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昨天在驾驶室，适逢船厂向船员介绍通导设备和驾驶室挂图。有船员问道：引水员卡上的计程仪是否应该必须具有对地功能？ 所谓的引水员卡pilot card，是为了给引水员提供参考，张贴在驾驶室的包含船主尺度、排水量、吃水、主机转速和/或螺距等信息的表格。标准格式的引水员卡参见A.601(15)决议案附录I，内容并不包括计程仪。 某些船东希望引水员卡包括更丰富的信息，比如表格上增加是否具备某些通导设备的功能选项，比如计程仪、ARPA、GPS等。 这艘国际航行海船的总吨为8860，按照SOLAS第V/19条的要求，配置了1台多普勒计程仪，满足要求。 作为测量船舶航速和累计航程的法定导航仪器，计程仪提供的航速信息对船舶驾驶极为重要，主要作用如下：
船用计程仪按其测量参考坐标系的不同，可分为相对计程仪和绝对计程仪两类。相对计程仪只能测量船舶相对于水的速度并累计其航程，如水压式、电磁式等计程仪。绝对计程仪可以测量船舶对地的速度并累计其航程，如多普勒计程仪和声相关计程仪。但是当测量水深超过其跟踪深度范围时，绝对计程仪便转换成为跟踪水层的相对计程仪。具体地讲，工作于“海底跟踪”方式的多普勒、声相关计程仪属于绝对计程仪，工作于“水层跟踪”方式的多普勒、声相关计程仪属于相对计程仪。 水压计程仪有静压管和伸出船底的动压管，动压管管口朝向船首安装。当船舶向前运动时，船舶与海水之间就出现了相对运动，即海水相对于船舶向后运动，于是水流过动压管管口时有股冲力，使管内的水位提高到某一高度，根据伯努利方程，这一水位高度与船舶的航速的平方成正比。水压计程仪就是根据这个原理测定出船舶航速的。再通过专门机构把速度和时间的关系积分，便得出船舶航行的里程数。由于动压力与航速的平方成正比，故在航速较高时，压力变化比较明显，仪器指示的准确度较高；在低速航时，仪器准确度下降，线性较差，伯努利变成白努力，所以此类计程仪速度门限为1节以上。另外，不可测后退速度是此类仪器的主要缺点，加上机械结构复杂、使用不便等，现在基本上淘汰了。 电磁计程仪是应用电磁感应原理来测量船舶相对于水的航速和累计其航程的。其优点是测速线性好，测速范围大，而且可测量船舶后退速度，精度较高（1%～2%或0.2Kn），成本低且使用方便。因此种类型的计程仪在船上也得到了普遍应用。 随着航运事业的发展，为了保证大型船舶的进出港、靠离码头和锚泊等安全问题。20世纪70年代初期出现了多普勒计程仪，这种计程仪利用声波的多普勒效应进行测速，它可以提供船舶相对于海底的绝对航速和航程信息，同时还可以测量船舶后退和船艏艉横移速度。它具有测速精度高（0.2%～0.5%或0.1节），测速门限低（0.01节）等优点，这种计程仪是目前业界应用最广泛的类型。 所谓的多普勒效应是指：当声源与接收者之间存在相对运动时，接收者接收到声波的频率与声源频率不同的现象。当声源与接收者接近时，接收者收到声波的频率将升高；当两者相互远离时，则接收者收到声波的频率将降低。接收频率与声源频率之差值△ƒ称为多普勒频移（Doppler shift）。当ƒ0（声源的频率）与C（声波在介质中的传播速度）为常数时，△ƒ与V成正比，因此可以通过测定多普勒频移来进行测速。 20世纪70年代中期，又相继诞生了声相关计程仪。它是利用相关技术对声波信号进行处理来测速的，原理不再详述。其特点是测速精度高（0.2%或0.1节），测量精度不受海水中声速变化的影响，它可测速计程，还可兼作测深仪使用。也有资料把声相关计程仪称为第4代，多普勒计程仪称为第3代计程仪。 IMO对计程仪的性能要求，分为这样几个阶段：
A.824(19)和MSC.96(72)在都有这样的表述，“If equipment is capable of being operated in either the 'speed through the water' or 'speed over the ground' mode, mode selection and mode indication should be provided.”，我们知道SOLAS第V/19条规定，如果船舶超过5万总吨，还需要对地航速的计程仪。虽然许多计程仪既可以测量对地航速，也可以测量对水航速，对于一艘超过5万总吨的船舶，仅配置1个兼具对地和对水的计程仪是否允许？ 2012年5月2日通过的海安会决议MSC.334(90)，阐明了这个问题，其修订了MSC.96(72)，在此决议最后一条后增加了这样的内容，“'5.3 If ships are required to carry speed logs measuring speed through the water and speed over the ground, these speed logs should be provided by two separate devices.'” 所以，如果你在超过5万总吨的船上只看到一个计程仪，也不要奇怪，很可能此船铺龙骨日期在2014年7月1日之前。 最后，吉米哥详细解释一下IMO对计程仪的性能要求：
速度信息，可以用模拟或数字形式显示。使用数字显示，其增量不应超过0.1节。使用模拟显示方式，每格0.5节，并且在每5节处有数字标注。如果计程仪能够测量除了前进方向外的速度，应在显示航速同时显示航向。 航程信息显示应该是数字模式。显示范围从0到不低于9999.9海里，步进值不应超过 0.1海里。如果船舶累计航程超过满量程怎么办？还应提供将显示器读数清零的设置，这和我们行车电脑很像噢。 如果设备能显示除了艏艉方向之外的速度，那么也应提供对水或对地的横向速度，所有这些信息应能指明航向、工作模式和信息状态有效性。 上述信息，不论在白天还是夜间，都能清晰可读，此外按照驾驶室设备布置的人机工程衡准指南，通常这种显示设备还具有调光功能。 计程仪显示信息错误过多，也是造成PSC滞留的缺陷之一，千万别轻视！
当船舶航行不受浅水效应，海底类型，水流和潮汐等环境因素影响时，计程仪的航速和航程误差应满足：
系统应设计成不论是使用将设备的部件连接在船上，还是穿过船体设备的任何部件发生的破损，都不应导致船舶进水。下水前我们可以通过抽真空试验验证换能器处的密性。
若系统的任何一部分设计成从船体中可伸出或者缩回，则该设计应保证其在本船最高速度范围以内的所有速度上能够伸出、正常工作和缩进。其伸出和缩进位置应清楚地标志在显示位置上。 大多数船舶的球鼻艏往后具有平板龙骨，但许多小船、渔船等船艏上翘，无法找到合适的平直区域安装换能器，这种情况下，按照厂家要求，可能需要在船底安装一个换能器盖子来保证换能器底部与龙骨平齐。
产品的说明书或安装手册中应包含制造厂推荐的产品安装方法，尤其是传感器的位置，因其安装布置的位置影响计程仪的测量精度。以多普勒计程仪为例，换能器应安装在受气泡、螺旋桨和侧推噪声影响最小的船体平直区域，比如下面的船头A处，如果船头布置了侧推器，换能器应安装在侧推器前方至少1米处。
如果附近还布置有测深仪，需优先考虑计程仪位置，然后再考虑测深仪，测深仪应安装在计程仪之后至少2米。
以古野DS30/50计程仪为例，在自船头正前方起的3个120度上，是多普勒换能器发射波束的方向，千万不要把测深仪布置在这三个方向！
参考文献：
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