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船舶测深仪安装时如何确保探头角度精准与信号稳定?

安装前的准备工作

这是整个安装过程中最关键的一步,准备不充分会导致后期安装困难或性能不佳。

图纸与技术文件审查

船舶测深仪安装时如何确保探头角度精准与信号稳定?-图1
(图片来源网络,侵删)
  • 确认型号与规格: 核对测深仪的产品说明书、技术规格书,确保其与船舶设计要求(如船级社规范、IMO SOLAS公约)相符。
  • 审查安装图纸: 仔细阅读制造商提供的安装手册,并结合船舶的总布置图、线型图等,确定最佳的安装位置。

安装位置选择 选择一个合适的安装位置是测深仪正常工作的前提,选择标准如下:

  • 远离声学干扰源:
    • 螺旋桨: 必须远离螺旋桨的空泡区域和尾流,通常要求安装在船中线面上,且在螺旋桨盘面前方一定距离(具体距离参考说明书,通常为1-2倍船长)。
    • 船舵: 安装位置应避开舵的空化区。
    • 高速排水口/吸水口: 避开水泵、空调系统等产生气泡和湍流的区域。
    • 其他声纳设备: 与鱼探仪、多普勒计程仪等其他声学设备保持足够距离,以避免相互干扰。
  • 保证水流平顺:
    • 应选择在船体平坦、流线型良好的区域,通常在船的底部,靠近船中或稍偏后。
    • 避开船梁、舵柱、海底阀箱等突出物,确保换能器正下方的水域能形成稳定的“气穴”(Cavity),气泡不会附着在换能器表面。
  • 保护性考虑:
    • 位置应不易受到触碰、磨损或海底的刮擦。
    • 对于小型船舶,需考虑防撞和防渔网缠绕。
    • 对于破冰船等特殊船舶,需考虑破冰作业对换能器的保护。

工具与材料准备

  • 工具: 电钻、角磨机、电焊机(如需在船体上开孔或焊接支架)、扭矩扳手、万用表、剥线钳、压线钳、密封胶枪等。
  • 材料: 船用电缆(符合船级社绝缘等级)、接线端子、防水接头、管路接头(如需)、环氧树脂密封胶、船体防腐涂料等。

人员与安全准备

  • 人员: 通常由具备资质的船厂电工或轮机工进行操作,最好有设备厂家的技术员指导。
  • 安全: 确保工作区域安全,遵守高空作业、密闭空间等安全规定,如果需要在水下安装,可能需要潜水员配合。

安装步骤详解

换能器的安装 换能器是测深仪的“耳朵”,其安装质量直接影响测量精度。

船舶测深仪安装时如何确保探头角度精准与信号稳定?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • a. 内置式安装(最常见)

    1. 开孔: 在选定的船体位置,按照换能器底座的大小和形状,用等离子切割或水刀开一个精确的孔,孔的边缘必须光滑,无毛刺。
    2. 焊接法兰/底座: 将换能器的安装法兰或底座焊接到船体开孔的边缘,焊接必须牢固、密封,使用与船体同材质或兼容的材料,并严格按照焊接工艺执行。
    3. 安装换能器: 将换能器本体穿过法兰,用配套的螺栓和密封垫片将其固定。注意: 拧紧螺栓时必须使用扭矩扳手,严格按照制造商规定的扭矩值进行,过紧或过松都可能损坏换能器或导致密封不严。
    4. 密封处理: 在所有结合面均匀涂抹船用密封胶或使用O型圈进行密封,确保完全水密,这是防止海水渗入船体的关键步骤。
    5. 内部填充: 对于某些型号的换能器,安装完成后可能需要向换能器与船体之间的空腔内注入指定的油脂(如硅脂),以优化声学性能和防腐。
  • b. 外挂式/舷内式安装

    1. 选择位置: 选择在船体平坦、水流平稳的舷侧或船底。
    2. 安装支架: 将一个坚固的支架焊接到船体上。
    3. 固定换能器: 将换能器固定在支架上,确保其发射面与船体外表面齐平或略微内凹,绝对不能突出,以减少阻力和损坏风险。
    4. 密封与保护: 确保所有电缆和接线的入口都经过密封处理,必要时加装导流罩或保护栅栏。

电缆的敷设与连接 电缆是连接换能器和主机的“神经”,必须可靠。

  • a. 电缆路径规划:

    船舶测深仪安装时如何确保探头角度精准与信号稳定?-图3
    (图片来源网络,侵删)
    • 尽量选择最短、最安全的路径。
    • 避开高温区域(如主机排气管)、高压管线、无线电天线和强电线路,以防电磁干扰。
    • 电缆应使用专用的电缆托架或扎带固定,避免在航行中晃动磨损。
    • 穿越水密隔舱时,必须使用水密填料函进行密封,并保持舱壁的水密完整性。
  • b. 电缆连接:

    1. 剥线: 按照接线图,在电缆两端剥出适当长度的绝缘层。
    2. 压接/焊接: 将电缆芯线与换能器或主机上的接线端子进行压接或焊接,压接通常更可靠,推荐使用。
    3. 绝缘处理: 用热缩管或绝缘胶带对所有连接点进行绝缘包扎,确保无短路风险。
    4. 屏蔽层处理: 如果电缆有屏蔽层,通常需要一端可靠接地(通常在主机端),以抗干扰,具体方法请参考设备手册。

主机与显示单元的安装

  • 位置选择: 选择在驾驶室或海图室等便于驾驶员观察和操作的地方,同时要考虑通风、散热和防潮。
  • 固定: 将主机和显示器牢固地安装在面板或支架上,防止航行中振动导致设备损坏或连接松动。
  • 接线: 按照接线图,将主机与显示器、电源、报警单元等正确连接。

电源系统的连接

  • 电源开关: 必须在测深仪的电源输入端安装一个独立的、易于操作的船用电源开关(如船用断路器)。
  • 接线: 将电源线正确连接到开关和主机,确保电源线的截面积足够,以承载设备的工作电流。
  • 极性: 严格区分正负极,接反可能导致设备永久损坏。

安装后的测试与调试

安装完成后,必须进行全面测试,确保系统正常工作。

  1. 通电前检查:

    • 再次检查所有接线是否正确、牢固。
    • 确认所有水密点都已妥善处理。
    • 用万用表测量电源线路,确保无短路。
  2. 通电测试:

    合上电源开关,观察主机和显示器是否能正常启动,有无异常指示灯或报警。

  3. 功能测试:

    • 自检功能: 大多数测深仪都有自检程序,运行自检看是否能通过。
    • 深度校准: 这是至关重要的一步,需要在已知的、平静的深水区域(如码头边或港池),将测得的深度与实际水深(通过测深杆或已知水深图比对)进行对比,进入校准模式进行修正,校准通常包括“静水校准”和“动水校准”。
    • 灵敏度调整: 根据水深和海底底质(泥、沙、岩),调整发射功率和接收灵敏度,以获得最清晰的回波图像。
    • 报警功能测试: 模拟浅水报警,测试声光报警是否能正常触发。
  4. 记录与归档:

    • 完成所有测试后,将测试结果、校准参数等记录在《设备安装调试报告》中。
    • 将所有技术文件、图纸、说明书等交船方或轮机部存档。

重要注意事项

  • 遵守船级社规范: 整个安装过程必须符合船级社(如CCS, ABS, DNV, LR等)的规范要求,因为这将直接影响船舶的适航性证书。
  • 防水是生命线: 任何环节的疏忽都可能导致海水渗入,造成设备损坏甚至更严重的船舶安全问题,所有贯穿船体的开孔都必须100%水密。
  • 电磁兼容性: 布线时注意远离干扰源,必要时对电缆进行屏蔽,以保证测深仪信号的纯净。
  • 安全第一: 在船体上动火、高空作业时,必须严格遵守安全操作规程。
  • 专业操作: 如果不具备相关经验,强烈建议聘请专业的技术人员或设备厂家服务人员进行安装和调试。

船舶测深仪的安装是一个系统工程,需要周密的计划、精细的操作和严格的测试,每一个细节都关系到设备的性能和船舶的航行安全。

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