JPH0129542Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は浚渫船における従来の積載土量のアナ
ログ計測法を廃してデイジタル化を行いマイクロ
コンピユータを利用して構成機器の標準化を計る
とともに計測精度を向上した積載土量計測装置に
関する。 船舶の左右両舷の甲板を越えて船槽から両腕の
ように浚渫導管を海底に降下し、上記船槽に海底
の土砂を海水とともに吸上げて浚渫を行う浚渫船
においては計画されたコースに従つて船首と船尾
の吃水の均衡をとりながらまた浚渫導管の先端が
示す海底の深度を計測しながら浚渫作業を行うも
のである。また船槽の積載土量は浚渫作業の成果
を評価する手段でその計測は重要な仕事になつて
いる。この積載土量の計測は従来から船舶の排水
量の変化を基礎に行われ、その基準はエアパージ
式の圧力測定装置による吃水測定におかれてい
る。すなわちエアパージ式の脊圧を測定すること
によつてこの圧力に比例する深度を計測するもの
である。排水量の計算はこの吃水と船体の当該面
積の積としての当該船体容積の算出によつて行わ
れる。このような積載土量の計測において従来は
吃水精度に影響する圧力検出端であるエアパージ
口の取付位置の相異による誤差補正を圧力測定装
置の圧力発信器の出力レンジで修正してきた。こ
の補正値は本船の完工近くまでは正確にわからな
いこともあつて事実上は修正できない事が多く、
取付位置によつては特殊レンジの圧力発信器を必
要とした。また船体構造による演算用諸定数もア
ナログ増巾器の回路定数で設定および修正を行う
必要から、計測系統ごとに回路定数を修正するた
め、他の設定定数に影響を及ぼす等の不具合があ
り、これら演算用諸定数はこれまた本船試運転時
までわからないことが多く、充分な補正を短期間
に行うことは困難であつた。 このような実状に鑑み本考案は積載土量の計測
における全ての演算をマイクロコンピユータで行
い、計測装置の各種構成機器及び使用法の標準化
を行い、補正等はソフトウエア処理とすることに
よつて計装作業を単純化し、設定定数および換算
定数は計装完了後においても随時に修正可能なよ
うにし、充分な補正を行い、計測精度を向上する
とともに経済性をも向上した浚渫船の積載土量計
測装置を提供することを目的とするものである。 従つて船腹中央位置の吃水の変化に応じて本船
の総排水量の変化を示した折線近似による総排水
量の算出は従来不可能であつたがコンピユータの
使用により可能となり、また設定定数の種類は
PROMに設定するもの44デイジツト、デイジタ
ルスイツチに設定するもの88デイジツトの数であ
り、従来のアナログ演算回路の抵抗器で修正する
ことは不可能なことである。 以下に図面にもとづき実施例について説明す
る。第１図は本考案になる装置の一実施例を示す
吃水および深度測定を行う圧力測定装置の説明図
である。第１図ａは吃水測定の圧力測定装置の船
側装備部分の説明図で、第１図ａにおいて１は浚
渫船、３は圧力測定装置、４はエアパージ箱５に
圧搾空気を供給するとともに信号空気圧を伝える
細い導管を示す。６は導管４と同形の細い導管で
エアパージの泡を大気中に導くものでエアパージ
が適切に行われている事を示す表示管で導管４と
ともに船側に装備される。また圧力検出端である
エアパージ口１３の位置は船首からＦ、船底から
ｆなる距離にある。船長はＬで他の２つの圧力測
定装置３のエアパージ口１３の位置は船腹中央位
置や船尾からＡなる位置に装備され、船底から何
れもｍ，ａなる距離にある。エアパージ箱５の栓
口を開くと海水は導管４と６とを昇り海面１１と
等しい位置に達する。エアパージが行われると導
管４の水柱は押し下げられ導管６に僅かな泡が認
められる圧力に空気圧が保持され、この脊圧が測
定され吃水値となる。第１図ｂは深度測定の圧力
測定装置の説明図である。第１図ｂにおいて浚渫
船１の両舷側に浚渫導管２が海低１２に降下さ
れ、この浚渫導管に沿つて細い導管１０も降下さ
れ海底１２からＰおよびＳなる距離にエアパージ
口１３を開くように設置される。エアパージが適
切に行われるならば海底１２の深度が脊圧として
正確に測定される。第１図ｃは圧力測定装置３の
説明図である。第１図ｃにおいて導管４の脊圧は
減圧弁とニードル弁で制御されて圧力発信器８に
より計測され、アナログ入力信号である直流
4mAから20mAの電流値に変換されて端子９から
出力される。端子７はソレノイドバルブを制御
し、エアをONおよびOFFする信号入力端子で、
１４は圧力計である。圧力発信器は標準のもので
よく、例えば最大吃水10ｍまでは０〜１Kg／cm²の
レンジのもの、最大吃水30ｍまでは０〜３Kg／cm²
レンジのものというように標準レンジを定め、従
来のようにエアパージ口１３の位置例えば距離
ｆ，ｍ，ａ，ｐおよびｓによつてこのレンジを補
正して特殊レンジの圧力発信器を作製する必要は
なくなる。すなわちこれらの補正は、例えば df＝10／f₁・Sω（if−f₂）＋ｆ ……(1) のようにマイクロコンピユータによつて行われ
る。ここにf₁，f₂はレンジの値、ifは4mAから
20mAの範囲にある脊圧の圧力変換電流値、dfは
吃水でSωは海水比重である。勿論数値は０から
1000の数値に交換されたものである。 第２図は本考案になる装置の一実施例を示す主
演算装置の説明図である。第２図において主演算
装置は主演算パネル４０を中心に各端子を介して
接続される周辺機器とから構成される。マイクロ
コンピユータは中央演算器２１、入出力制御器２
２、記憶器２３及び記憶制御器２４がバスで接続
されて構成される。デイジタルスイツチ２５は記
憶制御器２４を介して記憶器２３に各種設定定数
および換算定数を記憶する。デイジタル表示器２
６は照明制御付７桁のLED表示を行うもので土
砂重量をはじめデイジタルスイツチ２５による設
定値をデイジタル表示する。デイジタル表示器２
７と２８とは浚渫導管２が位置する海底の浚渫深
度を表示する。２９は圧力測定装置３に圧搾空気
を供給し、圧力発信器８からのアナログ入力信号
を出力して遠く離れた操舵室の主演算パネル４０
の端子３５に送る圧力測定操作パネルである。３
０は電源AC220Vを入力して主演算パネル４０の
端子３４を介してコンピユータに電流を送り、ま
た直接に圧力発信器８へ駆動電圧を送る電源装置
である。３１は主演算パネルの端子３６を介して
入出力制御器２２に接続され、土砂重量を示すデ
イジタル出力信号をＤ／Ａ変換器でアナログ信号
としてグラフイツク表示を行うトレンドペンレコ
ーダである。３２は主演算パネルの端子でデイジ
タル表示器２７と２８とを入出力制御器２２へ接
続する。３３は主演算パネル４０の端子で電源ス
イツチ３７を電源装置３０に接続する。海底の浚
渫深度はデイジタル表示器２７と２８とに表示さ
れるとともに圧力測定操作パネル２９のデイジタ
ル表示器３８と３９に遠隔表示される。次に本装
置の動作について説明する。電源スイツチ３７を
ONとし各所に駆動電圧を送り、圧搾空気を圧力
測定操作パネル２９によつて各所に送ると各種の
アナログ入力信号が入出力制御器２２に入力して
くる。ここでアナログアドレススイツチとＡ／Ｄ
変換器によつて各種のアナログ入力信号は10秒か
ら30秒の周期で繰返し走査サンプリングされそれ
ぞれのデイジタル入力信号に遂次変換される。各
吃水、各深度および船槽の積載物の船底よりのレ
ベルはエアパージ口の取付位置、レンジ補正およ
び海水比重補正定数による補正演算を式(1)のよう
に行う。ここで海水比重は外部のデイジタルスイ
ツチ２５によつて設定され、取付位置の補正定数
は内部のデイジタルスイツチで設定され、レンジ
定数は記憶器２３のPROMに設定記憶されてい
る。この補正演算は中央演算器２１で行われる。
さらに船首と、船尾の吃水にはお互に影響を及ぼ
し合うため相関補正を次式において演算する。船
首吃水Df、船尾吃水Daとすると Df＝（Ｌ−Ａ）df−Ｆ・da／Ｌ−（Ａ＋Ｆ）……(2)
Da＝（Ｌ−Ｆ）da−Ａ・df／Ｌ−（Ａ＋Ｆ）……(3)
式(2)と(3)においてＬ，ＡおよびＦは前述の距離
を示しdfとdaとは船首と船尾のエアパージ口に
おける吃水を示す。次に船腹中央位置の補正吃水
の変化に応じて本船の総排水量の変化を示した折
線近似によつて総排水量を算出し、この総排水量
に補正海水比重定数を乗じて総重量を算出し記憶
する。次に本船の船体重量と清水や燃料油その他

【表】 表１でＡは総排水量、Ｂは積載物相当排水量、
Ｃは排水量トン、Ｄは船体分排水量をそれぞれ示
す。 Ａ＝Ｂ＋Ｄ＋Ｅ＝Ｂ＋Ｃ， ……(4) Ｂ＝Ａ−Ｃ ……(5) すなわち式(4)から式(5)の関係が成立する。今積
載物がない状況における排水量Ｃは排水量Ａに等
しく、また吃水から求めることが可能で、船体重
量Ｄと清水、燃料油等の排水量Ｅとの和の排水量
Ｃは積載物がない総重量ですなわち浚渫開始前の
総重量に等しい。この積載物がない総重量が算出
され記憶される。次に積載物には海水と土砂とが
混合しているので次式の関係が成立する。 ω＝（Ｖ−Δ）Sω＋ΔSm＋ω₀ ……(6) 式(6)においてωは総重量、ω₀は積算物がない
総重量、Ｖは船槽の積載物容積、Δは土砂の積載
容積、Sωは海水比重定数、Smは土砂の比重定数
とすると、式６で示すように総重量は、船槽内の
海水の重量と土砂の重量と積載物がない総重量と
の和となる。従つて式(6)から次式(7)を得る。 Δ＝ω−ω₀−VSω／Sm−Sω ……(7) すなわち土砂の積載容積Δが式(7)によつて求め
られ、m³の単位で表示される。以上の演算は主演
算パネル４０に示されるマイクロコンピユータに
よつて行われる。土砂重量、船首と船尾の吃水、
海底の浚渫深度は演算出力として各種のデイジタ
ル表示器ならびにトレンドペンレコーダに表示さ
れ浚渫作業が円滑に行われる。 以上説明したように本考案になる積載土量の計
測装置を利用するときは計測装置の各種構成機器
及びその使用法の標準化を行い、補正等はソフト
ウエア処理とすることによつて計装作業を単純化
し、設定定数および換算定数は保守時においても
随時、容易に修正可能であるから補正も容易で、
総重量も折線近似が可能になり著るしく計測精度
が向上し、経済性も向上するという大きな実用効
果を挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案になる装置の一実施例を示す吃
水および深度測定を行う圧力測定装置の説明図、
第２図は本考案になる装置の一実施例を示す主演
算装置の説明図である。 １……浚渫船、２……浚渫導管、３……圧力測
定装置、４と６と１０……導管、７と９……端
子、１１……海面、１２……海底、１３……エア
パージ口、１４……圧力計、５……エアパージ
箱、２１……中央演算器、２２……入出力制御
器、２３……記憶器、２４……記憶制御器、２５
……デイジタルスイツチ、２９……圧力測定操作
パネル、２６と２７と２８と３８と３９……デイ
ジタル表示器、３０……電源装置、３１……トレ
ンドペンレコーダ、３２と３３と３４と３５と３
６……端子、３７……電源スイツチ、４０……主
演算パネル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 船舶の左右両舷の甲板を越えて船槽から両腕の
   ように浚渫導管を海底に降下し上記船槽に土砂を
   海水とともに吸上げて海底の浚渫を行う浚渫船に
   おいて、 船首、船尾および船腹中央の各位置の吃水なら
   びに上記左右両舷の浚渫導管の位置が示す深度を
   それぞれ計測するエアパージ式の圧力測定装置
   と、 該圧力測定装置における標準レンジを有する各
   圧力発信器から伝送されたアナログ入力信号をア
   ナログアドレススイツチとＡ／Ｄ変換器により一
   定周期でスイツチ走査しサンプリングしてそれぞ
   れデイジタル変換された入力信号を中央演算器へ
   入力せしめる入出力制御器と、この入力された各
   デイジタル入力信号はエアパージ口の取付位置に
   よる誤差定数とレンジ補正定数および海水比重補
   正定数とにより補正演算され、さらに船体構造に
   よる船首と船尾位置の吃水の相関補正を行い、船
   腹中央位置の補正吃水の変化に応じて本船の総排
   水量の変化を示した折線近似による総排水量を演
   算し、この総排水量より上記補正海水比重定数お
   よび土砂比重定数をもちいて土砂重量を演算する
   中央演算器を有するマイクロコンピユータとを具
   備し、 上記マイクロコンピユータの各種デイジタル出
   力信号を表示し、土砂重量をトレンドペンレコー
   ダによりグラフイク表示するようにした浚渫船の
   積載土量計測装置。