[發明專利]聲學海底驗潮儀

無效

• 申請號: 201210297011.1
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102853823A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 劉雁春;付建國;王海亭
• 申請（專利權）人: 劉雁春;付建國;王海亭
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01F23/296
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

技術領域

本發明涉及一種海上定點觀測海洋潮位的裝置，尤其是一種結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高的聲學海底驗潮儀。

背景技術

驗潮是在某固定點（岸邊或海上）按一定時間間隔對潮汐漲落所進行的觀測，是海洋工程測量、航道測量、海洋調查、海港碼頭監測等工作的重要組成部分。由于驗潮時需要設置驗潮裝置以觀測潮汐漲落，為此遠離岸邊的海域實施定點驗潮要比岸邊驗潮困難得多。雖然公知的驗潮裝置有驗潮尺、浮子式驗潮儀、聲學驗潮儀、壓力式驗潮儀及微波驗潮儀等等，但是目前應用于海上定點驗潮的方法僅有壓力式驗潮和定點測深驗潮。壓力式驗潮是將壓力式驗潮儀安置于海底或水下固定位置，通過檢測海水的壓力變化而推算出海面的起伏變化。優點是自動化程度高、適用范圍廣，缺點是成本較高且傳壓裝置易被泥沙堵塞。定點測深驗潮是使用回聲測深儀連續不間斷地測深來進行驗潮，回聲測深儀由換能器管通過電纜與主機相接，空心柱體及換能器構成換能器管，發射/接收模塊、控制器及電池等構成主機。測深時，將測船拋錨固定在海上某點，將換能器管垂直固定在測量船舷上，位于頭端的換能器置于水下，主機安置在艙面上，雖然具有選點靈活的優點，但卻需要測船在整個測量過程中始終做為輔助工具，測量成本高，并且測船易受隨海流作用發生位置漂移，故觀測精度較低。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高的聲學海底驗潮儀。

本發明的技術解決方案是：一種聲學海底驗潮儀，有環形基座及與環形基座相接的三個支爪，所述環狀基座橫向內側通過第一軸與內環活動連接，在內環內有豎向設置且換能器位于上端的聲學測量單元，內環與測量單元通過第二軸活動連接，第一軸與第二軸在橫向上相差90度，所述環形基座通過鋼纜與指示浮標相接。

所述環形基座與防護罩相接，所述聲學測量單元的下端置于防護罩內。

本發明可將聲學測量單元（回聲測深儀）可靠地固定在海底且保證換能器垂直向上，通過換能器向海面發射聲波，利用回聲測量換能器至海面的距離（深度），從而完成驗潮。無需測量船在整個測量過程中做為輔助工具，具有結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高等優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖2是本發明實施例的局部俯視圖。

具體實施方式

如圖1、2所示：設有由空心柱體、換能器、發射/接收模塊、控制器及電池構成的聲學測量單元1，即現有技術的回聲測深儀，空心柱體采用316L不銹鋼管，將換能器、發射/接收模塊、控制器及電池密封于空心柱體內。控制器采用以ARM9為核心的系統，結合軟件實現控制、深度測量和數據存儲管理功能，可根據觀測要求，利用計算機通過數據接口設定控制器的控制程序，如：測量間隔、采樣頻率、采樣數量等。延時測量利用ARM9內部的計數器完成，非易失存儲器采用FLASH?RAM，數據接口由ARM9內部的UART實現，采用RS232規范，電池采用鋰電池。本發明同時還設有用316不銹鋼等材料制成的環形基座2及與環形基座2相接的三個支爪3，環狀基座2橫向內側通過第一軸4與內環5活動連接，在內環5內通過第二軸6與豎向設置且換能器位于上端的聲學測量單元1活動連接，第一軸4與第二軸6在橫向上相差90度，環形基座2通過鋼纜7與指示浮標8相接，用來指示驗潮點的位置。

三個支爪3可將環形基座1穩固安置在海底，而第一軸4、第二軸6與內環5構成常平架結構，即在重力作用下始終處于水平狀態，以保證聲學測量單元1始終垂直。為了防止聲學測量單元1觸及海底，以進一步確保聲學測量單元1始終處于自由垂直狀態，可與環形基座2相接一個防護罩9，將聲學測量單元1的下端置于防護罩9內。

工作過程：

根據作業區域的潮汐控制要求，選擇海底較平坦的地方作為驗潮點，船載本發明實施例到達驗潮點后放入海底，通過鋼纜7與環形基座2相接的指示浮標8漂浮于海面，此時船只即可駛離。

聲學測量單元1中的控制器按設定程序控制發射/接收模塊產生一定頻率（約200KHz）一定波形的超聲波激勵信號，通過換能器向海面方向發射，聲波到達海面時將產生反射，反射信號被換能器接收并送至發射/接收模塊，發射/接收模塊將檢測到的海面回波信號傳送給控制器，由控制器測量收發信號的時間差并計算出換能器至海面的距離，并按時間序列將數據存儲保存，實現監測海面隨潮汐的起伏變化，達到定點驗潮的目的。

測量結束后，船只依據指示浮標8到達驗潮點，并利用鋼纜7將本發明實施例收回，通過數據接口將控制器中非易失存儲器存儲的潮位觀測序列數據轉存入有關計算機進行數據處理。