一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統的製作方法

2023-12-12 11:35:57 1

專利名稱：一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬系統，特別是涉及一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統。
背景技術：
雙殼油船是用於海上油品運輸的專門船隻，隨著世界經濟的快速發展，全球重大海上溢油事故頻頻發生，油船運輸油品常常帶來溢油風險，船舶溢油研究已是迫在眉睫的事情。然而前人對這方面研究的不多，例如國外有日本學者Katsuji YAMAGUCHI等人根據實船VLCC按照1/50的比例尺設計模型實驗，其模型具體參數如下模型水池長5. 0m，寬O. 8m,高I. Om,模型艙長45cm,寬120cm,高60cm,雙層底高度分2cm, 4cm, 6cm三種。然此模型是以刻度尺及攝像機記錄溢油過程，顯然該模型的記錄精度不高，且不能對破孔處周圍的壓力變化進行有效的記錄。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是一種能全面、有效、準確監控雙殼油船洩漏過程的模擬系統。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，包括透明材料製成的水池、透明材料製成的雙殼油船模型艙、吃水定位系統以及洩漏監測系統，其特徵在於所述雙殼油船模型艙通過吃水定位系統定位在水池內，並且可通過吃水定位系統調節雙殼油船模型艙的吃水狀態，所述雙殼油船模型艙的底部為雙層底並且該雙殼油船模型艙的艙底或者艙壁具有破孔，該破孔可用橡皮塞堵住，在雙殼油船模型艙的艙底具有透氣孔，該透氣孔通過設置在沿著艙壁的導管連通至雙殼油船模型艙上方，所述洩漏監測系統包括雙殼油船模型艙的破孔處附近的壓力傳感器，設置雙殼油船模型艙底部中間具有液位傳感器，在所述破孔的正面設置有正面攝像機，在所述破孔的側面設置有側面攝像機，並且該液位傳感器、壓力傳感器、正面攝像機和側面攝像機均通過信號線連接至計算機。優選地，所述吃水定位系統包括支架以及位於支架上的可以調節吃水量的調節螺母。為了便於清潔和多種材料的模擬實驗使用，所述水池的底部具有實驗後將水池中的油水混合物排淨的小孔。與現有技術相比，本實用新型的優點在於整個系統運行時能實時監控並進行記錄，能較為準確而直觀地記錄整個洩漏過程。而壓力傳感器的引入又能從微觀上記錄洩漏過程中破孔處壓力的變化以及模型艙內液位的變化。由於破孔位置可分別為艙底、側壁水 線以下、側壁水線以上，故可模擬觸礁、碰撞等各種實際情形。且雙殼油船模型艙和水池都是鋼化玻璃鋼製作，不但便於觀察又方便在實驗後清理轉而進行其他不同油品的實驗，亦可滿足不同油品的實驗要求。綜上所述，本系統可較為準確地模擬各種情形下的多種油品的實驗。

圖I為本實用新型實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。本實用新型的實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，如圖I所示，包括水池7、雙殼油船模型艙13、吃水定位系統以及洩漏監測系統。所述水池7的尺寸設計以及材料設計以洩漏時油品與水池壁無水動力學耦合為準。優選地，水池7的尺寸設計為長lm，寬O. 8m，高lm，並且採用鋼化玻璃材料，底部具有開口直徑為3cm的小孔4，便於實驗後將水池中的油水混合物排淨。所述雙殼油船模型艙13位於水池7內，水池7內裝入水用於模擬海水，雙殼油船模型艙13內裝入油。該雙殼油船模型艙13按流體力學相似理論進行設計，底部為雙層底16，尺寸為長O. 5m,寬O. 6m,高O. 5m,雙層底16高度為6cm。破孔位置包括位於艙底和兩側艙壁兩種，艙底破孔大小根據破損程度進行設置，艙壁破孔分為水下破孔和水上破孔兩種。如圖I所示，包括了艙底破孔8、側壁水線下破孔14和側壁水線上破孔15，使用者可以根據想測量的破孔的位置自行調整，因此可以進行模擬和測量不同種類的破孔的狀況。在雙殼油船模型艙13的艙底具有透氣孔12，通過設置在沿著艙壁的導管11連通至雙殼油船模型艙13上方，以保證實驗時不會因為雙層底內部的壓強劇增而導致實驗與實際情況不符。為了便於實驗時攝像機的拍攝記錄，雙殼油船模型艙13和水池7 —樣均採用鋼化玻璃進行製作，也可採用其他透明材料製成。該吃水定位系統位於水池7內，並且通過該吃水定位系統將所述雙殼油船模型艙13定位於水池7內，該吃水定位系統包括支架6以及位於支架6上的可以調節吃水量的調節螺母5，通過支架6和吃水調節螺母5的調節可以將雙殼油船模型艙13調節到指定的吃水狀態下。該洩漏監測系統包括位於雙殼油船模型艙13的底部中間的液位傳感器10、位於破孔處附近的壓力傳感器9，如圖I所示，所測量的破孔為艙底破孔8，該壓力傳感器9位於艙底破孔8旁。並且該液位傳感器10和壓力傳感器9均通過信號線連接至計算機1，在破孔的正面設置正面攝像機2，在破孔的側面設置側面攝像機3，該正面攝像機2和側面攝像機3分別連接至計算機I用於實時記錄洩漏的過程。並且該兩個攝像機的位置可以根據破孔處的設置的位置進行調整。本實用新型的一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統的工作過程是先往水池7中注入自來水，水深為69cm。通過吃水定位系統將雙殼油船模型艙13調節到指定吃水狀態。接著布置壓力傳感器9和液位傳感器10，通過信號線連接至計算機I。該兩個傳感器在布置時是通過膠帶固定在艙壁上，防止實驗過程中由於傳感器的位置改變而使採集數據無效。同時布置在艙內的信號線也應沿艙壁加以固定。然後將導管11插入透氣孔12，沿艙壁延伸至艙外。破孔，即圖中的艙底破孔8用橡皮塞堵住。接著將油品倒入油艙中，待倒到指定裝載高度時停止。然後初始化傳感器，對其進行歸零、量程設置等。接著將正面攝像機2和側面攝像機3分別布置在破孔的正面和側面，調節光線角度等。待一切準備工作就緒後，將待測的破孔處的橡皮塞拔出，分別由正面攝像機2和側面攝像機3和壓力傳感器9、液位傳感器10記錄下整個洩漏過程。本發明的一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統優點整個系統運行時能實時監控並進行記錄。水池、雙殼油船模型艙、油品等的設計都是建立在流體力學相似性理論之上的，能較為準確而直觀地記錄整個洩漏過程。而壓力傳感器及數據採集軟體的引入又能從微觀上記錄洩漏過程中破孔處壓力的變化以及模型艙內液位的變化。由於破孔位置可分別為艙底、側壁水線以下、側壁水線以上，故可模擬觸礁、碰撞等各種實際情形。且雙殼油船模型艙和水池都是鋼化玻璃鋼製作， 不但便於觀察又便於實驗後清理進而進行其他不同油品的實驗，亦可滿足不同油品的實驗要求。綜上所述，本系統可較為準確地模擬各種情形下的多種油品的實驗。除上述實施例外，本實用新型還包括有其他實施方式，凡採用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本實用新型權利要求的保護範圍之內。
權利要求1.一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，包括透明材料製成的水池(7)、透明材料製成的雙殼油船模型艙(13)、吃水定位系統以及洩漏監測系統，其特徵在於所述雙殼油船模型艙(13)通過吃水定位系統定位在水池(7)內，並且可通過吃水定位系統調節雙殼油船模型艙(13)的吃水狀態，所述雙殼油船模型艙(13)的底部為雙層底(16)並且該雙殼油船模型艙(13)的艙底或者艙壁具有破孔，該破孔可用橡皮塞堵住，在雙殼油船模型艙(13)的艙底具有透氣孔(12)，該透氣孔(12)通過設置在沿著艙壁的導管(11)連通至雙殼油船模型艙(13)上方，所述洩漏監測系統包括雙殼油船模型艙(13)的破孔處附近的壓力傳感器(9)，設置雙殼油船模型艙(13)底部中間具有液位傳感器(10)，在所述破孔的正面設置有正面攝像機(2)，在所述破孔的側面設置有側面攝像機(3)，並且該液位傳感器(10)、壓力傳感器(9)、正面攝像機(2)和側面攝像機(3)均通過信號線連接至計算機(I)。
2.如權利要求I所述的實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，其特徵在於所述吃水定位系統包括支架(6)以及位於支架(6)上的可以調節吃水量的調節螺母(5)。
3.如權利要求I所述的實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，其特徵在於所述水池(7)的底部具有實驗後將水池中的油水混合物排淨的小孔(4)。
專利摘要一種實時監測雙殼油船洩漏過程的模擬系統，包括水池、雙殼油船模型艙、吃水定位系統以及洩漏監測系統，雙殼油船模型艙的底部為雙層底並且該雙殼油船模型艙的艙底或者艙壁具有破孔，在雙殼油船模型艙的艙底具有透氣孔，該透氣孔通過設置在沿著艙壁的導管連通至雙殼油船模型艙上方，洩漏監測系統包括雙殼油船模型艙的破孔處附近的壓力傳感器，設置雙殼油船模型艙底部中間具有液位傳感器，在所述破孔的正面設置有正面攝像機，在所述破孔的側面設置有側面攝像機。整個系統運行時能實時監控並進行記錄，可模擬觸礁、碰撞等各種實際情形，並且方便在實驗後清理又進行其他不同油品的實驗，亦可滿足不同油品的實驗要求。
文檔編號G01M3/04GK202372315SQ20112053274
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者盧金樹, 趙衛斌 申請人:浙江海洋學院