Устройство контроля параметров качки судна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1625 п 9) 5)5 В 63 В 39/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРФ 1066887, кл. В 63 В 39/14, 1982,(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧКИ СУДНА(57) Изобретение относится к судостроению,в частности к системам контроля параметровкачки судна, и может быть использовано для контроля остойчивости судна при качке в условиях волнения. Цель изобретения - расширение эксплуатационных воэможностей путем обеспечения постоянного контроля параметров качки. Устройство содержит датчик 1 угла крена. блок 3 осреднения ординат крена, первый 6 и второй 9 блоки сравнения, блок 7 индикации и сигнализации, аналогоцифровой преобразователь 2, блок 4 определения дисперсии угла крена, блок 5 определения дисперсии скорости качки, блок 8 определения амплитуды качки, блок 10 определения среднего периода качки, блок 12 определения функции риска и блок 13 измерения интервала времени, 2 ил,Изобретение относится к судостроению, в частности к системам контроля параметров качки, и может быть использовано для контроля остойчивости судна при качке в условиях волнения.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения постоянного контроля параметров качки.На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - график процесса изменения угла крена судна О во время качки (линия) и изменения текущей средней ординаты крена О (линия 1).Устройство контроля параметров качки судна содержит датчик 1 угла крена. соединенный с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2, блоки осреднения ординат крена 3, определения дисперсии угла крена 4 и определения дисперсии скорости качки 5, выход блока 3 осреднения ординат крена через первый блок 6 сравнения соединен с первым входом блока 7 индикации и сигнализации, выход блока 4 определения дисперсии угла крена 1 через блок 8 определения амплитуды качки и второй блок 9 сравнения соединен с вторым входом блока 7 индикации и сигнализации, выход блока 5 определения дисперсии скорости качки соединен с первым входом блока 10 определения среднего периода качки, другой вход которого соединен с выходом блока 4 определения угла крена, а выход через третий блок 11 сравнения соединен с третьим входом блока 7 индикации и сигнализации, выходы блоков 3,4 и 10 соединены с первым, вторым и третьим входами блока 12 определения функции риска, выход которого соединен с четвертым входом блока 7 индикации и сигнализации и через блок 13 измерения интервала времени соединен с вторым входом блока 5 определения дисперсии скорости качки. К блоку 7 индикации и сигнализации подключен блок 14 печати с таймером 15, к выходу АЦП подключен блок 16 разрешения, выход которого соединен с входами блоков осреднения ординат крена 3, определения дисперсии угла крена 4 и определения дисперсии скорости качки 5, а второй вход блока 16 разрешения соединен с выходом блока 12 определения функции риска.Устройство работает следующим образом,Датчик 1 угла крена вырабатывает непрерывный сигнал - ордината крена 0(1). Этот сигнал поступает на АЦП 2, переводящий сигнал в поток числовых величин О - ординат крена с временной дискретностьюменьшей по величине, чем временной диапазон Ь последующей обработки ординаты крена на одном шаге,Ординэты крена О поступают;в блок 3 осреднения ординаты крена, где вычисляется средняя текущая величина статического крена 01О ) = р 1 О ) + рг 0-1(1)в блок 4 определения дисперсии угла крена, где вычисляется= р 1(0 - 0)р 2 ф 1, 2) и в блок 5 определения дисперсии скорости качки, где вычисляетсяиге - (6 - Я) + рг сЪ,(3) где 0-1, сгг 1, оя 1 - значения среднеи величины. статического крена, диспер 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сии угла крена и дисперсии скорости качки, вычисленные на предыдущем)-1)-м шаге;Л- интервал времени, занимаемый полной заданной обработкой одного числового сигнала - текущей ординаты крена;р 1 и рг - числовые постоянные коэффициенты, определяемые законом распределения на выходе преобразователя.Условие экспоненциал ьного затухания корреляционной функции преобразованного и оцесса приводит к соотношению р 1= 1-р, а условие малой изменчивости осредненного процесса означает приближение к 1 для рг (например, 0,999).В блоке 10 по полученным значениям о , ого определяется средний период качки как отношение двух среднеквадратичных характеристик ординаты качки и скорости качкиЗначительная амплитуда качки О определяется дисперсией угла крена и законом распределения как средняя величина среди трети наибольших амплитуд, и при нормальном законе распределения О = 2 сх. Эта величина вычисляется в блоке 8 определения значительной амплитуды качки, На каждом такте обработки поступающего сигнала - ординаты крена 8) получают средние текущие характеристики: амплитуду качки, период качки и статический крен. Эти характеристики поступают в блоки сравнения с нормированными уровнями и далее - на индикацию и сигнализацию (при превышении нормированных уровней).Кроме того, сочетание параметров крена и качки определяет функцию риска ,и , позволяющую учесть условия крена и качки в их связи с критическим углом кре 1625773(5) на Оср =(%ак, а),где Озал - угол заката диаграммы остойчивости; а - угол естественного откоса насыпного или навалочного груза. Функция риска р) определяется в блоке 12 по выражению 2 /4- - . ехрТ) 2 с последующей передачей на четвертый вход блока 7 индикации и сигнализации. Информация об окончании цикла и) поступает в виде единичного импульса напряжения на блок 13 измерения интервала времени между выдачами очередных значений,ц 1-1, р . Здесь может быть использован электронный секундомер с числовым выходом Л 11. Этот же импульс поступает на вход блока 16 разрешения, в качестве которого используется элемент И, и разрешает прохождение на входы остальных блоков очередного 01+ импульса с выхода АЦП 2,Имеется также блок 14 печати и таймер 15, позволяющий задавать дискретность печати в двух режимах - при удовлетворении и неудовлетворении заданных требований, Неудовлетворение одного иэ параметров заданным требованиям приводит к значительному уменьшению интервала времени между последующими включениями печати, При работе включенного устройства получают информацию о текущем среднем периоде качки и соответствующей остойчивости, Допустимость имеющейся остойчивости определяется непревышением верхнего уровня среднего периода. Вероятность смещения груза определяется нарушением нижнего уровня среднего периода качки.Информация об амплитуде качки позволяет контролировать вероятность потери остойчивости. Факты смещения груза или нэрущения герметичности корпуса фиксируются появлением статического крена. Условие интенсивности качки не позволяет обнаружить визуально появление малого статического крена, а предлагаемое устройство такой контроль обеспечивает,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Формула и зоб рете н и я Устройство контроля параметров качки судна, содержащее датчик угла крена, блок осреднения ординат крена, первый и второй блоки сравнения и блок индикации и сигнализации, отл ич а ю щеес я тем,что,с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения постоянного контроля параметров качки, устройство снабжено последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем и блоком разрешения, подключенными к датчику угла крена и блоку осреднения ординат крена, блоком определения дисперсии угла крена, блоком определения дисперсии скорости качки, блоком определения амплитуды качки, блоком определения среднего периода качки, блоком измерения интервала времени, третьим блоком сравнения и блоком определения функции риска, при этом первые входы блоков определения дисперсии угла крена и определения дисперсии скорости качки соединены с выходом блока разрешения, а выходы соответственно с блоками определения амплитуды качки и определения среднего периода качки, причем первый вход блока определения функции риска соединен с выходом блока осреднения ординат крена, с входом первого блока сравнения и с вторым входом блока определения дисперсии угла крена, а второй вход блока определения функции риска соединен с выходом блока определения дисперсии у ла крена и с вторым входом блока определения среднего периода качки, при этом третий вход соединен с входом третьего блока сравнения и с выходом блока определения среднего периода качки, а выход через блок измерения интервала времени - с вторым входом блока определения дисперсии скорости качки, причем первый, второй и третий входы блока индикации и сигнализации соответственно соединены с выходами первого, второго и третьего блоков сравнения, а четвертый вход соединен с выходом блока определения функции риска и с вторым входом блока разрешения, а вход второго блока сравнения соединен с выходом блока определения значительной амплитуды качки,1625773ф )Составитель Ю, Лазаренко Редактор А. Шандор Техред М.Моргентал Корректор М,Самборская Заказ 255 Тираж 270 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101