本发明专利技术涉及一种基于气体分析的船舶控制装置，所述船舶控制装置包括散射式能见度观测仪、船舶速度测量设备、船舶驱动设备和主控设备，所述主控设备分别与所述散射式能见度观测仪、所述船舶速度测量设备和所述船舶驱动设备连接，根据所述散射式能见度观测仪输出的能见度确定船舶最大允许行驶速度，基于船舶最大允许行驶速度和所述船舶速度测量设备输出的当前船舶行驶速度，通过所述船舶驱动设备进行船舶行驶速度的控制。本发明专利技术能够通过检查船舶周围空气的能见度自动限制船舶的行驶速度，还能够通过对比船舶控制室内外气体的PM2.5浓度，提示驾驶员开窗或关窗，从而保证了船舶的安全行驶和船上人员的人身健康。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】基于气体分析的船舶控制装置本专利技术是申请号为2014103623004、申请日为2014年7月28日、专利技术名称为“基于气体分析的船舶控制装置”的专利的分案申请。
本专利技术涉及船舶控制领域，尤其涉及一种基于气体分析的船舶控制装置。
技术介绍
船舶，即boats and ships，是各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式，是一种主要在地理水中运行的人造交通工具。另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统。外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料。自古以来，船舶的作用主要体现在运输和作战两方面。在运输方面，船舶分为客运和货运两种模式。无论用于哪个方面，船舶的造价都是一个不小的数目，如果发生碰撞或其他事故，由于水面交通的特殊性和水面维修作业的局限性，维修和维护费用同样不菲。因此，避免事故的发生是船舶行驶的主要任务之一，尤其在能见度较低的情况下，需要降低船舶的行驶速度，以提供更多反应时间去观察水面情况，实现水下水面目标的规避，同时一些船舶的控制室位置较低，需要根据控制室的空气情况及时通风或关闭窗户，为驾驶员提供一个良好的驾驶环境。现有技术中存在一些预警的船舶控制方案，但都不是基于气体检测来进行船舶控制的。因此，需要一种基于气体分析的船舶控制装置，克服现有船舶控制系统的无法根据能见度情况及时调整航速以及无法根据控制室气体情况进行通风控制的技术问题，通过实时检测船舶附近空气的能见度，设置船舶最大允许行驶速度并进行航速的自动控制，另外通过控制室内外PM2.5浓度的分析确定通风策略，避免航运事故的发生，保证驾驶人员的身心健康不受损伤。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于气体分析的船舶控制装置，通过引入散射式能见度观测仪对船舶行驶环境的能见度进行有效策略，进而自动控制船舶的行驶速度，通过同时引入室内PM2.5检测设备和室外PM2.5检测设备实现船舶控制室内外的空气环境的对比，为驾驶员的通风提供重要参考，提高了船舶行驶控制的自动化程度。根据本专利技术的一方面，提供了一种基于气体分析的船舶控制装置，所述船舶控制装置包括散射式能见度观测仪、船舶速度测量设备、船舶驱动设备和主控设备，所述主控设备分别与所述散射式能见度观测仪、所述船舶速度测量设备和所述船舶驱动设备连接，根据所述散射式能见度观测仪输出的能见度确定船舶最大允许行驶速度，基于船舶最大允许行驶速度和所述船舶速度测量设备输出的当前船舶行驶速度，通过所述船舶驱动设备进行船舶行驶速度的控制。更具体地，在所述基于气体分析的船舶控制装置中，进一步包括:散射式能见度观测仪，包括支架、发射单元、接收单元和控制单元，所述支架固定在船舶船体顶部上，所述发射单元、所述接收单元和所述控制单元固定在所述支架上，所述控制单元包括微CPU和通信接口，所述发射单元和所述接收单元相对放置，所述发射单元采用GaAs红外LED作为光源发射散射光，所述接收单元采用PIN型光敏管接收散射光，所述控制单元分别连接所述发射单元和所述接收单元，所述微CPU根据发射散射光的光强和接收散射光的光强计算能见度，所述通信接口连接所述微CPU以输出能见度；船舶速度测量设备，安装在船舶控制室的仪表盘内，实时测量并输出当前船舶行驶速度；船舶驱动设备，安装在船舶船体后端底舱内，包括可逆转内燃发动机、由可逆转内燃发动机所驱动的分级减速齿轮系、控制可逆转内燃发动机与分级减速齿轮系接触或脱离的摩擦式离合器、驱动带有固定桨叶的螺旋桨轴和使得螺旋桨轴减速并保持不动的摩擦式制动器，其中船舶的加速和减速是通过可逆转内燃发动机对螺旋桨的旋转的速度和方向进行作用而控制的，控制时需要离合器与制动器的组合或相继的操作；室内PM2.5检测设备，安装在控制室内，采用内置的滤膜在线采样器对控制室内颗粒物进行分析，检测出其中的PM2.5细颗粒物的浓度，并作为室内PM2.5浓度输出；室外PM2.5检测设备，安装在船舶船体上，采用内置的滤膜在线采样器对控制室外大气中颗粒物进行分析，检测出其中的PM2.5细颗粒物的浓度，并作为室外PM2.5浓度输出；主控设备，安装在船舶控制室的仪表盘内，分别连接所述散射式能见度观测仪、所述船舶速度测量设备、所述船舶驱动设备、所述室内PM2.5检测设备和所述室外PM2.5检测设备，根据接收到的能见度确定船舶最大允许行驶速度，在当前船舶行驶速度超出船舶最大允许行驶速度时，发出船舶超速提示信号，并控制船舶驱动设备减速直到当前船舶行驶速度小于或等于船舶最大允许行驶速度，同时，在室内PM2.5浓度大于室外PM2.5浓度时，发出控制室开窗提示信号，在室内PM2.5浓度小于室外PM2.5浓度时，发出控制室关窗提示信号；导航设备，安装在船舶控制室的仪表盘内，连接主控设备以将船舶当前位置发送给主控设备；显示设备，安装在船舶控制室的仪表盘内，连接主控设备以实时显示船舶最大允许行驶速度、当前船舶行驶速度、室内PM2.5浓度和室外PM2.5浓度；语音播放设备，安装在船舶控制室的仪表盘内，连接主控设备以实时播放与船舶超速提示信号、控制室开窗提示信号或控制室关窗提示信号对应的语音提示文件；无线通信设备，安装在船舶船体前端，连接主控设备，用于将船舶当前位置、能见度和室外PM2.5浓度无线发送到船舶管理中心；其中，主控设备根据接收到的能见度确定船舶最大允许行驶速度时，根据接收到的能见度所处于的能见度等级范围确定不同的船舶最大允许行驶速度，所述能见度等级范围包括不足100米、100米到I公里、I公里到2公里、2公里到5公里、5公里到100公里和100公里以上。更具体地，在所述基于气体分析的船舶控制装置中，所述散射式能见度观测仪的发射单元以33度倾角发射散射光。更具体地，在所述基于气体分析的船舶控制装置中，所述语音播放设备还包括内置的语音文件存储单元，用于存储与船舶超速提示信号、控制室开窗提示信号或控制室关窗提示信号对应的语音提示文件。更具体地，在所述基于气体分析的船舶控制装置中，所述散射式能见度观测仪的控制单元的微CPU和通信接口被封装在一个控制箱内以固定在所述散射式能见度观测仪的支架上，所述支架垂直固定于船舶船体顶部上。更具体地，在所述基于气体分析的船舶控制装置中，所述显示设备接收所述主控设备发出的控制室开窗提示信号或控制室关窗提示信号，并在所述显示设备上显示动态模拟开窗或关窗动作以对船舶驾驶员进行提醒。【附图说明】以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于气体分析的船舶控制装置，其特征在于，所述船舶控制装置包括散射式能见度观测仪、船舶速度测量设备、船舶驱动设备和主控设备，所述主控设备分别与所述散射式能见度观测仪、所述船舶速度测量设备和所述船舶驱动设备连接，根据所述散射式能见度观测仪输出的能见度确定船舶最大允许行驶速度，基于船舶最大允许行驶速度和所述船舶速度测量设备输出的当前船舶行驶速度，通过所述船舶驱动设备进行船舶行驶速度的控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：魏磊，
类型：发明
国别省市：山东;37
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