I. ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ของเข็มทิศไจโรทางทะเล

แผนภาพบล็อกระบบสำหรับเข็มทิศทางทะเล Yokogawa ซีรีส์ CMZ 900 แสดงในรูปที่ 4-1-1:

รูปที่ 4-1-1 แผนภาพระบบเข็มทิศ

(1) ส่วนจ่ายไฟ

ผังภายนอกและภายในของกล่องควบคุมกำลังไฟฟ้าแสดงไว้ในรูปที่ 4-1-2 กล่องนี้จ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้กับเข็มทิศหลัก โดยแปลงไฟฟ้ากระแสสลับจากระบบเรือให้เหมาะสมกับการทำงานของเข็มทิศ แผนผังแสดงตำแหน่งการติดตั้งฟิวส์ภายใน สวิตช์เปิด-ปิด และบล็อกขั้วต่อภายในกล่องควบคุม

รูปที่ 4-1-2: กล่องควบคุมกำลังไฟฟ้า รูปลักษณ์ภายนอกและแผนผังภายใน

(2) ส่วนหลักของเข็มทิศ

เข็มทิศหลักมีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจจับทิศทางที่แท้จริงของเรือ รูปที่ 4-1-3 แผนผังโครงสร้างของเข็มทิศหลัก แสดงโครงสร้างภายนอกและภายในของเข็มทิศหลักของเรือ ภายนอก เข็มทิศหลักติดตั้งด้วยชุดสวิตช์เปิด-ปิดและชุดปฏิบัติการ M ภายในมีภาชนะบรรจุลูกโลกของเข็มทิศ

[ภาพของชุดประกอบเข็มทิศหลักทางทะเล รวมถึงตัวเรือนลูกโลกไจโรและหน่วยปฏิบัติการดิจิทัล]

รูปที่ 4-1-3 แผนภาพโครงสร้างหลักของเข็มทิศหลัก

(3) กล่องควบคุม

กล่องควบคุม ตามที่แสดงในรูปที่ 4-1-4 ใช้สำหรับแจกจ่ายสัญญาณทิศทางและพลังงานไปยังหน่วยอื่น ๆ พร้อมทั้งรับสัญญาณอื่น ๆ ไปยังเข็มทิศ (เช่น ความเร็ว ตำแหน่ง ฯลฯ) แผงด้านหน้าของกล่องควบคุมติดตั้งหน่วยปฏิบัติการ C และมีฟิวส์ สวิตช์พลังงาน และแผงขั้วต่ออยู่ภายใน

(4) ตัวชี้ทิศทาง

เครื่องแสดงซ้ำเข็มทิศ ตามที่แสดงในรูปที่ 4-1-5 รับสัญญาณทิศทางจากเข็มทิศหลักและแสดงทิศทางของเรือ

รูปที่ 4-1-5 ตัวทำซ้ำเข็มทิศ

II. ขั้นตอนการเริ่มต้นใช้งานเครื่องวัดทิศทางไจโรสำหรับทางทะเล

(1) ยืนยันว่าแหล่งจ่ายไฟของเรือไปยังไจโรสโคปเป็นไปตามข้อกำหนดของระบบ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟ AC และ DC ของเรือทำงานอย่างถูกต้อง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าและความถี่ตรงตามข้อกำหนดทางไฟฟ้าของเข็มทิศ

(2) เปิดสวิตช์จ่ายไฟไปยังกล่องควบคุม

แหล่งจ่ายไฟของกล่องควบคุมตั้งอยู่ทางด้านขวาของตัวเครื่อง ดังแสดงในรูปที่ 4-1-6 ให้วางสวิตช์โยกในตำแหน่ง “ON” เพื่อเปิดใช้งานแหล่งจ่ายไฟ

(3) เปิดแหล่งจ่ายไฟหลักของเข็มทิศ

สวิตช์เปิด-ปิดกำลังของเข็มทิศหลักตั้งอยู่บนแผงด้านหน้าของเข็มทิศหลัก (หน่วยปฏิบัติการ M) ดังแสดงในรูปที่ 4-1-7 ให้วางสวิตช์โยกในตำแหน่ง “ON” เพื่อเปิดใช้งานแหล่งจ่ายไฟ

[ภาพของหน่วยปฏิบัติการประเภท M โดยเน้นที่สวิตช์เปิด-ปิดไฟฟ้า]

รูปที่ 4-1-7 สวิตช์เปิด-ปิดไฟเข็มทิศหลัก

(4) เปิดเครื่องและปรับเทียบเข็มทิศ

กล่องสายไฟสำหรับเครื่องทำซ้ำเข็มทิศแสดงในรูปที่ 4-1-8 กล่องนี้รับสัญญาณทิศทางและแหล่งจ่ายไฟจากเข็มทิศหลัก สัญญาณและพลังงานเหล่านี้ช่วยให้เครื่องทำซ้ำเข็มทิศทำงานได้ นอกจากนี้ กล่องสายไฟยังมีฟังก์ชันหรี่แสงสำหรับเครื่องทำซ้ำเข็มทิศอีกด้วย นอกจากนี้ ยังมีสวิตช์ปรับค่าศูนย์ติดตั้งอยู่ภายในกล่องสายไฟ ซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานปรับค่าความเบี่ยงเบนระหว่างเครื่องทำซ้ำเข็มทิศและเข็มทิศหลักได้

เมื่อเริ่มดำเนินการเป็นเวลาประมาณ 5 ชั่วโมง จากนั้น ทิศทางเข็มทิศหลักจะต้องถูกกำหนด โดยระบบจะแสดงทิศทางที่แท้จริง ตัวแสดงซ้ำทิศทางเข็มทิศและสัญญาณทิศทางแบบขั้นจะติดตามทิศทางเข็มทิศหลัก โดยส่งสัญญาณไปยังส่วนประกอบหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องการสัญญาณทิศทาง เพื่อเป็นการเสร็จสิ้นการเริ่มต้นการทำงานของเข็มทิศ

III. การเชื่อมต่อสัญญาณเข็มทิศกับอุปกรณ์อื่น

การอ่านสัญญาณเข็มทิศต้องเข้าถึงเมนูผ่านการกดปุ่มบนหน่วยปฏิบัติการทั้ง C และ M รูปที่ 4-1-9 แสดงป้ายกำกับฟังก์ชันปุ่มสำหรับแผงหน่วยปฏิบัติการ C รูปที่ 4-1-10 แสดงป้ายกำกับฟังก์ชันปุ่มสำหรับแผงหน่วยปฏิบัติการ M

(1) การดูสัญญาณเอาต์พุตของเข็มทิศ

1. หน่วยปฏิบัติการ C

รูปที่ 4-1-11 แสดงแผงควบคุมของหน่วยปฏิบัติการ C พื้นที่แสดงผลหัวข้อจะแสดงข้อมูลการตรวจจับทิศทางจากเข็มทิศปัจจุบันและสถานะของระบบ ในขณะที่พื้นที่แสดงผลข้อมูลจะแสดงวิธีการป้อนข้อมูลพร้อมกับข้อมูลความเร็วและตำแหน่งของเรือที่ป้อนเข้าไป

[ภาพแผงควบคุมหน่วยปฏิบัติการ C แสดงพื้นที่ทิศทางและข้อมูล]

รูปที่ 4-1-11 แผงแสดงผลหน่วยปฏิบัติการ C

2. หน่วยปฏิบัติการ M

รูปที่ 4-1-12 แสดงหน้าจอของแผงควบคุมหน่วยปฏิบัติการ Mการกำหนดทิศทางด้วยไจโร ข้อมูลที่แสดงในคอลัมน์นี้แสดงค่าการชี้ทิศทางของเข็มทิศในปัจจุบัน

(2) การเชื่อมต่อสัญญาณเข็มทิศกับอุปกรณ์อื่น

เมื่อเชื่อมต่อสัญญาณเอาต์พุตของเข็มทิศกับอุปกรณ์ เช่น เรดาร์, AIS, VDR หรือ ECDIS จะต้องปรับเปลี่ยนโปรโตคอลการสื่อสารสำหรับพอร์ตเอาต์พุตอนุกรมของเข็มทิศหลักก่อน ขั้นตอนเฉพาะมีดังนี้: ในโหมดคำสั่ง ให้ค้นหาโค้ดภายใน “เมนูสร้าง” ดังนี้: 42 ตัวเลือก “Out Port” ช่วยให้สามารถปรับตั้งค่าความเร็วในการส่งข้อมูลของพอร์ตเอาต์พุตได้ ตามที่แสดงในรูปที่ 4-1-13

IV. วิธีการกำจัดข้อผิดพลาดของเข็มทิศ

เพื่อขจัดข้อผิดพลาดของเข็มทิศ หน่วยปฏิบัติการ C ต้องถูกสลับไปยังโหมดคำสั่ง โดยเข้าถึงฟังก์ชันการกำหนดค่าเพื่อตั้งค่าและปรับพารามิเตอร์ ซึ่งจะทำให้ไจโรคอมเพสสามารถแสดงทิศทางที่แท้จริงได้อย่างถูกต้อง ภายใต้สภาวะปกติ เข็มทิศจะแก้ไขข้อผิดพลาดของความเร็วโดยอัตโนมัติโดยการรับสัญญาณความเร็วของเรือจาก Log และสัญญาณละติจูดจาก GNSS

(1) การเข้าสู่รูปแบบคำสั่ง

หน่วยปฏิบัติการ C สามารถสลับได้โดยกดปุ่มคำสั่งค้างไว้ “โหมดคำสั่ง”, แผนผังปุ่มแผงควบคุมสามารถอ้างอิงได้ในรูปที่ 4-1-8 และ 4-1-9 สำหรับตำแหน่งที่มีการอธิบายของปุ่มคำสั่ง

เมื่อกดปุ่มคำสั่ง พื้นที่แสดงข้อมูลของหน่วยปฏิบัติการ C จะแสดงเมนูหลักตามที่แสดงในรูปที่ 4-1-14 สามารถนำทางไปยังรายการเมนูและเข้าถึงเมนูย่อยได้โดยใช้ปุ่มขึ้น/ลง และปุ่ม “ENT”

(2) การกำจัดข้อผิดพลาดของความเร็ว

รหัสคำสั่งสำหรับการเข้าถึงเมนูการตั้งค่าย่อยผ่านโหมดคำสั่งเพื่อทำการแก้ไขข้อผิดพลาดความเร็ว 21 ชุด SPD ตัวเลือก. สคริปต์สำหรับการตั้งค่าฟังก์ชันแสดงในตาราง 4-1-1:

ตาราง 4-1-1 การตั้งค่ารหัสฟังก์ชัน

(iii) การกำจัดข้อผิดพลาดจากละติจูด

(iv) การกำจัดข้อผิดพลาดจากผลกระทบ

ข้อผิดพลาดจากแรงกระแทกในเข็มทิศไจโรเกิดจากแรงเฉื่อยที่เกิดขึ้นระหว่างการควบคุมเรือ (เช่น การเปลี่ยนความเร็วหรือทิศทาง) แรงเหล่านี้กระทำต่อระบบเข็มทิศ ทำให้แกนหลักเบี่ยงเบนออกจากตำแหน่งที่มั่นคง ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาด วิธีการหลักในการกำจัดข้อผิดพลาดนี้ประกอบด้วยประเด็นสำคัญดังต่อไปนี้:

1. การออกแบบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและการลดทอนตามธรรมชาติ

ประเภทที่สองของข้อผิดพลาดจากการกระแทกจะมีค่าสูงสุดประมาณหนึ่งในสี่ของช่วงเวลาการหน่วงหลังจากสิ้นสุดการเคลื่อนไหว โดยปกติจะลดลงเองตามธรรมชาติภายในประมาณหนึ่งชั่วโมง หลักการพื้นฐานในการกำจัดข้อผิดพลาดจากการกระแทกคือการเพิ่มช่วงเวลาการสั่นของทรงกลมไจโร ซึ่งจะช่วยลดอิทธิพลของแรงเฉื่อยที่มีต่อเข็มทิศ

2. วิธีการชดเชย

• วิธีการชดเชยภายนอก:แก้ไขหัวข้อการอ่านผ่านอุปกรณ์ภายนอก (เช่น การปรับฐานหรือการปรับหน้าปัด) โดยการหักค่าความผิดพลาดโดยตรง
• วิธีการชดเชยภายใน:ใช้แรงบิดชดเชยกับเข็มทิศ (เช่น แรงบิดชดเชยแกนแนวตั้งหรือแนวนอน) เพื่อทำให้แกนหมุนคงที่ภายในระนาบเมอริเดียน ตัวอย่างเช่น เข็มทิศ Sperry MK37 ใช้การชดเชยแกนแนวตั้ง ในขณะที่ Ambraun Model 10 ใช้การชดเชยแกนแนวนอน

เมื่อเรือกำลังทำการบังคับเรือ หากละติจูดของเรืออยู่ต่ำกว่าละติจูดที่ออกแบบไว้ อาจละเว้นข้อผิดพลาดจากการกระแทกได้; หากละติจูดเกินกว่าละติจูดที่ออกแบบไว้ จะต้องปิดระบบกันกระแทกเพื่อขจัดข้อผิดพลาดนี้

(v) การกำจัดข้อผิดพลาดของข้อมูลพื้นฐาน

ข้อผิดพลาดพื้นฐานของไจโรคอมเพสของเรือ หมายถึง ความเบี่ยงเบนเชิงมุมระหว่างเส้นฐานทางกายภาพของอุปกรณ์คอมเพสกับเส้นแนวนอนที่ฉายจากระนาบหน้าและระนาบหลังที่แท้จริงของเรือภายใต้สภาวะปกติ เส้นศูนย์บนหน้าปัดทิศทางของไจโรคอมเพส (เส้นฐานของเข็มทิศ) ควรตรงกับแนวราบของแกนยาวของเรือ (แสดงทิศทางหัวเรือ-ท้ายเรือ) อย่างแม่นยำ หากมีความเบี่ยงเบนของมุมระหว่างเส้นทั้งสองนี้ ทิศทางที่แสดงบนเข็มทิศจะมีความคลาดเคลื่อนคงที่จากทิศทางจริงของเรือ ความผิดพลาดเชิงระบบนี้ส่งผลต่อความแม่นยำในการเดินเรืออย่างมาก และจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขโดยการปรับเทียบโดยผู้เชี่ยวชาญ

การเกิดข้อผิดพลาดพื้นฐานมีสาเหตุหลักมาจากสามประการ:

• (1) ข้อผิดพลาดในการติดตั้ง:ระหว่างการติดตั้งอุปกรณ์ ความแม่นยำของเครื่องมือวัดไม่เพียงพอหรือขั้นตอนการติดตั้งไม่ถูกต้อง ทำให้ระนาบอ้างอิงฐานของเข็มทิศไม่ตรงกับระนาบด้านหน้าและด้านหลังของเรือตามที่ออกแบบไว้ ส่งผลให้เกิดความเบี่ยงเบนของเส้นฐานตั้งแต่เริ่มต้น
• (2) ผลกระทบของการบิดเบี้ยวของตัวเรือ:ภายใต้สภาวะการบรรทุกที่แตกต่างกันหรือเมื่อเผชิญกับสภาพทะเลที่ซับซ้อน ตัวเรือของเรืออาจเกิดการเปลี่ยนรูป เช่น การโค้งงอของโครงสร้างที่แสดงออกมาเป็นความโป่งหรือการยุบตัวบริเวณกลางลำเรือ การเปลี่ยนรูปดังกล่าวอาจส่งผลให้เกิดการเบี่ยงเบนของแนวฐานติดตั้งเข็มทิศโดยทางอ้อม
• (3) ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่หลวม:ในระหว่างการเดินทางที่ยาวนาน การสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องของอุปกรณ์ทำให้ชิ้นส่วนกลไกภายในเข็มทิศค่อยๆ คลายตัว ส่งผลให้เส้นฐานเกิดการคลาดเคลื่อนช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป ข้อผิดพลาดนี้จะสะสมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอเพื่อควบคุม

การกำจัดข้อผิดพลาดพื้นฐานต้องอาศัยการปรับเทียบตามขั้นตอนมาตรฐาน:

สำหรับเรือที่ใช้งานอยู่ ขอแนะนำให้ดำเนินการสอบเทียบพื้นฐานควบคู่ไปกับการบำรุงรักษาตามรอบปกติ (เช่น หลังการเดินทางแต่ละครั้งหรือรายเดือน) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเรือมีการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักบรรทุกอย่างมีนัยสำคัญ ซ่อมแซมโครงสร้าง หรือมีการเดินเรือที่มีความเข้มข้นสูงเป็นระยะเวลานาน ควรเพิ่มความถี่ในการสอบเทียบเพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการวัดทิศทางเข็มทิศ