新型船舶燃油監控模擬實驗分析

肖時駿

摘? 要：現如今，從船舶燃油監控技術的層面來說，相關的研究并不多，大部分現有研究僅僅實現了對相關參數的集中顯示，監控主機以單機模式為主，并具備足夠的網絡化以及自動化程度。在該文的實驗研究當中，主要采用以水代油的方法，通過液位傳感器對燃油油體的變化進行監控，實現傳播燃油系統所需的在線監測需求，達到對相關設備進行自動智能控制的管理目標。

關鍵詞：新型船舶? 燃油監控系統? 監控模擬實驗

中圖分類號：U664.13? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）04（a）-0051-02

燃油輸送系統向來是航運船舶動力輔助系統之中的一項重要組成。從功能作用角度來看，燃油輸送系統的作用主要是儲藏燃油傳輸到日用燃油艙去，為主動力裝置提供能源，實現設備持續運作。而從船舶燃油監控技術的層面來說，相關的研究并不多，大部分現有研究僅僅實現了對相關參數的集中顯示，監控主機以單機模式為主，并具備足夠的網絡化以及自動化程度。在該文的實驗研究當中，主要采用以水代油的方法，通過液位傳感器對燃油油體的變化進行監控，實現傳播燃油系統所需的在線監測需求，達到對相關設備的進行自動智能控制的管理目標，以下是具體報告內容。

1? 傳播燃油監控系統功能需求分析

該系統的主要功能為以下幾點：

（1）對油艙的液位等信息進行采集并顯示。

（2）對燃油輸送系統的運行情況進行監測并控制。

應對集中監控進行實現，在遙控模式下，燃油輸送能夠在監控臺上進行遙控，并對其運行狀態、出口壓力等進行顯示，還需要對蝶閥的狀態進行顯示。

在監控主站以及分站當中，需要借助網絡來對數據進行傳輸。按照要求提供相應的服務器，從而使得信息能夠更好地進行共享，保證系統數據與監控數據的同步。

2? 實驗準備

該實驗用水代替燃油來檢測燃油監控項目的各項技術是否符合設計。實驗中用一長×寬×高為0.6m×0.6m×0.6m的水箱來模擬船上的燃油日用柜，箱子底部裝有一液位傳感器用來測量水位，箱子的上面裝有一渦輪式流量計用來測量加進水箱的水的流速和流量。另外還用到了水泵、鐵鍬等工具。該檢測示意圖見圖1。

3? 研究內容

3.1 壓力傳感器精度與線性度測試

3.1.1 精度測試

用潛水泵通過流量計往水箱里不斷加水，在這個過程中分別用卷尺和電腦軟件端測量水位，記錄數據。5組實驗分析得出傳感器精度在±1%之內，符合設計要求。

3.1.2 線性度測試

在油泵往日用油柜加油的過程中，記錄油柜上油尺顯示的燃油液位，同時記錄不同液位點時對應液位傳感器電流信號值（mA）。該項測試數據來自實船測試。并對液體為變化情況進行監測記錄，具體提及數據如圖2所示。

3.2 液位晃動測試

此項試驗最為重要，因為整個項目能否達到設計目標，關鍵就在于液位測量是否準確，并且液位能否抵抗實船的搖晃干擾。實驗分為兩部分：橫傾模擬與縱傾模擬。

在靜態（即不往水箱內打水）情況下進行試驗具體如下。

3.2.1 橫傾模擬

用鐵鍬在水箱內做來回、回旋等各種動作來攪動水，在這過程中實時觀察軟件端液位的顯示值，觀測的結果是液位始終是0.23m，沒有一絲波動。

3.2.2 縱傾模擬

采用頻繁沉入和浮起浮筒的方法來使液位瞬間升高和下降達到船舶縱傾的效果，浮筒完全按進水里能使液位增加0.05m。觀察到的結果是，軟件端液位顯示一直穩定在0.23m，沒有波動。

3.3 流量計精度測試

在水泵工作穩定的往水箱內加水的時候，觀察軟件端加水瞬時流量值，穩定在4.3m3/h，而流量計自帶顯示值在4.26～4.31m3/h之間波動，誤差在0.2%～0.9%，小于1%，符合設計要求。

3.4 耗油量測試

計算油耗的公式為：Q耗=Q0+Q加-Qt

其中Q0、Qt分別為開始時刻與停止時刻水箱內剩余水量，Q加為t時間內加入水箱的水量。具體的操作方法為，將水泵放入水箱內，用水管將水泵打出的水接進加油流量計。這樣就形成了水從水箱被水泵抽出，再經過流量計加入水箱的內循環。由上面的公式可以看出這個過程中，Q0=0、Qt=0，那么t時間內的耗油量就等于加進的測量，即 Q耗=Q0。

實驗中取t=3min，水泵的抽水流量穩定在4.26～4.28m3/h。3min后，流量計上讀取的加進水箱水的總量為Q0=0.217m3，軟件端計算得到的耗油量為Q耗=0.22m3。誤差為1.4%，小于3%的設計要求。

4? 實驗結果

實驗結果得知，軟件能有效地過濾掉實船的樅橫傾搖晃帶來的液位波動。采用潛水泵通過流量計往水箱里不斷加水，5個小組的實驗數據的傳感器精度均在±1%之內，能夠有效符合設計要求。同時，液位傳感器線性度良好，也能夠很好地滿足項目設計的要求。

5? 結語

綜上所述，采用以水代油的方法，通過液位傳感器對燃油油體的變化進行監控，能夠有效實現船舶燃油系統所需的在線監測需求，達到對相關設備的進行自動智能控制的管理目標。

參考文獻

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