仿制货舱进水报警装置(电容式).doc

仿制货舱进水报警装置（电容式） 一：需求/意义 散货船上安装货舱进水探测警报装置的目的是为了及时了解船舶货舱意外进水的情况，以便提醒值班人员注意及时采取相应的措施，保障生命财产的安全。散货船货舱进水警报警系统由液位探测器和报警显示装置组成。液位探测器安装在受监控的货舱以及其他受监控舱室内，为直接探测方式，通过水与探测装置的传感器接触，当传感器处的水位达到预警水位和主报警水位时，触发声、光报警，显示货舱内或受监控舱室内有水，本系统对用做压水货舱的报警信号设有越控装置，并且对系统进行连续监控，并向船载航行数据记录仪（VDR）传送报警信号。二：方案1.基本框图被测物理量：主要是指非电的物理量，在这里为水位。2.主要电路图：将电容转化成电信号部分 采用运算法测量电路来转化。该电路由传感器和固定的标准电容0以及运算放大器A组成，如图所示。 运算放大器测量电路原理图电信号放大电路设计由于从传感器得出的电压一般在030mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大，如图所示，采用最基本的比例运算反放大电路. 比例放大电路要将30mV电压放大成5V，根据公式U=-（R1/R2）Uo,所以选择R1=500K,R2=3K，R4=R1/R2,后边的是一个反相器，把第一个运放得到的电压反相成正的，其中R3=R5=1K,R6=R3/R5。 A/D转换器设计本设计采用A/D转换器ADC0809。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD转换器，由于输出级有8位三态输出锁存器，因而0809的数据输出端可以直接与单片机的数据总线连接。 ADC0809与单片机的接口电路 控制电路的设计 控制电路在这里起到非常重要的作用，在水位测量中测量到水罐中水位的高度，当水位高于2.5m水位时，电动机停转，水泵停止对水罐供水；当水位低于0.5M水位时，电动机起转，水泵开始对水罐供水。其电路图如图示。 控制电路电路图 显示电路设计 4位的LED可满足本设计的显示精度要求,为了减少所需的I/O数量,降低成本,采用动态显示控制方式。在微机原理实验室，实验箱上有晶体管显示芯片。软件系统的设计 软件主要由主程序、定时中断程序、外中断程序组成。其中主程序完成参数的初始化,中断的管理,结果的显示等工作。主程序流程图如下：程序运行开要初始化各种参数，可以默认液位设定值等，之后如果要进入液位设定的话就按SET按键进入液位设定模式，然后进行比较，看当前的液位有没有超过默认的极限值，如果超过了极限值，通过按键UP或DOWN进行液位调节，直至液位到达正常范围；没有超过极限值就正常显示。3程序流程图：报警80%开始初始化取液位值显示液位值是否打开供水阀取液位值是90%取液位值是显示液位值30%30%报警三：主要功能描述本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。由于从传感器得出的电压一般在030mv之间，太小不易测量，所以要通过放大电路进行放大。从放大电路出来的是模拟量，因此送入ADC0809转换成数字量，ADC0809连接于单片机，把信号送入单片机。通过单片机控制水泵的运转。显示电路连接于单片机用于显示水位的高度。该显示接口用一片MC14499和单片机连接以驱动数码管。在实际设计中, 取L为100cm，对水位进行实测，当无液时的频率=279.0KHz, 100cm高液位时=3.312KHz,频率最大时小于单片机的最高频率测量范围,频率最小时也不至于降低测频精度。四：可行性分析 该系统运行情况良好，可直接探测货船及其他舱室的液位深度，经校验后能满足一般的需要，可用于船舶及其它相似产业，本系统为报警装置用于监控及检测，其体积小，硬件少，电路结构简单，极易操作，总体来说此设计还是比较成功的。仿制原件：泰州市华泰船舶仪器有限公司 UWKS 型货舱进水报警装置型 号：UWKS 型货舱进水报警装置 本系统是根据SOLAS 公约第章第12 条规范中关于“散货船的货舱、压载舱和干舱水位报警装置”的要求而设计。本装置由位于机舱控制室的主报警控制箱、驾驶室延伸报警仪表板、安全栅和位于各个测量点的水位传感器等组成。水位传感器安装在货舱的后端或近中线附近。当货舱内水位达到0.5 米时，装置发出声、光预报警；当货舱内水位达到舱总