作者：水上产品部 

近几年国内港口工程与疏浚市场特别火爆，不少疏浚企业和个体船主都相继投入了大量的资金建造了很多大型的耙吸式和绞吸式挖泥船，逐步形成了当前疏浚市场上一支举足轻重的生力军。南方公司新集成的挖泥船监控和产量计系统，在施工中能起到监控挖泥浓度、流量和累计产量的作用，为控制深度、流速、浓度、泵机转速提供了直观的参考与操作，能有效提高船只施工效率，减少机损事故和停航维修率，提升企业与船东的经济效益。
    该智能化监控系统涵盖进口产品的所有功能，系统造价低，操作方便，性能安全可靠，系统安装、维护简单，软件功能强大，可与南方疏浚导航软件数据相兼容。南方公司可为耙吸船、绞吸船提供全面配套方案和系统安装调试。下面介绍该系统的组成、功能和原理：
    1、挖泥船监控和产量计系统组成
    系统包括电脑、软件、多串口卡、泥浆密度扫描传感器、流量与流速扫描传感器、泥泵真空度检测传感器和泥泵机转速检测传感器等，软件操作简单，显示界面直观，产量计算准确，维护方便，安全性可靠，稳定性好。可与南方疏浚导航软件的数据连接显示船位参数，同时也能与通用的导航测量软件数据接口兼容，完全解决了疏浚施工平面导航、疏浚深度控制、挖泥效率监控、产量自动累计等问题。



 2、挖泥船监控和产量计系统功能
    主要功能包括：监测挖泥船泥泵机转速、泥泵真空度、排泥管内泥浆流量、泥浆密度和计算施工运行时间与累计施工产量，可时刻监控泥浆浓度和流量，同时还可对泥泵机的运转速度、泥泵真空度进行控制，后对施工运转小时和施工产量进行累计和打印施工产量报表,能更加有效地监测和控制疏浚施工的效率，防止施工时浓度过高或泥泵机转速过快造成堵管或机损事故，能大大提高有效的施工运转小时，可按时间自动计算疏浚、吹填施工的挖泥产量，适合耙吸式和绞吸式挖泥船安装和使用。
    3、流量、浓度、产量监控的原理
    挖泥产量监控系统是由一体化密度及流速传感器、流速转换器、微计算机信号处理、计算及显示仪等部分组成，如下图。



    将密度传感器和流速传感器分别通过法兰连接在一小段测量管道上使之成为一个整体，然后将这个一体化的密度、流速传感器，通过其测量管道两头的法兰再连接到输泥管上，如右上图。
    密度传感器由γ射线源和闪烁探测器两部分组成，并分别安装在一体化管道的两侧，其密度的测量是基于物质对γ射线的吸收原理，当γ射线穿过一定厚度的物质时，其射线辐射活度Ⅰ0将会被物质吸收一部分，Ix值就会被衰减，当探测的物质密度越高其衰减值就越大，所探测到的Ix则越小，然后进行反算浓度值，Ix值是按以下公式的规律衰减。


Ix=IOExp(-μρ.ρ.d)
    该公式中：
    I0：已知的γ源的辐射活度〔Bq〕
    Ix：在监测器处的γ射线的辐射活度〔Bq〕
    μρ：物质的质量吸收系数〔cm2/g〕
    ρ：物质的密度〔g/cm3〕
    d：管道内径〔cm〕
    我们可像上图那样，将γ源固定在测量管道的一侧，将γ射线探测器固定在管道的另一侧，因为Io已知γ源的辐射活度，d已知管径，μρ是常数，我们只要用探测器测出Ix值，经过正确的处理和计算，就可以得出管道内物质的密度值。
    流速传感器和流量转换器配合作为测量介质（泥浆）流速和流量的监测仪表。流速传感器已固定在一体化流速、密度传感器管道上，它输出反映泥浆平均流速的电信号EX。流量转换器安放在操作室，它接受流速传感器送来的电信号EX，并转换为与泥浆流量相对应的4-20mA.DC的标准信号输出，送给微机信号处理显示仪。有了排泥管流量和浓度后，就可按固定公式算出规定时间的产量。
    所有相关参数（包括压力监控和转速监控等）都将在电脑的监控软件上显示，综合参数软件显示界面如下图：



    4、南方挖泥船监控和产量计系统的优点
    ①各类挖泥船上的实际应用表明，挖泥船配置监控和产量计系统能大大提高挖泥船的工作效率和经济效率，提高挖泥船施工的可靠性和安全性，并为施工的监督和科学化管理提供了一个有力的手段。
    ②众所周知疏浚施工是一项水下作业，施工人员无法目睹水底取土的情况，加之水下情况复杂，变化因素多，随机性大，要使操作人员能有效地监控水下施工质量和提高施工效益，只凭操作人员的感觉和经验是不够的。只有应用自动检测与自动化技术设备，直接实时地检测和显示输泥管中的泥浆密度、泥浆流量和固态物质的实际数量———即干土方量等运行参数，操作人员才能根据这些参数信息实时有效地调整操作，使整个疏浚施工得以长期安全、稳定和高产、低耗地优化运行。
    在挖泥船上配置挖泥产量计监测系统后，不仅可以大大提高挖泥船的工作效率和经济收益，同时给挖泥船稳定、安全的工作提供了有力的保证，也为今后疏浚挖泥作业向自动化生产迈进打下了良好的基础。正因为如此，目前世界各主要发达国家都纷纷加速发展挖泥船的自动检测与自动控制的技术，以整体提高挖泥船的工作效率和疏浚挖泥作业的安全性和可靠性。