DD158760A1 - Tiefgangsgeberanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schiffssicherheit. Sie soll eine stoerungsfreie Ermittlung des Tiefganges ermoeglichen und wartungsarm sein. Des weiteren soll die Aufnahme der Messwerte temperaturunabhaengig erfolgen. Mit der Erfindung wird erstmals eine statische Messung mittels piezoelektrischer Messgroessenaufnehmer ermoeglicht, indem ein zyklischer Neuaufbau der Ladungen an den polaren Grenzflaechen der Kristalle erfolgt. Die Erfindung ist anwendbar bei der Bestimmung der Schwimmlage eines Schiffes. Darueber hinaus ist sie bei statischen Messungen des Druckes einsetzbar.

Description

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Tiefgangsgeberanordnung Anwendungsgebiet der Erfindung

Dia Bestimmung der Schwimmlage von Schiffen basiert auf der ezakten Kenntnis des Tiefganges. Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Tiefgangsgeberanordnung für eine Einrichtung zur Bestimmung der Schwimmlaae eines Schiffes,

Charakt

ristik: der bekannten technischen Lösungen

Zur Bestimmung der Schwimmlage von Schiffen ist es bekannt, in einem Standrohr schwimmend angeordnete Geber au verwenden» Dabei geht man davon aus, daß sich der Tiefgang eines Schiffes in Abhängigkeit von dem Beladungszustand des Schiffes ändert, über die vorgenannten Geber werden die Tiefgangsandsrungen erfaßt*, Die ermittelten Tiefsangswerte finden Eingang in die Bestimmung der Schwimmlage von Schiffen» Derartige Geber sind mittels eines Seiles über eine Eolle mit einer Umsetzereinrichtung verbunden. Um das Auftreten von Losen beim Messen zu verhindern, sind die Aufwindeeinrichtungen dieser Geber motorisch angetrieben. Durch die Vielzahl der bewegten Teile solcher Einrichtungen ist eine sehr hohe Störanfälligkeit gegeben. Zur Reduzierung der Bewegungen auf ein Mindestmaß ist durch das DDH WP 63 184· bekannt, den Antrieb intermittierend au schalten. Obwohl dadurch Vorteile erreicht werden, können Verschleißerscheinungen nicht vollständig ausgeschlossen werden. Das wiederum wirkt sich nachteilig auf die Betriebssicherheit der Einrichtung zur Bestimmung der Schwimmlage aus. Um diesen Mangel zu mildern, sind daher Überprüfungen

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Die dazu verwendeten Druckmeßdosen werden in Verbindung mit integrierten Halbleiterdehnungsmeßstreifen eingesetzt. Da hier die Anzahl der bewegten Teile gegenüber den bekannten Geber erheblich vermindert wurde, so bedeutet das, daß die Verschleißerscheinungen dadurch weit zurückgehen. Nachteilig dabei ist es jedoch, daß durch die integrierten Halbleiterdehnungsstreifen eine Temperaturabhängigkeit entsteht. Damit beeinflußt die Temperatur des umgehenden Mediums, die Meßwerte. Das wiederum wirkt sich nachteilig auf deren Eeproduzierbarkeii aus.

Ziel der Erfindung

I»!it der Erfindung soll eine störungsfreie Ermittlung, des Tiefganges ermöglicht worden und eine Senkung des War-' tunesaufwandes erfolgen,

Darlegung des Wesens der Erfindung

- die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird ο

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine wartungsarme

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temperaturabhängige Tiefgangsgeberanordnung für Schiffe zu schaffen,

Erfindungsgemäß steht ein am Schiffsbodsn angeordneter piezoelektrischer Meßgrößenaufnehmer mit dem Seewasser in Verbindung und sein Ausgang ist mitteis eines selbsttätig getakteten Umschalters über geeignete Anordnungen mit einer Auswerteeinheit gekoppelt.

Itfach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Ausgang des piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmers über einen zeitabhängig arbeitenden Umschalter, der mit einer Auswert se'inheit, der eine Speichereinrichtung mit nachgeschalteter Kompensatioiiseinrichtung parallel geschaltet ist 5 mit über einen NuI !diskriminator an einen Unis cha ltersteuereingang geführt, während bei gesonderter Stellung

des Umschalters dieser über die mit der von einem Speichereingang beaufschlagten Kompensationseinrichtung verbunden ist, "besteht über einen weiteren Ausgang der Kompensationseinrichtung und den Nulldiskriminator eine Verbindung zum Umschalt er st euereingang,

Bislang wurden piezoelektrische Meßgrößenaufnehmer nur für dynamische Messungen verwendet. Der Grund dafür besteht in den Eigenschaften der piezoelektrischen Kristalle. Bei Deformation piezoelektrischer Kristalle treten .an den Grenzflächen der polaren Achsen infolge der Verzerrung des Kristallgitters elektrische Ladungen auf. Diese sind der Verformung proportional, Die Messung der Ladungen führt infolge eines endlichen Isolationswiderstands zu einem zeltlichen Abbau derselben nach einer e-I'unlctiön, Aus diesem Grunde wurden bisher piezoelektrische Meßwertaufnehmer für dynamische Messungen eingesetzt, D"„i?β-·'"cn wird nach der Srfinduns erstmals die Anwendung piezoelektrischer Meßgrößenaufnehmer bei statischen Messungen ermöglicht,'indem ein zyklischer Neuaufbau von Ladungen erreicht wird. liach kurzzeitigen Meßperioden werden die Grenzflächen des Kristalls mit einer der abgegebenen Meßspannuns: reziproken Spannung beaufschlagt» Ihr Absolutbetrag entspricht dem Betrag der erreichten Meßspannung,'

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist ein Prinzipschaltbild dargestellt.

Der linsatz piezoelektrischer Meßgrößenaufnehmer für statische Messungen wird nach der Erfindung dadurch möglich, daß erstmals ein zyklischer Neuaufbau von Ladungen erfolgt. In zeitlich vorbestimmten .Abständen erfolgt ein V/achsel zwischen durch äußere Kräfte bewirkten Deformationen der piezoelektrischen kristalle und dem Beaufschlagen ihrer Grenzflächen mit einer Ge^en-

spannung die vom gleichen Absolutbetrag wie die Meßspannung ist.

An dem piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmer 1 greift eine äußere Kraft ρ ,an. Dadurch treten die bekannten Deformationen am piezoelektrischen Kristall ein. Diese werden durch eine am Ausgang des piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmers Ί'anstehende Meßspannung als Analogon der äußeren Kraft erfaßt und an den Umschalter 2 geführt. Mit dem Umschalter 2 ist eine 'Taktgebereinrichtung 2 verbunden, die mindestens einen St euereins .ans besitzt. In der einen Stellung des Umschalters 2 ist eine Auswerteeinhalt 3 &it dem Ausgang des piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmers 1 verbunden» Über die Auswerte einheit 3₅ die ein in Druckeinheiten geeichtes Voltmeter sein kann, erfolgt eine Anäeige d'es -anstehenden Druckes., Parallel zu der Auswerte- " einheit 3 ist ein Speicherelement 4 geschaltet. Dadurch wird der von Ausgang das pssoelektrischen Meßgrößenaufnehmers 1'zur Verfügung gestellte elektrische Spannungsv;ert gespeichert«, Der Speicherausgang ist mit einer Spannungskompensationseinrichtung 5 verbunden, welche über einen N ul !diskriminator 6 an einen St euer eingang der (Taktgeber einrichtung 2 geführt ist. Das in den Speicher 4 eingegebene Signal steht als Stellgröße für die Spannungskompensationseinrichtung 5 zur Verfügung* Dort wird eine dem Speicherwert Reziproke Spannung erzeugt» UaCh Erreichen derselben spricht der Nulldiskriminator 6 an und beaufschlagt den Steuereingang der Taktgebereinrichtung 2^J . Dadurch wird die Umschaltung des Umschalters 2 in eine andere Stellung bewirkt« In dieser neuen Schalt st ellung des Umschalters 2 ist der Ausgang des piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmeijs direkt mit dem Ausgang der Soannungskompensationseinrichtung 5 verbunden« Dadurch wird dem piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmer. 1 eine dem anstehenden Druck entsprechende G.egenspannung zugeführt. Nach erneuter Umschaltung des Umschalters 2 steht der am piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmer 1 anstehende Wert der Auswerteinheit 3 erneut zur Verfügung.

Claims (1)

1. Brf ind ung sans pr ach

   1. Tiefgangsgeberanordnung für Schiffe, nach dem Prinzip der D r ac lane s sung arbeitend, dadurch gekennzeichnet , daß ein am Schiffsboden angeordneter piezoelektrischer Meßgrößenaufnehmer (1) mit dem Seewasser in Verbindung steht und sein Ausgang (1) mittels eines selbsttätig getakteten Umschalters (2) über geeignete Anordnungen (4,5) ^it einer Auswerteeinheit (3) gekoppelt ist,

   2e TiefgangsgeberanOrdnung nach Punkt 1,dadurch g e ^ k e nn ζ eich net , daß der Ausgang 1 'des piezoelektrischen Meßgrößenaufnehmers 1 über einen zeitabhängigen arbeitenden Umschalter (2,2')? der mit einer Auswerteeinheit (3) der eine Speichereinrichtung (4) mit nachsaachaltister Konpensationseinrichtung (5) parallelseschaltet ist_? mit über einen !lulldiskriminator (6) an einen Unsehalt erst euereingang (2') geführt ist, während bei geänderter Stellung des Umschalters (2) dieser über die mit der von einem Speichereingang (4) beaufschlagten ICompensationseinrichtung (5) verbunden ist, besteht über sinen weiteren Ausgang der Kompensationseinrichtung und d-an ITulldiskriiäinator (6) eins Verbindung zum Umschalter-Steuer eingang (2') »

   Hierzu 1 Seile Zeichnungen