液位遥测在船舶配载中的应用研究
发布时间：2021-01-18 23:20
根据国家统计局统计数据显示,近些年来我国水运货运量呈现出大幅度的增长趋势,这不仅推动了航运业的发展也从侧面提高了对船舶配载能力的要求。另外,在船舶货物装卸以及运输过程中,因为船舶稳性不足或者船体强度不符合规范而导致船舶倾覆以及船体断裂的现象屡见不鲜,这引起了人们对船舶航行安全关注。过去在船舶货物运输以及装载的过程中,会人为地去测量包括压载水、燃油在内的液位数据,然后手动输入到配载仪系统中进行包括船舶稳性、强度在内的复杂计算,这样不仅需要大量的人力投入,而且工作效率很低。基于以上背景以及船舶货物运输过程中对油水的调控需求以及货物装卸过程中安全监控的需要,并结合实验室所进行的科研项目,本文主要工作包含以下几部分:（1）对船舶液位遥测系统开展了研究,通过对多个液位遥测系统的基本结构、功能特点以及工作原理进行对比分析后,选取了本文中的液位测量仪器,然后对所测量液位数据进行了预处理;提出了一种根据水线面方程对任意横纵倾状态下液位遥测数据的修正方法;对晃荡状态下测量的液位数据进行了滤波处理;最后比较了三种不同的滤波方法对晃荡液位数据的滤波效果,在提高了液位数据的精确度的同时,也保障了下文中基于实时...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１雷达式传感器工作原理图??Ｆｉｇ?２．１?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??
号，然后将初步电信号进行一定程度的线性修正和温度补偿后，将??初步的电信号转化为标准电信号［２４］。??压力式液位计中的传感器一般都安装在船舶舱后壁底部，在液舱底部安装的传感器??能够及时的感应出因舱内液位变化而引起的压力的变化，然后将压力变化转换成电信号??（４￣２０ｍＡ的直流信号），最后再将传输出的直流信号经模数转换单元Ａ／Ｄ进行转换形??成数字量，进而传输到计算机进行数据处理，在计算软件对数据进行修正后就可以在显??示器显示液位等数据［２５］。??｜?｜Ｍ｜??ｈ?Ｈ??图２．２压力式传感器工作原理图??Ｆｉｇ?２．２?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??－１１?－??
?液位遥测在船舶配载中的应用研究???接收到的测量数据需要经过以下步骤进行处理，分别包括标定、变换、峰值和微值??滤波等步骤，流程图如下，图中Ｘ代表的是输入值，尺代表的是偏移比例系数，Ｚ表示??零点偏移，Ａ为变换值。??数据集?一￣＾Ｕ＾Ｘ＊Ｋ＋Ｚ＾？变换值￣?—数据集??图２．３流程图??Ｆｉｇ?２．３?Ｔｈｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??测量数据的预处理主要分为以下两步：??（１）对传感器经过测量然后传输出来的初始数据做标定??因为大部分传感器在工作中输出的信号都是模拟信号，而最终输出值一般为４？２０??ｍＡ的电流信号，因此需要将不同类型的传感器的输出电流信号变换为相对应的物理量。??在采用压力式液位计来对液位进行测量时，需要将压力式液位计的电流输出值转换为需??要的液位值来在显示器上进行显示。一般情况下，０？５ｍ量程的压力式液位计的输出电??流值为４？２０?ｍＡ，转换过程就是将压力液位计的最小量程〇?ｍ与４?ｍＡ电流输出值??相对应，最大量程５ｍ与２０?ｍＡ电流输出值相对应。但是可能因为环境或者人为因素??的影响，传感器可能会存在零点偏差，即传感器初始值的标定存在误差，比如说最小量??程０ｍ不是与４?ｍＡ电流输出值相对应，而是与４．５ｍ电流输出值相对应，那就需要对??传感器原定的标定值进行重新标定。此时需要找到两个相对应的精确的最小量程与电流??输出值。例如测量液位为１?ｍ高时压力时电流输出值为８?ｍＡ?，测量液位为２?ｍ高时??电流输出值为１０?ｍＡ，这两组数据都是准确液位与电流对应值。由此可以得到标定公??式为：??ｉ？?＝?０．５Ｘ－３?（２．６）??（２）对标定后的变换值进行峰值或微值滤波处理
本文编号：2985858
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１雷达式传感器工作原理图??Ｆｉｇ?２．１?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??
号，然后将初步电信号进行一定程度的线性修正和温度补偿后，将??初步的电信号转化为标准电信号［２４］。??压力式液位计中的传感器一般都安装在船舶舱后壁底部，在液舱底部安装的传感器??能够及时的感应出因舱内液位变化而引起的压力的变化，然后将压力变化转换成电信号??（４￣２０ｍＡ的直流信号），最后再将传输出的直流信号经模数转换单元Ａ／Ｄ进行转换形??成数字量，进而传输到计算机进行数据处理，在计算软件对数据进行修正后就可以在显??示器显示液位等数据［２５］。??｜?｜Ｍ｜??ｈ?Ｈ??图２．２压力式传感器工作原理图??Ｆｉｇ?２．２?Ｗｏｒｋｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｅｎｓｏｒ??－１１?－??
?液位遥测在船舶配载中的应用研究???接收到的测量数据需要经过以下步骤进行处理，分别包括标定、变换、峰值和微值??滤波等步骤，流程图如下，图中Ｘ代表的是输入值，尺代表的是偏移比例系数，Ｚ表示??零点偏移，Ａ为变换值。??数据集?一￣＾Ｕ＾Ｘ＊Ｋ＋Ｚ＾？变换值￣?—数据集??图２．３流程图??Ｆｉｇ?２．３?Ｔｈｅ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??测量数据的预处理主要分为以下两步：??（１）对传感器经过测量然后传输出来的初始数据做标定??因为大部分传感器在工作中输出的信号都是模拟信号，而最终输出值一般为４？２０??ｍＡ的电流信号，因此需要将不同类型的传感器的输出电流信号变换为相对应的物理量。??在采用压力式液位计来对液位进行测量时，需要将压力式液位计的电流输出值转换为需??要的液位值来在显示器上进行显示。一般情况下，０？５ｍ量程的压力式液位计的输出电??流值为４？２０?ｍＡ，转换过程就是将压力液位计的最小量程〇?ｍ与４?ｍＡ电流输出值??相对应，最大量程５ｍ与２０?ｍＡ电流输出值相对应。但是可能因为环境或者人为因素??的影响，传感器可能会存在零点偏差，即传感器初始值的标定存在误差，比如说最小量??程０ｍ不是与４?ｍＡ电流输出值相对应，而是与４．５ｍ电流输出值相对应，那就需要对??传感器原定的标定值进行重新标定。此时需要找到两个相对应的精确的最小量程与电流??输出值。例如测量液位为１?ｍ高时压力时电流输出值为８?ｍＡ?，测量液位为２?ｍ高时??电流输出值为１０?ｍＡ，这两组数据都是准确液位与电流对应值。由此可以得到标定公??式为：??ｉ？?＝?０．５Ｘ－３?（２．６）??（２）对标定后的变换值进行峰值或微值滤波处理
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