一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)，包括多頻超聲波發(fā)射模塊、發(fā)射端壓力傳感器模塊、接收端壓力傳感器模塊、超聲波接收模塊、同步控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；所述的數(shù)據(jù)處理模塊通過數(shù)據(jù)線分別與接收端壓力傳感器模塊、超聲波接收模塊和顯示模塊連接；所述的同步控制模塊安裝在超聲波接收模塊一側。由于本發(fā)明以多頻發(fā)射代替單一頻率的超聲波發(fā)射，解決了單一頻率超聲波發(fā)射造成的干擾問題，采集到的超聲波數(shù)據(jù)更精確；解決了超聲波發(fā)射信號一個周期耗費時間過長，周期時間縮短了N倍；解決了后端數(shù)據(jù)采集量過少的問題；大大提高了系統(tǒng)工作效率及其測量精度，擴大了系統(tǒng)應用范圍。
【專利說明】
一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)及其工作方法
技術領域
[0001]本發(fā)明應用于船舶吃水檢測及其安全檢測等領域，特別涉及一種側掃式吃水檢測系統(tǒng)及其工作方法。【背景技術】
[0002]目前，內(nèi)河航運量不斷增大，船舶密度大幅提高。船舶吃水檢測對于保障通航船舶安全具有十分重要的意義?，F(xiàn)有的側掃式吃水檢測系統(tǒng)是構建單一頻率的超聲波發(fā)射模塊，然后同步控制模塊采用分時復用的方式控制超聲波發(fā)射傳感器循環(huán)發(fā)射超聲波，再根據(jù)超聲波傳感器接收端接收的直達波推出船舶吃水深度。此方法僅滿足在某個工作時間段單個超聲波發(fā)射傳感器工作，同步控制模塊控制超聲波發(fā)射模塊工作一個周期消耗時間過長;其次，數(shù)據(jù)處理模塊所采集到的數(shù)據(jù)量過少，大大降低了系統(tǒng)工作效率及其測量精度； 最后，超聲波發(fā)射傳感器發(fā)射單一頻率超聲波會對對應接收端相鄰超聲波接收傳感器產(chǎn)生干擾，使得其應用受到很大的限制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決以上問題，本發(fā)明要提出一種提高系統(tǒng)工作效率以及測量精度，并且消除相鄰超聲波接收傳感器之間干擾的高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)及其工作方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)， 包括多頻超聲波發(fā)射模塊、發(fā)射端壓力傳感器模塊、接收端壓力傳感器模塊、超聲波接收模塊、同步控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊;所述的數(shù)據(jù)處理模塊通過數(shù)據(jù)線分別與接收端壓力傳感器模塊、超聲波接收模塊和顯示模塊連接;所述的同步控制模塊安裝在超聲波接收模塊一側，通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊和發(fā)射端壓力傳感器模塊連接；同步控制模塊由時鐘發(fā)生器和同步緩沖電路組成，控制多頻超聲波發(fā)射模塊與發(fā)射端壓力傳感器模塊同步工作;多頻超聲波發(fā)射模塊構成發(fā)射端;超聲波接收模塊構成接收端； 所述的多頻超聲波發(fā)射模塊由N個調(diào)制不同頻率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝支架及N個超聲波發(fā)射探頭構成，N個超聲波發(fā)射探頭排成一列安裝于發(fā)射端安裝支架上構成超聲波發(fā)射線陣，每個超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波中心線與發(fā)射端安裝支架長度方向中心線垂直，設發(fā)射端安裝支架上的超聲波發(fā)射探頭從上至下的編號依次為〇、1、…、N-1; 則第i個超聲波發(fā)射探頭的發(fā)射頻率為:
[0005]F = f+i*9 ；
[0006]f> = 200Khz；
[0007]i = 〇、1、."、N-l;
[0008]0> = 5OKhz；[〇〇〇9]發(fā)射端安裝支架固定在航道的一側，保證發(fā)射端安裝支架上發(fā)射不同頻率超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波中心線構成的豎直平面與水平面垂直且保證超聲波發(fā)射線陣完全浸沒在水中；所述的發(fā)射端壓力傳感器模塊安裝在超聲波發(fā)射線陣的第〇個超聲波發(fā)射探頭中心位置之上M高度，通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H;所述的超聲波接收模塊由N個超聲波接收探頭、 一個接收端安裝支架和N個超聲波接收解調(diào)電路組成，所述的超聲波接收解調(diào)電路包括放大電路、濾波電路、檢波電路及處理電路，所述的放大電路依次與濾波電路、檢波電路及處理電路串聯(lián)，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭接收到的不同頻率超聲波解調(diào)成對應超聲波發(fā)射探頭頻率，N個超聲波接收探頭排成一列安裝于接收端安裝支架上，每個超聲波接收探頭接收的超聲波中心線與接收端安裝支架朝向航道中心方向的豎直平面垂直，構成超聲波接收線陣，超聲波接收線陣固定安裝在航道的另一側且接收端安裝支架所在的平面與水平面垂直;所述的發(fā)射端安裝支架所在平面與接收端安裝支架所在平面平行;所述的接收端壓力傳感器模塊安裝在超聲波接收線陣的第〇個超聲波接收探頭中心位置之上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的深度L;所述的數(shù)據(jù)處理模塊是一臺工控機，根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊和接收端壓力傳感器模塊傳送的深度信息以及超聲波接收線陣接收的信號強弱計算出船舶吃水深度;所述的顯示模塊用來通知工作人員過往船舶吃水深度是否超限。
[0010]—種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0011]A、同步控制模塊的構建；
[0012]同步控制模塊安裝在超聲波接收模塊一側，通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊和發(fā)射端壓力傳感器模塊連接;同步控制模塊由可靠時鐘發(fā)生器和同步緩沖電路組成，控制多頻超聲波發(fā)射模塊與發(fā)射端壓力傳感器模塊同步工作；
[0013]B、采集發(fā)射端壓力傳感器模塊深度；[〇〇14]發(fā)射端壓力傳感器模塊安裝在超聲波發(fā)射線陣的第0個超聲波發(fā)射探頭中心位置上M高度，其通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H;
[0015]C、采集收端壓力傳感器模塊深度；
[0016]接收端壓力傳感器模塊安裝在超聲波接收線陣的第0個超聲波接收探頭中心位置上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的深度L;[〇〇17] D、發(fā)射多頻率超聲波信號；
[0018]多頻超聲波發(fā)射模塊由N個調(diào)制不同頻率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝支架及N個超聲波發(fā)射探頭構成，N個超聲波發(fā)射探頭排成一列安裝于發(fā)射端安裝支架上構成超聲波發(fā)射線陣，每個超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波中心線與發(fā)射端安裝支架長度方向中心線垂直，設發(fā)射端安裝支架上的超聲波發(fā)射探頭從上至下的編號依次為〇、1、…、N-1;則第i個超聲波發(fā)射探頭的發(fā)射頻率為:
[0019]p = f+i*0；
[0020]f> = 200Khz；
[0021]i = 〇、1、."、N-l;
[0022]0> = 5OKhz；[〇〇23]發(fā)射端安裝支架固定在航道的一側，保證發(fā)射端安裝支架上發(fā)射不同頻率超聲波發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波中心線構成的平面與水平面垂直且保證超聲波發(fā)射線陣完全浸沒水中；
[0024]E、接收多頻率超聲波信號；
[0025]超聲波接收模塊由N個超聲波接收探頭、一個接收端安裝支架、N個超聲波接收解調(diào)電路組成，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭接收到的不同頻率超聲波解調(diào)成對應超聲波發(fā)射探頭頻率，N個超聲波接收探頭排成一列安裝于接收端安裝支架上，每個超聲波接收探頭接收的超聲波中心線與接收端安裝支架所在的平面垂直，構成超聲波接收線陣， 超聲波接收線陣固定安裝在航道的另一側且接收端安裝支架所在的平面與水平面垂直； [〇〇26] F、數(shù)據(jù)處理模塊進行數(shù)據(jù)處理；
[0027]數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊安裝在超聲波發(fā)射線陣的第0個超聲波發(fā)射探頭中心位置M高度，測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H，再結合超聲波接收線陣接收的信號強弱計算出下端最后一個被遮擋超聲波接收探頭中心位置距離第〇個超聲波接收探頭中心位置的長度X; [〇〇28] G、顯示模塊進行結果顯示；[〇〇29]顯示模塊根據(jù)最后計算出的船舶吃水深度為M+H+X，顯示計算結果，并提示工作人員判斷過往船舶是否吃水深度超限。
[0030]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:[〇〇31]1.由于本發(fā)明以多頻發(fā)射代替單一頻率的超聲波發(fā)射，解決了單一頻率超聲波發(fā)射造成的干擾問題，采集到的超聲波數(shù)據(jù)更精確。[〇〇32]2.由于本發(fā)明以多頻發(fā)射代替單一頻率的超聲波發(fā)射，解決了超聲波發(fā)射信號一個周期耗費時間過長，周期時間縮短了 N倍。
[0033]3.由于本發(fā)明以多頻發(fā)射代替單一頻率的超聲波發(fā)射，解決了后端數(shù)據(jù)采集量過少的問題。[〇〇34]4.由于本發(fā)明以多頻發(fā)射代替單一頻率的超聲波發(fā)射，大大提高了系統(tǒng)工作效率及其測量精度，擴大了系統(tǒng)應用范圍?！靖綀D說明】[〇〇35]本發(fā)明共有附圖5幅，其中:[〇〇36]圖1為本發(fā)明的模塊結構示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明的多頻超聲波發(fā)射模塊示意圖。[〇〇38]圖3為本發(fā)明的工作原理圖。[〇〇39]圖4為本發(fā)明的總體框架結構圖。[〇〇4〇]圖5為本發(fā)明的超聲波接收解調(diào)電路的流程圖。[〇〇41]圖中:1、同步控制模塊，2、發(fā)射端壓力傳感器模塊，3、接收端壓力傳感器模塊，4、 數(shù)據(jù)處理模塊，5、顯示模塊，6、超聲波接收模塊，7、多頻超聲波發(fā)射模塊，8、超聲波發(fā)射線陣，9、發(fā)射端安裝支架，10、船舶，11、超聲波發(fā)射探頭，12、超聲波接收探頭，13、超聲波信號，14、水平面，15、航道，16、接收端安裝支架，17、放大電路，18、濾波電路，19、檢波電路， 20、處理電路?！揪唧w實施方式】
[0042]下面結合附圖，對本發(fā)明作進一步的說明:
[0043]如圖1-4所示，一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)，包括多頻超聲波發(fā)射模塊7、發(fā)射端壓力傳感器模塊2、接收端壓力傳感器模塊3、超聲波接收模塊6、同步控制模塊1、數(shù)據(jù)處理模塊4和顯示模塊5;所述的數(shù)據(jù)處理模塊4通過數(shù)據(jù)線分別與接收端壓力傳感器模塊 3、超聲波接收模塊6和顯示模塊5連接;所述的同步控制模塊1安裝在超聲波接收模塊6 — 偵I通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊7和發(fā)射端壓力傳感器模塊2連接；同步控制模塊1由時鐘發(fā)生器和同步緩沖電路組成，控制多頻超聲波發(fā)射模塊7與發(fā)射端壓力傳感器模塊2同步工作;多頻超聲波發(fā)射模塊7構成發(fā)射端;超聲波接收模塊6構成接收端;所述的多頻超聲波發(fā)射模塊7由N個調(diào)制不同頻率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝支架9及N個超聲波發(fā)射探頭11構成，N個超聲波發(fā)射探頭11排成一列安裝于發(fā)射端安裝支架9 上構成超聲波發(fā)射線陣8,每個超聲波發(fā)射探頭11發(fā)出的超聲波中心線與發(fā)射端安裝支架9 長度方向中心線垂直，設發(fā)射端安裝支架9上的超聲波發(fā)射探頭11從上至下的編號依次為 0、1、…、N-1;則第i個超聲波發(fā)射探頭11的發(fā)射頻率為:
[0044]p = f+i*0；
[0045]f> = 200Khz；
[0046]i = 〇、1、."、N-l;
[0047]0> = 5OKhz；[〇〇48]發(fā)射端安裝支架9固定在航道15的一側，保證發(fā)射端安裝支架9上發(fā)射不同頻率超聲波發(fā)射探頭11發(fā)出的超聲波中心線構成的豎直平面與水平面14垂直且保證超聲波發(fā)射線陣8完全浸沒在水中；所述的發(fā)射端壓力傳感器模塊2安裝在超聲波發(fā)射線陣8的第0個超聲波發(fā)射探頭11中心位置之上M高度，通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H;所述的超聲波接收模塊6由N個超聲波接收探頭12、一個接收端安裝支架16和N個超聲波接收解調(diào)電路組成，所述的超聲波接收解調(diào)電路包括放大電路17、濾波電路18、檢波電路19及處理電路20,所述的放大電路17依次與濾波電路18、檢波電路19及處理電路20串聯(lián)，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭 12接收到的不同頻率超聲波解調(diào)成對應超聲波發(fā)射探頭11頻率，N個超聲波接收探頭12排成一列安裝于接收端安裝支架16上，每個超聲波接收探頭12接收的超聲波中心線與接收端安裝支架16朝向航道15中心方向的豎直平面垂直，構成超聲波接收線陣，超聲波接收線陣固定安裝在航道15的另一側且接收端安裝支架16所在的平面與水平面14垂直;所述的發(fā)射端安裝支架9所在平面與接收端安裝支架16所在平面平行;所述的接收端壓力傳感器模塊3 安裝在超聲波接收線陣的第〇個超聲波接收探頭12中心位置之上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的深度 L;所述的數(shù)據(jù)處理模塊4是一臺工控機，根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊2和接收端壓力傳感器模塊3傳送的深度信息以及超聲波接收線陣接收的信號強弱計算出船舶10吃水深度;所述的顯示模塊5用來通知工作人員過往船舶10吃水深度是否超限。
[0049]如圖1-5所示，一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0050]A、同步控制模塊1的構建；
[0051]同步控制模塊1安裝在超聲波接收模塊6—側，通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊7和發(fā)射端壓力傳感器模塊2連接；同步控制模塊1由可靠時鐘發(fā)生器和同步緩沖電路組成，控制多頻超聲波發(fā)射模塊7與發(fā)射端壓力傳感器模塊2同步工作；[〇〇52]B、采集發(fā)射端壓力傳感器模塊2深度；
[0053]發(fā)射端壓力傳感器模塊2安裝在超聲波發(fā)射線陣8的第0個超聲波發(fā)射探頭11中心位置上M高度，其通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H;[〇〇54]C、采集收端壓力傳感器模塊深度；
[0055]接收端壓力傳感器模塊3安裝在超聲波接收線陣的第0個超聲波接收探頭12中心位置上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的深度L;[〇〇56]D、發(fā)射多頻率超聲波信號13;
[0057]多頻超聲波發(fā)射模塊7由N個調(diào)制不同頻率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝支架9及N個超聲波發(fā)射探頭11構成，N個超聲波發(fā)射探頭11排成一列安裝于發(fā)射端安裝支架9上構成超聲波發(fā)射線陣8,每個超聲波發(fā)射探頭11發(fā)出的超聲波中心線與發(fā)射端安裝支架9長度方向中心線垂直，設發(fā)射端安裝支架9上的超聲波發(fā)射探頭11從上至下的編號依次為〇、1、…、N-1;則第i個超聲波發(fā)射探頭11的發(fā)射頻率為:
[0058]F = f+i*9;
[0059]f> = 200Khz；
[0060]i = 〇、1、...、N-l;
[0061]0> = 5OKhz；[〇〇62]發(fā)射端安裝支架9固定在航道15的一側，保證發(fā)射端安裝支架9上發(fā)射不同頻率超聲波發(fā)射探頭11發(fā)出的超聲波中心線構成的平面與水平面14垂直且保證超聲波發(fā)射線陣8 完全浸沒水中；[〇〇63]E、接收多頻率超聲波信號13;
[0064]超聲波接收模塊6由N個超聲波接收探頭12、一個接收端安裝支架16、N個超聲波接收解調(diào)電路組成，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭12接收到的不同頻率超聲波解調(diào)成對應超聲波發(fā)射探頭11頻率，N個超聲波接收探頭12排成一列安裝于接收端安裝支架16 上，每個超聲波接收探頭12接收的超聲波中心線與接收端安裝支架16所在的平面垂直，構成超聲波接收線陣，超聲波接收線陣固定安裝在航道15的另一側且接收端安裝支架16所在的平面與水平面14垂直；[〇〇65]F、數(shù)據(jù)處理模塊4進行數(shù)據(jù)處理；
[0066]數(shù)據(jù)處理模塊4根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊2安裝在超聲波發(fā)射線陣8的第0個超聲波發(fā)射探頭11中心位置M高度，測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H，再結合超聲波接收線陣接收的信號強弱計算出下端最后一個被遮擋超聲波接收探頭12中心位置距離第0個超聲波接收探頭12中心位置的長度X;[〇〇67]G、顯示模塊5進行結果顯示；[〇〇68]顯示模塊5根據(jù)最后計算出的船舶10吃水深度為M+H+X，顯示計算結果，并提示工作人員判斷過往船舶10是否吃水深度超限。
【主權項】
1.一種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括多頻超聲波發(fā)射模塊(7)、發(fā) 射端壓力傳感器模塊(2)、接收端壓力傳感器模塊(3)、超聲波接收模塊(6)、同步控制模塊 (1)、數(shù)據(jù)處理模塊(4)和顯示模塊(5);所述的數(shù)據(jù)處理模塊(4)通過數(shù)據(jù)線分別與接收端 壓力傳感器模塊(3)、超聲波接收模塊(6)和顯示模塊(5)連接;所述的同步控制模塊(1)安 裝在超聲波接收模塊(6)—側，通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊(7)和發(fā)射端 壓力傳感器模塊(2)連接；同步控制模塊(1)由時鐘發(fā)生器和同步緩沖電路組成，控制多頻 超聲波發(fā)射模塊(7)與發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)同步工作;多頻超聲波發(fā)射模塊(7)構成 發(fā)射端;超聲波接收模塊(6)構成接收端;所述的多頻超聲波發(fā)射模塊(7)由N個調(diào)制不同頻 率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝支架(9)及N個超聲波發(fā)射探頭(11)構成，N個超 聲波發(fā)射探頭(11)排成一列安裝于發(fā)射端安裝支架(9)上構成超聲波發(fā)射線陣(8)，每個超 聲波發(fā)射探頭(11)發(fā)出的超聲波中心線與發(fā)射端安裝支架(9)長度方向中心線垂直，設發(fā) 射端安裝支架(9)上的超聲波發(fā)射探頭(11)從上至下的編號依次為0、1、…、N-1;則第i個超 聲波發(fā)射探頭(11)的發(fā)射頻率為:F = f+i*9;f> = 200Khz；i = 0、l、…、N-l;9> = 50Khz ；發(fā)射端安裝支架(9)固定在航道(15)的一側，保證發(fā)射端安裝支架(9)上發(fā)射不同頻率 超聲波發(fā)射探頭(11)發(fā)出的超聲波中心線構成的豎直平面與水平面(14)垂直且保證超聲 波發(fā)射線陣(8)完全浸沒在水中；所述的發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)安裝在超聲波發(fā)射線陣 (8)的第0個超聲波發(fā)射探頭(11)中心位置之上M高度，通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位 置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H;所述的超聲波接 收模塊(6)由N個超聲波接收探頭(12)、一個接收端安裝支架(16)和N個超聲波接收解調(diào)電 路組成，所述的超聲波接收解調(diào)電路包括放大電路(17)、濾波電路(18)、檢波電路(19)及處 理電路(20)，所述的放大電路(17)依次與濾波電路(18)、檢波電路(19)及處理電路(20)串 聯(lián)，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭(12)接收到的不同頻率超聲波解調(diào)成對應超聲 波發(fā)射探頭(11)頻率，N個超聲波接收探頭(12)排成一列安裝于接收端安裝支架(16)上，每 個超聲波接收探頭(12)接收的超聲波中心線與接收端安裝支架(16)朝向航道(15)中心方 向的豎直平面垂直，構成超聲波接收線陣，超聲波接收線陣固定安裝在航道(15)的另一側 且接收端安裝支架(16)所在的平面與水平面(14)垂直;所述的發(fā)射端安裝支架(9)所在平 面與接收端安裝支架(16)所在平面平行;所述的接收端壓力傳感器模塊(3)安裝在超聲波 接收線陣的第〇個超聲波接收探頭(12)中心位置之上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器 中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的深度L;所述的數(shù) 據(jù)處理模塊(4)是一臺工控機，根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)和接收端壓力傳感器模塊 (3)傳送的深度信息以及超聲波接收線陣接收的信號強弱計算出船舶(10)吃水深度;所述 的顯示模塊(5)用來通知工作人員過往船舶(10)吃水深度是否超限。2.—種高速側掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)的工作方法，其特征在于:包括以下步驟:A、同步控制模塊(1)的構建；同步控制模塊(1)安裝在超聲波接收模塊(6)—側，通過同步緩沖電路分別與多頻超聲波發(fā)射模塊(7)和發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)連接；同步控制模塊(1)由可靠時鐘發(fā)生器和 同步緩沖電路組成，控制多頻超聲波發(fā)射模塊(7)與發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)同步工作；B、采集發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)深度；發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)安裝在超聲波發(fā)射線陣(8)的第0個超聲波發(fā)射探頭(11)中 心位置上M高度，其通過測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量發(fā)射端壓 力傳感器中心位置距離水面的深度H;C、采集收端壓力傳感器模塊深度；接收端壓力傳感器模塊(3)安裝在超聲波接收線陣的第0個超聲波接收探頭(12)中心 位置上M高度，其通過測量接收端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來測量接收端壓力 傳感器中心位置距離水面的深度L;D、發(fā)射多頻率超聲波信號(13);多頻超聲波發(fā)射模塊(7)由N個調(diào)制不同頻率的超聲波發(fā)射調(diào)制電路、一個發(fā)射端安裝 支架(9)及N個超聲波發(fā)射探頭(11)構成，N個超聲波發(fā)射探頭(11)排成一列安裝于發(fā)射端 安裝支架(9)上構成超聲波發(fā)射線陣(8)，每個超聲波發(fā)射探頭(11)發(fā)出的超聲波中心線與 發(fā)射端安裝支架(9)長度方向中心線垂直，設發(fā)射端安裝支架(9)上的超聲波發(fā)射探頭(11) 從上至下的編號依次為0、1、…、N-1;則第i個超聲波發(fā)射探頭(11)的發(fā)射頻率為:F = f+i*9;f> = 200Khz；i = 0、l、…、N-1;9> = 50Khz ；發(fā)射端安裝支架(9)固定在航道(15)的一側，保證發(fā)射端安裝支架(9)上發(fā)射不同頻率 超聲波發(fā)射探頭(11)發(fā)出的超聲波中心線構成的平面與水平面(14)垂直且保證超聲波發(fā) 射線陣(8)完全浸沒水中；E、接收多頻率超聲波信號(13);超聲波接收模塊(6)由N個超聲波接收探頭(12)、一個接收端安裝支架(16)、N個超聲波 接收解調(diào)電路組成，超聲波接收解調(diào)電路將超聲波接收探頭(12)接收到的不同頻率超聲波 解調(diào)成對應超聲波發(fā)射探頭(11)頻率，N個超聲波接收探頭(12)排成一列安裝于接收端安 裝支架(16)上，每個超聲波接收探頭(12)接收的超聲波中心線與接收端安裝支架(16)所在 的平面垂直，構成超聲波接收線陣，超聲波接收線陣固定安裝在航道(15)的另一側且接收 端安裝支架(16)所在的平面與水平面(14)垂直；F、數(shù)據(jù)處理模塊(4)進行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理模塊(4)根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊(2)安裝在超聲波發(fā)射線陣(8)的第0個 超聲波發(fā)射探頭(11)中心位置M高度，測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的壓力來 測量發(fā)射端壓力傳感器中心位置距離水面的深度H，再結合超聲波接收線陣接收的信號強 弱計算出下端最后一個被遮擋超聲波接收探頭(12)中心位置距離第0個超聲波接收探頭 (12)中心位置的長度X;G、顯示模塊(5)進行結果顯示；顯示模塊(5)根據(jù)最后計算出的船舶(10)吃水深度為M+H+X，顯示計算結果，并提示工 作人員判斷過往船舶(10)是否吃水深度超限。
【文檔編號】G01V1/38GK105947140SQ201610254889
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】熊木地, 高云飛, 王培濱, 王瑩, 烏旭
【申請人】大連海事大學