張曉東，冷坳坳

(1.海軍工程大學， 湖北 武漢 430033;2.武漢理工大學， 湖北 武漢 430063)

測深表是指利用液面以某種刻度 (高度)的形式反映其一一對應(yīng)的艙/柜在多種浮態(tài)下容量的表格［1］。通過測深表可以得知不同浮態(tài)下各艙/柜的裝載量，了解船上的貨物、油水、壓載水等的總量及其變化量。

測深表在船舶建造、營運過程中都發(fā)揮著重要作用，但是測深表的制作及使用過程中測深表刻度(高度)讀數(shù)不夠準確的問題，船東、船廠對此深感苦惱。大型貨船上的測深表一般分為手動測深表、遙測測深表和液位計測深表。手動測深表使用最多，通常又作為校正遙測測深表的依據(jù)，其制作及使用中出現(xiàn)的問題較多，文章將著重討論手動測深表的制作及報驗問題。

1 測深表的重要性

船舶測深表作為反應(yīng)液體艙容及對應(yīng)液體參數(shù)的文件，在船舶建造及運營過程中起著重要的作用，直接關(guān)系到船舶艙容計量的準確性、船舶重量及重心測量的準確性［2］、船舶裝載儀穩(wěn)性及強度計算的準確性［3］等。

表1為19 100 DWT多用途船主機滑油儲存艙測深表及實際加油量。由表1知，測深表計量值與實際加油值偏差很大，當加油1 717桶，誤差達到了14桶。若殼牌209 L桶裝滑油以每桶1 000歐元計，損失高達14萬元人民幣。

隨著船舶燃油管理自動化及智能化系統(tǒng)的出現(xiàn)，船舶遠程監(jiān)控系統(tǒng)也要求有盡可能準確的測深表。

表1 某船滑油儲存艙測深表與實際值差別

2 手動測深表制作原理及準確性影響因素

2.1 手動測深表制作原理

測深表制作的基本原理為積分法［4］，根據(jù)公式 (1)計算得到不同液面高度的艙容，再根據(jù)測深元件參數(shù)做相應(yīng)修正。

式中:dV為文中特指不同液面高度對應(yīng)的艙容，m3;L為艙室的長度，m;H為艙室的高度，m;B為艙室的寬度，m。

根據(jù)測深管布置，將測深管不同位置距測深管底部長度值轉(zhuǎn)化為對應(yīng)艙室的艙高，不同艙高對應(yīng)的艙容又可以通過式 (1)計算得到，即為手動測深表制作的基本原理。測深管布置及形狀一般通過描述其端點、拐點在船舶坐標系中的坐標值來完成，如圖1所示。圖1為一般測深管布置形式，包含了測深表計算需要及其內(nèi)容構(gòu)成的重要參數(shù)，這些參數(shù)之間的關(guān)系如下。

式中:x1、y1、z1為表示測深管第1點坐標，mm;x2、y2、z2為表示測深管第2點坐標，mm;x3、y3、z3為表示測深管第3點坐標，mm;x4、y4、z4為表示測深管第4點坐標，mm;GAUGE為測深尺讀數(shù)，cm;ULLAGE為空艙值，cm;L為表示測深管總長，mm。

一般通過測深表中GAUGE或ULLAGE值可以查得測量狀態(tài)下艙容值。

圖1 測深管布置示意圖

2.2 測深表準確性影響因素

1)測深管坐標。由圖1可知，測深管的坐標決定了其形狀及在船上的具體位置。由式 (2)～式(7)可知，測深管總長度及測深讀數(shù)由所有坐標共同決定，圖1中H為液體在艙中高度，其值等于測深值GAUGE在z坐標上的投影之和，由式 (5)知GAUGE值等于測深管長度L1、L2之和。因此，測深管坐標的正確性直接影響測深表的準確性。

船廠工作人員往往直接將施工圖上測深管坐標提供給設(shè)計院進行測深表計算，而實際情況是測深管加工及安裝過程中往往有偏差，這樣就導致按理論測深管坐標制作的測深表與實際情況偏差較大。表1中的偏差經(jīng)分析是由于測深管坐標不準確導致的。重新測量測深管坐標，計算新測深表，按新表查得測量值與實際加油值比較值如表2所示。

表2 更新后測深表后滑油儲存艙測深表與實際值差別

由表2可知，更改測深管坐標后，重新制作測深表與實際值吻合很好，船東對新測深表準確性也感到很滿意。

2)船舶艙室線型。某些艙室，施工結(jié)束后實際線型與理論線型相差較大，如圖2所示。測深表制作一般以艙室理論線型為依據(jù)，而艙室實際線型與理論線型存在一定的差異，這樣就導致了以理論型線計算所得到的測深表在實船上使用是不準確的。

圖2 船舶艙室變形示意圖

2.3 提高測深表準確性的方法

1)提高測深表坐標準確性。測深管盡量用直管，避免過多拐彎，為測深管坐標確定提供便利，可以減少測量誤差;計算測深表所用測深管坐標和實船一致，最好能對測深管坐標進行報驗;為報驗方便，可以利用測深尺測量測深管總長，并與測深管理論長度比較，如果差值不大，可認為實船坐標與理論坐標一致，否則應(yīng)實船測量測深管坐標。

2)保證艙室線型的準確性。嚴格控制分段建造及船舶合龍的質(zhì)量;嚴格控制船舶的變形量、合理加強艙室結(jié)構(gòu)強度;核查測深管坐標后仍無法消除較大偏差，應(yīng)進一步核查艙室主體幾何參數(shù)，及時與設(shè)計院溝通，修正艙室模型。

3 手動測深表的報驗

測深表在使用之前 (傾斜試驗或者空船試驗、加油等)，要向船東提交報驗。一般通過手動測深表與遙測值進行比較來判斷遙測軟件的準確性。此時手動測深是未經(jīng)檢驗的，因此，也可以通過此過程檢測手動測深表的準確性。報驗過程經(jīng)常出現(xiàn)以下問題。

3.1 手動測深值與遙測值相差較大

此類問題比較常見，通常被誤認為是遙測系統(tǒng)的問題，盡可從以下幾方面入手排查。

1)檢查遙測軟件所設(shè)置的液體密度與實測是否一致;遙測表默認密度通常為海水密度，而實際報驗時有時為江水。對于線型變化較大的艙室，密度的微小變動會在遙測上產(chǎn)生很大的變化。

2)手動測深表不準確，需要進行原因排查，重新制作測深表。

3)檢測測量是否準確，測深尺是否到測深管底部;液位傳感器初始電流值是否正常。

4)盲區(qū)疊加，遙測廠家在遙測表艙容值的基礎(chǔ)上加盲區(qū)艙容值，導致遙測值偏大。

同時，不排除由于遙測測深表不準確造成大的偏差，因為液位傳感器安裝坐標以及艙室變形也會影響遙測表制作的準確性。

3.2 報驗方法使用不正確

為報檢方便，通過對遙測傳感器進行加壓模擬水注壓力，來比較同等艙高下手動測深表對應(yīng)高度下的值。兩者結(jié)果在部分艙室不能吻合，誤認為測深表錯誤，其實不然。此類問題在于未考慮測深元件起始高度差別，計入安裝高度差別后此問題能很好解決。另外，值得注意地是船廠某些部門在面對測深表不準確的問題時，經(jīng)常采用調(diào)整液位傳感器電流值、人為調(diào)整液位計讀數(shù)等方式，以期使不準確測深表及遙測系統(tǒng)基本一致，對此，采用多點報驗的方法可以避免報檢過程中出現(xiàn)的漏洞。

4 結(jié)束語

測深管不準確問題在船廠測深表制作及使用過程經(jīng)常出現(xiàn)，現(xiàn)今大多數(shù)船廠暫未找到好的解決方法，根據(jù)以上分析，作者提出以下解決方法。

1)確保測深元件坐標的正確性。對于測深管，要保證拐點坐標與實船一致，盡可能使用直的測深管;對于液位計及液位傳感器，盡量使安裝坐標與實船一致。

2)控制艙室制作的準確性，提高分段制作及合龍質(zhì)量，控制整個艙室變形量。

3)測深表報驗時盡可能采用多個液位報檢校核。

［1］周艷華，徐鵬輝，袁東東，等.測深表的制作及其重要性 ［J］.黑龍江科技信息，2012(18):79.

［2］顧振邦，劉應(yīng)中.船舶原理［M］.上海:上海交通大學出版社，2003.

［3］祁亮，周瑞平.多用途船裝載儀的開發(fā)與實現(xiàn) ［J］.廣東造船，2010(2):31-33，41.

［4］寇剛.艙容計算中的插值誤差分析 ［J］.船舶設(shè)計通訊，2005(1):86-88.