浅谈基于流量计量法的船舶液舱容量计量系统

　　0前言

　　舰艇舱室的容量计量技术一般可以分为几何测量法与容积比较法两种。 目前由于测量技术的发展，几何测量法的应用范围越来越广，但是仍然无法覆盖狭小空间和内部结构复杂舱室容积计量难题，因此，采用容积比较法是解决此类问题较好的方法。

　　容积比较法的原理是：将标准容器的液体排放至被测容器内，测量液面高度，记录注入的容积值，再将标准容器注满，重复倒入，直至满舱。 虽然容积比较法具有直观、准确的特点，但是这种方法存在着计量周期长，自动化程度低的缺点，基于以上原因，一般在船舶的计量过程中，很少采取容积比较法。

　　随着现代计量技术的发展以及计算机控制技术的更新，采用流量计测量进入容器的液体的体积、质量和密度，同时使用液位计测量液面的高度变化值，解决狭小空间和内部结构复杂形状容器的计量校准难题以替代传统容积比较法已成为可能。

　　1流量计量方法原理

　　流量计量法是一种直接测量液体体积的技术手段，其工作原理是：流体通过流量计，就会在流量计进出口之间产生一定的压力差。 流量计的转动部件(简称转子)在这个压力差作用下将产生旋转，并将流体由入口排向出口。 在这个过程中，流体一次次地充满流量计的“计量空间”，然后又不断地被送往出口。 在给定流量条件下，该计量空间的体积是确定的，只要测得转子的转动次数，就可以得到通过流量计的流体体积的累积值。

　　用流量计测得流入舱室的流量的同时，使用伺服液位传感器同步测定液面高度，伺服液位传感器的测量基于阿基米德原理，该装置的测量浮子由一根钢丝垂直拉伸， 浮子底部浸没在被测液体表面，当液面高度发生变化时，通过测量钢丝所受拉力的变化来驱动伺服马达转动， 同时记录马达转动步数，并自动计算测量浮子的位移量，即液位的变化量。

　　计量系统通过上述两种方法实时测量舱内液体体积的变化量和液面高度的变化量，获取体积与液高的对应数值，再通过计算软件处理，即可完成液货船舱的计量校准工作。

　　2流量计量系统结构组成

　　整个计量系统由硬件和软件两部分组成。 硬件主要由流量计、液位计、过滤阀、稳压器、电磁调节阀等部件组成，软件主要实现自动控制、信号采集、分析处理、数据建模等功能。 该计量系统可应用于船舶特殊液舱的容量快速自动校准等相关领域。

　　由于受船舶舱室计量现场的环境条件限制，本系统的硬件装置体积不能过于庞大，但是流量法保证测量精度的首要条件就是要使液体介质平稳恒流通过流量计，这就要求设计一定长度的管路来控制液体以合适的流速通过。 综合以上原因，在不影响测量精度的前提下，将系统设计为组装式结构，可分为测量装置管路、供水及稳压系统、自动控制系统三部分。