[實用新型]大型液化石油天然氣船液艙水池試驗監測裝置

無效

• 申請號: 201020635355.5
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN202033171U
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 謝彬;楊建民;胡志強;張威;喻西崇;趙文華;彭濤
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本實用新型涉及一種模型試驗監測裝置，特別是指一種船舶與海洋工程領域使用的大型液化石油天然氣船(以下簡稱FLNG)液艙水池模型試驗監測裝置。

背景技術

眾所周知，石油資源的短缺以及對能源需求的不斷增長，導致海上油氣田的大規模開發，同時海洋邊際氣田的開發也提上了日程。為了經濟有效地開發海洋邊際油氣田，國際上提出了FLNG的概念。FLNG船長期泊于作業海域，將經歷復雜的海洋環境條件。惡劣的海洋環境條件將引起FLNG船的劇烈運動，從而引起艙內液體的晃蕩。艙內液體的晃蕩也將導致船體的運動加劇和液艙內壁的破壞。在天然氣的開采過程中，FLNG船將經歷不同的裝載狀況與復雜的海洋環境條件，艙內液體的晃蕩情況是一個必須考慮的重要方面。

目前，模型試驗是研究艙內液體晃蕩現象最可靠和最主要的研究手段之一。通過模型試驗，可以較為全面的觀測到艙內液體的晃蕩現象及其對FLNG船體運動的影響，獲得較為可靠的試驗結果。試驗結果可用來校驗理論和數值模型的計算精度。艙內液體晃蕩監測裝置的使用效果在正式投入工程應用前通常都需要由模型試驗來驗證。

國內外學者針對艙內液體晃蕩對側壁造成的沖擊壓力開展過一定數量的模型試驗研究。在模型試驗中，通過在側壁處布置壓力傳感器的方式獲得沖擊壓力。限于儀器與設備的不足，對于艙內液體晃蕩時的自由液面情況以及晃蕩對于船體運動影響的模型試驗研究較少。在目前已完成的模型試驗中，通常是通過高速攝像機來記錄艙內液體的晃蕩情況，其不足之處在于：一、只能從感觀上對艙內液體的晃蕩情況進行分析，無法對晃蕩情況進行量化，不利于對艙內液體晃蕩的深入研究；二、現有使用高速攝像機的監測手段要求液艙必須透明，而實際中，液艙是不透明的；三、現有使用高速攝像機的監測手段成本太高，不利于實際工程應用；四、高速攝像機安裝位置的選取對于水池模型實驗而言是一個難點。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種精度更高，成本更低，使用更便捷的大型液化石油天然氣船液艙水池試驗監測裝置。

為達到上述目的，本實用新型所提供的一種大型液化石油天然氣船液艙水池試驗監測裝置，其特征在于包括：多個設置在液艙模型中的電阻式傳感器和多個超聲波傳感器、一電橋、一電源控制箱、一信號放大器、一A/D轉換器及一數據存貯分析單元；各個所述電阻式傳感器的探極兩端頂抵于所述液艙模型的底部和頂部，各個所述探極的上端通過導線連接所述電橋，將檢測信號輸入所述電橋，所述電橋再將所述檢測信號輸入所述信號放大器將信號放大后輸入所述A/D轉換器，所述A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號后輸入所述數據存貯分析單元；各個所述超聲波傳感器布設于所述液艙模型的頂部，各個所述超聲波傳感器輸出的檢測數據通過信號線輸入所述電源控制箱后再輸入所述信號放大器，經所述信號放大器放大后輸入所述A/D轉換器，所述A/D轉換器將所述超聲波傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，再輸入所述數據存貯分析單元進行分析處理；所述電源控制箱用于為各個所述超聲波傳感器供電及控制。

所述電阻式傳感器由探極、固定模塊及鉚釘組成，所述固定模塊用有機玻璃做成塊形，并分別固定于所述液艙模型的頂部和底部，在所述固定模塊的兩邊平行鑲嵌兩根所述探極，所述探極的端部直接由不銹鋼細管固定在所述固定模塊兩端。

所述電阻式傳感器的兩個探極為同種導電材料制成，并且保持平行，每個所述探極的上下大小形狀相同，其測量精度達到0.1mm。

所述超聲波傳感器由超聲波發射與接收器、定時電路和控制電路組成。

所述電橋由兩個橋臂組成，兩個橋臂間用電流表相連接，二所述橋臂其中之一為測量電阻，另一個為標準電阻。

所述信號放大器由非反向放大器、偏置電壓生成器以及反向放大器構成，所述非反向放大器用于接收輸入信號，所述偏置電壓生成器用于生成通過與輸入信號不同的路徑輸入到所述非反向放大器的偏置電壓，并且調整所述非反向放大器的輸出偏移電壓，所述反向放大器串聯連接于所述非反向放大器的隨后級中，并能補償因制造參數引起的所述偏置電壓生成器的特性變化。

所述A/D轉換器為雙積分A/D轉換器。

所述數據存貯分析單元為內置有數據分析軟件的計算機。