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液货舱激光测量系统

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一、液货舱激光测量的作用及基本概况
液货维护系统、液货驳运系统和特殊的动力推进系统构成了LNG船的三大
特点。其中，液货维护系统是整个LNG船最特殊的区域，也是设计与建造难度
最大的一部分。
现以NO.96薄膜型LNG船为例，该船的液货维护系统主要由两层绝缘箱和
两层殷瓦钢组成（典型液货舱横切面如图1所示），以隔绝LNG从货舱吸收热量，
同时将液体的压力传递到货舱，并确保液化天然气不会泄露，否则船体钢材会因
低温导致脆化开裂。因此，LNG船对液货舱船体结构的尺寸精度和平整度要求特
别高。根据设计要求，在每层相邻4个绝缘箱的中间需要安装凸缘螺栓用以固定
绝缘箱。在实际的生产操作中，通过激光跟踪测量系统可以解决根据设计图纸确
定凸缘螺栓在船体货舱内壁的精确安装位置，以及保证绝缘箱安装后的平整性等
问题。

图1 典型液货舱横切面示意图
激光跟踪测量系统是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合
了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代
数值计算理论等多种先进技术，能对空间运动目标进行跟踪定位并实时测量目标
的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便
等特点，特别适用于大尺寸工业现场测量。目前国际上已经进行商业化生产的主
流厂家有瑞士的Leica（Hexagon公司旗下品牌），美国的Api公司和Faro三家跨
国公司。

二、结构及其工作原理
激光跟踪测量系统的主要组成有传感支撑座、控制器、环境监控器、计算机、
应用软件、目标反射镜及各种附件等，其空间坐标的结构采用球坐标、即空间点
的敏感单元由三部分组成，包括两个测角单元和一个测距单元。测距单元是一个
单光束激光干涉仪（IFM）；测角单元是两个角度编码器，其测量原理如图2所示。
激光束由光源出发，经过带有两个角度编码器的旋转镜，投向反射镜。经反射镜
反射回来的光经过分光镜被分成两部分，一部分与参考光相干涉计算出反射镜的
相对位移；另一部分反射光则投向光电位置感应器（PSD），PSD将差动信号输出
到伺服电机，电机控制旋转镜的转角，使激光束始终指向反光镜的中心，两个角
度编码器则分别指示出旋转镜的旋转角度。

图2 激光测量仪的工作原理
干涉测距是利用光学干涉法原理，通过测量干涉条纹的变化；来测量距离的
变化量。激光跟踪仪的IFM只能测量相对距离，如需要测量跟踪头到空间点的绝
对距离，必须给出一个基准距离。传感器单元上有一个固定点叫基点，跟踪头到
基点的距离（基准距离）是已知的，当反射器从基点内开始移动，IFM测量出反
射器移动的相对距离，再加上基准距离就得到据对距离。若果激光束被打断，则
必须重新回到基点以重新初始化IFM，这会给实际工作带来很多不便，因此一些
跟踪仪上增加了绝对距离测量仪（ADM），ADM可自动地重新初始化IFM，给出
绝对距离，因此反射镜无需重新回到基点。
激光跟踪仪最大特点就是可以自动跟踪目标反射镜，实现高精度快速测量。
目前跟踪仪的跟踪速度可达6m/s，而且其最高测量速度每秒采样可达10000点，
适合于动态目标的检测。它的测量精度高，空间点位置精度可达（5—10）um/m，
是目前工业高精度测量中的主要仪器。
三、在LNG船液货舱中的应用
基于其以上特点，我们正好可以将其用于LNG船船体货舱内壁精确定位凸
缘螺栓及测量LNG船液货舱壁的平整度，以美国Faro公司的激光跟踪仪ION在
测量LNG船液货舱壁中应用为例。
LNG船液货舱壁的测量要求：
1、测量范围
LNG船液货舱舱体是一个八面体，最大平面尺寸为50m（长）×40m（宽）
×40m（高），考虑测量现场施工工况较差对测量距离的 影响，激光跟踪仪测量
范围须>50m。
2、测量精度
凸缘螺栓的装焊精度要求为±1mm，除去划线、打点等工序产生的误差，要
求激光跟踪仪最大测量误差为±0.1mm。
3、工况要求
由于在船舱内测量时，船上还有切割、打磨、修补邓工作在同时进行，而且
舱体内还未安装温湿度调控设施，所以激光测量仪须有防尘防潮功能，满足电气
设备IP54的要求。
4、自带软件
激光跟踪仪自带软件应能导入船体设计提供的测量坐标，同时也能将测量数
据导出到分析软件以计算相应数据。
5、其他要求
因船厂在搭载船体分段时已经经液货舱专业脚手架安装在船舱内，所以使用
激光测量仪测量时须避开大量脚手架。为了简便操作，系统必须具备“断光续接”
功能。

四、Faro ION激光跟踪仪产品主要技术规格
1、尺寸与重量
头部尺寸为311mm（宽）×556mm（高）；
头部重量为17.7kg；
控制器尺寸为282mm（长）×158mm（深）×214mm（高）；
控制器重量为5.2kg；
2、测量范围
水平范围为±270°；
垂直范围为±72.5°~-52.5°；
工作范围为0~55m。
3、距离测量性能
分辨率为0.518um；
精度（MPE）为4um+0.8um/m。
4、角度测量性能
角向精度（MPE）为20um+5um/m。

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船舶测量技术的介绍与使用方法

船舶测量技术的介绍与使用方法

船舶测量技术的介绍与使用方法船舶测量技术是航海领域中至关重要的一项技术，它能够帮助船舶准确测量其尺寸、重量以及其他相关参数。

在航海过程中，准确的测量数据对于船舶的安全和航行计划至关重要。

在本文中，我们将介绍几种常见的船舶测量技术以及它们的使用方法。

一、激光测距技术激光测距技术是一种现代化的测量技术，它利用激光束测量目标物体与测量仪之间的距离。

在船舶测量中，激光测距技术可以用来测量船舶的船体长度、船宽以及各个部位的距离。

通过激光测距技术，船舶管理人员可以准确了解船舶的尺寸，从而更好地规划装载和物料管理。

使用激光测距技术进行船舶测量非常简单，只需要将激光测距仪瞄准目标位置，即可通过仪器显示的数字获得测量结果。

在进行船舶测量时，需要注意仪器的稳定性和测量的准确性，以确保测量结果的可靠性。

二、声纳测深技术声纳测深技术是一种常见的船舶测量技术，它利用声波在水中的传播速度和返回时间来测量水深。

对于船舶来说，知道水深是至关重要的，特别是在航行过程中需要避免浅水区域。

通过声纳测深技术，船舶可以准确测量水深，并及时做出相应的调整。

使用声纳测深技术进行船舶测量需要安装声纳测深仪器，该仪器通常会通过声纳传感器发射声波，并记录返回的声波到达时间来计算水深。

在使用声纳测深技术时，需要注意水声传播的速度会受到水温、盐度等因素的影响，因此需要进行相应的修正。

三、测流技术测流技术是船舶测量中的另一项重要技术，它主要用于测量水流的速度和方向。

在航海过程中，了解水流的情况可以帮助船舶选择适当的航线，以提高航行效率。

测流技术可以通过安装流速计等设备来进行测量。

使用测流技术时，需要将流速计等设备安装在船体底部或引航桩上，测量水流的速度和方向。

通过测流技术获得的数据可以帮助船舶管理人员制定合理的航行计划，从而更好地应对复杂的水流环境。

四、红外测温技术红外测温技术是一种非接触式的测量技术，它可以帮助船舶管理人员测量船舶各个部位的温度。

在航海过程中，船舶的部件温度可能会受到各种因素的影响，因此了解温度信息对于保障船舶的正常运行非常重要。

激光雷达系统

激光雷达系统


历史沿革
自从1839年由Daguerre和Niepce拍摄第一张像片以来，利用像片制作像片平面图(X、Y)技术一直沿用。到 了1901年荷兰人Fourcade发明了摄影测量的立体观测技术，使得从二维像片可以获取地面三维数据(X、Y、Z)成 为可能。一百年以来，立体摄影测量仍然是获取地面三维数据最精确和最可靠的技术，是国家基本比例尺地形图 测绘的重要技术。
激光雷达系统
激光探测及测距系统的简称
01 简介
03 技术发展 05 基本原理
目录
02 历史沿革 04 主要途径 06 主要用途
激光雷达LiDAR(LightLaser Detection and Ranging)，是激光探测及测距系统的简称。
用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物。由发射机、天线、接收机、跟 踪架及信息处理等部分组成。发射机是各种形式的激光器，如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体 激光器及波长可调谐的固体激光器等；天线是光学望远镜；接收机采用各种形式的光电探测器，如光电倍增管、 半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式， 探测方法分直接探测与外差探测。
基本原理
LIDAR是一种集激光，全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)三种技术与一身的系统，用于获得数据并生 成精确的DEM。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。它又分为日臻成熟的用于获 得地面数字高程模型(DEM)的地形LIDAR系统和已经成熟应用的用于获得水下DEM的水文LIDAR系统，这两种系统 的共同特点都是利用激光进行探测和测量，这也正是LIDAR一词的英文原译，即：LIght Detection And Ranging - LIDAR。
激光测量技术在大型汽轮机隔板找中心中的应用

激光测量技术在大型汽轮机隔板找中心中的应用

激光测量技术在大型汽轮机隔板找中心中的应用机电工程有大量的转动设备，目前，国内火电电站工程多以超超临界660MW和1000MW机组为主，对大型汽轮机本体安装过程来讲，汽机本体隔板部套找中心工作是大型汽轮机本体安装中的一项十分重要的工作，它直接关系到在此之后的汽封间隙调整工作，如果隔板的同心度不好，会很大程度上加大汽封间隙调整工作的工作量，并影响汽封间隙的均匀程度，从而会影响机组运行时的经济性、稳定性和安全性。

传统的施工工艺中，隔板找中心多数采用的方法主要是拉钢丝法和假轴法，需要消耗大量劳动力，且隔板部套找中心工作精度较低，为了更加高质量的完成隔板找中心这项工作，我公司采用了较为先进的激光找中心。

1、激光找中心原理我公司采用由瑞典Damalini AB公司生产的D660隔板同心度激光测量系统，其原理如图3-1所示，是通过氦氖激光发生器产生激光束，在接收靶上形成光斑，光斑的移动导致硅片（如图3-2）的电阻的变化，给硅片一定的电压;因电阻的变化，将导致电流的变化，电流的变化;经A/D转换，变成数字信号，光斑越靠近中心区域，线形度越高。

如图3-3所示，在接收靶形成光斑的三种情况中，第1种情况是能够准确测量的，由于该激光测量系统测量的激光的能量中心，故第2、3种情况不能准确测量。

图4-1 激光发生器图4-2 Position Sensitive Device位置敏感件图4-3 PSD接收激光的三种情况2、激光测量系统组成激光测量系统是由激光发射器（图4-4）、激光探测器（图4-5）和显示单元（图4-6）组成。

整个测量系统如图4-7所示。

图4-4 激光发射器激光发射器有三个带磁力的刚性支撑杆，支撑杆可调节以适应不同直径的测量对象。

坚固的设计可保证最高的测量精度。

激光束可以非常简便地进行水平和垂直的微调。

激光探测器支架为刚性，连接于横梁，对于大直径设备可加扩展横梁和加长探杆。

探测器支架可旋转，同时探测器可在滑杆上上下滑动，磁性座可固定在衡量的任意位置，当测量对象直径不同时，这种设计大大简化了测量过程中横梁的移动和固定工序。

5.5万吨化学品船液货扫舱系统设计及应用

5.5万吨化学品船液货扫舱系统设计及应用

5.5万吨化学品船液货扫舱系统设计及应用臧大伟;杨念;崔晓敏;王昆;杨卓祺;马韶楠【摘要】《1973年国际防止船舶造成污染公约及其1978年协定书(MARPOL)》附则II"控制散装有毒液体物质污染规则"2004年修正案对化学品船在每个舱内及其相应管路内的液货残液量方面提出了更加严格的规定;此外,由于化学品船的特殊性,载运货品种类繁多,既可载运有毒货品,也可载运食用油类货品;并且,每次在卸货特别是在更换货品时,就对其液货扫舱系统提出非常高的要求,将很大程度影响到扫舱系统设计.因此,采取有效措施减少扫舱残液量是必须解决的关键技术问题.文中基于防污公约要求,主要对5.5万吨IMO(国际海事组织)II型化学品船液货扫舱系统的选型方法、设计原理、扫舱步骤和管路设计注意事项等方面进行了研究分析,并且简要介绍扫舱试验程序.目前,该型船扫舱结果已成功通过船级社的检验.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2017(028)004【总页数】6页(P58-63)【关键词】化学品船;扫舱系统;残液量【作者】臧大伟;杨念;崔晓敏;王昆;杨卓祺;马韶楠【作者单位】大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连 116005;大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连 116005;大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连 116005;大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连 116005;大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连 116005;大连船舶重工集团设计研究院有限公司大连116005【正文语种】中文【中图分类】U674.13+35.5万吨IMO II型化学品船是新加坡万邦船东建造的目前世界最大的II类化学品船。

船旗国：新加坡；船级：第1艘、第2艘船为LR+CCS双船级，第3艘、第4艘船为ABS+CCS双船级。

船上设置了10对液货舱和1对污油舱。

该型船的液货系统采用单舱单泵，液货泵为Marflex厂家生产的电动深井泵，各个液货舱相对独立，具有最大的货品分隔能力。