專利名稱：船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種船舶橫向及縱向搖擺的周期及傾斜角度的測(cè)定儀器，也可測(cè)定其他物體搖擺的周期和傾斜角度，具體說是一種船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀。
船舶在航行過程中能否平穩(wěn)或者傾覆翻沉，決定于船舶的穩(wěn)性。船舶穩(wěn)性的大小用穩(wěn)心高度GM表示。GM值愈大，穩(wěn)性愈好，其表示的公式如下 其中 B表示船舶寬度，單位米；C無量綱系數(shù)，與船舶大小、形狀及重量分布有關(guān)，預(yù)先通過試驗(yàn)測(cè)定；GM船舶的穩(wěn)心高度，單位米；T 船舶橫搖周期，單位秒；一般情況下，船舶的主管部門都要按規(guī)范要求和營運(yùn)經(jīng)驗(yàn)給出在各種裝載情況下最低安全穩(wěn)性時(shí)的最小穩(wěn)心高度，供船員檢驗(yàn)船舶穩(wěn)性時(shí)使用。也可用船舶的橫搖周期T。直接檢驗(yàn)船舶的穩(wěn)性，用以下公式表示 橫搖周期愈小，穩(wěn)性愈好。由最低安全穩(wěn)性的最小穩(wěn)心高度，可以計(jì)算出最低安全穩(wěn)性時(shí)的最大搖擺周期。大于這個(gè)周期時(shí)船舶就有傾覆的危險(xiǎn)。為此，聯(lián)合國海事組織曾于1968年作出過決議建議長(zhǎng)度在70米以下的船舶利用測(cè)定在靜水中的橫搖周期來估算船舶穩(wěn)性的大小，實(shí)際上，長(zhǎng)度在70米以上的大、中型船舶也廣泛的應(yīng)用該方法。
目前，還沒有專門用來測(cè)量船舶搖擺周期的儀器，測(cè)量橫搖周期的工作是由船員用秒表對(duì)著裝在駕駛室內(nèi)的機(jī)械式“船舶橫傾指示器”來測(cè)量。其指針來回?cái)[動(dòng)一個(gè)循環(huán)用的時(shí)間就是船舶橫搖周期。這種方法的缺點(diǎn)是不容易把握時(shí)機(jī)選出合理的數(shù)值，測(cè)量誤差大，不同的人操作會(huì)有不同的測(cè)量數(shù)據(jù)。特別有些船員的技能不高，不會(huì)進(jìn)行穩(wěn)性計(jì)算，他們更難于掌握橫搖周期來判斷穩(wěn)性大小，不能采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?br> 本實(shí)用新型目的在于克服上述技術(shù)中的缺點(diǎn)，提出一種船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀，專門用于測(cè)量船舶搖擺周期和傾斜角度，并能自動(dòng)顯示，可以隨時(shí)監(jiān)視船舶穩(wěn)性，采取適當(dāng)措施，防止船舶傾覆。
本實(shí)用新型發(fā)明目的由以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀，在機(jī)殼的正面面板上留有搖擺角度指示窗口，和指示搖擺角度大小的搖擺角度刻度表，正面面板中央留有搖擺周期數(shù)值顯示窗口，和交流電源開關(guān)、交直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。機(jī)殼內(nèi)左、右兩邊各有一個(gè)電池盒，電池盒蓋蓋在電池盒上，搖擺錘的上端通過球軸承裝在機(jī)殼后蓋上，搖擺錘的下端裝有能隨搖擺錘一起搖擺的永久磁鐵和搖擺角度指針，在機(jī)殼后蓋上、沿?cái)[錘末端的擺動(dòng)曲線、位于0°、左15°、右15°位置上分別裝有三個(gè)傳感器，印刷線路板位于機(jī)殼內(nèi)中央，其上裝有LED數(shù)碼管和電子元件。
傳感器可以采用永久磁鐵和干簧管組成，也可用光敏器件作為傳感器。
電源部分可以選用220伏或110伏交流電，也可選用6伏直流電，使用交流電源時(shí)，經(jīng)變壓器降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后供給電子線路，當(dāng)使用直流電源時(shí)，由機(jī)殼內(nèi)兩個(gè)電池盒中的四節(jié)一號(hào)電池供給。機(jī)殼的面板上有交、直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行交、直流電源的轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型的電路原理如下0.1秒脈沖產(chǎn)生電路每0.1秒產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)送入十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器，進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示，十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器具有計(jì)數(shù)、鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)、顯示功能。船舶搖擺時(shí)，搖擺錘隨船同步搖擺，當(dāng)搖擺錘上的永久磁鐵靠近干簧管或其他傳感器，例如光敏器件時(shí)，電路被接通，當(dāng)搖擺錘上的永久磁鐵離開傳感器時(shí)，電路被斷開。這樣位于0°位置上的干簧管或光敏器件等傳感器，就會(huì)產(chǎn)生周期脈沖信號(hào)，處在左15°和右15°位置上的干簧管或光敏器件等傳感器也會(huì)產(chǎn)生15°脈沖信號(hào)。周期脈沖信號(hào)經(jīng)過分頻、整形后分成兩路一路經(jīng)過延遲后送十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，延遲的目的是使十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器先送數(shù)后清零。另一路經(jīng)過判別電路送入十進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行鎖存控制。如果在一個(gè)周期內(nèi)船搖擺角度不超過15°，則沒有15°脈沖信號(hào)產(chǎn)生。在周期脈沖信號(hào)來到期間，判別電路送出低電平，十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器為送數(shù)狀態(tài)；周期脈沖過后，判別電路送出高電平，十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示器為鎖存狀態(tài)，數(shù)碼管上顯示出上個(gè)有效周期的數(shù)值。如果在一個(gè)周期內(nèi)船舶左搖或右搖超過15°以及左、右搖都超過15°，就有15°信號(hào)送到判別電路被寄存。這時(shí)當(dāng)周期信號(hào)來到時(shí)，判別電路不會(huì)送出低電壓，仍為高電平，因此數(shù)碼管不顯示超過15°的無效周期數(shù)值，仍顯示上個(gè)有效周期的值。在判別電路中被寄存的15°信號(hào)要及時(shí)復(fù)位，所以又從被延遲的周期脈沖信號(hào)中取出一信號(hào)送入判別電路進(jìn)行復(fù)位。船舶搖擺周期，也即在實(shí)用新型中的搖擺錘的搖擺周期的數(shù)值可以用LED數(shù)碼管顯示，也可以用LCD液晶顯示。本周期的數(shù)值在下一個(gè)周期內(nèi)顯示出來，顯示的時(shí)間正好等于下一個(gè)周期的時(shí)間。采用三位數(shù)字顯示，能顯示出0.1秒數(shù)值的變化，整機(jī)測(cè)量誤差不超過0.2秒。由于利用公式 米計(jì)算穩(wěn)心高度時(shí)，當(dāng)船舶橫搖角度超過15°時(shí)，會(huì)帶來較大誤差；本實(shí)用新型對(duì)超過15°的周期不顯示，仍顯示該周期前的那個(gè)有效周期數(shù)值。
使用時(shí)，將本實(shí)用新型固定于船舶橫向艙壁上，能隨時(shí)顯示出船舶橫搖周期及橫傾角度；如果將本實(shí)用新型固定于縱向艙壁上，就能隨時(shí)顯示出縱搖周期及縱傾角度；如果將本實(shí)用新型固定于其他物體上，就能測(cè)出其他物體搖擺周期及搖擺角度。搖擺角度由裝在搖擺錘上的搖擺角度指針指示，這一功能替代目前船舶普遍使用的“橫傾角指示儀”。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，能較準(zhǔn)確的測(cè)量船舶搖擺周期和傾斜角度，并能自動(dòng)顯示，可以用來隨時(shí)監(jiān)視船舶穩(wěn)性，防止船舶傾覆。
結(jié)合

一個(gè)實(shí)施例圖1是船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀主視圖，圖2是船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀側(cè)視圖，圖3、圖4是船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀的主視、側(cè)視剖視圖，圖5是船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀電路原理方塊圖。
在機(jī)殼(1)的正面面板上留有搖擺角度指示窗口(6)，上面有表示搖擺角度的刻度，還有搖擺周期數(shù)值顯示窗口(9)，交流電源開關(guān)(11)和交直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(12)，機(jī)殼(1)的左、右兩邊各有一個(gè)電池盒(13)，外蓋有電池盒蓋(14)。搖擺錘(2)的上端由球軸承(3)裝在機(jī)殼的后蓋上。搖擺錘(2)的下端裝有能隨搖擺錘(2)一起擺動(dòng)的永久磁鐵(4)和搖擺角度指針(5)，在機(jī)殼后蓋上，沿?cái)[錘下端的擺動(dòng)曲線、位于0°、左15°、右15°位置上分別裝有三個(gè)干簧管(7)作為傳感器，印刷線路板(8)位于機(jī)殼中央，在印刷線路板(8)上裝有LED三位數(shù)碼管和電子元件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作性能可靠。
權(quán)利要求1.一種船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀，在機(jī)殼的正面面板上留有搖擺角度指示窗口和指示搖擺角度大小的搖擺角度刻度表，正面面板中央留有搖擺周期數(shù)值顯示窗口，和交流電源開關(guān)、交直流電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，其特征在于在機(jī)殼內(nèi)左、右兩邊各有一個(gè)電池盒，電池盒蓋蓋在電池盒上，搖擺錘的上端通過球軸承裝在機(jī)殼后蓋上，搖擺錘的下端裝有能隨搖擺錘一起搖擺的永久磁鐵和搖擺角度指針，在機(jī)殼后蓋上、沿?cái)[錘下端的擺動(dòng)曲線、位于0°、左15°、右15°位置上分別裝有三個(gè)傳感器，印刷線路板位于機(jī)殼內(nèi)中央，其上裝有LED數(shù)碼管和電子元件，搖擺周期由數(shù)字直接顯示。
2.按照權(quán)利要求1所述的船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀，其特征在于沿?cái)[線末端的擺動(dòng)曲線上的三個(gè)傳感器是干簧管和永久磁鐵組成，或者用光敏器件組成。
3.按照權(quán)利要求1所述的船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀，其特征在于電源為直流電源，或者交流電源經(jīng)降壓、濾波和穩(wěn)壓后使用。
專利摘要船舶搖擺周期自動(dòng)測(cè)定儀是一種測(cè)量船舶橫向及縱向搖擺的周期及傾斜角度的儀器。在機(jī)殼正面裝有指示搖擺角度的刻度表，以及搖擺周期數(shù)值顯示窗口，機(jī)殼內(nèi)搖擺錘的上端通過球軸承裝在機(jī)殼后蓋上，搖擺錘下端裝有永久磁鐵和指針，擺錘下端裝有三個(gè)傳感器，印刷線路板在機(jī)殼的中央。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)合理、簡(jiǎn)單，體積小，操作方便，能準(zhǔn)確測(cè)量出船舶搖擺周期和傾斜角度，并能自動(dòng)顯示。主要用于監(jiān)視船舶穩(wěn)性，保證安全。
文檔編號(hào)B63J99/00GK2213683SQ9424122
公開日1995年11月29日 申請(qǐng)日期1994年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月19日
發(fā)明者姜維堯, 任孔愚 申請(qǐng)人:姜維堯, 任孔愚