[發明專利]一種冰下水深測量方法

有效

• 申請號: 201710722230.2
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107560689B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 陳文劍;殷敬偉;王琿;郭龍祥;孫輝;高家輝;于洋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種冰下水深測量方法，敲冰裝置，其結構包含圓臺(1)、轉軸(2)、搖柄(3)、彈簧擋板(4)、彈簧伸縮板(5)、凸輪及敲擊球(6)；其中搖柄(3)、凸輪及敲擊球(6)通過轉軸(2)固定連接，轉軸(2)與圓臺(1)為轉動連接；彈簧擋板(4)中包含一個L型的擋板和一個拉伸的彈簧，凸輪卡住L型擋板，防止其側滑；彈簧伸縮板(5)內部含有一個壓縮的彈簧和與之相連的卡板，彈簧擋板(4)和彈簧伸縮板(5)與圓臺(1)通過彈簧連接；

其特征在于，包含以下步驟：

步驟一將敲冰裝置放在冰面上，在其旁邊放置冰層檢波器，并與冰面緊密接觸；

步驟二抬起搖柄，使帶有鉛球的長臂從圓盤軌道內頂端落下，敲擊冰面后，連接鉛球的連桿在下面彈簧的作用下反彈，彈簧及其伸縮板也隨之向上拉伸，到達輪盤的缺口時，伸縮板內壓縮的彈簧彈出固定卡板，卡住輪盤，以防止鉛球在冰面的二次反彈；

步驟三再次敲擊時，抬起搖柄的同時帶動凸輪轉動，凸輪向外推出彈簧拉伸的擋板，將伸縮板內的卡板頂回，伸縮板返回原位，以備下一次使用；

步驟四敲擊信號產生后，首先一部分信號經過冰面傳播給旁邊的冰層檢波器作為觸發信號，另一部分信號經冰層傳播后，由冰層下表面折射進入海水，海底反射后，經過冰層下表面的折射，進入冰層進行傳播，到達冰層檢波器后被檢波器接收；

步驟五敲擊一次，檢波器接收到時域信號后，進行存儲；存儲后，經由無線發射模塊傳至DSP信號處理模塊；

步驟六DSP信號處理模塊接收到的時域信號應分為三段，第一段為觸發信號，第二段為冰層反射的信號，第三段為海底反射的信號；由于冰層反射信號和海底反射的信號同時包含回波在冰中傳播的時間，兩段時間相減即為信號在水中傳播的時間；DSP處理單元計算出第二段和第三段信號的相鄰時間間隔，然后由水中聲速可以得到水深數據；

步驟七處理器得到水深數據后，將其顯示到TFT顯示屏。

2.根據權利要求1所述的一種冰下水深測量方法，其特征在于，所述的冰層檢波器，冰層檢波器是由STM32單片機、加速度傳感器模塊、存儲模塊和無線發射模塊組成；冰層中的聲波經由加速度傳感器采集，經過AD轉換，之后STM32單片機處理并存儲，最后由無線模塊發射至DSP信號處理模塊進行計算并顯示。