一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置及方法与流程

1.本发明创造属于起重船高程测量技术领域，尤其是涉及一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置及方法。

背景技术：

2.起重船的主要用途是为水上作业配套服务，主要功能是起吊大件重物。近年来，市场需求变化导致起重船的用途重心转向海洋工程，大型桥梁的桥面板吊装主要依靠大型的起重船进行施工，按起重机部分相对于船体能否转动可分为旋转式与固定式，固定式起重船的扒杆又分为可变幅与不可变幅。为了满足施工水域的限高要求，起重船必须对整个船体的最高程进行检测、报警和监控，特别是起重船在吊重工作状态下变幅，从而达到施工水域起重作业安全生产要求。由于起重船需要在限高水域长期移动作业，且在吊重变幅作业时起重船实时高程变化较大，现有技术中，与船舶航行方向垂直的安全预警水域建立固定激光对射点进行超高检测，虽然可用于船舶在桥梁通航时的超高防撞预警，但不具备对在限高水域经常移动且吊重变幅作业中的起重船实时跟踪测量高程的功能，并且，对于远距离测量，激光光束散射较为严重，这样导致了基于激光束扫描的方式测量精度低，测量距离短，使得应用受到限制。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置及方法。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
5.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，包括潮位测量计、船舶吃水测量装置、变幅角度测量装置、测量箱、交换机与计算机工作站，所述潮位测量计通过无线网络与两个计算机工作站连接，此两个计算机工作站通过cat6以太网与交换机连接，所述交换机通过cat6以太网与测量箱连接，且测量箱的接收端分别与船舶吃水测量装置和变幅角度测量装置的输出端电性连接；
6.所述变幅角度测量装置包括被测转动轴，所述被测转动轴的右端固定连接有磁头，所述磁头的弧面固定安装有紧定螺钉，所述磁头的右侧活动卡接有感应体，所述磁头悬浮于感应体左侧且两者之间非接触，所述感应体的侧面通过第三螺栓螺母固定连接有感应体固定支架，所述感应体的底部固定连接有屏蔽网随机电缆，所述屏蔽网随机电缆的另一端固定连接有第二传感器接线盒。
7.进一步，所述潮位测量计包括有磁致伸缩液位传感器、密封罩、测量桶，所述密封罩内部的左中右端分别设置有电池模块、电子仓与潮位检测单元，所述密封罩的顶部固定安装有有机玻璃罩，所述潮位检测单元与电子仓之间设置有第一传感器随机电缆连接，所述密封罩的底部固定安装有测量桶，所述测量桶顶端设置有顶法兰，所述密封罩底部的折边与第一传感器安装法兰、顶法兰三者之间通过第一螺栓螺母固定连接，所述磁致伸缩液
位传感器包括设置在密封罩内的电子仓和伸入到测量桶内的测杆，所述磁致伸缩液位传感器通过连接螺纹与第一传感器安装法兰固定连接，所述测杆外部为不锈钢保护管且内部设置有磁致伸缩线，所述测杆的表面活动套接有浮子且其穿过浮子且其底部设置有锁紧环，所述浮子为圆球形结构，且浮子中间穿孔、内部设置有永久磁铁且漂浮于水面，所述测量桶靠近顶部的右侧设置有空气导通孔，所述测量桶上部外壁设置有突出的法兰盘，所述测量桶靠近底部的侧壁上设置有若干个透水孔，且其底部固定安装有滤网，所述测量桶的左侧设置有预先埋下的桩腿，所述桩腿右侧的上部与下部分别固定安装有上固定支架与下固定支架，所述上固定支架的上端设置有一个方形法兰盘，且其与法兰盘通过第二螺栓螺母组件固定连接，所述下固定支架设置有一个圆环盘，测量桶穿过圆环盘。
8.进一步，所述船舶吃水测量装置包括有座板法兰，所述座板法兰一侧焊接在船舶舱壁上，且其另一侧法兰固定连接通海截止阀，所述通海截止阀的左侧固定安装有t型稳压桶，所述t型稳压桶的左端固定安装有法兰式球阀，所述法兰式球阀的左端固定安装有第二传感器安装法兰，所述第二传感器安装法兰的左端固定安装有压力传感器，所述压力传感器的左端固定连接有第二传感器随机电缆，所述第二传感器随机电缆的另一端固定连接有第一传感器接线盒，所述t型稳压桶的顶部固定安装有第一透气管。
9.进一步，所述潮位测量计位安装在船体外侧预埋的桩腿上，所述桩腿固定安装在作业海域的海床上。所述船舶吃水测量装置中的压力传感器结构设置于船舶的四角即左艏、左艉、右艏、右艉，且具体安装在船舱内靠近船底甲板的位置。
10.进一步，所述角度传感器设置于船体主甲板以上，并安装在靠近起重机臂架转轴的位置。
11.进一步，所述测量箱、交换机以及计算机工作站均设置于集控室或者中央控制室内。
12.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警方法，包括如下步骤：
13.s1、潮位测量：磁致伸缩液位传感器对船舶作业水域的潮位高度进行测量，并输出4～20ma测量信号给潮位检测单元，潮位检测单元对潮位高度测量信号进行采集，并将采集结果通过无线wifi发送给船上的计算机工作站；
14.s2、船舶吃水测量：压力传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，压力传感器设置于船舶的四角即左艏、左艉、右艏、右艉，且安装在船舱内距离船底甲板预设高度h0处，测量传感器安装水平面至潮位水平面的压强，并输出4～20ma测量信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将吃水数据采集结果通过以太网发送给计算机工作站；
15.s3、起重机臂架变幅角度测量：角度传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，角度传感器设置在船上起重机臂架转轴旁且距离主甲板预设高度h1处，即与起重机臂架转轴的中心轴同一水平高度，在与臂架转轴同转动的被测转动轴上装有磁块，被测转动轴转动造成磁场方向变化；根据霍尔效应原理，传感器通过感知磁场方向的变化，测量臂架前后俯仰的变幅角度，并输出一个与转动角度成正比例的4～20ma测量信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将转角数据采集结果通过以太网发送计算机工作站；
16.s4、计算机工作站通过无线wifi与潮位检测单元连接，接收潮位检测单元发送的
潮位数据采集结果；
17.s5、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的吃水数据采集结果；根据液体压强计算公式，在传感器安装高度h0的基础上，结合当前水域的海水密度，计算出此时船舶的吃水值，船体的型深是已知固定值，型深减去吃水值即可得潮面以上至主甲板的距离；
18.s6、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的转角数据采集结果，并计算出起重机臂架的变幅角度值；起重机臂架长度是已知固定值，根据三角函数关系，起重机臂架长度乘以变幅角度的余弦值并结合传感器安装高度h1即可得主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离；
19.s7、计算机工作站对作业水域的潮位高度、潮面至主甲板的距离、主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离进行叠加，计算出在作业水域的船舶高度，判断此时该起重船是否处于限高范围内，当起重船的最高点超过预警值时，自动发出超高预警信息，提醒操作人员及时采取措施控制起重船的高度。
20.相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
21.本发明创造通过潮位测量计对起重船作业海域的实时潮位进行测量，船舶吃水测量装置对船舶当前的吃水值进行测量，变幅角度测量装置对起重机臂架的前后变幅角度进行测量，因此整套装置能够对固定式变幅臂架起重船的最高程进行实时测定。
22.当全船的最高程达到甚至超过设定的阈值时，系统立即自动发出超高报警，提醒操作人员注意，以便及时采取应对措施，尽快降低船舶的高程，使船舶满足作业海域的限高要求，保障船舶作业的安全性；系统所含的传感器具有高稳定、高可靠性、高精度/高分辨率，能长期应用于恶劣的工业使用环境，系统对全船高程的测定方法准确、简单、高效、及时。
23.与以往相比，系统对海上船舶的超高测定不再受测量距离限制，特别是对在限高水域经常移动且变幅作业的起重船，系统整体的测量精度高，能够及时对全船的超高发出预警，有效降低了船员的工作负担，显著提升了船舶作业的安全性。
附图说明
24.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明创造的示意图；
26.图2为本发明创造中潮位测量计示意图；
27.图3为本发明创造中船舶吃水测量装置示意图；
28.图4为本发明创造中变幅角度测量装置示意图；
29.图5为本发明变幅角度测量装置中磁头及感应体部分的示意图；
30.图6为本发明创造中固定式变幅起重臂架示意图；
31.图7为本发明创造应用时的示意图。
32.附图标记说明：
33.1、潮位测量计；10、磁致伸缩液位传感器；11、密封罩；12、测量桶；13、潮位检测单
元；14、电池模块；15、电子仓；16、测杆；17、浮子；18、磁致伸缩线；19、第一传感器安装法兰；20、顶法兰；110、空气导通孔；111、上固定支架；112、下固定支架；113、法兰盘；114、方形法兰盘；115、滤网；116、透水孔；117、有机玻璃罩；118、锁紧环；119、连接螺纹；120、第一螺栓螺母；121、第一传感器随机电缆；122、第二螺栓螺母；123、圆环盘；124、桩腿；
34.2、船舶吃水测量装置；21、座板法兰；22、通海截止阀；23、t型稳压桶；24、法兰式球阀；25、第二传感器安装法兰；26、压力传感器；27、第二传感器随机电缆；28、第一透气管；29、第一传感器接线盒；
35.3、变幅角度测量装置；31、被测转动轴；32、磁头；33、紧定螺钉；34、感应体；35、屏蔽网随机电缆；36、第三螺栓螺母；37、感应体固定支架；38、第二传感器接线盒；
36.4、测量箱；
37.5、交换机；
38.6、计算机工作站。
具体实施方式
39.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
40.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
42.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
43.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，如图1至7所示，包括潮位测量计、船舶吃水测量装置、变幅角度测量装置、测量箱、交换机与计算机工作站，其中，潮位测量计1用于船舶作业水域潮位测量、信号采集和数据发送；船舶吃水测量装置2用于船舶吃水测量；变幅角度测量装置3用于起重机臂架变幅角度测量；测量箱(包含plc采集通讯模块)4用于对传感器测量信号进行采集、处理和数据传输；交换机5为采集通讯模块和计算机工作站提供以太网接入和信息共享服务；计算机工作站6作为显示终端提供人机界面交互服务。
44.所述潮位测量计通过无线网络与两个计算机工作站连接，此两个计算机工作站通过cat6以太网与交换机连接，所述交换机通过cat6以太网与测量箱连接，且测量箱的接收端分别与船舶吃水测量装置和变幅角度测量装置的输出端电性连接。
45.所述变幅角度测量装置包括被测转动轴，所述被测转动轴的右端固定连接有磁头，所述磁头的弧面固定安装有紧定螺钉，所述磁头的右侧活动卡接有感应体，所述磁头悬浮于感应体左侧且两者之间非接触，所述感应体的侧面通过第三螺栓螺母固定连接有感应体固定支架，所述感应体的底部固定连接有屏蔽网随机电缆，所述屏蔽网随机电缆的另一端固定连接有第二传感器接线盒。
46.起重机臂架转动轴与被测转动轴连接，被测转动轴插入磁头中，磁头表面开有螺孔，用紧定螺钉将磁头固定在被测转动轴上。磁头头部嵌有磁钢，磁头与感应体之间不直接接触，保持在规定的间距范围内。感应体通过螺栓螺母固定在感应体固定支架上。当起重机臂架转动时，被测转动轴随臂架转动轴一起转动，并将旋转角度传递给磁头。磁头旋转改变了磁头磁场方向，感应体将磁头磁场方向变化转化为电信号，并通过屏蔽网随机电缆输出4～20ma测量信号。屏蔽网随机电缆连接至传感器接线盒内的接线柱，传感器接线盒的接线柱又与外部采集通讯模块电缆连接，传递测量信号给采集通讯模块；
47.磁感应角位移传感器，充分补缺了导电塑料电位器的接触式寿命问题和光电编码器的增量相对值的缺陷，即为绝对值非接触式模拟量角度位移传感器。非接触式测量可靠性高，精确度高，耐久性好。
48.密封罩11内设置有潮位检测单元13和电池模块14，罩壳顶部设有一个有机玻璃罩117，透过玻璃罩可以观察密封罩11内的情况。密封罩11底部的折边与第一传感器安装法兰19、测量桶12顶端的顶法兰20三者之间通过第一螺栓螺母组件120固定连接，磁致伸缩液位传感器10通过连接螺纹119与第一传感器安装法兰19固定连接，磁致伸缩液位传感器10包括设置在密封罩11内的电子仓15和伸入到测量桶12内的测杆16，测杆16外部为不锈钢保护管，内部设有磁致伸缩线18，测杆16穿过浮子17，测杆16底部设有锁紧环118，浮子17为圆球形结构，中间穿孔，内部有永久磁铁，可以漂浮在水面上，
49.测量桶12靠近顶部的右侧设有空气导通孔110，底部开口并设置有防海生物的滤网115，底部侧面外壁上开有透水孔116，当测量桶12伸入待测水面中，桶内的液面与桶外的液面高度相同。
50.在船舶作业水域预先埋入一根桩腿124，在桩腿124上安装有两个环形的固定支架，上固定支架111设置有一个方形法兰盘114，测量桶12上部外壁设有突出的法兰盘113，方形法兰盘114与法兰盘13通过第二螺栓螺母122连接。下固定支架112设置有一个圆环盘123，测量桶12穿过圆环盘123。
51.当传感器的电子仓15通电后，电子仓15内的电子电路产生一个起始脉冲,此起始脉冲沿磁致伸缩线18以恒速传输，同时产生一个沿着磁致伸缩线18跟随脉冲前进的旋转磁场。当该磁场与浮子17的永久磁场相遇时，会产生磁致伸缩效应，使磁致伸缩线18发生扭动，电子仓15感知这一扭动并转换成相应的终止脉冲，通过计算起始脉冲和终止脉冲之间的时间差，可以精确测量出脉冲的位移量，进而得到精确的液位值。电子仓15通过传感器随机电缆121输出4～20ma测量信号给密封罩11内的潮位检测单元13。
52.密封罩内的潮位检测单元内部设有微处理器，接收电子仓输出的4～20ma测量信号，根据磁致伸缩液位传感器测量的桶内水位变化数据计算出潮位值。微处理器与无线通信模块连接，可以通过无线wifi连接起重船上的计算机工作站，将实时采集的潮位值传送给计算机工作站。密封罩内的电池模块为微处理器、无线通信模块、磁致伸缩液位传感器提
供电源。
53.所述船舶吃水测量装置包括有座板法兰，所述座板法兰一侧焊接在船舶舱壁上，且其另一侧法兰固定连接通海截止阀，所述通海截止阀的左侧固定安装有t型稳压桶，所述t型稳压桶的左端固定安装有法兰式球阀，所述法兰式球阀的左端固定安装有第二传感器安装法兰，所述第二传感器安装法兰的左端固定安装有压力传感器，所述压力传感器的左端固定连接有第二传感器随机电缆，所述第二传感器随机电缆的另一端固定连接有第一传感器接线盒，所述t型稳压桶的顶部固定安装有第一透气管。
54.具体的，座板法兰焊接在靠近船底甲板的舱壁上，座板法兰与通海截止阀法兰连接。通海截止阀用于开启和关闭与外部海水的连通，通海截止阀向上开启，海水通过舱壁开孔经座板法兰和通海截止阀进入t型稳压桶和透气管。t型稳压桶分别与法兰式球阀、透气管和通海截止阀相通和法兰连接，用于防波稳压以及管道异径转换。透气管与外部大气相通，透气管内液面与舱外液面高度一致。
55.法兰式球阀与传感器安装法兰螺栓螺母连接，传感器安装法兰与压力传感器探头螺纹连接。法兰式球阀开启，压力传感器探头感受透气管内水柱高度压力，将水柱高度的压力信号转化为电信号，并通过传感器随机电缆输出4～20ma测量信号。传感器随机电缆连接至传感器接线盒内的接线柱，传感器接线盒的接线柱又与外部采集通讯模块电缆连接，传递测量信号给采集通讯模块。
56.通常，所述潮位测量计位安装在船体外侧预埋的桩腿上，所述桩腿固定安装在作业海域的海床上。所述船舶吃水测量装置中的压力传感器结构设置于船舶的四角即左艏、左艉、右艏、右艉，且具体安装在船舱内靠近船底甲板的位置。所述角度传感器设置于船体主甲板以上，并安装在靠近起重机臂架转轴的位置。所述测量箱、交换机以及计算机工作站均设置于集控室或者中央控制室内。
57.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警方法，包括如下步骤：
58.s1、潮位测量：磁致伸缩液位传感器对船舶作业水域的潮位高度进行测量，并输出4～20ma测量信号给潮位检测单元，潮位检测单元对潮位高度测量信号进行采集，并将采集结果通过无线wifi发送给船上的计算机工作站；
59.s2、船舶吃水测量：压力传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，压力传感器设置于船舶的四角即左艏、左艉、右艏、右艉，且安装在船舱内距离船底甲板预设高度h0处，测量传感器安装水平面至潮位水平面的压强，并输出4～20ma测量信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将吃水数据采集结果通过以太网发送给计算机工作站；
60.s3、起重机臂架变幅角度测量：角度传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，角度传感器设置在船上起重机臂架转轴旁且距离主甲板预设高度h1处，即与起重机臂架转轴的中心轴同一水平高度，在与臂架转轴同转动的被测转动轴上装有磁块，被测转动轴转动造成磁场方向变化；根据霍尔效应原理，传感器通过感知磁场方向的变化，测量臂架前后俯仰的变幅角度，并输出一个与转动角度成正比例的4～20ma测量信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将转角数据采集结果通过以太网发送计算机工作站；
61.s4、计算机工作站通过无线wifi与潮位检测单元连接，接收潮位检测单元发送的
潮位数据采集结果；
62.s5、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的吃水数据采集结果；根据液体压强计算公式，在传感器安装高度h0的基础上，结合当前水域的海水密度，计算出此时船舶的吃水值，船体的型深是已知固定值，型深减去吃水值即可得潮面以上至主甲板的距离；
63.s6、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的转角数据采集结果，并计算出起重机臂架的变幅角度值；起重机臂架长度是已知固定值，根据三角函数关系，起重机臂架长度乘以变幅角度的余弦值并结合传感器安装高度h1即可得主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离；
64.s7、计算机工作站对作业水域的潮位高度、潮面至主甲板的距离、主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离进行叠加，计算出在作业水域的船舶高度，判断此时该起重船是否处于限高范围内，当起重船的最高点超过预警值时，自动发出超高预警信息，提醒操作人员及时采取措施控制起重船的高度。
65.本发明创造通过潮位测量计对起重船作业海域的实时潮位进行测量，船舶吃水测量装置对船舶当前的吃水值进行测量，变幅角度测量装置对起重机臂架的前后变幅角度进行测量，因此整套装置能够对固定式变幅臂架起重船的最高程进行实时测定。
66.当全船的最高程达到甚至超过设定的阈值时，系统立即自动发出超高报警，提醒操作人员注意，以便及时采取应对措施，尽快降低船舶的高程，使船舶满足作业海域的限高要求，保障船舶作业的安全性；系统所含的传感器具有高稳定、高可靠性、高精度/高分辨率，能长期应用于恶劣的工业使用环境，系统对全船高程的测定方法准确、简单、高效、及时。
67.与以往相比，系统对海上船舶的超高测定不再受测量距离限制，特别是对在限高水域经常移动且变幅作业的起重船，系统整体的测量精度高，能够及时对全船的超高发出预警，有效降低了船员的工作负担，显著提升了船舶作业的安全性。
68.以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

技术特征：

1.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：包括潮位测量计、船舶吃水测量装置、变幅角度测量装置、测量箱、交换机与计算机工作站，其特征在于：所述潮位测量计通过无线网络与两个计算机工作站连接，此两个计算机工作站通过cat6以太网与交换机连接，所述交换机通过cat6以太网与测量箱连接，且测量箱的接收端分别与船舶吃水测量装置和变幅角度测量装置的输出端电性连接；所述变幅角度测量装置包括被测转动轴，所述被测转动轴的右端固定连接有磁头，所述磁头的弧面固定安装有紧定螺钉，所述磁头的右侧活动卡接有感应体，所述磁头悬浮于感应体左侧且两者之间非接触，所述感应体的侧面通过第三螺栓螺母固定连接有感应体固定支架，所述感应体的底部固定连接有屏蔽网随机电缆，所述屏蔽网随机电缆的另一端固定连接有第二传感器接线盒。2.根据权利要求1所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述潮位测量计包括磁致伸缩液位传感器、密封罩、测量桶，所述密封罩内部设有电池模块、电子仓以及潮位检测单元，所述潮位检测单元与电子仓之间由第一传感器随机电缆连接，所述密封罩的底部固定安装有测量桶，该测量桶顶端设置有顶法兰；所述测量桶靠近顶部的右侧设置有空气导通孔，并在测量桶靠近底部的侧壁上设置有若干个透水孔。3.根据权利要求2所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述磁致伸缩液位传感器包括设置在密封罩内的电子仓和伸入到测量桶内的测杆，所述磁致伸缩液位传感器通过连接螺纹与第一传感器安装法兰固定连接。4.根据权利要求3所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述测杆外部为不锈钢保护管且内部设置有磁致伸缩线，在所述测杆的表面活动套接有浮子，并在其穿过浮子的一端设置有锁紧环。5.根据权利要求1所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述船舶吃水测量装置包括座板法兰，所述座板法兰一侧焊接在船舶舱壁上，另一侧固定连接于通海截止阀，所述通海截止阀的左侧固定安装有t型稳压桶，并在t型稳压桶的顶部固定安装有第一透气管。6.根据权利要求1所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述潮位测量计位安装在船体外侧预埋的桩腿上，所述桩腿固定安装在作业海域的海床上。7.根据权利要求1所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述角度传感器设置于船体主甲板以上，并安装在靠近起重机臂架转轴的位置。8.根据权利要求1所述的一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，其特征在于：所述测量箱、交换机以及计算机工作站均设置于集控室或者中央控制室内。9.一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、潮位测量：磁致伸缩液位传感器对船舶作业水域的潮位高度进行测量，并输出4～20ma测量信号给潮位检测单元，潮位检测单元对潮位高度测量信号进行采集，并将采集结果通过无线wifi发送给船上的计算机工作站；s2、船舶吃水测量：压力传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，压力传感器设置于船舶的四角即左艏、左艉、右艏、右艉，且安装在船舱内距离船底甲板预设高度h0处，测量传感器安装水平面至潮位水平面的压强，并输出4～20ma测量
信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将吃水数据采集结果通过以太网发送给计算机工作站；s3、起重机臂架变幅角度测量：角度传感器与采集通讯模块电缆连接，采集通讯模块与计算机工作站通讯连接，角度传感器设置在船上起重机臂架转轴旁且距离主甲板预设高度h1处，即与起重机臂架转轴的中心轴同一水平高度，在与臂架转轴同转动的被测转动轴上装有磁块，被测转动轴转动造成磁场方向变化；根据霍尔效应原理，传感器通过感知磁场方向的变化，测量臂架前后俯仰的变幅角度，并输出一个与转动角度成正比例的4～20ma测量信号给采集通讯模块，采集通讯模块对4～20ma测量信号进行采集，并将转角数据采集结果通过以太网发送计算机工作站；s4、计算机工作站通过无线wifi与潮位检测单元连接，接收潮位检测单元发送的潮位数据采集结果；s5、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的吃水数据采集结果；根据液体压强计算公式，在传感器安装高度h0的基础上，结合当前水域的海水密度，计算出此时船舶的吃水值，船体的型深是已知固定值，型深减去吃水值即可得潮面以上至主甲板的距离；s6、计算机工作站通过以太网与信号采集模块连接，接收信号采集模块发送的转角数据采集结果，并计算出起重机臂架的变幅角度值；起重机臂架长度是已知固定值，根据三角函数关系，起重机臂架长度乘以变幅角度的余弦值并结合传感器安装高度h1即可得主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离；s7、计算机工作站对作业水域的潮位高度、潮面至主甲板的距离、主甲板至起重机臂架最高点的垂直距离进行叠加，计算出在作业水域的船舶高度，判断此时该起重船是否处于限高范围内，当起重船的最高点超过预警值时，自动发出超高预警信息，提醒操作人员及时采取措施控制起重船的高度。

技术总结

本发明创造提供了一种固定式变幅臂架起重船超高测定报警装置，包括潮位测量计、船舶吃水测量装置、变幅角度测量装置、测量箱、交换机与计算机工作站，所述潮位测量计通过无线网络与两个计算机工作站连接，此两个计算机工作站通过CAT6以太网与交换机连接，所述交换机通过CAT6以太网与测量箱连接，且测量箱的接收端分别与船舶吃水测量装置和变幅角度测量装置的输出端电性连接。本发明创造能对固定式变幅臂架起重船的最高程进行实时测定。系统整体的测量精度高，能够及时对全船的超高发出预警，有效降低了船员的工作负担，显著提升了船舶作业的安全性。业的安全性。业的安全性。