩(wěn)定，不僅能對(duì)設(shè)定的液位報(bào)警，還能監(jiān)視平時(shí)液位的變化情況，成本適中。因?yàn)槌曁筋^要裝在被測(cè)液面之上，其加裝仍有一定的局限，但較浮子式的要好些；通過調(diào)節(jié)顯示控制裝置的延時(shí)與報(bào)警回差值能夠剝?nèi)跻好娌ㄓ繉?duì)測(cè)量的干擾。③傳感式：測(cè)量準(zhǔn)確，容易控制，性能穩(wěn)定，不僅能對(duì)設(shè)定的液位報(bào)警，還能監(jiān)視平時(shí)液位的變化情況，成本適中；由于壓力探頭和變送器之間用軟性的導(dǎo)氣纜連接，方便了安裝，降低了該裝置在安裝上的局限性；因?yàn)閴毫μ筋^是放在液體的底部，液面的波涌對(duì)其的干擾本來就小，加之通過顯示控制裝置的延時(shí)與報(bào)警回差值的調(diào)節(jié)，基本上能夠消除液面波涌產(chǎn)生的測(cè)量干擾。2、選型及基于的考慮通過上述比較，我們選定用傳感式艙底水液位報(bào)警裝置來裝配我們的船舶。主要是基于以下兩點(diǎn)考慮：①裝置的性能：性能穩(wěn)定，我們選的這款裝置關(guān)鍵部件都是進(jìn)口元件；參數(shù)設(shè)定后，斷電后可保存20年；寬電壓（85~260VAC）；溫度漂移?。ā?.2%/10℃）；測(cè)量準(zhǔn)確，適合船舶使用?？垢蓴_能力強(qiáng)，特別是消除液面波涌產(chǎn)生的干擾尤為突出。顯示直觀，艙底水的液位高度以數(shù)字顯示在顯示控制裝置上，方便了工作人員對(duì)艙底水的監(jiān)視和處理。操作簡單，參數(shù)一經(jīng)設(shè)定就不需其它操作了，至多開關(guān)一下電源而已；如需調(diào)整參數(shù)，按照說明書進(jìn)行調(diào)整亦很簡單。②船舶的要求：船舶艙室的空間很有限。在加裝其它設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮到：新設(shè)備加裝后對(duì)原設(shè)備功能、操作產(chǎn)生的影響。在實(shí)現(xiàn)新加裝設(shè)備功能的同時(shí)，還應(yīng)以：不移動(dòng)、或少移動(dòng)原有的設(shè)備，不影響、或少影響原有設(shè)備的操作和作用為原則。我們所選的這款液位報(bào)警裝置就相對(duì)好的解決了這個(gè)問題，因?yàn)樗鼛缀醪恍枰囟ǖ陌惭b位置。三、液位報(bào)警裝置的安裝與調(diào)試1、液位報(bào)警裝置的安裝（參考圖3）。首先根據(jù)壓力探頭到變送器之間的距離選擇導(dǎo)氣纜的長度（因?yàn)閷?dǎo)氣纜的長度是產(chǎn)生廠家根據(jù)用戶的要求在出廠時(shí)就制作好了的，并將壓力探頭與變送連接在一起的，且用戶不能更改的）；選擇適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b變送器，然后將壓力探頭置于被測(cè)艙底；選擇適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b顯示控制裝置，并用導(dǎo)線與電源（220VAC）連接、與變送器和報(bào)警裝置連接；報(bào)警裝置應(yīng)安裝在人員出現(xiàn)頻率較高的場(chǎng)所，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)。2、調(diào)試：首先要確定壓力傳感器的量程，因?yàn)榱砍淌菑S家生產(chǎn)時(shí)確定的。傳感器的量程應(yīng)高出報(bào)警液位的50%~100%，如果量程選的過高，會(huì)使測(cè)量不夠精準(zhǔn)；如果量程選的低于報(bào)警液位，則會(huì)出現(xiàn)液位還未達(dá)到報(bào)警的液位時(shí)就因?yàn)閭鞲衅鞒^量程而失效，失去功能。報(bào)警液位的設(shè)定，應(yīng)根據(jù)被測(cè)船舶的船型