(57)【要約】      （修正有）【課題】計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができ、安全かつ精度よく船舶の喫水を計測して船舶の載荷重量を迅速に算出できる船舶の載荷重量算出システム、及び船舶の載荷重量算出方法を提供する。【解決手段】筒状部材に挿入したガイドパルス方式の水位検出センサ部１４ａで計測した結果を水位計測制御部１４ｂで水位データに変換する水位検出器１４を備えた喫水計測装置１０と、載荷重量計算用データを入力する計算用データ入力部４１と、喫水計測装置１０で計測した水位データを統計処理して喫水データを算出する水位データ処理部４２と、喫水データを使用して、船舶の載荷重量を算出する載荷重量算出部４３と、これらを制御する制御部４０を備えて構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、計測対象の船舶の喫水を計測する喫水計測装置を用いて、前記船舶の喫水計測を行い、この喫水計測結果を用いて前記船舶の載荷重量計算を行う船舶の載荷重量算出システムにおいて、
ガイドパルス方式の水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入して、前記水位検出センサ部で計測した結果を水位データに変換する水位計測制御部を有する水位検出器を備えた喫水計測装置と、
前記船舶の載荷重量を算出するための載荷重量計算用データを入力する計算用データ入力部と、前記喫水計測装置で計測した前記水位データを統計処理して喫水データを算出する水位データ処理部と、
該水位データ処理部で統計処理した前記喫水データを使用して、前記船舶の載荷重量を算出する載荷重量算出部と、前記計算用データ入力部と前記水位データ処理部と前記載荷重量算出部を制御する制御部を備えたことを特徴とする船舶の載荷重量算出システム。
【請求項２】
水位計測時に前記喫水計測装置を重力方向に維持するための垂直維持機構としてジャイロ式姿勢安定器を設けると共に、前記制御部が、前記喫水計測装置で水位を計測して前記水位データを得る際に、前記ジャイロ式姿勢安定器における姿勢制御用のジャイロを回転させて、前記筒状部材を垂直状態に維持する力を与えることを特徴とする請求項１記載の船舶の載荷重量算出システム。
【請求項３】
水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、計測対象の船舶の喫水を計測する喫水計測装置を用いて、前記船舶の喫水計測を行い、この喫水計測結果を用いて前記船舶の載荷重量計算を行う船舶の載荷重量算出方法において、
ガイドパルス方式の水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入した前記喫水計測装置を用いて、前記筒状部材の内部水面を前記水位検出センサ部で計測して水位データに変換して、この水位データを統計処理して喫水データとし、この喫水データを使用して、前記船舶の載荷重量を算出することを特徴とする船舶の載荷重量算出方法。
【請求項４】
前記喫水計測装置を複数用いて、前記船舶の喫水計測時に、前記船舶の複数個所の水位計測部位に前記喫水計測装置をそれぞれ取り付けて、この取り付けた複数の前記喫水計測装置で前記複数個所における喫水を同時計測することを特徴とする請求項３記載の船舶の載荷重量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全かつ精度よく船舶の喫水を計測して船舶の載荷重量を迅速に算出できる船舶の載荷重量算出システム、及び船舶の載荷重量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶においては、完成した船舶を発注先に引き渡す前に喫水を計測し、その計測喫水を基に排水量計算と、この船舶が搭載可能な重量である載荷重量の計算をして、実際の載荷重量を確認している。
【０００３】
この喫水の計測は、従来技術では、図６に示すような、水位計測時に水面Ｗを貫通する透明な筒状部材１１と、この筒状部材１１の下部に接続する水導入部材１２とを備えて形成された喫水計測装置１０Ｘを用いて、図７に示すように、水位計測時に、計測員Ａが小型船２０に乗って、計測対象の船舶３０に近接して、船舶３０の水面Ｗ近傍の船舶３０の舷側の外板３０ａに設けられたマークＭと水面Ｗとの間の距離Ｈを計測している。
【０００４】
図６に示すように、この喫水計測装置１０Ｘは、筒状部材１１の上部に計測基準点となる基準部材１１ｄと、この基準部材１１ｄを基準にして下方に延びる水位計測用の目盛１１ｅ（筒状体１１ａの表面に設けられている）と、筒状体１１ａの上部に、筒状体１１ａの内部の空気が外気と流通可能でかつ、計測員Ａが指で塞ぐことができる通風孔１１ｆを設けて構成されている。また、水導入部材１２は、筒状部材１１の下部にホースクリップ１３ａで固定されるホース１２ａとこのホース１２ａの下部にホースクリップ１３ｂで固定される先端パイプ１２ｂとで構成され、この先端パイプ１２ｂに海水取り込み用の先端通水孔１２ｃと側面通水孔１２ｄを設けられている。
【０００５】
そして、従来の喫水計測では、計測員Ａが小型船２０上で、計測対象の船舶３０と小型船２０の間に、喫水計測装置１０Ｘの水導入部材１２を水中に投入して、水の導入部分を波浪や風の影響の少ない部分まで沈めると共に、その水面Ｗ上で筒状部材１１を持ちながら、基準部材１１ｄを船舶３０の外板３０ａの喫水マーク（吃水標）Ｍの中での使用し易い喫水マークＭに合わせて、水位計測時に、通風孔１１ｆを指で塞ぐことにより、計測開始時の筒状体１１ａの内側の内部水位Ｗｉｎを固定させて、この固定された内部水位Ｗｉｎを筒状体１１ａの表面の目盛１１ｅから目視で読み取っている。
【０００６】
このとき、内部水位Ｗｉｎは計測場所に波があるために完全に一定にならず、変動しているので、１０回から３０回程度読み取った平均値を計測値とし、この計測値と基準部材１１ｄを合わせた喫水マークＭとから計測喫水を算出している。そして、この算出された計測喫水のデータを基に、測定対象の船舶の喫水と載荷重量の関係を示すデータを参照して、載荷重量を算出している。
【０００７】
この喫水計測では、計測員Ａが水面Ｗ上に乗り出して作業性の悪い姿勢で、目視で目盛１１ｅを読み取る作業を多数回繰り返し、しかも、一隻の船舶３０で船体の船首、船体中央、船尾と、その両舷など、計６〜１０箇所程度を計測する必要があるため、作業効率が著しく悪い上に、苦労して計測した割には、計測精度が劣るという問題がある。更に、喫水計測に時間がかかるため、気象や海象の変化に遭遇し易くなると共に、計測員Ａの工数を始め、小型船２０の操船や計測員Ａの補助作業の工数が多くなり易いという問題がある。
【０００８】
この対策として、正確に垂直に保持することができるとともに船体外板の吃水標に垂直に合致でき、かつ上向きの外板形状に対しても目盛を垂直に合致させることができ、いかなる場合にも正確かつ高精度な吃水量の計測ができることを目的にして、上下に延長する目盛板に両端開口の透明管を垂設するとともに同透明管の下端に重錘を嵌合し、目盛板上端に直交して水平方向に延び先端を鋭角状に形成した支持板を固着し、かつ同支持板上縁に水平に水準器を取り付けるとともに下方に水平方向に摺動可能な支持棒を取り付けた船舶吃水計測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、船舶の喫水計測器の使用上の便と計測精度を向上させることを目的に、外板の曲がりが強く水面との間が狭域となる場合でも、喫水計測器を水面に垂直に立てることができるように、喫水計測器の円筒状部を鉛直、又は上下動の調整が可能に支持して、喫水標に合わせることができて、しかも、マグネット吸着材で船体外板に吸着する喫水計測器支持装置を使用して、水位計測時に喫水計測器をマグネット吸着材で船舶の外板に固定し、ホルダーを垂直に固定した上でこのホルダーに喫水計測器を挿通させて、基準点を喫水標に当接させて円筒状部内の水面位置を計測することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、船側から船体に固定して海中に吊り下げたテレスコープ式ガイドパイプと、このガイドパイプ内をガイドされ先端に海面に浮かぶフロートを有する目盛ワイヤと、該目盛ワイヤを繰り出しおよび繰り込むウインチを配置し、ガイドパイプが目盛ワイヤの繰り出しに応じて繰り出されると共に、目盛ワイヤの繰りこみに応じて繰り込まれるように構成して、目盛ワイヤを繰り出しながら船舶の喫水を計測する吃水計測方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
しかしながら、いずれも、計測員が目視で目盛を読み取る必要があり、作業性が悪いことと、小型船上で、外板に喫水計測器を精度よく重力方向に維持したり、固定したり、目盛ワイヤの繰り出し及び繰り込みをしたりする必要が有るので、計測員の負担が大きいという問題がある。
【００１２】
なお、水位計の具体的な内容は記載されていないが、航行中の船舶の船体上の一点から海面までの距離を連続的に計測する水位計を利用する船舶の最適喫水設定装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、この様な航海中の喫水計測のための水位計の精度では、計測距離が長く、また、波浪の影響も大きく、必要とされる計測精度が異なり、引き渡し前に載荷重量を確認するための喫水計測の精度を満足させるには全く不十分であるので、使用できないという問題がある。
【００１３】
また、上甲板上に設けられたベース部材の外端部から水中へ支持部材を垂下し、その下端部に直下の水底までの距離を計測するレーザー式測距装置と、船体の横傾斜状態での船体横断面における船体中心線と平行にレーザー光を水底へ向けて照射するレーザー光照射装置とを設けて、水底にレーザー受光器を設けて、レーザー光による計測手段の採用により、水面の影響を受けることなく船体の喫水や傾斜角を計測する船体の喫水等計測装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。しかしながら、この計測システムでは、装置が大掛かりになり、１隻について引き渡し前に１回計測される程度の喫水計測用としては、採用し難いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−１３２４１８号公報
【特許文献２】実開平１−１２９６１６号公報
【特許文献３】特開平４−１１５９６号公報
【特許文献４】実開昭５９−１１１７９６号公報
【特許文献５】特開２００７−３３３５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができ、安全かつ精度よく船舶の喫水を計測して船舶の載荷重量を迅速に算出できる船舶の載荷重量算出システム、及び船舶の載荷重量算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような目的を達成するための本発明の船舶の載荷重量算出システムは、水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、計測対象の船舶の喫水を計測する喫水計測装置を用いて、前記船舶の喫水計測を行い、この喫水計測結果を用いて前記船舶の載荷重量計算を行う船舶の載荷重量算出システムにおいて、ガイドパルス方式の水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入して、前記水位検出センサ部で計測した結果を水位データに変換する水位計測制御部を有する水位検出器を備えた喫水計測装置と、前記船舶の載荷重量を算出するための載荷重量計算用データを入力する計算用データ入力部と、前記喫水計測装置で計測した前記水位データを統計処理して喫水データを算出する水位データ処理部と、該水位データ処理部で統計処理した前記喫水データを使用して、前記船舶の載荷重量を算出する載荷重量算出部と、前記計算用データ入力部と前記水位データ処理部と前記載荷重量算出部を制御する制御部を備えて構成される。
【００１７】
これらの計算用データ入力部と水位データ処理部と載荷重量算出部と、これらを制御する制御部は、現時点でのパソコン（パーソナルコンピュータ）程度の能力の携帯用のコンピュータに搭載（インストール）しておくことができるので、喫水計測時にこの携帯用のコンピュータを持ち運びながら喫水計測と載荷重量計算ができるように容易に構成することができる。
【００１８】
この構成によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。
【００１９】
しかも、予め行った排水量計算に基づいて用意した、計測対象の船舶の喫水と載荷重量の関係を示す載荷重量算出用データを用意し、人手を介して、この計測した喫水計測データと載荷重量算出用データを参照して載荷重量を算出していたものを、予め、計測対象の船舶の載荷重量算出用データを、船舶の載荷重量算出システムの計算用データ入力部に入力しておくことで、喫水計測装置で計測された水位データを自動的に取り込むと共に、この水位データから平均喫水等に統計処理された喫水データを自動的に算出し、予め設定されたプログラムによって瞬時に載荷重量を算出できる。そのため、載荷重量算出作業が軽減され、喫水計測作業を含む載荷重量確定作業を効率的に実施できる。
【００２０】
なお、水位検出器としては、フロート方式、電極方式、超音波方式、静電容量方式等の方式のレベルセンサがあるが、計測精度の面やメンテナンスの面等からガイドパルス方式のレベルセンサを用いる。このガイドパルス方式のレベルセンサは計測精度及びメンテナンス性が優れているので、連続計測可能なレベルセンサと、筒状部材と水導入部材を有する喫水計測装置との組み合わせに最適となる。
【００２１】
また、上記の船舶の載荷重量算出システムにおいて、水位計測時に前記喫水計測装置を重力方向に維持するための垂直維持機構としてジャイロ式姿勢安定器を設けると共に、前記制御部が、前記喫水計測装置で水位を計測して前記水位データを得る際に、前記ジャイロ式姿勢安定器における姿勢制御用のジャイロを回転させて、前記筒状部材を垂直状態に維持する力を与えるように構成されると、次のような効果を奏することができる。
【００２２】
この構成によれば、ジャイロ式姿勢安定器により、計測員が支持部材で喫水計測装置を手持ちして計測する際には、喫水計測装置の方向が重力方向を向くので、計測員の負担を大きく軽減できる。また、支持部材を計測対象の船舶の外板に一時的に取り付けて計測する場合には、ジャイロ式姿勢安定器により喫水計測装置の方向が重力方向を向いている状態で、あるいは、喫水測定時にジャイロ式姿勢安定器の稼働によりジャイロ効果で喫水計測装置の方向が重力方向を向くことができる状態で、船舶の外板に取り付けることで、喫水計測において喫水計測装置の方向を重力方向にすることができる。
【００２３】
そして、上記のような目的を達成するための本発明の船舶の載荷重量算出方法は、水位計測時に水面を貫通する筒状部材と、該筒状部材の下部に接続する水導入部材とを備えて、水位計測時に前記水導入部材から前記筒状部材に水を導入して、計測対象の船舶の喫水を計測する喫水計測装置を用いて、前記船舶の喫水計測を行い、この喫水計測結果を用いて前記船舶の載荷重量計算を行う船舶の載荷重量算出方法において、ガイドパルス方式の水位検出センサ部を前記筒状部材に挿入した前記喫水計測装置を用いて、前記筒状部材の内部水面を前記水位検出センサ部で計測して水位データに変換して、この水位データを統計処理して喫水データとし、この喫水データを使用して、前記船舶の載荷重量を算出することを特徴とする方法である。
【００２４】
この方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。しかも、予め、計測対象の船舶の載荷重量算出用データを、船舶の載荷重量算出システムの計算用データ入力部に入力しておくことで、喫水計測装置で計測された水位データを自動的に取り込むと共に、この水位データから平均喫水等に統計処理された喫水データを自動的に算出し、予め設定されたプログラムによって瞬時に載荷重量を算出できる。そのため、載荷重量算出作業が軽減され、喫水計測作業を含む載荷重量確定作業を効率的に実施できる。
【００２５】
上記の船舶の載荷重量算出方法において、前記喫水計測装置を複数用いて、前記計測対象の船舶の喫水計測時に、前記計測対象の船舶の複数個所の水位計測部位に前記喫水計測装置をそれぞれ取り付けて、この取り付けた複数の前記喫水計測装置で前記複数個所における喫水を同時計測すると、複数個所における喫水を同時計測することができ、その後、順次複数の喫水計測装置を回収して廻ることにより、迅速に喫水計測を終了できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る船舶の載荷重量算出システム及び船舶の載荷重量算出方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができ、しかも、人手を介して載荷重量を算出していたものを、予め、計測対象の船舶３０の載荷重量算出用データを算用データ入力部４１に入力しておくことで、水位データを自動的に取り込み、予め設定されたプログラムによって瞬時に喫水データとこの喫水データに基づいて載荷重量を算出することができる。そのため、載荷重量算出作業が軽減され、喫水計測作業を含む載荷重量確定作業を効率的に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態の船舶の載荷重量算出システムの構成を示す図である。
【図２】喫水計測装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の喫水計測方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態の船舶の載荷重量算出方法のフローの一例を示す図である。
【図５】図４のステップＳ２０の詳細なフローを示す図である。
【図６】従来技術の喫水計測装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】従来技術の喫水計測方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施の形態の船舶の載荷重量算出システム及び船舶の載荷重量算出方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施の形態の船舶の載荷重量算出システム１は、制御部４０と、この制御部４０の下にある、計算用データ入力部４１、水位データ処理部４２、及び、載荷重量算出部４３を備えて構成される。この計算用データ入力部４１は、計測対象の船舶３０（図３参照）の載荷重量を算出するための載荷重量計算用データを入力する機能を有する部分であり、水位データ処理部４１は、喫水計測装置１０で計測した水位データを統計処理して喫水データを算出する機能を有する部分であり、載荷重量算出部４３は水位データ処理部４１で統計処理した喫水データを使用して、計測対象の船舶３０の載荷重量を算出する機能を有する部分であり、制御部４０は計算用データ入力部４１と水位データ処理部４２と載荷重量算出部４３を制御する機能を有する部分である。
【００３０】
これらの計算用データ入力部４１と水位データ処理部４２と載荷重量算出部４３と、これらを制御する制御部４０は、現時点でのパソコン（パーソナルコンピュータ）程度の能力の携帯用のコンピュータに搭載（インストール）しておくことができるので、喫水計測時にこの携帯用のコンピュータを持ち運びながら喫水計測と載荷重量計算ができるように構成する。
【００３１】
また、この水位データ処理部４１に入力される水位データは、喫水計測装置１０の水位検出器１４から入力されるが、図２に示すように、この喫水計測装置１０は、水位計測時に水面Ｗを貫通する筒状部材１１と、この筒状部材１１の下部に接続する水導入部材１２とを備えて構成され、水位計測時に水導入部材１２から筒状部材１１に水を導入して、計測対象の船舶３０の喫水を計測するものであり、この筒状部材１１に、水位検出器１４のガイドパルス方式の水位検出センサ部（プローブ）１４ａを挿入して、この水位検出センサ部１４ａで計測した結果（電気信号）を水位計測制御部１４ｂで水位データ（数値を示す信号）に変換し、この水位データを水位データ処理部４２に出力するように構成される。
【００３２】
この筒状部材１１は、波浪や風の影響を受け難い水深まで垂らした水導入部材１２から水を導入することにより、外側の水面Ｗが波浪や風の影響で上下に移動するのに対して、筒状部材１１の内側の内部水面Ｗｉｎの上下の移動を少なくするためのものである。この内部水面Ｗｉｎの水位を筒状部材１１の内部に挿入した水位検出センサ部１４ａで連続的に検出して平均値を算出することにより、より高い精度で水位計測できる。
【００３３】
この筒状部材１１は、アクリル製などの透明な円筒等で形成された筒状体１１ａの上部にＳＵＳ製の上部キャップ１１ｂが、下部にＳＵＳ製の下部キャップ１１ｃがそれぞれ設けられて構成されている。また、筒状体１１ａの透明な円筒部分の表面には基準部材１１ｄを基準点にして下方に延びる水位計測用の目盛１１ｅが設けられる。さらに、上部キャップ１１ｂには、計測基準点となる基準部材１１ｄと、筒状体１１ａの内側の空気が外気に流通可能な通風孔１１ｆが設けられる。
【００３４】
この筒状体１１ａの透明な円筒の内径は５０ｍｍ以上で、且つ、１００ｍｍ以下とすることが好ましい。５０ｍｍよりも小さくすると、ガイドパルス方式のレベルセンサで形成される水位検出器１４の計測精度を高く維持できなくなる可能性が生じ、１００ｍｍより大きくすると、水位計測時における運搬や計測中の保持の問題や計測対象の船舶３０の外板への取り付け作業や取り外し作業がし難くなるという問題が生じる。また、筒状部材１１の長さは、喫水計測場所における計測時の水位変動の大きさや市販のレベルセンサの水位検出器１４の水位検出センサ部１４ａのプローブ長さにもよるが、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度とするのが好ましい。
【００３５】
また、通風孔１１ｆは、水位検出器１４で計測する時は、内部水面Ｗｉｎが上下移動しても連続計測が可能なので、水位計測時に塞いで通気を遮断する必要はないが、万一、水位検出器１４が故障した場合でも、目視で喫水計測を行えるように、計測員Ａが通風を一時的に遮断できるように構成することが好ましい。そのため、例えば、計測員Ａが通風穴１１ｆを指などで塞ぎ易いように、指先で塞げる大きさと位置に通風孔１１ｆを設けたり、通風孔１１ｆに通風チューブ（図示しない）を設けて、この通風チューブの口を塞いだり、この通風チューブの一部を折り曲げたり、この通風チューブに設けたバルブを閉めたりできるように構成する。
【００３６】
基準部材１１ｄは、この喫水測定具１０における計測基準点となる高さの位置を示すものであり、図４に示すような水位計測時に、計測対象の船舶３０の外板３０ａに設けられた喫水マークＭに当接させる必要があるので、水平方向に例えばテレスコープ構造などで伸縮できるようにしたり、筒状部材１１の円筒の軸周りにある程度の角度範囲で回動可能に構成したりすることが好ましい。また、基準部材１１ｄは円筒部材１１の円筒の軸と直角になるよう設けられ、水位計測時には、基準部材１１ｄを水平に、円筒部材１１を垂直方向（重力方向）に維持することが重要であるので、基準部材１１ｄの水平を見るために水準器を設けたり、円筒部材１１の垂直度合いを見るために重錘を設けたりすることが好ましい。
【００３７】
また、水導入部材１２は、筒状部材１１の下部の下部キャップ１１ｃにＳＵＳ製のホースクリップ１３ａで固定されるビニール製のホース１２ａとこのホース１２ａの下部にＳＵＳ製のホースクリップ１３ｂで固定されるアクリル製の透明な先端パイプ１２ｂとで構成され、この先端パイプ１２ｂに海水取り込み用の先端通水孔１２ｃと側面通水孔１２ｄを設けて構成される。この水導入部材１２は、波浪や風の影響の少ない水深から水を筒状部材１１の内部に導入して、筒状部材１１の外部の水面Ｗの変動に比べて、内部水面Ｗｉｎの変動を少なくするためのものであるので、ある程度の水深に届くように、ホース１２ａの長さは、１ｍ〜３ｍ程度、先端パイプ１２ｂの長さは０．１ｍ〜０．３ｍ程度とするのが好ましい。また、水位計測時に、迅速に筒状部材１１の内部に水が導入できるように、ホース１２ａと先端パイプ１２ｂの内径は、１ｃｍφ〜３ｃｍφ程度とするのが好ましい。
【００３８】
また、水位検出器１４には、フロート方式、電極方式、超音波方式、静電容量方式等の方式のレベルセンサを用いずに、水位検出センサ部（プローブ）１４ａと水位計測制御部（コントローラ）１４ｂとから構成されるガイドパルス方式のレベルセンサを用いる。つまり、水位検出器１４に、このガイドパルス方式のレベルセンサを用いると計測精度の面やメンテナンスの面等から、この喫水計測装置１０により適合するので、水位検出センサ部１４ａで計測した結果を信号出力する喫水計測装置１０を実用化できる。
【００３９】
このガイドパルス方式の検出原理は、制御部１４ｂから細長い形状の水位検出センサ部１４ａ上にパルス信号を伝達し、液面（内部水面Ｗｉｎ）で反射されるパルス信号を受信して、パルス信号の送信から受信までの時間から距離（レベル）を計測するものであり、検出距離をＬ、送信から受信までの時間をＴ、光速をＣとすると、検出距離はＬ＝（１／２）×Ｔ×Ｃの計算式から求められる。この検出距離Ｌを補正して基準部材１１ｄの基準位置（例えば、上面）と液面（内部水面Ｗｉｎ）との距離Ｈを算出する。なお、このガイドパルス式レベルセンサは、市販されており、容易に入手可能である。
【００４０】
この支持部材１５は、装置の故障等の万一の場合に、計測員Ａが喫水計測装置１０を手持ちして計測する場合には、手持ちする部分となり、また、計測員Ａが目視し易い部分となるので、基準部材１１ｄを水平に保持するために使用する水準器をこの支持部材１５に設けることが好ましい。
【００４１】
また、機器重心調整機構として、図２に示すような、筒状部材１１の下方の部位、例えば、下部キャップ１１ｃに、重心調整用錘１６を配置できるように構成する。これにより、重心を下にして、喫水計測装置１０を持ったりするときに、喫水計測装置１０が垂直方向を保ち易くなる。この重心調整用錘１６はリング形状の部材を半割に分解可能とすることで、容易に取り付けや取り外しができるようにすることができる。
【００４２】
また、特に図示しないが、筒状部材１１の下方の部位、又は、水導入部材１２の一部に錘を下げられるフック機構やロック機構を設けたり、筒状部材１１又は水導入部材１２一部を磁性体で形成して、磁石の重心調整用錘１６を磁力により付着できる構造にしたり、筒状部材１１に水位調整可能なバラストタンクを設けたりすることでも、容易に機器重心調整機構を構成できる。
【００４３】
更に、喫水計測装置１０に、この喫水計測装置１０を水位計測時に支持するための支持部材１５と、筒状部材１１を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、支持部材１５に加わる重量又は浮力を調整するための浮力調整機構を設ける。
【００４４】
この浮力調整機構として、図２に示すように、浮力調整用浮体１７を水面Ｗの近くに配置できるように構成する。この浮力調整用浮体１７により、喫水計測装置１０を計測時において、浮かんだ状態にすると共に、喫水計測装置１０の浮心を上にして、機器重心調整機構と同様に、喫水計測装置１０が垂直方向を保ち易する。
【００４５】
この浮力調整用浮体１７はリング形状の部材を半割に分解可能とすることで、容易に取り付けや取り外しができるようにすることができる。また、筒状部材１１又は水導入部材１２一部を磁性体で形成して、浮力調整用浮体１７に設けた磁石を磁力により付着できる構造にしたりすることでも、容易に浮力調整機構を構成できる。
【００４６】
更に、水位計測時に喫水計測装置１０を重力方向に維持するための垂直維持機構としてジャイロ式姿勢安定器１８を設けて構成する。錘を喫水計測装置１０の筒状部材１１の下部に取り付ける単純で簡単な機構でも垂直維持効果があるが、垂直維持能力を大きくしようとすると重量が大きくなり、喫水計測装置１０を中性浮力に保つことが困難となる上に、常時垂直になる方向に力が作用するので、取り扱い中のバランスが悪く、計測員Ａの負担が大きくなる。そのため、水位計測時に筒状部材１１の水面Ｗより上になる部分にジャイロ式姿勢安定器１８を取り付ける。
【００４７】
この場合は、ジャイロ式姿勢安定器１８のモーター１８ａでジャイロを回転させている間だけ、垂直維持機能が発揮され、計測前後ではジャイロ効果を停止させることができるので、取り扱いが著しく容易となる。また、ジャイロの回転数でジャイロ効果による垂直維持機能の大きさを変更できるので、垂直維持機構の重量の増加を防止でき、浮力調整機構への影響を小さくすることができる。
【００４８】
更に、支持部材１５を計測対象の船舶３０の外板３０ａに一時的に固定するための固定部材１９を設ける。それと共に、支持部材１５に、水位計測の間、固定部材１９と喫水計測装置１０との間の角度が自由に変化できるフレキシブルジョイント（自由継手）１５ａを設けて構成する。
【００４９】
この固定部材１９としては、一時的に外板３０ａに固定できればよいので、マグネットで吸着するものや、吸盤で吸着するものや、粘着材を介して粘着するものなどを用いることができる。また、フレキシブルジョイント１５ａとしては、固定対象の外板３０ａの形状にもよるが、一回転方向が自由回転の場合にはヒンジ（回転軸）で構成でき、多方向自由回転の場合には、自在継手（ユニバーサルジョイント）や球状継手などを用いることができる。
【００５０】
また、固定部材１９は、固定可能な外板３０ａの形状ができるだけ広い方が便利であるので、固定部材１９に伸縮構造や回動構造を設けて、外板３０ａに当接する部分と、支持部材１５との相対位置の関係を、固定対象の外板３０ａの形状に応じてできるだけ自由に変更できるように構成することが好ましい。
【００５１】
この喫水測定装置１０によれば、筒状部材に挿入したガイドパルス方式の水位検出センサ部１４ａで計測した結果を水位計測制御部１４ｂで水位データに変換する水位検出器を用いて喫水計測するので、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶３０と計測員Ａが乗っている小型船２０の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。
【００５２】
また、浮力調整機構の浮力調整浮体１７により、喫水測定装置１０が中性浮力とすることができるので、喫水測定装置１０を計測対象の船舶３０の外板３０ａに取り付けたり、取り外したりする場合に、計測員Ａの負担を著しく軽減でき、また、外板３０ａに固定部材１９で固定している間も重力も浮力も殆ど力が掛らない状態になっているので、この固定部材１９や支持部材１５の構造を単純化したり、小型化したりすることができる。
【００５３】
ジャイロ式姿勢安定器１８を用いるので、喫水計測の際に、このジャイロ式姿勢安定器１８の垂直維持機能により、筒状部材１１を自動的に垂直方向にすることができる。また、垂直維持機能を作用させながら、喫水測定装置１０の外板３０ａへの取り付け作業を行う場合には、筒状部材１１を垂直方向に維持したまま、固定部材１９を外板３０ａに取り付けるので、固定部材１９を外板３０ａに取り付けた後で、筒状部材１１を垂直方向に変更できないことが分かって再度取り付け作業を行うというような作業ミスを回避することができる。
【００５４】
更に、フレキシブルジョイント１５ａの効果で、正確に筒状部材１１が垂直方向になるように固定部材１９を外板３０ａに取り付けなくても、ジャイロ式姿勢安定器１８の垂直維持機能により、喫水計測装置１０の筒状部材１１の方向が重力方向を向くので、固定部材１９を外板３０ａに適当な角度範囲で取り付ければよく、喫水計測装置１０の固定部材１９で計測対象の船舶３０の外板３０ａに取り付けるときの計測員の負担を著しく軽減でき、また、喫水計測の精度を向上することができる。
【００５５】
次に、本発明の実施の形態の船舶の載荷重量算出方法について、図３及び図４を参照しながら説明する。この船舶の載荷重量算出方法は、例えば、上記の実施の形態の船舶の載荷重量算出システム１を用いて、計測対象の船舶３０の載荷重量を算出する方法である。
【００５６】
この船舶の載荷重量算出方法では、図４に示すように、最初に、ステップＳ１０で、予め計算された測定対象の船舶３０の載荷重量計算用データを、船舶の載荷重量算出システム１の計算用データ入力部４１に入力する。
【００５７】
次のステップＳ２０で、計測対象の船舶３０の喫水計測位置における喫水計測と水位データの取り込みを行う。
【００５８】
このステップＳ２０では、図５に示すように、ステップＳ２１で喫水計測を開始する前の喫水計測の準備作業を行う。この喫水計測の準備作業としては、水位検出器１４を筒状部材１１にセットしたり、筒状部材１１を予め設定した水位計測位置まで沈めた時に、支持部材１５に加わる重量又は浮力が、ほぼゼロの中性浮力となるように、機器重心調整機構の重心調整用錘１６の重量を調整したりする。また、ジャイロ式姿勢安定器１８の垂直維持機能が正常に機能するか確認する。
【００５９】
次のステップＳ２２では、図３に示すように、計測員Ａが小型船２０に乗り込んで、計測対象の船舶３０の喫水計測位置に移動して、計測員Ａが小型船２０上で、計測対象の船舶３０と小型船２０の間に、喫水計測装置１０の水導入部材１２を水中に投入する。それと共に、その水面Ｗ上で、基準部材１１ｄを船舶３０の外板３０ａに設けられた喫水マークＭの中での使用し易い喫水マークＭに合わせて、固定部材１９により、電磁石の磁力や吸盤力や粘着力を利用して喫水計測装置１０を外板３０ａに一時的に取り付ける。
【００６０】
また、ジャイロ式姿勢安定器１８の垂直維持機能を、取り付け前又は取り付け後に作用させて、筒状部材１１を垂直方向に維持する。
【００６１】
その後、ステップＳ２３で、水位検出器１４の計測スイッチ（図示しない）を入れて連続的に水位計測を行う。この水位計測時に、通風孔１１ｆを閉塞する必要はなく、計測中の筒状部材１１の内側の内部水位Ｗｉｎの変動をそのまま連続的に水位計測して、計測スイッチを切る。水位計測と同時に、又は、水位計測後に、この水位計測した水位データを有線又は無線等により送信し、水位データ処理部４１に取り込む。
【００６２】
このステップＳ２３の水位計測を終了したら、ステップＳ２４で、ジャイロ式姿勢安定器１８の垂直維持機能を無効にしてから、電磁石の電流を切るなどして、喫水計測装置１０を取り外す。そして、この部位における喫水計測を終了し、計測員Ａが小型船２０上に、喫水計測装置１０を収容する。
【００６３】
そして、次のステップＳ２５で、全ての喫水計測位置における喫水計測を終了したか否かを判定し、終了していない場合は（ＮＯ）、次の喫水計測位置に移動し、ステップＳ２２〜ステップＳ２４を繰り返して同様の喫水計測を行う。順次、これを繰り返して、計測対象の船舶３０の喫水計測位置の全てにおける喫水計測を終了した場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ２６に行き、喫水計測の終了作業を行い、図４のステップＳ３０に行く。
【００６４】
この喫水計測の終了作業としては、小型船２０を元の場所に戻して、計測員Ａは喫水計測装置１０を持って下船して、水位検出器１４を筒状部材１１から取り外したり、機器重心調整機構の重心調整用錘１６を外したりする。なお、水位検出器１４が水位計測した水位データを記憶保持できる場合は、喫水計測場所毎に水位計測した水位データを有線又は無線等により送信する必要はなく、全部の喫水計測位置における水位計測を完了した後に、このステップＳ２６で、水位データ処理部４１に取り込めばよい。
【００６５】
図４のステップＳ３０では、喫水計測装置１０で計測した水位データを水位データ処理部４１で統計処理して喫水データを算出する。この統計処理では、適当な間隔でサンプリングした水位データから水位の変動周期を求め、この変動周期の正数倍の期間の水位データの平均値を求めて喫水データとする。
【００６６】
そして、次のステップＳ４０では、水位データ処理部４１で統計処理した喫水データを使用して、載荷重量算出部４３で計測対象の船舶３０の載荷重量を算出する。この載荷重量の算出に際しては、ステップＳ１０で計算用データ入力部４１に入力した測定対象の船舶３０の載荷重量計算用データを用いて、喫水データからこの測定対象の船舶３０の載荷重量を算出する。
【００６７】
この方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理により目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶３０と計測員Ａが乗っている小型船２０の間での水位計測の作業性を著しく向上することができる。しかも、予め、計測対象の船舶３０の載荷重量算出用データを、船舶の載荷重量算出システムの計算用データ入力部４１に入力しておくことで、喫水計測装置１０で計測された水位データを自動的に取り込むと共に、この水位データから平均喫水等に統計処理された喫水データを自動的に算出し、予め設定されたプログラムによって瞬時に載荷重量を算出できる。そのため、載荷重量算出作業が軽減され、喫水計測作業を含む載荷重量確定作業を効率的に実施できる。
【００６８】
更に、この船舶の載荷重量算出方法において、喫水計測装置１０を複数用いて、計測対象の船舶３０の喫水計測時に、計測対象の船舶３０の複数個所の水位計測部位にそれぞれ喫水計測装置１０を取り付けて、この取り付けた複数の喫水計測装置１０で複数個所における喫水を同時計測すると、複数個所における喫水を同時計測することができ、その後、順次複数の喫水計測装置１０を回収して廻ることにより、迅速に喫水計測を終了できる。
【００６９】
この同時計測では、測定前に順次喫水計測装置１０を喫水計測位置に取り付けて、取り付けた後に、例えば、タイマー又は計測開示信号の発信により、水位計測を開始させ、タイマー又は計測停止信号の発信により、水位計測を停止させる。
【００７０】
上記の実施の形態の船舶の載荷重量算出システム１及び船舶の載荷重量算出方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶３０と計測員Ａが乗っている小型船２０の間での水位計測の作業性を著しく向上することができ、しかも、人手を介して載荷重量を算出していたものを、予め、計測対象の船舶３０の載荷重量算出用データを算用データ入力部４１に入力しておくことで、水位データを自動的に取り込み、予め設定されたプログラムによって瞬時に喫水データとこの喫水データに基づいて載荷重量を算出することができる。そのため、載荷重量算出作業が軽減され、喫水計測作業を含む載荷重量確定作業を効率的に実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の船舶の載荷重量算出システム及び船舶の載荷重量算出方法によれば、従来技術の目盛り読み取り方式に比べて、電気信号処理できて目盛読み取り作業を不要にすることができて、計測対象の船舶と計測員が乗っている小型船の間での水位計測の作業性を著しく向上することができ、しかも、人手を介して載荷重量を算出していたものを、予め、計測対象の船舶３０の載荷重量算出用データを算用データ入力部４１に入力しておくことで、水位データを自動的に取り込み、予め設定されたプログラムによって瞬時に喫水データとこの喫水データに基づいて載荷重量を算出することができるので、喫水計測による船舶の載荷重量算出に利用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  船舶の載荷重量算出システム
１０、１０Ｘ  喫水計測装置
１１  筒状部材
１１ｄ  基準部材
１１ｅ  水位計測用の目盛
１１ｆ  通風孔
１２  水導入部材
１２ａ  ホース
１２ｂ  先端パイプ
１２ｃ  先端通水孔
１２ｄ  側面通水孔
１４ａ  水位検出センサ部（プローブ）
１４ｂ  制御部（コントローラ）
１５  支持部材
１５ａ  フレキシブルジョイント
１６  重心調整用錘
１７  浮力調整用浮体
１８  ジャイロ式姿勢安定器
１９  固定部材
２０  小型船
３０  計測対象の船舶
３０ａ  船舶の外板
４０  制御部
４１  計算用データ入力部
４２  水位データ処理部
４３  載荷重量算出部
Ａ  計測員
Ｍ  船舶の喫水マーク
Ｗ  水面
Ｗｉｎ  内部水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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