[发明专利]一种船舶低航速水下检测系统及其工作方法

说明书

本发明提供一种船舶低航速水下检测系统及其工作方法。本发明系统，包括：航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块、倾角传感器模块、调制解调模块、数据采集和处理模块以及航速数据传输模块；航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块、倾角传感器模块集成在一个密检测装置中，置于水面下；调制解调模块调制系统所需高频信号，并将高频信号解调转换成电压驱动信号驱动换能器工作；航速数据传输模块将实时航速数据通过无线传输到手持设备，并将数据存入数据库。本发明的技术方案解决了现有船速检测技术容易受到被测船舶上和被测船周围运动目标影响，使得测量不准确。

技术领域

本发明涉及航速检测和船舶安全检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种船舶低航速水下检测系统及其工作方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，内河航运发展迅速，航运需求快速增加，水电站的建设大大改善了内河航运条件，与此同时，船舶在通过升船机等通航建筑物时，对船舶进出升船机船厢时的航速有严格的标准和要求，因此内河船舶进出升船机等通航建筑物时的航速检测也日益重要。现有的船速测量方法采用低速雷达测量法，该方法容易受到被测船舶上和被测船周围运动目标影响，使得测量不准确。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种船舶低航速水下检测系统及其工作方法。本发明将航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块、倾角传感器模块集成在一个密检测装置中，置于水面下；通过将调制解调模块实现调制系统所需高频信号，并将信号解调转换成电压驱动信号驱动换能器工作；再通过数据采集和处理模块实现对换能器的阻抗匹配，接收航速检测超声波换能器模块接收到的回波信号，对回波信号进行放大、滤波、整形并分析其多普勒频移用于计算船舶实时航速，同时采集温度传感器模块和倾角传感器模块用于计算修正船舶实时航速。

本发明采用的技术手段如下：

一种船舶低航速水下检测系统，包括：航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块、倾角传感器模块、调制解调模块、数据采集和处理模块以及航速数据传输模块；

所述的航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块、倾角传感器模块集成在一个密检测装置中，置于水面下；

所述的调制解调模块连接航速检测超声波换能器模块，用于调制系统所需高频信号，并将高频信号解调转换成电压驱动信号驱动换能器工作；

所述的数据采集和处理模块连接航速检测超声波换能器模块、温度传感器模块和倾角传感器模块，用于对换能器进行阻抗匹配，接收航速检测超声波换能器模块接收到的回波信号，对回波信号进行放大、滤波、整形并分析其多普勒频移用于计算船舶实时航速，同时采集温度传感器模块和倾角传感器模块的数据用于计算修正船舶实时航速；

所述的航速数据传输模块用于将实时航速数据通过无线传输到手持设备，并将数据存入数据库。

进一步地，所述航速检测超声波换能器模块主要由一个超声波换能器构成，超声波换能器在本系统中既是发射器又是接收器，对应于一个超声波束。

进一步地，所述超声波换能器发射的超声波集中于较窄的超声波束范围内，其超声波束中心轴线与水平面平行，同时与升船机引航道轴线呈一定角度，该角度可随航道宽度、长度调整，确保船舶进出升船机船厢航速均在测量范围内。

进一步地，所述的温度传感器模块为型号RSDS12的温度传感器，其测温范围为-55～125℃，测量进度±0.5℃，用以测量当前水温，测量水温用以修正声速在当前水温状态方程下的偏差。

进一步地，所述的倾角传感器模块为型号LVT426T的倾角传感器，其测量范围为0～±180°，测量精度为0.3°，分辨率为0.05°，用以测量设备倾角，测量设备倾角用以保证航速检测超声波换能器模块处于正确的角度。

进一步地，所述的调制解调模块主要由超声波发射驱动电路和超声波发射调制电路组成。