船舶测深表制作及报验关键问题

张晓东，冷坳坳

(1.海军工程大学， 湖北 武汉 430033;2.武汉理工大学， 湖北 武汉 430063)

测深表是指利用液面以某种刻度 (高度)的形式反映其一一对应的舱/柜在多种浮态下容量的表格［1］。通过测深表可以得知不同浮态下各舱/柜的装载量，了解船上的货物、油水、压载水等的总量及其变化量。

测深表在船舶建造、营运过程中都发挥着重要作用，但是测深表的制作及使用过程中测深表刻度(高度)读数不够准确的问题，船东、船厂对此深感苦恼。大型货船上的测深表一般分为手动测深表、遥测测深表和液位计测深表。手动测深表使用最多，通常又作为校正遥测测深表的依据，其制作及使用中出现的问题较多，文章将着重讨论手动测深表的制作及报验问题。

1 测深表的重要性

船舶测深表作为反应液体舱容及对应液体参数的文件，在船舶建造及运营过程中起着重要的作用，直接关系到船舶舱容计量的准确性、船舶重量及重心测量的准确性［2］、船舶装载仪稳性及强度计算的准确性［3］等。

表1为19 100 DWT多用途船主机滑油储存舱测深表及实际加油量。由表1知，测深表计量值与实际加油值偏差很大，当加油1 717桶，误差达到了14桶。若壳牌209 L桶装滑油以每桶1 000欧元计，损失高达14万元人民币。

随着船舶燃油管理自动化及智能化系统的出现，船舶远程监控系统也要求有尽可能准确的测深表。

表1 某船滑油储存舱测深表与实际值差别

2 手动测深表制作原理及准确性影响因素

2.1 手动测深表制作原理

测深表制作的基本原理为积分法［4］，根据公式 (1)计算得到不同液面高度的舱容，再根据测深元件参数做相应修正。

式中:dV为文中特指不同液面高度对应的舱容，m3;L为舱室的长度，m;H为舱室的高度，m;B为舱室的宽度，m。

根据测深管布置，将测深管不同位置距测深管底部长度值转化为对应舱室的舱高，不同舱高对应的舱容又可以通过式 (1)计算得到，即为手动测深表制作的基本原理。测深管布置及形状一般通过描述其端点、拐点在船舶坐标系中的坐标值来完成，如图1所示。图1为一般测深管布置形式，包含了测深表计算需要及其内容构成的重要参数，这些参数之间的关系如下。

式中:x1、y1、z1为表示测深管第1点坐标，mm;x2、y2、z2为表示测深管第2点坐标，mm;x3、y3、z3为表示测深管第3点坐标，mm;x4、y4、z4为表示测深管第4点坐标，mm;GAUGE为测深尺读数，cm;ULLAGE为空舱值，cm;L为表示测深管总长，mm。

一般通过测深表中GAUGE或ULLAGE值可以查得测量状态下舱容值。

图1 测深管布置示意图

2.2 测深表准确性影响因素

1)测深管坐标。由图1可知，测深管的坐标决定了其形状及在船上的具体位置。由式 (2)～式(7)可知，测深管总长度及测深读数由所有坐标共同决定，图1中H为液体在舱中高度，其值等于测深值GAUGE在z坐标上的投影之和，由式 (5)知GAUGE值等于测深管长度L1、L2之和。因此，测深管坐标的正确性直接影响测深表的准确性。

船厂工作人员往往直接将施工图上测深管坐标提供给设计院进行测深表计算，而实际情况是测深管加工及安装过程中往往有偏差，这样就导致按理论测深管坐标制作的测深表与实际情况偏差较大。表1中的偏差经分析是由于测深管坐标不准确导致的。重新测量测深管坐标，计算新测深表，按新表查得测量值与实际加油值比较值如表2所示。

表2 更新后测深表后滑油储存舱测深表与实际值差别

由表2可知，更改测深管坐标后，重新制作测深表与实际值吻合很好，船东对新测深表准确性也感到很满意。

2)船舶舱室线型。某些舱室，施工结束后实际线型与理论线型相差较大，如图2所示。测深表制作一般以舱室理论线型为依据，而舱室实际线型与理论线型存在一定的差异，这样就导致了以理论型线计算所得到的测深表在实船上使用是不准确的。

图2 船舶舱室变形示意图

2.3 提高测深表准确性的方法

1)提高测深表坐标准确性。测深管尽量用直管，避免过多拐弯，为测深管坐标确定提供便利，可以减少测量误差;计算测深表所用测深管坐标和实船一致，最好能对测深管坐标进行报验;为报验方便，可以利用测深尺测量测深管总长，并与测深管理论长度比较，如果差值不大，可认为实船坐标与理论坐标一致，否则应实船测量测深管坐标。

2)保证舱室线型的准确性。严格控制分段建造及船舶合龙的质量;严格控制船舶的变形量、合理加强舱室结构强度;核查测深管坐标后仍无法消除较大偏差，应进一步核查舱室主体几何参数，及时与设计院沟通，修正舱室模型。

3 手动测深表的报验

测深表在使用之前 (倾斜试验或者空船试验、加油等)，要向船东提交报验。一般通过手动测深表与遥测值进行比较来判断遥测软件的准确性。此时手动测深是未经检验的，因此，也可以通过此过程检测手动测深表的准确性。报验过程经常出现以下问题。

3.1 手动测深值与遥测值相差较大

此类问题比较常见，通常被误认为是遥测系统的问题，尽可从以下几方面入手排查。

1)检查遥测软件所设置的液体密度与实测是否一致;遥测表默认密度通常为海水密度，而实际报验时有时为江水。对于线型变化较大的舱室，密度的微小变动会在遥测上产生很大的变化。

2)手动测深表不准确，需要进行原因排查，重新制作测深表。

3)检测测量是否准确，测深尺是否到测深管底部;液位传感器初始电流值是否正常。

4)盲区叠加，遥测厂家在遥测表舱容值的基础上加盲区舱容值，导致遥测值偏大。

同时，不排除由于遥测测深表不准确造成大的偏差，因为液位传感器安装坐标以及舱室变形也会影响遥测表制作的准确性。

3.2 报验方法使用不正确

为报检方便，通过对遥测传感器进行加压模拟水注压力，来比较同等舱高下手动测深表对应高度下的值。两者结果在部分舱室不能吻合，误认为测深表错误，其实不然。此类问题在于未考虑测深元件起始高度差别，计入安装高度差别后此问题能很好解决。另外，值得注意地是船厂某些部门在面对测深表不准确的问题时，经常采用调整液位传感器电流值、人为调整液位计读数等方式，以期使不准确测深表及遥测系统基本一致，对此，采用多点报验的方法可以避免报检过程中出现的漏洞。

4 结束语

测深管不准确问题在船厂测深表制作及使用过程经常出现，现今大多数船厂暂未找到好的解决方法，根据以上分析，作者提出以下解决方法。

1)确保测深元件坐标的正确性。对于测深管，要保证拐点坐标与实船一致，尽可能使用直的测深管;对于液位计及液位传感器，尽量使安装坐标与实船一致。

2)控制舱室制作的准确性，提高分段制作及合龙质量，控制整个舱室变形量。

3)测深表报验时尽可能采用多个液位报检校核。

［1］周艳华，徐鹏辉，袁东东，等.测深表的制作及其重要性 ［J］.黑龙江科技信息，2012(18):79.

［2］顾振邦，刘应中.船舶原理［M］.上海:上海交通大学出版社，2003.

［3］祁亮，周瑞平.多用途船装载仪的开发与实现 ［J］.广东造船，2010(2):31-33，41.

［4］寇刚.舱容计算中的插值误差分析 ［J］.船舶设计通讯，2005(1):86-88.