[發明專利]一種仰掃式吃水檢測系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201610148274.4
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105818941B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 熊木地;劉占民;王瑩
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B63B39/12
• 分類號: B63B39/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司21212
• 代理人: 李洪福

1.一種仰掃式吃水檢測系統，其特征在于：包括自動升降浮體模塊(12)、水下安裝支架模塊(8)、超聲波傳感器模塊(2)、水壓傳感器模塊(3)、同步控制模塊(1)、超聲波數據采集模塊(4)、水壓數據采集模塊(5)、數據處理與顯示模塊(6)和報警模塊(7)；所述的同步控制模塊(1)通過同步緩沖電路分別與超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)連接，所述的超聲波傳感器模塊(2)經超聲波數據采集模塊(4)連接到數據處理與顯示模塊(6)，所述的水壓傳感器模塊(3)經水壓數據采集模塊(5)連接到數據處理與顯示模塊(6)，所述的數據處理與顯示模塊(6)還與報警模塊(7)連接；

所述的自動升降浮體模塊(12)由浮體、纜繩和升降機組成，用來調節水下安裝支架模塊(8)的深度；所述的水下安裝支架模塊(8)是長度小于航道寬度的不銹鋼支架，用來固定超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)；所述的超聲波傳感器模塊(2)是等間隔固定在水下安裝支架模塊(8)上的超聲波傳感器陣列；所述的水壓傳感器模塊(3)是固定在水下安裝支架模塊(8)上的水壓傳感器；所述的同步控制模塊(1)安裝在航道岸邊，通過同步緩沖電路分別與超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)連接；同步控制模塊(1)由可靠時鐘發生器和同步緩沖電路組成，用來驅動超聲波傳感器模塊(2)與水壓傳感器模塊(3)同步工作；所述的超聲波數據采集模塊(4)是一臺嵌入式計算機，用來采集超聲波傳感器模塊(2)接收到的超聲波信號；所述的水壓數據采集模塊(5)是另一臺嵌入式計算機，與超聲波數據采集模塊(4)相互獨立，用來采集水壓傳感器模塊(3)采集的水壓數據；所述的數據處理與顯示模塊(6)是一臺工控機，利用超聲波數據采集模塊(4)和水壓數據采集模塊(5)采集到的數據推算并顯示船舶(9)具體吃水深度；所述的報警模塊(7)用來提示工作人員判斷過往船舶(9)是否吃水超限。

2.一種仰掃式吃水檢測系統的工作方法，其特征在于：包括以下步驟：

A、構建自動升降浮體模塊(12)

自動升降浮體模塊(12)由浮體、纜繩和升降機組成；浮體安置在航道兩側水中，用來固定水下安裝支架模塊(8)；升降機安置在航道兩側岸上，其通過纜繩與浮體相連，用來調節水下安裝支架模塊(8)的深度；

B、構建水下安裝支架模塊(8)

水下安裝支架模塊(8)是長度小于航道寬度的不銹鋼支架，用來固定超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)，其固定在自動升降浮體模塊(12)的浮體上，根據實際需求調節下水深度；

C、構建同步控制模塊(1)

同步控制模塊(1)安裝在航道岸邊，通過同步緩沖電路分別與超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)連接；同步控制模塊(1)由可靠時鐘發生器和同步緩沖電路組成；可靠時鐘發生器產生驅動超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)工作的使能信號；使能信號分別通過超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)的同步緩沖電路同時驅動超聲波傳感器模塊(2)和水壓傳感器模塊(3)工作；

D、構建超聲波數據采集模塊(4)

超聲波數據采集模塊(4)是一臺嵌入式計算機；當超聲波傳感器模塊(2)工作時，超聲波數據采集模塊(4)實時采集超聲波信號；

E、構建水壓數據采集模塊(5)

水壓數據采集模塊(5)是另一臺嵌入式計算機，與超聲波數據采集模塊(4)相互獨立，當水壓傳感器模塊(3)工作時，水壓數據采集模塊(5)實時采集水壓數據；

F、構建數據處理與顯示模塊(6)

數據處理與顯示模塊(6)是一臺工控機；根據超聲波數據采集模塊(4)采集得到的數據計算出船舶(9)最低點距水下安裝支架模塊(8)的距離D_max；利用水壓數據采集模塊(5)采集到的水壓數據計算出水下安裝支架模塊(8)距水面的距離H；最后推算出船舶(9)的吃水深度為L＝H-D_max；

G、構建報警模塊(7)

報警模塊(7)根據最后計算出的船舶(9)吃水深度提示工作人員判斷過往船舶(9)是否吃水超限。