一种智能式船舶压载水深度测量仪的制作方法

1.本实用新型涉及大宗商品水尺计重领域，具体是一种智能式船舶压载水深度测量仪。


背景技术：

2.水尺计重是当前国内外贸易中用于大宗散装商品重量计量及结算的主要方式，在贸易活动中发挥着极为重要的作用。在水尺计重过程中，压载水测量环节至关重要，是确保计重结果准确的前提和基础，同时也是测量耗时最长和欺诈风险最高的环节。
3.但是传统的压载水测量方法主要是通过钢卷尺以测量人员手工操作和借助试水膏或粉笔以目测读数的方式测得深度数据，在该测量模式下，测量结果受测量者主观因素以及作业环境影响较大，测量准确性差且效率低下，为解决上述压载水测量中存在的问题，目前一些研究和专利中采用电机驱动尺带的方式实现压载水的电动测量，但仍存在不足，如：以空距测量为主，测量误差较大，因此，本领域技术人员提供了一种智能式船舶压载水深度测量仪，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种智能式船舶压载水深度测量仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种智能式船舶压载水深度测量仪，包括仪器主体和尺带，所述仪器主体背面设有尺带仓，所述尺带仓内部装有尺带盘，所述尺带盘上卷有尺带，所述尺带上设有计数孔，所述仪器主体下端设有主机连接头，所述主机连接头内部装有测速光电传感器，所述计数孔受尺带驱动进行移动，所述光电传感器测试光线活动穿过不同的计数孔进行计数。
7.作为本实用新型进一步的方案：所述智能式船舶压载水深度测量仪还包括尺锤，所述尺锤下端设有浮漂室，所述浮漂室内部活动设置有遮光浮漂，所述浮漂室两侧固定安装有触水光电传感器。
8.作为本实用新型再进一步的方案：所述遮光浮漂受浮力驱动活动遮挡所述触水光电传感器的发光件和光敏件触发记数，所述触水光电传感器通过触水透光窗与浮漂室相隔离。
9.作为本实用新型再进一步的方案：所述尺锤内部上端固定安装有加速度传感器，所述加速度传感器速度从有至无时为进行触发记数操作。
10.作为本实用新型再进一步的方案：所述主机连接头下方通过连接管与测量管连接头相连，所述测量管连接头内部还固定安装有压电传感器。
11.作为本实用新型再进一步的方案：所述仪器主体正面设有电气仓，所述电气仓内部固定安装有显示屏、按键、控制电路板及电源，所述电气仓内的中部固定安装有电机，所述尺带盘中轴部与电机连接。
12.作为本实用新型再进一步的方案：所述尺带上同时密闭封装有导线，所述尺带仓下部固定安装有刮水器支架，所述刮水器支架上固定安装有刮水器，所述尺带从刮水器中穿过，所述主机连接头设有测速透光窗，所述测速透光窗分隔所述主机连接头内部空腔。
13.作为本实用新型再进一步的方案：所述测量管连接头转动安装有保护盖，所述保护盖上设置有固位槽，所述连接管中段贯穿设置有固定螺栓。
14.作为本实用新型再进一步的方案：所述固定螺栓从尺锤的浮漂室空隙处穿过，所述浮漂室下端开有入水口，所述触水光电传感器通过触水透光窗与浮漂室相隔离。
15.作为本实用新型再进一步的方案：所述显示屏可使用lcd液晶显示屏，所述电源可选用锂电池，所述浮漂室中除去遮光浮漂后的空隙小于1厘米，所述尺锤采用硬质坚固不易碰损、不易被海水腐蚀或发生化学反应的材料制成，所述材料包括金属材料、高硬度塑料、硬质橡胶、树脂等，所述电机具有锁止或抱闸功能控制所述尺锤在测量触发或断电时能够保持在固定位置，所述压电传感器包括外部垫片，在一个圆周上应至少有两个传感点，所述尺带选用可弯卷、不透光、不发生弹性伸缩的材料，所述可弯卷、不透光、不发生弹性伸缩的材料包括不锈钢，所述尺带表面平整光滑设置，所述计数孔上下高度小于0.5厘米，两个所述计数孔中心间距应小于等于1厘米，所述刮水器与尺带贴合，所述遮光浮漂采用可漂浮在水中的轻质、坚硬且不透光的材料制成，所述可漂浮在水中的轻质、坚硬且不透光的材料包括塑料，所述固定螺栓直径略小于浮漂室中去掉浮漂后的空隙高度，所述固位槽为圆形，直径略大于尺锤圆截面直径。
16.一种智能式船舶压载水深度测量仪的控制系统，包括控制电路，所述控制电路具有多个输入和输出端口，所述控制电路的输入端分别与测速光电传感器、触水光电传感器、加速度传感器和压电传感器的输出端进行电连接；所述控制电路的输入端还与按键电路的输出端进行电连接；所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端进行电连接，所述驱动电路的输出端又与电机的输入端进行电连接；所述控制电路的输出端还电连接有显示屏的输入端；所述控制电路还连接有存储器和无线传输电路，所述存储器及无线传输电路的输入端和输出端分别与控制电路的输出端与输入端进行双向的电连接。
17.作为本实用新型再进一步的方案：所述控制电路由适当的单片机或dsp等微处理器及其时钟、接口电路等必须的外围电路构建组成，所述存储器可存放所测量船舶首次、末次各次测量数据以及测量管的参考高度并在实际测量过程中如发生测量数据与以往数据或参考数据矛盾的情况则控制程序提醒测量者避免出现测量误差。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.1、该智能式船舶压载水深度测量仪，通过控制电路带动电机控制尺带上升和下降，升降速度可根据需要设置调节，相比人工测量方式既能够有效减轻劳动强度，又能够大大缩短测量作业时间、提高计重效率，进而有效减少船舶停靠时间，加快码头作业流转，为港口、收货企业和船方创造经济利益。
20.2、该智能式船舶压载水深度测量仪，通过测速透光窗、测速光电传感器以及尺带上的计数孔的配合使用，可以实现对尺带下降深度的自动测算；通过触水光电传感器、触水透光窗以及遮光浮漂的配合使用，可以实现尺锤到达水面的自动触发记录；通过加速度传感器的设置使用，可以实现尺锤到达舱底的自动触发记录；通过控制电路对上述个各部分的统一控制，可完成对压载水测深数据的自动化测量。测量启动后，全程不需要人工干预，
不受主观因素影响，也不受天黑下雨等自然因素干扰，所有数据采集和计算过程全部由仪器完成，大大提高了测量的智能性和准确性；另外，通过上述各部分的配合使用，本仪器可同时测得压载水舱测量管总高、压载水舱空距以及压载水实际深度，相比现有技术仅通过测量空距而间接求得深度的方法，结果更为准确。
21.3、该智能式船舶压载水深度测量仪，所有入水部分的电气设施，均可采用物理隔离的方式与水完全隔开，相比现有技术中通过海水导电方式实施触水触发，避免了压载水对仪器电气部分的腐蚀和损害，极大提升了仪器的使用安全性、耐用性和经济性。
22.4、该智能式船舶压载水深度测量仪，通过在测量管连接头处设置压电传感器，使仪器在测量时只有与压载水测量管完全闭合接触才能工作，既保证了测量的准确性，也在一定程度上降低了测量过程中的欺诈风险。
23.5、该智能式船舶压载水深度测量仪，通过使用存储器的记忆存储功能，一方面可以对测量过程中的各项数据和结果进行实时存储，实现了测量过程和结果的可追溯性，有效防范作弊欺诈行为，进而保证了计重的权威性；一方面通过记录首次或末次水尺时各自的压载水数据以及各个压载水舱的总参考高度，在实际测量时通过比对和设置预警提醒，可以防止因为测量管堵塞造成的数据错误，也可以及时发现利用压载水测量管“做手脚”的欺诈行为，具有更高的智能化水平。
24.6、该智能式船舶压载水深度测量仪，通过控制电路与无线传输电路的配合使用，能够将测得的测深数据直接实时传输给远端的计量人员，使得压载水深度测量流程与计重计算流程可以分别实施，一方面提高了水尺计重的工作效率，一方面可以实现数据采集人员和计算人员“不见面”工作，对于在水尺计重工作中有效减少人员接触、防范入境船舶和人员疫情传播方面也具有显著作用。
附图说明
25.图1为本实用新型的正面剖视结构示意图；
26.图2为本实用新型的背面剖视结构示意图；
27.图3为本实用新型的侧面视图；
28.图4为本实用新型测量管连接头的下视图；
29.图5为本实用新型尺锤的结构示意图；
30.图6为本实用新型的电气系统结构框图。
31.图7为本实用新型的测量原理图。
32.图中：1、仪器主体；2、把手；3、显示屏；4、按键；5、控制电路板；6、电机；7、电源；8、尺带；9、尺锤；10、主机连接头；11、测速透光窗；12、测速光电传感器；13、连接管；14、测量管连接头；15、压电传感器；16、保护盖；17、固定螺栓；18、固位槽；19、尺带盘；20、刮水器；21、刮水器支架；22、电气仓；23、尺带仓；24、计数孔；25、尺锤接头；26、加速度传感器；27、触水光电传感器；28、触水透光窗；29、浮漂室；30、遮光浮漂；31、入水口；32、导线。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.请参阅图1～7，本实用新型实施例中，一种智能式船舶压载水深度测量仪，该测量仪的测量原理如图7所示，测深h即为需测量的压载水深度，该测量仪，包括仪器主体1、尺带8、尺锤9，仪器主体1的两侧设有把手2，把手2用于在携带时手持以及测量时手扶保持测量仪稳定，仪器主体1正面设有电气仓22，电气仓22内部固定安装有显示屏3、按键4、控制电路板5及电源7，电气仓22内的中部固定安装有电机6，显示屏3用于根据内置程序显示仪器运行状态以及测量数据和各项报警提醒信息；按键4用于输入仪器开机、开始测量、结束测量、存储数据、发送数据等控制指令；控制电路板5上设置有系统实现所需的微处理器及周边电路、存储器、驱动电路、无线传输电路、稳压电路等电气元件及线路；电源7用以提供仪器运转所需电力；电机6用于根据输入指令或程序设置转动或停止，带动尺带8上升、下降和停止运动，仪器主体1背面设有尺带仓23，尺带仓23内部装有尺带盘19，尺带盘19中轴部与电机6连接，尺带盘19上卷有尺带8，尺带8上设有计数孔24，尺带8上同时密闭封装有导线32，用以完成仪器主体1和尺锤9之间的电气连接。
35.在本实施例中，刮水器20通过刮水器支架21固定装在尺带仓23下部，尺带8从刮水器20中穿过，当尺带8上升回收时，刮水器20将尺带8上残留的水刮掉，以保证仪器内部干燥清洁，在仪器不使用时，刮水器20还起到固定尺带8，防止尺带8扭转的作用。
36.在本实施例中，仪器主体1下端设有主机连接头10，主机连接头10内部装有测速光电传感器12，通过测速透光窗11与其他部分相隔开。
37.在本实施例中，主机连接头10下方通过连接管13与测量管连接头14相连，连接管13中段贯穿设置有固定螺栓17；测量管连接头14上装有保护盖16，保护盖16可以180度开合，保护盖16上设置有固位槽18。
38.在本实施例中，测量管连接头14内部还固定安装有压电传感器15，用于保证仪器使用时测量管连接头14与船舶的压载水测量管口完全闭合，尺锤9通过尺锤接头25与尺带8连接，在仪器未使用状态下尺锤9置于连接管13中，尺锤9内部上端固定安装有加速度传感器26，用于判断尺锤9是否触底；尺锤9下端设有浮漂室29，固定螺栓17从尺锤9的浮漂室29空隙处穿过。
39.在本实施例中，浮漂室29下端开有入水口31，浮漂室29内部活动设置有遮光浮漂30，两侧固定安装有触水光电传感器27，用于尺锤9落水触发，触水光电传感器27通过触水透光窗28与浮漂室29相隔离。
40.在本实施例中，显示屏3可使用lcd液晶显示屏，电源7可选用锂电池，浮漂室29中除去遮光浮漂30后的空隙小于1厘米，尺锤9采用硬质坚固不易碰损、不易被海水腐蚀或发生化学反应的材料制成，材料包括金属材料、高硬度塑料、硬质橡胶、树脂等，电机6具有锁止或抱闸功能控制尺锤9在测量触发或断电时能够保持在固定位置，压电传感器15包括外部垫片，在一个圆周上应至少有两个传感点，尺带8选用可弯卷、不透光、不发生弹性伸缩的材料，可弯卷、不透光、不发生弹性伸缩的材料包括不锈钢，尺带8表面平整光滑设置，计数孔24上下高度小于0.5厘米，保证测速光电传感器12能够实现关断、开启的转换以完成计数动作，两个计数孔24中心间距应小于等于1厘米，刮水器20与尺带8贴合，遮光浮漂30采用可漂浮在水中的轻质、坚硬且不透光的材料制成，可漂浮在水中的轻质、坚硬且不透光的材料
包括塑料，固定螺栓17直径略小于浮漂室29中去掉浮漂后的空隙高度，仪器不使用时固定螺栓17从浮漂室29空隙穿过使尺锤9固定位置不上下活动，固位槽18为圆形，直径略大于尺锤9圆截面直径，以保证尺锤9底部能从其间嵌入，从而在仪器不使用时起到固定尺锤9位置、使其不左右晃动的作用。
41.一种智能式船舶压载水深度测量仪控制系统，包括控制电路，控制电路具有多个输入和输出端口，控制电路的输入端分别与光电传感器(测速)、光电传感器(触水触发)、加速度传感器26与压电传感器15的输出端进行电连接，以获取各传感器提供的测量电信号；控制电路的输入端还与按键4电路的输出端进行电连接，用以获得按键4电路输入的控制指令；控制电路的输出端与驱动电路的输入端进行电连接，驱动电路的输出端又与电机6的输入端进行电连接，控制电路输出的控制信号经驱动电路放大后用以控制电机6转动进而带动尺带8上升、下降和停止；控制电路的输出端还电连接有显示屏3的输入端，用以向显示屏3输出并显示测量数据、系统状态数据和报警数据；控制电路还连接有存储器和无线传输电路，存储器及无线传输电路的输入端和输出端分别与控制电路的输出端与输入端进行双向的电连接，存储器用以存储系统中所需的各项测量数据和状态数据，无线传输电路用于连接控制电路和外部客户端设备，以传送所需的测量数据和接受客户端的控制指令；电源7通过稳压电路向系统供电，稳压电路用以将电源7电压转换为为系统中各电路、模块及传感器所需的电压值。
42.在本实施例中，控制电路由适当的单片机或dsp等微处理器及其时钟、接口电路等必须的外围电路构建组成，存储器可存放所测量船舶首次、末次各次测量数据以及测量管的参考高度并在实际测量过程中如发生测量数据与以往数据或参考数据矛盾的情况则控制程序提醒测量者避免出现测量误差。
43.本实用新型的工作原理是：在使用时，旋出固定螺栓17，并打开保护盖16，将仪器放置在待测量的压载水舱测量管上，使测量管连接头14与压载水舱测量管口相闭合并保持稳定，开机后全部压电传感器15触发后仪器可开始工作，若有某个压电传感器15未触发，表明仪器未放置到位，则不能上电工作。压电传感器15触发后，通过按键4开启测量，电机6带动尺带8下降，同时测速光电传感器12与尺带8上的计数孔24配合，连续完成触发和关闭动作，根据触发次数和计数孔24间距可求得尺带8下降距离。当尺锤9触水后，压载水从入水口31进入浮漂室29，并使遮光浮漂30浮起，遮挡在触水光电传感器27的发光端和接收端之间，触水光电传感器27关断并发生触发记数，此时可得到压载水舱空距。当尺锤9继续下降并触及压载水舱底部时，尺锤9上的加速度传感器26速度变为零并触发记数，此时可获得压载水舱总高度和压载水深度数据。随后电机6带动尺带8上升并回归零位，将固定螺栓17旋回并盖上保护盖16即完成测量。
44.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。