[实用新型]大型液化石油天然气船液舱水池试验监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模型试验监测装置，特别是指一种船舶与海洋工程领域使用的大型液化石油天然气船(以下简称FLNG)液舱水池模型试验监测装置。

背景技术

众所周知，石油资源的短缺以及对能源需求的不断增长，导致海上油气田的大规模开发，同时海洋边际气田的开发也提上了日程。为了经济有效地开发海洋边际油气田，国际上提出了FLNG的概念。FLNG船长期泊于作业海域，将经历复杂的海洋环境条件。恶劣的海洋环境条件将引起FLNG船的剧烈运动，从而引起舱内液体的晃荡。舱内液体的晃荡也将导致船体的运动加剧和液舱内壁的破坏。在天然气的开采过程中，FLNG船将经历不同的装载状况与复杂的海洋环境条件，舱内液体的晃荡情况是一个必须考虑的重要方面。

目前，模型试验是研究舱内液体晃荡现象最可靠和最主要的研究手段之一。通过模型试验，可以较为全面的观测到舱内液体的晃荡现象及其对FLNG船体运动的影响，获得较为可靠的试验结果。试验结果可用来校验理论和数值模型的计算精度。舱内液体晃荡监测装置的使用效果在正式投入工程应用前通常都需要由模型试验来验证。

国内外学者针对舱内液体晃荡对侧壁造成的冲击压力开展过一定数量的模型试验研究。在模型试验中，通过在侧壁处布置压力传感器的方式获得冲击压力。限于仪器与设备的不足，对于舱内液体晃荡时的自由液面情况以及晃荡对于船体运动影响的模型试验研究较少。在目前已完成的模型试验中，通常是通过高速摄像机来记录舱内液体的晃荡情况，其不足之处在于：一、只能从感观上对舱内液体的晃荡情况进行分析，无法对晃荡情况进行量化，不利于对舱内液体晃荡的深入研究；二、现有使用高速摄像机的监测手段要求液舱必须透明，而实际中，液舱是不透明的；三、现有使用高速摄像机的监测手段成本太高，不利于实际工程应用；四、高速摄像机安装位置的选取对于水池模型实验而言是一个难点。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种精度更高，成本更低，使用更便捷的大型液化石油天然气船液舱水池试验监测装置。

为达到上述目的，本实用新型所提供的一种大型液化石油天然气船液舱水池试验监测装置，其特征在于包括：多个设置在液舱模型中的电阻式传感器和多个超声波传感器、一电桥、一电源控制箱、一信号放大器、一A/D转换器及一数据存贮分析单元；各个所述电阻式传感器的探极两端顶抵于所述液舱模型的底部和顶部，各个所述探极的上端通过导线连接所述电桥，将检测信号输入所述电桥，所述电桥再将所述检测信号输入所述信号放大器将信号放大后输入所述A/D转换器，所述A/D转换器将模拟信号转换成数字信号后输入所述数据存贮分析单元；各个所述超声波传感器布设于所述液舱模型的顶部，各个所述超声波传感器输出的检测数据通过信号线输入所述电源控制箱后再输入所述信号放大器，经所述信号放大器放大后输入所述A/D转换器，所述A/D转换器将所述超声波传感器输出的模拟信号转换成数字信号，再输入所述数据存贮分析单元进行分析处理；所述电源控制箱用于为各个所述超声波传感器供电及控制。

所述电阻式传感器由探极、固定模块及铆钉组成，所述固定模块用有机玻璃做成块形，并分别固定于所述液舱模型的顶部和底部，在所述固定模块的两边平行镶嵌两根所述探极，所述探极的端部直接由不锈钢细管固定在所述固定模块两端。

所述电阻式传感器的两个探极为同种导电材料制成，并且保持平行，每个所述探极的上下大小形状相同，其测量精度达到0.1mm。

所述超声波传感器由超声波发射与接收器、定时电路和控制电路组成。

所述电桥由两个桥臂组成，两个桥臂间用电流表相连接，二所述桥臂其中之一为测量电阻，另一个为标准电阻。

所述信号放大器由非反向放大器、偏置电压生成器以及反向放大器构成，所述非反向放大器用于接收输入信号，所述偏置电压生成器用于生成通过与输入信号不同的路径输入到所述非反向放大器的偏置电压，并且调整所述非反向放大器的输出偏移电压，所述反向放大器串联连接于所述非反向放大器的随后级中，并能补偿因制造参数引起的所述偏置电压生成器的特性变化。

所述A/D转换器为双积分A/D转换器。

所述数据存贮分析单元为内置有数据分析软件的计算机。