船舶辅机之第五节仪表与测量讲解
航海学仪器知识点总结
航海学仪器知识点总结导论航海学仪器是指用来辅助航海的各种仪器设备，包括了导航仪器、通信设备、测量仪器等。
这些仪器在航海过程中起着至关重要的作用，可以帮助船舶确定位置、方向和速度，保障航行的安全和准确性。
本文将重点介绍航海学仪器的种类、原理和使用方法，以期帮助读者更好地理解和应用航海学仪器。
一、导航仪器1.1 水声测深仪水声测深仪是一种用声波来测量水深的仪器，它的工作原理是通过发射声波来测量声波的传播时间，并根据时间计算出水深。
水声测深仪主要用于海洋地形的测量，帮助航海员确定海底的地形和水深，从而规避障碍物和选择安全的航线。
1.2 水平仪水平仪是一种用来检测水平面的仪器，它通常由一个液体填充的管子和一个气泡组成。
当水平仪放置在水平面上时，气泡会浮在液体的表面，显示出水平位置。
水平仪主要用于调整船舶的水平位置，确保船舶稳定行驶。
1.3 罗盘罗盘是一种测量方向的仪器，它利用地球的磁场来确定方向。
航海罗盘通常分为指南针罗盘和陀螺罗盘两种类型。
指南针罗盘是利用指针指向地磁北极来确定方向，适用于小型船舶和航空器；陀螺罗盘则是利用陀螺仪原理来确定方向，对航向稳定性要求较高的大型船舶和航空器采用。
1.4 GPS导航仪GPS导航仪是一种利用全球定位系统（GPS）卫星信号来确定位置的导航仪器。
它可以实时获取卫星信号，计算出船舶的绝对位置和航行速度，帮助航海员进行准确的定位和导航。
1.5 水密舱水密舱是一种用来防止船舶受水的舱室，它通常由密封的门窗和泵系统组成，可以在船舶受水时迅速密封并排水。
水密舱是航海中的重要安全设备，可以有效防止船舶沉没。
二、通信设备2.1 无线电导航仪无线电导航仪是一种利用无线电信号进行导航的设备，它可以接收和发送无线电信号，用来与其他船舶或岸上的导航台进行通讯和导航信息交换，帮助航海员确定航向、速度和位置。
2.2 通讯雷达通讯雷达是一种用来探测和定位目标船舶的设备，它利用雷达波来扫描周围的海洋环境，并显示出辐射源的位置和距离。
船舶动力装置参数测量技术课件
在线实时监测技术
总结词
在线实时监测技术将实现对船舶动力装置的连续监测，及时发现潜在问题，提高维护效 率。
详细描述
在线实时监测技术将通过安装传感器和监测系统，实现对船舶动力装置的连续监测和数据采集。 这些数据将实时传输到监控中心，以便对船舶动力装置的运行状态进行实时评估，及时发现潜在
问题，并采取相应的维护措施。这将有效减少设备故障停机时间，提高船舶的运行效率。
船舶性能评估还可以帮助船东和租船人对船舶进行比较 和选择，从而选择性能更优的船舶。
船舶故障诊断与维护
船舶动力装置参数测量在船舶故障诊断与维护中 具有重要作用。通过实时监测和测量动力装置的 各项参数，可以及时发现异常情况，预防故障的 发生。
当故障发生时，通过测量和分析相关参数，可以 快速定位故障原因，提高维修效率和准确性，减 少停航时间和维修成本。
未来船舶动力装置参数测量
05
技术的发展趋势
智能化测量技术
总结词
智能化测量技术将通过集成传感器、人工智能和大数据分析，实现船舶动力装置参数的自动测量、识 别和诊断。
详细描述
智能化测量技术将利用先进的传感器和算法，实时监测船舶动力装置的运行状态，自动识别异常情况 ，并提供故障预警和诊断建议。这将大大提高船舶动力装置的可靠性和安全性，降低维护成本。
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01 直接测量法
通过直接读取仪表或传感器的数值来获取参数值。
02 比较测量法
通过比较标准量与被测参数的差异来获得被测参 数值。
03 间接测量法
通过多个参数之间的相互关系来推算被测参数值。
测量系统组成
传感器
负责将被测物理量转换为电信号。
数据采集与处理单元
船舶航行仪表与导航设备
船舶航行仪表与导航设备船舶航行仪表与导航设备在船舶行驶过程中起着至关重要的作用。
准确的导航和仪表系统能够确保船只安全航行，有效地减少事故和意外的发生。
本文将介绍船舶航行仪表与导航设备的分类、功能以及其在航行过程中的应用。
一、航行仪表的分类与功能船舶航行仪表主要分为导航仪表和运动仪表两大类。
导航仪表包括罗盘、航向表、陀螺罗盘等，它们的主要功能是提供船只的方位、航向和速度等信息。
船舶操纵员通过导航仪表可以了解船只的当前位置和朝向，以便准确进行导航，并避免与其他船只或障碍物发生碰撞。
运动仪表包括测深仪、声纳、雷达等，它们能够提供船只周围海域的水深、水下障碍物和其他船只的信息，以支持船只的安全航行。
测深仪和声纳可以帮助船舶船员确定水下的地形和障碍物，而雷达则能够探测到远处的船只、岸边和险滩，及时提供预警，减少事故风险。
二、重要的导航设备1. 罗盘罗盘是最基本和常见的导航仪表之一。
它利用地球的磁场原理指示船只的航向。
罗盘一般分为磁感应罗盘和陀螺罗盘两种类型。
磁感应罗盘受到磁力干扰较大，需要定期校准，而陀螺罗盘则精度更高、稳定性更好，但价格较高。
2. GPS导航仪GPS导航仪（全球定位系统）是一种利用卫星定位技术进行导航的设备。
它可以通过接收卫星信号准确地确定船只的位置和速度，并配备显示屏，以便操纵员实时监控船只的航行情况。
GPS导航仪在航行中广泛应用，可靠性高，精度较高。
3. 海图和电子海图设备海图是船舶航行过程中必备的导航工具。
它们提供海洋和水文地图，并在上面标注了重要信息，如水深、航线、港口和灯塔等。
传统海图需要手动查找和测量，而电子海图则通过电子设备显示，可以进行放大、缩小和实时更新，提供更详细且准确的航行信息。
三、船舶航行仪表与导航设备在航行中的应用船舶航行仪表与导航设备在航行过程中发挥着重要的作用。
它们为船只提供了精确的导航信息，确保航程安全、高效。
首先，导航仪表能够指示船只的航向，帮助船员准确地驾驶船只。
测绘技术中的船舶测量方法讲解
测绘技术中的船舶测量方法讲解在现代航运业中，船舶测量是一项不可或缺的工作。
船舶测量是指对船舶的尺寸、容积以及各种物理特性进行测量和记录的过程。
这项工作在海事领域扮演着重要的角色，因为准确的船舶测量数据是确保船舶安全航行以及推进航运行业发展的基础。
本文将着重讲解几种常见的船舶测量方法。
一、测量原理在开始讲解具体的测量方法之前，我们先来了解一下船舶测量的基本原理。
船舶测量基于几何和物理学原理，使用测距仪和传感器等工具对船舶的不同属性进行测量。
常用的测距仪包括全站仪、激光测距仪以及GPS定位系统。
通过将这些仪器与传感器相结合，船舶测量员可以测量船舶的长度、宽度、高度等尺寸以及船舶结构中的孔隙、裂缝等物理特性。
二、船体测量方法船体测量是船舶测量中最重要的一环，其目的是为了确定船舶的尺寸和形状。
最常用的船体测量方法包括测距法、角度法和三角测量法。
测距法是最简单也是最常见的一种方法。
通过使用全站仪、激光测距仪等仪器，船舶测量员可以在不接触船体的情况下，直接测量船舶各个部位的距离。
这种方法适用于平面和直线部分的测量。
角度法是通过测量船体的角度来确定其尺寸和形状。
通过仪器测量两个边线之间的夹角，再结合其他已知角度和长度，可以计算出船舶的各个尺寸。
这种方法适用于船舶外形复杂、弯曲的部位。
三角测量法则是通过构建一底边和两个侧边的三角形，通过测量和计算三角形的各个角度和边长，推导出船舶的尺寸和形状。
这种方法在船舶结构复杂且难以直接测量的情况下非常有用。
三、图像处理技术随着计算机和图像处理技术的快速发展，船舶测量中的图像处理技术也得到了广泛应用。
图像处理技术可以通过处理船舶的照片和视频图像，提取有关船舶尺寸和形状的相关信息。
图像处理技术通过对图像进行目标检测、边缘检测、角点检测等处理，可以自动提取出船舶的各种尺寸参数。
同时，借助于计算机智能算法，还可以对船舶的结构进行三维建模，提供更加详细和精确的测量数据。
四、声纳测量方法除了使用光学测量方法之外，船舶测量中还可以使用声纳测量方法。
《船舶辅机》
《船舶辅机》主编：王雅涛编写单位：轮机工程系辅机教研室教学时数：114学时适用范围：轮机工程技术专业考核方式：考试课程性质：必修课课程类别：职业技术课课程类型：（理论+实践）课一、课程的性质和任务本课程是轮机工程专业的主要专业课之一。
通过本课程的学习应使学生较全面和系统地了解现代远洋运输船舶辅助机械的工作原理，典型结构和系统、性能特点、管理维护要点和常见故障分析处理方法以及有关的理论知识。
满足STCW78/95公约的有关要求，适应培养“能胜任现代船舶机电管理高级工程技术人才”的培养目标。
二、本课程与其他课程的关系1、与“机械制图”课程的关系要求学生在“机械制图”中掌握阅读机械零、部件图纸的能力，以及基本的测绘技能。
以期在以后的船舶工作当中能够了解船舶机械设备的内部构造以及工作原理。
2、与“工程力学与热工基础”课程的关系要求学生掌握“热力学”中焓、熵以及传热的方式。
为“船舶辅机”中的空压机、制冷装置、海水淡化装置等设备的讲解打下坚实的基础。
3、与“轮机金属材料”的关系要求学生在“轮机金属材料”中了解金属材料的内部组织和性能之间关系以及碳钢热处理的基本理论和基本工艺。
为“船舶辅机”课程当中的机械设备疲劳破损故障分析打下基础。
4、与“船舶电器设备及系统”课程的关系要求学生在“船舶电器设备及系统”中了解船舶的电器设备的远程控制、自动保护程序以及一些连锁保护等。
为“船舶辅机”课程当中的机械设备的自动化控制打下基础。
本课程的后续课程为“船机故障修复”、“轮机英语”等，为其提供必要的机械设备的工作原理及必要的专业知识。
三、教学方法和教学手段1.授课授课是学生提前预习的基础上进行的，授课应做到条理清晰、重点、难点突出，循循善诱、对课程内容进行归纳总结，而授课应以教学大纲和教材内容为依据，教师可根据学员的具体情况灵活掌握2.平时作业平时作业是消化、巩固和提高学生学习成果的手段，要求学生必须独立完成所规定的作业任务并及时请教主课教师，平时作业作为平时考核成绩的依据。
《船用测深仪》课件
3
测深数据的处理和分析
将测深数据导入计算机软件进行处理和分析，生成水深图和相关报告。
注意事项
测深仪的安装和维护
正确安装和定期维护船 用测深仪能够确保其正 常工作和准确测量。注 意防水和防腐蚀措施。
测深时的注意事项
在测深过程中，应注意 避免测深仪与其他物体 的碰撞，防止误差产生。
测深仪使用中的常 见问题及解决方法
介绍常见故障和解决方 法，如信号丢失、传感 器故障和数据异常等。
应用领域
1 航行道路规划
船用测深仪能够提供准确的水深信息，帮助船舶规划安全的航行路线。
2 海底地形勘测
利用船用测深仪可以绘制精确的海底地形图，用于海洋地质研究和沉船遗址勘察。
3 内河航道测量
船用测深仪适用于内河航道测量任务，确保船只安全通过狭窄的水道。
船用测深仪对航行安全的贡献
船用测深仪的使用能够帮助船舶避开浅水区域和障碍物，提升航行安全性，减少事故风险。
Байду номын сангаас
《船用测深仪》PPT课件
船用测深仪是一种用于测量水深的仪器，广泛应用于海洋勘测和航行安全。 本课件将介绍船用测深仪的作用、工作原理、使用方法、注意事项、应用领 域和发展前景。
简介
什么是船用测深仪
船用测深仪是一种用于 测量水深的电子设备， 通常安装在船舶上。它 能够迅速、准确地测量 水下的深度。
测深仪的作用
船用测深仪对于海洋勘 测、航行安全和水下地 形勘测等领域非常重要。 它可以提供必要的水文 数据和测深信息。
测深仪的分类
船用测深仪可以分为声 波测深仪和振荡测深仪 两种类型，每种类型都 有各自的特点和适用范 围。
工作原理
船用测深仪的组成
船舶测量技术的原理和航道测量要点
船舶测量技术的原理和航道测量要点船舶测量技术是航道测量的重要组成部分，通过船舶测量技术可以准确测量船舶的尺寸、重量和稳定性等参数，为航道的设计、航行的安全以及水工建设等提供重要依据。
本文将对船舶测量技术的原理和航道测量要点进行探讨，旨在为读者提供更多关于船舶测量的相关知识。
一、船舶测量技术的原理1. 水位测量原理水位测量是船舶测量技术中的重要环节之一。
常见的水位测量方法包括压力传感器测量、超声波测量和浮子式测量。
压力传感器测量利用压力与液位之间的关系进行测量，通过测量压力的变化来推算水位的高低。
超声波测量则是利用超声波在空气与液体的界面进行反射，通过测量声波的传播时间来计算液位的高低。
浮子式测量则是通过在液体中浮动的浮子来测量水位的变化。
2. 尺寸测量原理船舶的尺寸测量是为了了解船舶的几何形状和尺寸大小。
尺寸测量可以通过激光测距仪、光纤传感器以及摄像测量等方法进行。
激光测距仪利用激光束发射出去后与船体表面反射回来的时间来测量距离，从而得到船舶的尺寸。
光纤传感器则是利用光纤的折射原理，通过光纤传输和采集光信号的方式来测量尺寸。
摄像测量则是利用摄像头拍摄船舶的图像，并通过图像处理算法计算出船舶的尺寸。
3. 重量测量原理船舶的重量测量是为了了解船舶的荷载情况和稳定性。
常见的重量测量方法包括水池测量、称重测量和重心测量等。
水池测量是将船舶完全浸没在水中，并测量水池的液位变化来计算船舶的重量。
称重测量则是将船舶放置在测量仪器上进行称重。
重心测量则是通过不同位置的测量传感器来测量船舶质心的位置。
二、航道测量要点1. 航道深度测量航道深度测量是船舶在航行过程中的一个重要环节，主要用来判断船舶是否有足够的水深进行航行。
航道深度测量可以通过声纳、激光测距仪和卫星定位等方式进行。
声纳测量利用声波在水中的传播速度和反射信号来测量水深。
激光测距仪则是通过激光束与水面的反射来测量水深。
卫星定位则是利用卫星系统来确定船舶的位置，并结合水深图来判断航道水深情况。
船舶常见测量仪表的正确使用
1．测量电阻时必须首先断开线路的电源，将万用表的档位旋钮拨到相应的电阻档位。
2．将表棒进行短接、校零，如果无法校至零位，说明万用表中电池的电量不足，应该更换。
3．读表时应该正面观察，以免出现读数误差。
4．其它相关内容参考上题。
3、用万用表测量交、直流电压，直流电流的测量
掌握内容：
测量直流电压、直流电流时，红表笔(+)应接电源正极。表笔极性错误一次扣10%，不会测量直流电压的扣30%，不会测量直流电流的扣30%，不会测量交流电压的扣30%。
船舶常见测量仪表的正确使用
教学目标
（能力、知识、素质）能力目标：
能说明常见测量仪表原理及组成；
能正确完成各种常见测量仪表读数。
知识目标：
了解常见测量仪表的组成及各部分的作用；
掌握常见测量仪表的正确使用方法；
教学方法
任务教学法；小组讨论法；实践操作法
参考书及教具船舶电工实训指导书；
仪表使用说明书；
本次主题的
2．操作步骤口述正确
①为了防止发生人身和设备事故及得到精确的测量结果，被测设备测量前必须切断电源，并将设备充分放电。
②仪表的接线柱与被测设备间连接的导线，不能用双般绝缘线和绞线，应用单股线分开单独连接，以免绞线绝缘不良而引起误差。
③测量前应先对兆欧表进行一次开路和短路试验，检查仪表是否良好。由慢到快摇动发电机手柄约1分钟，使兆欧表内发电机转速稳定(约120 rpm)后（对晶体管式按下按钮），连接线开路，若指针不指在“∞”处；短路时若指针不指在“O”处，则都说明表有问题，需要检修。
②兆欧表测量范围的选择主要考虑两点：一方面，测量低电压电气设备的绝缘电阻时，可选用0～200MΩ的兆欧表，测量高电压电气设备或电缆时可选用时0～2000MΩ的兆欧表；另一方面，因为有些兆欧表的起始刻度不为零，而是1MΩ、2MΩ，这种仪表不宜用来测量处于潮湿环境中的低压电器设备的绝缘电阻，因其绝缘电阻可能小于1MQ，造成仪表上无法读数或读数不准确。
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仪表的分类
压力仪表 温度仪表 流量仪表 液位仪表 特殊仪表（振动、位移等） 分析仪表（湿度、密度、可燃气含量等）
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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仪表的量程
仪表的量程：就是测量刻度上限减去 刻度的下限，可不是测量能力范围的 上下限。一块温度仪表的测量刻度范 围为-20~100度，那么它的量程为120 度。
由于两种金属的热膨胀系数不同，双金属片在温 度改变时，两面的热胀冷缩程度不同，因此在不 同的温度下，其弯曲程度发生改变。利用这一原 理，制成温度计叫双金属温度计。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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压力式温度计P224：
压力表式温度计的测量原理 压力表式温度计是根 据在封闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱 和蒸汽，受热后体积膨胀或压力变化这一原理而 制作的，并用压力来测量这种变化，从而测得温 度。 压力表式温度计主要由以下三部分组成： 1. 温包——温包是直接与被测介质相接触来感受温 度变化的元件，因此要求它具有高的强度，小的 膨胀系数，高的导热率以及抗腐蚀等性质，根据 所充工作介质和被测介质的不同，温包可用铜合 金，钢或不锈钢来制造。 2.毛细管——它是用铜 或钢等材料冷拉成的无缝圆管，用来传递压力的 变化。 3.弹簧管——它就是一般压力表用的弹性 元件。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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热电阻P226
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是 测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它 不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。
• 热电阻测温原理： 热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的 增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材 料制成，目前应用最多的是铂和铜。
海南科技职业技术学院轮机工程系
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温度计
下表列出了常用测温仪麦的测温原理、测 温范围和主要特点。表中所列的各种温度 计，机械式的大多只能就地指示，幅射式 的精度较差，只有电的测温仪表精度高， 且测温元件很容易与温度变送器配用，转 换成统一标准信号进行远传，以实现对温 度的自动记录和调节。因此，在生产过程 控制中应用最多的是热电偶和热电阻温度 计。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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热电阻示例
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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热电偶P224
热电偶是中高温区最常用的一种温度检测元件。它的主要特点是测 量精度高，性能稳定。它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的 基准仪。 热电偶的工作原理
原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望远镜，奠定了电学和
光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到
了发展。
19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和
新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因
而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化
必不可少的技术工具。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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工业自动化仪表重点发展基于现场总
线技术的主控系统装置及智能化仪表、特
种和专用自动化仪表；全面扩大服务领域，
推进仪器仪表系统的数字化、智能化、网
络化，完成自动化仪表从模拟技术向数字
技术的转变，5年内数字仪表比例达到
60%以上；
2019/8/17
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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温度计P221
温度是化工生产中既普遍而又十分重要 的参数之一。任何一个化工生产过程，都伴 随着物质的物理和化学性质的改变，都必然 有能量的转化和交换，而热交换则是这些能 量转换中最普遍的交换形式。因此，在很多 化工反应的过程中，温度的测量和控制，常 常是保证这些反应过程正常进行与安全运行 的重要环节；它对产品产量和质量的提高都 有很大的影响。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程1 系
本章节主要内容
1.5.1常用专用工具及测量仪表（温度、压力、转速、 流量、比重计、游标卡尺、千分尺）的测量方法及正确 使用与保养（重点学习内容）
1.5.2 扭矩和功率检测设备：钢弦式扭矩仪、电阻式扭 矩仪、数字式扭矩仪特点及应用（扭矩测量：扭矩仪的 使用与保养）
• 热电阻温度计由热电阻、电测仪表 (动圈仪表或平衡电桥)和连按 导线所组成，其中热电阻是感温元件，有导体的和半导体两种。
• 热电阻温度计广泛用来测量中、低温 (一般为500℃以下)。它的 特点是准确度高，在测量中、低温时，它的输出信号比热电偶要 大得多，灵敏度高，同样可实现远传、自动记录和多点测量。
• 辐射高温计
2019/8/17
辐射强度
海南科技职业技术学院轮机工程系
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玻璃管温度计：P223
• 这种温度表非常简单、普 通。
• 目前高精度的往往使用在 仪表
• 校验间实验室内。 • 由于价格便宜，目前工厂
内还有应用。
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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双金属片温度计： P223
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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仪表的发展历史：
仪表发展已有悠久的历史。据《韩非子·有度》记载，中国在战国 时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在 很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。
17～18世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的
1.5.3 振动检测设备：测振设备类别：基本仪器和辅助 仪器；电感式传感器、压电式传感器应用，测量对象及 选用
1.5.4 排放物检测设备的原理及应用：烟气分析仪、烟 度测量仪等
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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仪表及测量的基本知识
仪表及自动化的产生和发展 仪表的分类 仪表的工作原理
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
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温度计
2019/8/17
海南科技职业技术学院轮机工程系
10
温度计P221
习惯上，把测量温度的仪器、仪表和装置都称为 温度计
温度计种类
• 玻璃管温度计
• 双金属温度计
膨胀式温度计（热胀冷缩）
• 压力式温度计
• 热电阻
导电率
• 热电偶
热电效应
• 光学高温计