秦利軍 郭宇

摘要：基于多普勒計(jì)程儀的測(cè)速原理，分析影響測(cè)速準(zhǔn)確性的影響因素，分析計(jì)程儀試航過程中出現(xiàn)計(jì)程數(shù)據(jù)失真的原因，制訂解決方案，使問題得到妥善解決。

關(guān)鍵詞：多普勒計(jì)程儀 測(cè)速失真 分析

計(jì)程儀作為重要的導(dǎo)航設(shè)備，IMO對(duì)計(jì)程儀的測(cè)量精度有明確要求：測(cè)量誤差應(yīng)不大于航速5%或0.5節(jié)。同時(shí)，要求在船舶橫搖10o、縱搖5o的情況下，設(shè)備能正常工作。目前，我們使用最多的就是多普勒計(jì)程儀，該類型的計(jì)程儀換能器對(duì)安裝位置和施工工藝要求較高。因此，在船舶總體布置時(shí)應(yīng)對(duì)計(jì)程儀換能器的安裝位置根據(jù)要求做好充分考慮，避免在后續(xù)工作中才發(fā)現(xiàn)問題，給船廠帶來損失。

本文列舉了82 000 t散貨船、28 000 t多用途船在多普勒計(jì)程儀方面出現(xiàn)的問題及其解決辦法，以便今后對(duì)該設(shè)備在設(shè)計(jì)和施工方面提供借鑒作用。差值Δf稱為多普勒頻移。多普勒頻移Δf的大小與聲源頻率f0,聲波在介質(zhì)中的傳播速度C和聲源與接收點(diǎn)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度V有關(guān)，它們之間的關(guān)系可用下列表達(dá)式表達(dá)

Δf=vf0/c

從上式可以看出，若f0與C為常數(shù)，則Δf與V成正比，因而可以通過測(cè)定多普勒頻移來進(jìn)行測(cè)速。2.2 多普勒計(jì)程儀計(jì)程原理

在船底裝置一個(gè)發(fā)射與接收兼用的換能器，船舶以速度V向前航行。換能器以頻率f0向海底發(fā)射超聲波脈沖。聲波的發(fā)射方向與船舶速度方向成θ角，θ角即稱為波束發(fā)射俯角，一般取60°，如圖1所示。超聲波經(jīng)海底反射后（海底可視為二次發(fā)射的聲源），一

吃水儀開孔進(jìn)行優(yōu)化布置，即將計(jì)程儀位置向船尾方向移，以保證計(jì)程儀換能器垂直安裝。測(cè)深儀換能器向船首方向移，以保證與吃水孔至少2m距離。同時(shí)，將吃水孔布置在吃水儀，測(cè)深儀換能器后側(cè)方，以保證換能器發(fā)、收的超聲波不被氣泡干擾。修改后的布置見圖4。其次將計(jì)程儀探頭周圍一圈的焊縫磨平，減少氣泡的產(chǎn)生。經(jīng)過以上措施，計(jì)程儀測(cè)速不準(zhǔn)的問題得到解決。 4.228 000 DWT多用途船計(jì)程儀出現(xiàn)問題及解決辦法4.2.1出現(xiàn)的問題

28 000 DWT多用途船計(jì)程儀在首次試航過程中發(fā)現(xiàn)計(jì)程儀顯示屏上航速數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定，經(jīng)常跳動(dòng)，即使顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定的時(shí)候，所顯示的航速與實(shí)際航速誤差較大，有誤差超差現(xiàn)象。根據(jù)以上現(xiàn)象，我們分析可能有以下幾點(diǎn)原因造成：

1）對(duì)于誤差超差現(xiàn)象，我們分析可能是計(jì)程儀換能器內(nèi)的海水溫度補(bǔ)償電阻開路造成計(jì)程儀誤差超差。正常情況下，海水溫度補(bǔ)償電阻的阻值隨環(huán)境溫度不同而有變化，一般為1k ～1.6 k范圍內(nèi)為正常。經(jīng)過對(duì)該組海水溫度補(bǔ)償電阻阻值進(jìn)行電阻阻值測(cè)量，測(cè)量結(jié)果阻值為∞，補(bǔ)償電阻的阻值為0 或者∞都表明該補(bǔ)償電阻已經(jīng)損壞；

2）對(duì)于航速數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定經(jīng)常跳動(dòng)問題，我們分析為計(jì)程儀探頭下氣泡過多造成。該計(jì)程儀測(cè)深儀艙位于1號(hào)貨艙與2號(hào)貨艙之間，約1/3船長處。如果該船沒有球鼻艏，布置在這個(gè)位置應(yīng)該是合適的，但是有球鼻艏的船，船在航行時(shí)球鼻艏產(chǎn)生的氣泡就會(huì)吸附在1/3船長范圍，造成多普勒計(jì)程儀無法正常工作。

4.2.2解決辦法

在第一次試航期間，從船廠緊急調(diào)運(yùn)新的計(jì)程儀探頭進(jìn)行更換。更換后，計(jì)程儀顯示屏上航速數(shù)據(jù)顯示依然不穩(wěn)定，且經(jīng)常跳動(dòng)。但是，顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定的時(shí)候所顯示的航速與實(shí)際航速誤差較小，在合理范圍內(nèi)，誤差超差問題得到解決。

考慮到該船計(jì)程儀測(cè)深儀艙設(shè)置位置不合理，同時(shí)根據(jù)該船的總體布置，決定把計(jì)程儀測(cè)深儀艙向船艏移位，移至船艏應(yīng)急消防泵艙處，并且在該處重新設(shè)置計(jì)程儀測(cè)深儀艙，避開該船氣泡吸附區(qū)域。

經(jīng)過以上方法處理，第二次試航計(jì)程儀工作正常。這次計(jì)程儀質(zhì)量事故導(dǎo)致進(jìn)塢4天，二次試航兩天，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。

計(jì)程儀這類電氣設(shè)備對(duì)其安裝位置和安裝要求方面有特殊要求。本文通過對(duì)計(jì)程儀測(cè)速原理，計(jì)程儀

（上接第87頁）因而，企業(yè)應(yīng)為盡早履行公約作好準(zhǔn)備，建立與公約和ISO系列標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)的產(chǎn)品有害物質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)管理體系，才能以最低的成本、最小的違規(guī)風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)化方案，來達(dá)成合規(guī)的要求，以便最大限度的為企業(yè)贏得國際市場。

另外，管理體系的建立，將會(huì)促使一種市場監(jiān)督機(jī)制的形成，對(duì)突出企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感，對(duì)加強(qiáng)企業(yè)形象是有益處的。換能器安裝位置和安裝要求的介紹，使更多人對(duì)該設(shè)備有一定的認(rèn)識(shí)和了解，對(duì)今后布置和安裝該設(shè)備的工程技術(shù)人員是有所裨益。體系的設(shè)想，是基于對(duì)拆船公約及其導(dǎo)則和ISO30000系列標(biāo)準(zhǔn)的研究和進(jìn)行相關(guān)技術(shù)交流而形成的，其中部分設(shè)想經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證是可行的，有些設(shè)想還需進(jìn)一步修改和完善。我們將持續(xù)關(guān)注公約的后續(xù)發(fā)展以及各船級(jí)社相關(guān)工作進(jìn)展，結(jié)合自身企業(yè)、產(chǎn)品特點(diǎn)，爭取盡早建立以適應(yīng)公約的船用柴油機(jī)有害物質(zhì)管理體系。