船用智能測厚裝置的研制與精度分析.pdf

1、船舶作為水上主要交通工具，受海水腐蝕和波流沖擊影響，其使用環(huán)境惡劣。海水腐蝕使船板厚度減小、強度降低、導(dǎo)致船舶使用壽命縮短、航行性能下降。使用科學(xué)方法對船板厚度定期、精確的檢測，對保證船舶航行安全有著重要的意義。本文根據(jù)船體測厚規(guī)范要求，研究論證船板測厚方法，并研制船用測厚裝置，以超聲波測厚理論知識為基礎(chǔ)，分析研究船體粗糙度、曲度、振動對測厚精度的影響。
　　本文主要開展的研究包括：
　　1.船板測厚方法的選定。通過對比分析

2、五種常規(guī)測厚方法的工作原理、適用范圍、測厚特點，確定選用超聲波測厚儀作為本裝置的測厚設(shè)備；根據(jù)超聲波測厚原理、衰減、傳播規(guī)律等特點，分析船板曲度和表面粗糙度對超聲波測厚精度的影響。
　　2.船體粗糙度和曲度對測厚精度的影響分析。根據(jù)超聲波測厚原理及傳播特性，通過對船體表面粗糙度、船板曲度、傳感器動態(tài)特性等因素分析，計算超聲波衰減、反射率、透射率、往返透射率對聲壓再分配，測厚耦合層混入空氣使測厚工作失敗，船板內(nèi)部夾渣使測厚值不能反映

3、船板真實厚度，提出解決方案并進(jìn)行實驗驗證。
　　3.分析超聲波傳感器動態(tài)特性，引入修正因子解決因船體振動和超聲波散射引起的測厚誤差，使測厚誤差由3%減小為1.1%。利用MATLAB軟件對測厚數(shù)據(jù)繪制三維視圖，更直觀的反映船體腐蝕情況。
　　4.船用智能測厚裝置的研制。根據(jù)國家海事法規(guī)和船級社測厚規(guī)范要求，結(jié)合在役船舶測厚實際環(huán)境，以智能爬壁機器人為載體，設(shè)計制作了船用智能測厚裝置。設(shè)計的承載機構(gòu)可完成耦合劑涂抹、傳感器及涂抹