船舶电工工艺教案19.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,一、施工前准备,二、人员,三、工艺要求,四、工艺过程,课题十九、船舶导航设备安装工艺,1/44,船用导航雷达,2/44,船用导航雷达(marine radar)是保障船舶航行雷达，也称航海雷达。它尤其适合用于黑夜、雾天引导船只出入海湾、经过窄水道和沿海航行，主要起航行防撞作用。,船上装备雷达始自第二次世界大战期间，战后逐步扩大到民用商船。国际海事组织(IMO)要求,1600吨位以上船只须装备导航雷达。导航雷达一项主要任务是目标标绘，这项任务正逐步改由自动雷达标绘装置来担任。国际海事组织还要求全部 1万吨位以上船只逐步装设这种装置。普通雷达把本身作为不动点表示在平面位置显示器（见雷达显示器）中心。但在航海中，船舶本身在运动，总是与固定目标或运动目标作相对运动。适应航海环境雷达，应是真正运动雷达，须能自动输入船舶本身航速和航向，数据必须相当准确。,3/44,第二次世界大战以后，微波航海雷达基本结构并无很大改变，磁控管发射机、高灵敏度接收机、双工器、天线和显示器工作原理均与以前相同，但性能和可靠性已经得到改进。应用固态电子技术，使设备可靠性有了很大提升。当代航海雷达除磁控管和阴极射线管以外，其它有源电路元件基本上已全部使用晶体管和集成电路。因为电路改进，脉冲宽度已从12微秒减至0.1微秒，磁控管峰值功率已从3千瓦提升到50千瓦，从而目标分辨力和灵敏度得到提升。开槽波导天线阵列使天线波束宽度从2减至 0.7或0.8，使目标方位区分能力得到提升。,4/44,因为这些改进，在40厘米平面位置显示器上可描绘出航线式图像，便于船舶在沿海岸线航行和进出港时标绘。60年代后期，利用小型计算机研制成功自动雷达目标跟踪和估算系统，它能处理雷达视频电压，检测和跟踪目标，测量船舶与目标之间相对运动，预计目标未来运动和最靠近点，帮助驾驶人员采取回避动作。导航雷达和自动雷达标绘装置是航海领域内主要设备，是驶近陆地、引导船舶出入港口和窄水道必要设备。,5/44,CPL165（190）型磁罗经,6/44,测定方向基准仪器。船舶用罗经以确定航向和观察物标方位。罗经分为磁罗经和陀螺罗经两种。航海船舶通常都装有两种罗经。,磁罗经是利用磁针指北特征而制成。指南针即是原始型式磁罗经，是中国古代四大创造之一。用于航海指南针又称罗盘。中国明代水罗盘用八干、十二支、四维卦位名称标出24个方位。铁船出现后，磁经产生了自差。19世纪以后，先后提出消除自差方法，至20世纪初，性能稳定、轴针摩擦更小液体罗经制成，已用于大部分船舶。罗经差还有磁差，是因为地磁极与地极不一致而存在于磁北和真北之间夹角，即磁偏角。海图上罗经花均标注有当地磁差和年改变率，使用磁罗经时可据以修正读数。罗经结构主要由罗经柜和罗经盆组成，带有磁针罗经卡安装在盆内。磁罗经按结构又可分为干罗经和液体罗经两种。,7/44,安修茨电罗经,8/44,陀螺罗经又称电罗经，是利用陀螺仪定轴性和进动性，结合地球自转矢量和重力矢量，用控制设备和阻尼设备制成以提供真北基准仪器。陀螺罗经是由主罗经与分罗经、电源变换器、控制箱和操纵箱等从属设备组成。按对陀螺施加作用力矩方式可分为机械摆式与电磁控制式两类陀螺罗经：机械摆式陀螺罗经按产生摆性力矩方式分为用弹性支承单转子上重式液体连通器式罗经和将陀螺仪重心放在支承中心以下下重式罗经；电磁控制式陀螺罗经是在两自由度平衡陀螺仪结构上，设置电磁摆和力矩器组成电磁控制装置，经过电信号给陀螺施加控制力矩。航行船舶上陀螺罗经会因船舶运动而产生很多误差，如速度差、冲击误差、摇摆误差、纬度误差等；因为安装原因又有基线误差等。所以，均需采取对应办法加以消除或校正。,9/44,多普勒计程仪,10/44,计量船舶航程航海仪器，也是推算航迹基本工具之一。有些计程仪也指示速度。,航海计程古代用流木法3世纪中国三国时代,东,吴,万震南州异物志记载：在船头把木块投入海中，然后向船尾跑去，其速度要与木块同时从船头抵达船尾，以测算航速和航程。16世纪初荷兰流木法是用计量流木经过一个船长时间来核实航速和航程。稍后，在一个较长时期内使用沙漏计程法。此法是利用一个14秒或28秒沙漏计计时，另以木板一块连接绳索一根，在绳索上等距打结，两结之间称为一节如用14秒沙漏计,两结之间距离为23英尺7.5英寸。观察每14秒内放出节数,即表示船舶每小时航行海里数（1海里约等于6076英尺）。所以,至今船舶航速单位仍称为节（1节=1海里/小时）。,11/44,19世纪出现近代计程仪。以后得到广泛使用有梅西式和沃克式拖曳计程仪。20世纪30年代出现萨尔式水压计程仪和契尔尼克夫式转轮计程仪。50年代出现电磁计程仪。以上各种计程仪均系测量船舶相对于水航速和航程，只有依据水流速和流向加以修正，方能求得船舶相对于水底航速和航程。,50年代出现多普勒计程仪和70年代制成声相关计程仪，在一定水深内能够直接测量船舶相对于水底航速和航程，使计程仪发展到一个新水平。,12/44,近代计程仪主要由测速部分和指示部分组成。测速部分用以检测和放大船舶航速信号或航程信号；指示部分用机械或电气形式显示船舶航速或航程，再经过积分或微分方法显示航程或速度。不一样类型计程仪工作原理和性能以下所述。,13/44,拖曳计程仪。,利用相对于船舶航行水流，使船尾拖带转子作旋转运动，经过计程仪绳、联接锤、平衡轮，在指示器上显示船舶累计航程。这种计程仪线性差，高速误差大，受风流影响大，操作不便，但性能可靠，有船舶作为备用计程仪。,转轮计程仪。,利用相对于船舶航行,水流,，推进转轮旋转，产生电脉冲或机械断续信号，经电子线路处理后,由指示器给出航速和航程。这种计程仪线性好,低速灵敏度较高,但机械部分轻易磨损。除小船应用外,已逐步被淘汰。,14/44,水压计程仪。,利用相对于船舶,航行,水流动压力，作用于压力传导室隔膜上，转换为机械力，借助于赔偿测量装置，将机械力转换为速度量，再经过速度解算装置给出航程。这种计程仪工作性能较可靠，但线性差，低速误差大，不能测后退速度，机械结构复杂，使用不便，渐被淘汰。,电磁计程仪。,经过水流（导体）切割装在船底电磁传感器磁场，将船舶航行相对于水运动速度转换为感应电势，再转换为航速和航程。其优点是线性好，灵敏度较高，可测后退速度，当前使用最广。,15/44,多普勒计程仪。,利用发射声波和接收水底反射波之间多普勒频移测量船舶相对于水底航速和累计航程。这种计程仪准确性好，灵敏度高，可测纵向和横向速度，但价格昂贵。主要用于巨型船舶在狭水道航行、进出港、靠离码头时提供船舶纵向和横向运动准确数据。多普勒计程仪受作用深度限制，超出数百米时，只能利用水层中水团质点作反射层，变成对水计程仪。,声相关计程仪。,应用声相关原理测量来自水底同一散射源回声信息抵达两接收器时移，以解算得相对于水底航速和航程。这种计程仪可测后退速度，兼用于测深。水深超出数百米时也变成相对于水计程仪，尚在改进中。,16/44,测向仪,17/44,近程和中程海上导航用无线电测向设备。最早测向仪出现于20年代。在船上装备测向仪，沿海岸配置指向标，即无线电信标。国际航海组织要求，1600吨位以上全部船只都必须装备无线电测向设备。船上测向仪不但用于对岸上信标进行测向，也用于对遇难呼救船只测向。国际要求呼救频率是500赫和2182,千赫,。,18/44,指向标沿海,无线电,信标工作于275335千赫频段。工作距离较远信标在相同频率上工作时，按时序发射，以预防相互干扰。船上测向仪可对岸上23个信标台顺次测向,测得位置线交点就是船位。船行速度较慢,因而可采取这种方法定位；飞机速度太快，不宜采取此法。全部岸上信标台都使用固定频率、固定识别信号（莫尔斯码），可间歇发射，在间断期间发射识别信号。在岸上也可对船舶测向，岸上分设几处测向台，同时对船上发射信号测向，也可测得航行船位。船上不需要专设发射台，而是利用普通通信信号。,19/44,测向仪船上测向仪一直是主要导航设备。所用天线系统都是环形天线，或是旋转式，或是固定式。船体结构不对称，不宜装置任何无极化误差天线。当代船用测向仪普通可覆盖250550千赫和16003800千赫频率范围。这种测向仪对地波传输信号测向比较准确；对电离层反射电磁波测向，方位不准确也不稳定。所以，船上测向仪测向到达距离仅在100海里左右,普通是白天有效距离大，夜间有效距离小，这称为夜间效应。小船通常使用人工旋转天线，有时带有铁氧体铁芯。大船普通使用两个相互垂直屏蔽环组成贝利尼-托西天线。有时，也用一个垂直辨向天线作为组合一部分。天线一环沿纵轴安装，另一环垂直于纵轴。当代测向仪都配有自动显示方位装置，有些可由伺服系统带动测角器找到听觉零点，有些用R.A.沃森瓦特提出双路放大器在阴极射线管上显示方位。测向仪测出可靠方位距离较小，主要限于沿海水域。有些繁忙水道使用数个在同频率上按时分方式工作测向。,20/44,定位系统,21/44,普通来说是全球定位系统（Global Positioning System）。简单地说，这是一个由覆盖全球24颗卫星组成卫星系统。这个系统能够确保在任意时刻，地球上任意一点都能够同时观察到4颗卫星，以确保卫星能够采集到该观察点经纬度和高度，方便实现导航、定位、授时等功效。这项技术能够用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定路线，按时抵达目标地。全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制新一代空间卫星导航定位系统。其主要目标是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目标，是美国独霸全球战略主要组成。经过20余年研究试验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%24颗GPS卫星星座己布设完成。,22/44,GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分GPS星座;地面控制部分地面监控系统;用户设备部分GPS 信号接收机。,23/44,回声测深仪,24/44,利用声波反射信息测量水深仪器。其中有一类超声波测深仪所使用声波频率在2万赫以上。,回声测深仪工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波碰到障碍物而反射回换能器时，依据声波往返时间和所测水域中声波传输速度，就能够求得障碍物与换能器之间距离。声波在海水中传输速度，随海水温度、盐度和水中压强而改变。在海洋环境中，这些物理量越大，声速也越大。常温时海水中声速经典值为1500米秒，淡水中声速为1450米秒。所以在使用回声测深仪之前，应对仪器进行率定，计算值要加以校正。,25/44,回声测深仪类型很多，可分为统计式和数字式两类。通常都由振荡器、发射换能器、接收换能器、放大器、显示和统计部分所组成。,回声测深仪能够在船只航行中快速准确地连续测量水深。惯用于航道勘测、水底地形调查、海道测量和船只导航定位等。,26/44,一、施工前准备,（一）、技术资料,施工前，首先仔细阅读电气设备导电系统图，驾驶室设备布置图、接线图和导航设备托盘表。,（二）、物资材料,施工前，了解导航系统设备到货情况，设备均应有出厂合格证。掌握设备支架底座到货情况，及时领取上船安装。,（三）、施工工具,施工前，应准备好螺丝刀、万用表、活络扳手、接地线、套管、锡箔纸、接地块等。,27/44,二、人员,施工人员安装前应进行专业知识和安全知识应知、应会培训，并应有工作经验船舶电工才能上岗操作。,28/44,三、工艺要求,1、导航设备安装完成，外观应完好无损。,2、导航设备安装位置应符合布置图要求。,3、导航设备电缆敷设应符合Q/SWS46-001-船舶电缆敷设工艺规范要求。,4、导航设备安装应符合Q/SWS46-002-船舶电气设备安装工艺规范要求。水声设备安装后应到达水密要求。,5、导航设备接地应符合Q/SWS46-003-船舶电气设备和电缆接地工艺规范要求。,29/44,四、工艺过程,（一）操作程序,1、查对库领设备清单。,2、取出随设备进库配件。,3、按照设备体积和重量，依据布置图，决定设备安装位置和安装形式。,4、为预防烧焊时底座变形，把设备安装在底座上，然后在合理位置烧焊底座和接地块。,5、安装设备。,6、配合木工施工时，电缆敷设、接线工作。,30/44,（二）工艺方法,1、磁罗经,1）、磁罗经安装位置应尽可能远离船上强磁场区域，和永磁材料组成电磁器件，以及磁罗径防磁区域，应按船级社或入籍国要求采取办法。,2）、磁罗经在罗经甲板安装时，应尽可能安装在船舶中心线上。其方位基准线指向船艏，假如偏离中心线安装时，其安装中心线应与船舶中心线平行，平行度不超出5。,3）、在罗经甲板安装磁罗经时，视野尽可能不受遮挡。磁罗经应为防水型结构。在不使用时应加盖防水罩。,4）、驾驶室内磁罗经观察窗距地板高度为1700mm-1800mm。,31/44,2、电罗经,1）、航向分罗经安装在需要舱室，如驾驶室、海图室、舵机舱等场所。方位分罗经安装在驾驶室外两翼甲板上。,2）、主罗经应尽可能安装在船舶中心线上或其平行线上，安装基准线对准船艏，平行度不超出0.5o。,3）、进入装有主罗经操舵台电缆应尽可能向两边分开敷设，留出空间方便于主罗经安装，并应确保主罗经基座安装误差能够调整。,4）、电罗经各部件安装应依据制造厂提供资料进行清洁、加液、定位、紧固和接线。,5）、方位分罗经首尾基准线应与船舶中心线平行，平行度不超出05o，并应确保与船舶中心线距离（D1、D2）相等（如图所表示）。方位分罗经周围应无障碍物遮挡视线。,6）、方位分罗经安装应保持水平，如用基座应垫有木垫，确保基座安装精度能够调整。,32/44,方位分罗径定位图,33/44,3、雷达,1）、雷达天线普通应尽可能安装在船舶中心线上，确保天线旋转范围内无障碍物。,2）、在考虑船体结构和维护保养前提下，尽可能将天线安装在较高位置。,3）、为了降低假目标，雷达天线水平面不能和桅顶横桁处于同一平面，必须高于或低于横桁。若雷达天线低于桅顶横桁时，则天线到桅顶横桁垂直角应大于5o。若雷达天线高于桅顶横桁时，则天线到桅顶横桁俯视角应大于5o。,4）、雷达天线位置应远离其它无线电设备，还需防止天线主波束直接照射活动区和危险区。,5）、雷达桅制造时，应确保雷达桅上雷达天线安装平台水平。而且有足够大空间，便于安装和维修天线。,34/44,6）、“S”波段雷达天线安装应高于“X”波段雷达天线安装高度，并将天线上船艏标识对准船艏方向。,（1）“S”波段雷达天线底座与安装基座之间应用不锈钢双螺栓紧固。,（2）“S”波段雷达天线底座与天线本体接触面应涂一层硅化物，以预防不一样金属之间电化学腐蚀。裂缝相控导波天线窗口、性能监视器窗口均不能涂漆，以免造成灵敏度下降。,35/44,7）、雷达波导馈线应尽可能短，尽可能少用接头和弯头，并采取制造厂提供部件。若必须弯曲波导馈线时，应确保弯曲半径大于200mm，而且确保波导管在水平方向弯曲时，保持下降趋势，以防积水影响微波传送。,（1）波导馈线出厂时已加气密封，内部有一定压力，以防在运输安装过程中产生变形，所以直到加工接口前不能损坏它密封性。,（2）波导馈线敷设应从雷达天线处开始自上而下，顺势进行，不能随意扭曲产生变形，距波导管两端接口处0.4m至0.7m内应设置紧固件，其余每隔1m至1.5m设置紧固件。固定波导馈线时，扎带和馈线之间应垫上橡皮，以免船舶震动，磨损波导馈线。,（3）波导馈线接口加工工艺；应按以下步骤进行：,1）剥去外层护套长度120mm。,2）甲苯溶剂去除沥青。,3）用制造厂提供专用工具扩大接口成喇叭状。,4）装入专用接口件，注入固化剂，旋紧螺丝。,5）待固化后，在馈线外层连接处缠绕防水胶带，最终将上、下接口对接固定。天线基座和收发机波导管接口处应分别嵌入聚四乙烯滤波片，预防积水进入机器内部。,（4）、检验全部雷达单元安装是否牢靠。,36/44,8雷达显示器应安装在远离电源变压器和永磁材料组成器件地方，并确保罗经防磁干扰安全距离。,（1）雷达收发讯机安装时要远离蒸汽管及发烧体，应安装在通风条件良好场所，留有足够空间，确保波导馈线能顺势弯曲。,（2）连接雷达显示器与收发机信号电缆外层金属护套必须可靠接地。,37/44,4、测深仪,1）、依据测深仪换能器围井布置图和测深仪制造商提供安装资料在船底板上进行定位、划线、开孔和焊装法兰。,2）、测深仪换能器应尽可能靠近龙骨安装，前方应平坦，无突出物、无吸水和排水口。换能器安装方位无要求，能够按需安装。,3）、测深仪换能器安装时，在安装孔处先焊装一个暂时三脚固定架，固定换能器，确保换能器法兰焊装时与船底平面保持平整。,4）、测深仪换能器法兰应先均匀搭焊矫正水平，倾斜度小于3o。最终双面环焊，并将焊缝磨平。必要时在船底板上焊加强法兰。,38/44,5）、从船体外部把换能器本体平整地装入底座，压入带密封圈法兰盘，紧固螺栓，在螺栓和法兰盘四面涂上环氧树脂，加以密封固定。如图4.4.2所表示。,6）、测深仪换能器安装结束后，应进行密封试验，用0.2Mpa 负压抽真空，保持30min，有漏气现象则重新安装。,7）、测深仪换能器与主机之间随机电缆应穿管敷设。,8）、换能器与主机之间随机电缆长度超出30m，则应加匹配盒，匹配盒应安装在船体水线以上。,9）、测深仪换能器表面不得磨损、挂花，不得油漆，随机电缆金属护套应良好接地。,39/44,1-电缆；2-法兰；3-换能器头。,测深仪换能器安装结构图,40/44,5、计程仪,1）、依据计程仪围井布置图和计程仪制造商提供安装资料，在船底板上进行定位、开孔和焊装安装法兰。而且应靠近龙骨船底平整区域。,2）、计程仪换能器前方应平坦，无突出物，无吸水和排水口，与测深仪换能器安装位置最少保持1m以上距离。,3）、计程仪换能器安装法兰焊装完成后，在该法兰上安装维修用海水阀，然后从海水阀开启状态由上而下插入换能器，直到换能器平面与船底板持平。压入法兰，嵌入密封圈和垫圈，禁固法兰螺栓，最终以环氧树脂封固。如图。,41/44,1-底法兰；2-密封圈1；3-密封圈2；4-换能器头；5-上法兰；6-连接管；,7-螺栓；8-螺帽；9-海水阀；10-定位销；11-锌环；12-导环；13-螺钉。,计程仪换能器安装结构图,42/44,4）、计程仪换能器安装结束，应做密性试验，用0.2Mpa负压抽真空，保持30min,如有漏气现象则重新安装。,5）、计程仪换能器船艏标识应对准船艏方向，其中心线应与船舶中心线平行，平行度不超出10。,6）、计程仪换能器随机电缆必须单独穿管敷设。每根信号电缆芯线外屏蔽应良好接地。该接地端子与保护接地端子隔离。,7）、换能器表面不得磨损、挂花，不得油漆。,8）、计程仪收发讯处理器，应安装在靠近换能器专门舱室内，该舱室保持干燥通风，并有足够维修空间。,43/44,五、检验,1、导航设备安装完成进行外观检验，应符合5.1要求。,2、检验导航设备安装位置，应符合5.2要求。,3、检验导航设备电缆敷设应符合5.3要求。,4、检验导航设备安装应符合5.4要求。,5、检验导航设备接地应符合5.5要求。,44/44,