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摘 要：近些年来，我国的经济和科技水平都有了飞速的发展，船舶建造行业也有了很大的进步，船舶工程学的快速发展使得新造船舶中应用了很多新技术。船舶液位遥测系统中也是用了很多新技术，但是很多的新技术在实际的使用中并不成熟，功能也不够全面，系统在误差控制方面也存在一定的问题。为了更大的减小误差，提高系统的精确性，本文将全面分析船舶液位遥测系统，探讨如何更好地在液位遥测系统中应用新技术。
关键词：船舶液位遥测系统；新技术；应用
近几十年来，船舶的自动化技术得到大幅提高，液位遥测系统也得到了大力开发，系统的精确度、稳定性和系统功能都有了很大程度的提升。液位遥测系统是油轮和化学品船的核心系统，关系到船舶的行船安全。长时间以来，液位遥测系统存在腐蚀性问题，也影响了系统的可靠性。所以讨论船舶液位遥测系统的误差性、稳定性和系统功能是十分必要的。
一、船舶液位遥测系统工作原理
遥测系统基于PCL技术，常见的种类有压电式、吹泡式、雷达式等。这些种类的遥测系统组成部分基本相同，包括传感器、数据采集单元、数据分析单元、数据显示单元等。工作原理是通过传感器采集各个舱位的液位、温度等信息，以数字信号的方式显示出来，工作人员就可以根据显示出来的信息实现对全船的检测和控制。在实际操作中，船舶液位遥测系统的液位遥测数据一般会和手动测深不一致，存在较大误差，会影响到系统工作时的稳定性和安全性。而控制误差、保证系统的稳定性是液位遥测系统必须要注意到的两个方面的问题，所以本文将会对此问题进行详细分析。
二、液位遥测系统
首先是压载舱液位测量，这对于液位遥测系统十分重要，不仅是压载舱，其他舱段的液位测量也很重要。吃水深度的测量会影响船舶的安全性。海水的腐蚀性比较强，像不锈钢这样比较耐腐蚀的材料也不能长时间在海水中腐蚀。船舱内安装防腐蚀的锌、铝阳极，而测量仪器探头上的薄金属外壳作为阴极与阳极形成回路，造成了氢腐蚀，这也是造成船体腐蚀的原因之一。氢腐蚀在薄金属外形成压力导致测量的准确度下降，还会损坏测量仪器。针对这种情况，有些公司开发出了没有金属成分的测量仪器，用特殊的材料作为外壳保护测量仪器，并且能够保证一定的电磁兼容性，探头将会处于密封状态。这种新型测量仪器的可靠度和持久性也能够满足海水工况的作业需求。
其次是货舱液位测量。第一是在高/高高位报警上应用音叉开关，我国过去在高/高高位报警使用的浮球开关，这种开关的安全性比较低，随着对船舶安全性要求的提升，音叉开关逐渐替代了浮球开关，因为音叉开关的可靠性比较高。音叉叉体是由压电晶体驱动的，音叉浸没在液体中时，振动频率会发生变化，在检测限位时可靠度比较高。音叉要具有较高的强度，受到温度等外界条件干扰小，有自检功能，外壳应该是全不锈钢的，而且要根据一定的标准规范进行设计。造船厂和设计单位在很多场合中都要求产品的规格简单，要根据现场的实际情况进行音叉开关的实际安装和现场调整，能够降低施工和设计的复杂度，也有利于降低维护成本。
在货仓液位测量中，还有一种技术的应用十分重要，那就是导波雷达液位计。化学品船的货舱的底部一般都有加热盘管，液位接近金属加热盘管时，其对雷达波的反射强度会大于液位对雷达波的反射强度，有些低介电常数的化学品这一现象会更加明显，在这种情况下就要使用导波雷达液位计进行液位测量。导波雷达液位计的原理是让雷达波在特制的缆绳中传输，雷达波的能量会集中在缆绳附近。常用的雷达液位仪测量不到盘管以下的液位，但是雷达导波液位仪可以布置在比较狭窄的地方，而且还可以消除障碍物的影响。还有的公司发明出有底部回波功能的导波雷达液位仪，这样即使是在低介电常数的化学品中也能够有明显的回波，保证了液位测量的准确性。
三、船舶液位遥测系统误差控制
系统因素、环境因素、人为因素等都是导致误差出现的原因，船舶液位遥测系统主要是由跟踪系统、水位显示传输系统、保护装置三部分组成，下面将会讨论这三部分的误差控制。
首先是跟踪测量装置的误差控制。跟踪系统是由测线、测锤、排线卷筒等组成，工作原理是测线在重力的作用下拉直挂在测量井口，测锤接触到水面时，微电机就会控制测锤自动停止，数据会通过转筒转角径传递给计数装置。卷筒部分采用垂直单层密绕方式会保证仪器的精确度，卷筒在转动时也会左右移动，能够消除测量误差。
第二是水位显示传输系统的误差控制。工作原理是将水位显示的机械位置转化为等级电压，将等级电压传输给主机，在测量过程中可以通过连续的数字显示水位的变化，如果水位显示在两个数值之间摇摆不定，就会造成误差，为了避免这种情况，可以安装数字圆整装置，这样数值就不会显示在两个数字的中间位置了。
第三是保护装置的误差控制。遥测仪水位会因为一些外部因素或人为因素导致试管倾斜、弯曲或试管上附着污染物，为了避免测量误差，保护装置中的测锤在被测环境受到阻碍时切断电机电源，启动报警系統。保护装置的工作原理是在重力的作用下，水位计正常工作时测锤会压下一个摇臂，开关始终是接通的，仪器能够正常工作，如果测锤受到阻力，摇臂就会发生反弹，开关断开，仪器不工作，发生警报。测锤在向上提升时受阻也会导致开关断开，仪器停止工作。所以保护装置能够起到保护作用，也能起到减小测量误差的作用。
四、结语
近些年来，测量仪表中使用的技术不断更新，船舶液位遥测系统的可靠性和稳定性也不断提高，很多新技术也应用于船舶液位遥测系统中。对海上船舶航行安全十分重要。经过几十年的发展后，液位遥测系统的测量精度和使用可靠性也得到了大幅提升，但是，在新技术的应用中还是存在一定的问题。随着中国船舶业的不断发展，在未来会越来越重视新技术在液位遥测系统中的使用，系统的功能会越来越多，系统的安全性和稳定性会有很大程度的提升，而船舶企业会越来越重视研发高附加值产品，逐渐跳出业内的恶性竞争，推动我国船舶行业的良好发展。
参考文献：
[1]陶峰. 船用高精度液位遥测及控制系统的设计[D].江苏科技大学，2016.
[2]刘庆华，陶峰. 扩展卡尔曼滤波算法在船舶雷达液位测量系统中的应用[J]. 江苏科技大学学报（自然科学版），2015，（05）：449-453.
[3]张熊富. 船用液位遥测试验工法研究和应用[J]. 中国高新技术企业，2015，（18）：46-47.
[4]何国强. 船舶液位遥测系统误差分析[J]. 中国水运，2014，（08）：48-49.
关键词：船舶液位遥测系统；新技术；应用
近几十年来，船舶的自动化技术得到大幅提高，液位遥测系统也得到了大力开发，系统的精确度、稳定性和系统功能都有了很大程度的提升。液位遥测系统是油轮和化学品船的核心系统，关系到船舶的行船安全。长时间以来，液位遥测系统存在腐蚀性问题，也影响了系统的可靠性。所以讨论船舶液位遥测系统的误差性、稳定性和系统功能是十分必要的。
一、船舶液位遥测系统工作原理
遥测系统基于PCL技术，常见的种类有压电式、吹泡式、雷达式等。这些种类的遥测系统组成部分基本相同，包括传感器、数据采集单元、数据分析单元、数据显示单元等。工作原理是通过传感器采集各个舱位的液位、温度等信息，以数字信号的方式显示出来，工作人员就可以根据显示出来的信息实现对全船的检测和控制。在实际操作中，船舶液位遥测系统的液位遥测数据一般会和手动测深不一致，存在较大误差，会影响到系统工作时的稳定性和安全性。而控制误差、保证系统的稳定性是液位遥测系统必须要注意到的两个方面的问题，所以本文将会对此问题进行详细分析。
二、液位遥测系统
首先是压载舱液位测量，这对于液位遥测系统十分重要，不仅是压载舱，其他舱段的液位测量也很重要。吃水深度的测量会影响船舶的安全性。海水的腐蚀性比较强，像不锈钢这样比较耐腐蚀的材料也不能长时间在海水中腐蚀。船舱内安装防腐蚀的锌、铝阳极，而测量仪器探头上的薄金属外壳作为阴极与阳极形成回路，造成了氢腐蚀，这也是造成船体腐蚀的原因之一。氢腐蚀在薄金属外形成压力导致测量的准确度下降，还会损坏测量仪器。针对这种情况，有些公司开发出了没有金属成分的测量仪器，用特殊的材料作为外壳保护测量仪器，并且能够保证一定的电磁兼容性，探头将会处于密封状态。这种新型测量仪器的可靠度和持久性也能够满足海水工况的作业需求。
其次是货舱液位测量。第一是在高/高高位报警上应用音叉开关，我国过去在高/高高位报警使用的浮球开关，这种开关的安全性比较低，随着对船舶安全性要求的提升，音叉开关逐渐替代了浮球开关，因为音叉开关的可靠性比较高。音叉叉体是由压电晶体驱动的，音叉浸没在液体中时，振动频率会发生变化，在检测限位时可靠度比较高。音叉要具有较高的强度，受到温度等外界条件干扰小，有自检功能，外壳应该是全不锈钢的，而且要根据一定的标准规范进行设计。造船厂和设计单位在很多场合中都要求产品的规格简单，要根据现场的实际情况进行音叉开关的实际安装和现场调整，能够降低施工和设计的复杂度，也有利于降低维护成本。
在货仓液位测量中，还有一种技术的应用十分重要，那就是导波雷达液位计。化学品船的货舱的底部一般都有加热盘管，液位接近金属加热盘管时，其对雷达波的反射强度会大于液位对雷达波的反射强度，有些低介电常数的化学品这一现象会更加明显，在这种情况下就要使用导波雷达液位计进行液位测量。导波雷达液位计的原理是让雷达波在特制的缆绳中传输，雷达波的能量会集中在缆绳附近。常用的雷达液位仪测量不到盘管以下的液位，但是雷达导波液位仪可以布置在比较狭窄的地方，而且还可以消除障碍物的影响。还有的公司发明出有底部回波功能的导波雷达液位仪，这样即使是在低介电常数的化学品中也能够有明显的回波，保证了液位测量的准确性。
三、船舶液位遥测系统误差控制
系统因素、环境因素、人为因素等都是导致误差出现的原因，船舶液位遥测系统主要是由跟踪系统、水位显示传输系统、保护装置三部分组成，下面将会讨论这三部分的误差控制。
首先是跟踪测量装置的误差控制。跟踪系统是由测线、测锤、排线卷筒等组成，工作原理是测线在重力的作用下拉直挂在测量井口，测锤接触到水面时，微电机就会控制测锤自动停止，数据会通过转筒转角径传递给计数装置。卷筒部分采用垂直单层密绕方式会保证仪器的精确度，卷筒在转动时也会左右移动，能够消除测量误差。
第二是水位显示传输系统的误差控制。工作原理是将水位显示的机械位置转化为等级电压，将等级电压传输给主机，在测量过程中可以通过连续的数字显示水位的变化，如果水位显示在两个数值之间摇摆不定，就会造成误差，为了避免这种情况，可以安装数字圆整装置，这样数值就不会显示在两个数字的中间位置了。
第三是保护装置的误差控制。遥测仪水位会因为一些外部因素或人为因素导致试管倾斜、弯曲或试管上附着污染物，为了避免测量误差，保护装置中的测锤在被测环境受到阻碍时切断电机电源，启动报警系統。保护装置的工作原理是在重力的作用下，水位计正常工作时测锤会压下一个摇臂，开关始终是接通的，仪器能够正常工作，如果测锤受到阻力，摇臂就会发生反弹，开关断开，仪器不工作，发生警报。测锤在向上提升时受阻也会导致开关断开，仪器停止工作。所以保护装置能够起到保护作用，也能起到减小测量误差的作用。
四、结语
近些年来，测量仪表中使用的技术不断更新，船舶液位遥测系统的可靠性和稳定性也不断提高，很多新技术也应用于船舶液位遥测系统中。对海上船舶航行安全十分重要。经过几十年的发展后，液位遥测系统的测量精度和使用可靠性也得到了大幅提升，但是，在新技术的应用中还是存在一定的问题。随着中国船舶业的不断发展，在未来会越来越重视新技术在液位遥测系统中的使用，系统的功能会越来越多，系统的安全性和稳定性会有很大程度的提升，而船舶企业会越来越重视研发高附加值产品，逐渐跳出业内的恶性竞争，推动我国船舶行业的良好发展。
参考文献：
[1]陶峰. 船用高精度液位遥测及控制系统的设计[D].江苏科技大学，2016.
[2]刘庆华，陶峰. 扩展卡尔曼滤波算法在船舶雷达液位测量系统中的应用[J]. 江苏科技大学学报（自然科学版），2015，（05）：449-453.
[3]张熊富. 船用液位遥测试验工法研究和应用[J]. 中国高新技术企业，2015，（18）：46-47.
[4]何国强. 船舶液位遥测系统误差分析[J]. 中国水运，2014，（08）：48-49.