上，數(shù)據(jù)處理模塊7用于根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊6和接收端壓力傳感器模塊5傳送的深度信息，以及超聲波接收線陣接收的信號強(qiáng)弱，計算出出船舶吃水深度。
[0049]所述顯示模塊8安裝在浮體11上，用來通知工作人員過往船只是否超限。
[0050]一種船載側(cè)吃水檢測方法，包括以下步驟:
[0051]步驟1:采集浮體11角度信息；
[0052]角度傳感器模塊I將浮體11上仰或下俯的角度β實時傳輸給同步使能模塊2，因為固定板12和浮體11固定安裝，所以浮體11上仰或下俯的角度β即為超聲波發(fā)射線陣上仰或下俯的角度β。
[0053]步驟2:采集超聲波發(fā)射線陣中心位置深度；
[0054]發(fā)射端壓力傳感器模塊6實時采集超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面深度H然后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊7。
[0055]步驟3:采集超聲波接收陣列中心位置深度；
[0056]接收端壓力傳感器模塊5實時獲得超聲波接收陣列中心位置距離水面的深度L并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊7。
[0057]步驟4:角度判斷并使能同步信號；
[0058]同步使能模塊2對角度傳感器模塊I實時傳送的浮體11上仰或下俯的角度β進(jìn)行處理，即計算:
[0059]I = -1NT ( β / Θ +0.5)
[0060]INT表示取整數(shù)。
[0061]Θ表示編號為I的安裝支架10長度方向中心線與固定板12平面之間的夾角。
[0062]編號為O的安裝支架夾角為O ;編號為O的安裝支架構(gòu)成基準(zhǔn)安裝支架；
[0063]編號為-1的安裝支架夾角為-Θ。
[0064]同步使能模塊2依次等間隔的給超聲波發(fā)射模塊3中的第I個安裝支架10上的超聲波發(fā)射線陣循環(huán)發(fā)射使能信號；
[0065]步驟5:發(fā)射超聲波；
[0066]第I個安裝支架10上的超聲波發(fā)射線陣獲取同步使能模塊2傳送的使能信號后，發(fā)射超聲波信號。
[0067]步驟6:接收超聲波；
[0068]安裝在航道另一側(cè)的超聲波接收模塊4接收信號并實時傳給數(shù)據(jù)處理模塊7。
[0069]步驟7:數(shù)據(jù)處理；
[0070]數(shù)據(jù)處理模塊7根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊6傳送的超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面的深度H計算出第I個安裝支架10上的超聲波發(fā)射線陣第一個超聲波發(fā)射探頭9距離水面的深度H1以及接收端壓力傳感器模塊5傳送的超聲波接收線陣中心位置距離水面的深度L計算出水下第一個超聲波接收探頭距離水面的深度L1,氏和L i取平均后的值D作為水下第一個超聲波接收探頭距離水面的深度，再結(jié)合超聲波接收線陣接收的信號強(qiáng)弱計算出下端最后一個被遮擋超聲波接收探頭距離第一個超聲波接收探頭的長度X進(jìn)而計算出吃水深度為D+X。
[0071]以下通過附圖對互成角度的多發(fā)射線陣補(bǔ)償浮體11上仰角度β帶來的誤差做進(jìn)一步地描述:
[0072]如圖2所示，當(dāng)浮體上仰角度β，同步使能模塊2對角度傳感器模塊I實時傳送的浮體11上仰角度β進(jìn)行處理，即計算:
[0073]i = -1NT ( β / Θ +0.5)，INT表示取整數(shù)，則選取第i個安裝支架10上的超聲波發(fā)射線陣作為發(fā)射線陣，如果β值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Θ值，則選取編號為O安裝支架10上的超聲波發(fā)射線陣作為發(fā)射線陣。
【主權(quán)項】
1.一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，包括角度傳感器模塊(1)、超聲波發(fā)射模塊(3)、發(fā)射端壓力角傳感器模塊￠)、接收端壓力傳感器模塊(5)、超聲波接收模塊(4)、同步使能模塊(2)、數(shù)據(jù)處理模塊(7)、顯示模塊(8);其特征在于， 所述數(shù)據(jù)處理模塊(7)通過分別與發(fā)射端壓力角傳感器模塊￠)、接收端壓力傳感器模塊(5)、超聲波接收模塊(4)和顯示模塊(8)連接； 同步使能模塊2通過分別與角度傳感器模塊(1)、超聲波發(fā)射模塊(3)連接，超聲波發(fā)射模塊(3)構(gòu)成發(fā)射端，超聲波接收模塊(4)構(gòu)成接收端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射模塊(3)由2N+1個超聲波發(fā)射線陣、2N+1個安裝支架(10)、浮體(11)、固定板(12)組成；所述超聲波發(fā)射線陣由多個超聲波發(fā)射探頭(9)排成一列，安裝于安裝支架(10)上，每個超聲波發(fā)射探頭(9)發(fā)出的超聲波中心線與安裝支架(10)長度方向中心線垂直，同一安裝支架(10)上的多個超聲波發(fā)射探頭(9)發(fā)出的超聲波中心線構(gòu)成的平面與固定板(12)平面垂直； 安裝支架(10)從左至右的編號依次為-N、-N+l、…、0、…、N-1、N;則第i個安裝支架長度方向中心線與固定板(12)平面之間具有夾角Qi:Qi = i* θ ； i = -N、-N+l、…、0、…、N-1、N; Θ的取值范圍為1-3度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述固定板(12)固定在靠近航道中心、且浸沒于水中的浮體11朝向航道中心的一側(cè)，并且固定板(12)平面與水平面垂直。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述角度傳感器模塊(1)固定安裝在浮體(11)上，角度傳感器模塊(1)將浮體(11)上仰或下俯的角度β實時傳輸給同步使能模塊(2)，這里規(guī)定上仰角度為正值，下俯角度為負(fù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端壓力角傳感器模塊(6)安裝在超聲波發(fā)射模塊(3)中的固定板(12)平面上，發(fā)射端壓力角傳感器模塊(6)通過測量超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面的壓力，來測量超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面的深度Η。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波接收模塊(4)由超聲波接收探頭和一個安裝支架(10)組成，所述超聲波接收探頭排成一列，安裝于一個安裝支架(10)上，每個超聲波接收探頭接收的超聲波中心線與安裝支架(10)所在的平面垂直，構(gòu)成單一超聲波接收線陣；單一超聲波接收線陣固定安裝在航道另一側(cè)、且與安裝支架(10)所在的平面與水平面垂直； 接收端壓力傳感器模塊(5)安裝在單一超聲波接收線陣的中心位置，其通過測量超聲波接收線陣中心位置距離水面的壓力，來測量超聲波接收線陣中心位置距離水面的深度L。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述同步使能模塊(2)固定安裝在浮體(11)上，同步使能模塊(2)用于對角度傳感器模塊(1)傳來的角度β進(jìn)行判斷，獲取當(dāng)前符合要求的一個超聲波發(fā)射線陣，然后依次分時等間隔的循環(huán)發(fā)射使能信號。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊(7)安裝在浮體(11)上，數(shù)據(jù)處理模塊(7)用于根據(jù)發(fā)射端壓力角傳感器模塊(6)和接收端壓力傳感器模塊(5)傳送的深度信息，以及超聲波接收線陣接收的信號強(qiáng)弱，計算出出船舶吃水深度。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊(8)安裝在浮體(11)上，用來通知工作人員過往船只是否超限。10.采用如權(quán)利要求1?9所述任意一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)的船載側(cè)吃水檢測方法，其特征在于包括以下步驟， 步驟1:角度傳感器模塊(1)將浮體(11)上仰或下俯的角度β實時傳輸給同步使能模塊(2)，因為固定板(12)和浮體(11)固定安裝，所以浮體(11)上仰或下俯的角度β即為超聲波發(fā)射線陣上仰或下俯的角度β ; 步驟2:發(fā)射端壓力傳感器模塊(6)實時采集超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面深度Η然后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(7); 步驟3:接收端壓力傳感器模塊(5)實時獲得超聲波接收陣列中心位置距離水面的深度L并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(7)； 步驟4:同步使能模塊(2)對角度傳感器模塊(1)實時傳送的浮體(11)上仰或下俯的角度β進(jìn)行處理，即計算:I = -ΙΝΤ(β / Θ +0.5) ΙΝΤ表示取整數(shù)； 同步使能模塊(2)依次等間隔的給超聲波發(fā)射模塊(3)中的第I個安裝支架(10)上的超聲波發(fā)射線陣循環(huán)發(fā)射使能信號； 步驟5:第I個安裝支架(10)上的超聲波發(fā)射線陣獲取同步使能模塊(2)傳送的使能信號后，發(fā)射超聲波信號； 步驟6:安裝在航道另一側(cè)的超聲波接收模塊(4)接收信號并實時傳給數(shù)據(jù)處理模塊(7);步驟7:數(shù)據(jù)處理模塊(7)根據(jù)發(fā)射端壓力傳感器模塊(6)傳送的超聲波發(fā)射線陣中心位置距離水面的深度Η計算出第I個安裝支架(10)上的超聲波發(fā)射線陣第一個超聲波發(fā)射探頭(9)距離水面的深度氏以及接收端壓力傳感器模塊(5)傳送的超聲波接收線陣中心位置距離水面的深度L計算出水下第一個超聲波接收探頭距離水面的深度Q，氏和L !取平均后的值D作為水下第一個超聲波接收探頭距離水面的深度，再結(jié)合超聲波接收線陣接收的信號強(qiáng)弱計算出下端最后一個被遮擋超聲波接收探頭距離第一個超聲波接收探頭的長度X進(jìn)而計算出吃水深度為D+X。
【專利摘要】一種船載側(cè)吃水檢測系統(tǒng)及檢測方法，所述的系統(tǒng)包括角度傳感器模塊、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、同步使能模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和顯示模塊；所述的超聲波發(fā)射模塊由2N+1個超聲波發(fā)射線陣、2N+1個安裝支架、浮體和固定板組成。由于本發(fā)明以一種互成角度的多發(fā)射線陣代替單一發(fā)射線陣，解決了當(dāng)浮體上仰或下俯角度過大時單一發(fā)射線陣的探頭偏離水平線角度過大，從而導(dǎo)致超聲波發(fā)射探頭不在合理的工作范圍，進(jìn)一步影響接收線陣無法正確接收發(fā)射線陣相對應(yīng)的信號。
【IPC分類】B63B39/12
【公開號】CN105270580
【申請?zhí)枴緾N201510660562
【發(fā)明人】熊木地, 李然, 齊俊麟, 王培濱, 鄭衛(wèi)力, 金鋒, 陳新, 王海江, 張 杰
【申請人】長江三峽通航管理局, 大連海事大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月14日